SPRED1启动子超甲基化在急性髓系白血病中的预后意义及致病机制

SPRED1 is a negative regulator of Ras-MAPK signal pathway. Recently, more and more studies show that SPRED1 serves as a novel tumor suppressor gene in acute myeloid (AML). Our previous data suggests that SPRED1 promoter hypermethylation is associated with the prognosis of AML and contributes to leukemogenesis by suppressing the expression of SPRED1. This study is aimed to investigate the methylation status of patients with AML as well as AML cell lines and reveal the correlations of SPRED1 methylation levels to clinical biomarkers, treatment response, prognostic parameters. The impact of SPRED1 hypermethylation to malignant transformation of AML and the regulation on Ras-MAPK signal pathway will be further clarified. The mutant genes that induce SPRED1 hypermethylation will be demonstrated in transfected AML cells. The completion of this study will help to find a novel marker for risk stratification and therapeutic target of AML.

SPRED1是Ras-MAPK 信号传导通路的负向调控蛋白。研究表明SPRED1基因是一种新型急性髓细胞白血病(Acute myeloid leukemia, AML)抑癌基因。我们前期的研究提示SPRED1启动子超甲基化可能与AML预后密切相关并且参与了白血病的发生。本研究将采用MassArray及MSP法检测AML患者骨髓细胞及AML细胞系SPRED1基因甲基化状态，明确 SPRED1超甲基化水平与AML临床预后参数、治疗反应及长期生存的相关性。在AML细胞中确定DNA超甲基化对SPRED1表达的抑制作用，阐明 SPRED1超甲基化在AML细胞恶性转化中的作用以及对Ras-MAPK信号传导通路的影响。筛选与SPRED1超甲基化的表观遗传学调控基因，在AML细胞系中证明其诱导SPRED1基因超甲基化的作用。本项目的完成有望发现AML预后相关的新指标，为AML的治疗提供新靶点。

近年来，表观遗传学的修饰作用，如DNA甲基化异常被认为在急性髓细胞白血病（Acute myeloid leukemia, AML）的发生发展中发挥了重要作用。我们前期的研究表明SPRED1在AML中表达减低，是潜在的AML抑癌基因。而SPRED1在AML中表达减低的调控机制及意义，即AML中是否存在SPRED1基因启动子甲基化异常，其如何影响AML的恶性转化，仍有待进一步证实。本研究通过Sequenom MassArray 平台定量及二代测序技术(Next-Generation Sequencing，NGS)检测93例AML患者骨髓细胞SPRED1基因启动子甲基化水平及基因突变情况，发现初诊AML患者SPRED1基因启动子甲基化水平显著增高,与SPRED1mRNA表达水平、FLT3及NPM1基因突变密切相关，而与年龄、白细胞计数、细胞核型、AML危险度分层及AML相关基因突变无关。SPRED1启动子高甲基化水平与AML治疗反应显著相关，而与AML长期生存无关。通过重亚硫酸盐的测序法(Bisulfite Genomic Sequence, BSP)检测 AML细胞系SPRED1启动子甲基化改变, 构建SPRED1质粒，经细胞转染实验及5-氮杂-2’-脱氧胞苷 (5-Aza-2’-deoxycytidine, 5-AdC)处理证明过表达SPRED1或降低SPRED1启动子甲基化水平能够抑制AML细胞SPRED1mRNA及蛋白的表达，降低细胞增殖活性，增加细胞凋亡，促进细胞分化。本研究结果表明SPRED1表达减低能够通过激活RAS-MAPK细胞信号传导通路，促进AML的恶性转化。而启动子高甲基化是SPRED1在AML中表达减低的调控重要机制。本研究结果确定了SPRED1作为AML疾病疗效及预后判定标志物的重要地位，为AML去甲基化治疗提供明确的基因靶点，也为确立SPRED1蛋白激酶成为未来研究热点奠定基础。而AML中SPRED1启动子高甲基化状态的调控机制仍有待进一步研究加以证实。