利用“染色体工程技术”制备新型白血病疾病动物模型

Animal models of leukemia play important roles in human leukemia research. Chromosomal abnormalities, such as translocations, deletions, and inversions, have been frequently observed in human leukemia patients. It is very useful to investigate the molecular mechanisms of leukemogenesis and develop effective therapeutic approaches by precise modeling of the chromosomal abnormalities using genetic manipulation techniques. Mixed lineage leukemia is an aggressive blood cancer displaying poor prognosis which represents around 10% of all clinical leukemia cases. Previous studies showed that MLL gene translocations are the predominant causes of clinical mixed lineage leukemia. Over 70 MLL fusion partner genes have beenidentified so far. In present proposal, we seek to generate novel inducible Mll-Af9 and Mll-Enl leukemia models by using chromosomal engineering technology. Here we describe a novel design, the leukemia cells underwent Mll translocation could be detected and tracked by fow cytometry and fluorescence microscopy. In summary, the new mouse models proposed here will provide invaluable tools not only for elucidating the disease mechanisms, but also for evaluating novel anti-leukemia drugs and new therapeutic strategies for clinical mixed lineage leukemia.

疾病动物模型在白血病研究中具有十分重要的作用。白血病的发生常常伴有染色体结构异常，如缺失、移位、倒置等。利用小鼠遗传操作技术，对白血病细胞染色体结构异常实现精确的模拟，对于研究白血病的发生发展机理，寻找有效地治疗途径至关重要。临床研究发现，约有10%的急性白血病发生是由染色体11q23位置的MLL基因与其它基因发生移位后产生的融合蛋白所诱发，目前在白血病人中已发现的可与MLL发生融合的基因超过70种。本课题中，我们将利用染色体工程的方法制备新型染色体移位的、可诱导的Mll-Af9与Mll-Enl白血病小鼠模型。在该模型中，我们引入了一种新颖的设计，使得在染色体发生移位的同时，白血病细胞能够被绿色荧光蛋白所标记，因此能够被流式细胞仪或荧光显微镜所定量、追踪与检测。该白血病小鼠模型的建立将为研究该类白血病的致病机理，治疗药物与方法的筛选与鉴定提供一种新颖、有效的动物模型工具。

本项目利用“染色体工程”技术构建新型白血病疾病动物模型。MLL型白血病在白血病中发病率约为10%，在婴儿期白血病中发病率约为80%，其恶性较强，愈后较差。其发病原因是由MLL基因与超过70余种靶基因融合后，形成MLL-融合癌蛋白所致。AF9与ENL是较为常见的与MLL基因发生融合的靶基因。尽管利用Cre-LoxP系统制备MLL-ENL融合蛋白的白血病模型已有报道，但之前的方法只能诱导产生MLL-ENL癌蛋白，却无法对表达癌蛋白的白血病细胞进行标记。在本项目中，我们通过一个新颖的设计，使得MLL-AF9，MLL-ENL癌蛋白产生的同时，细胞被GFP荧光蛋白所标记。这样，当诱导小鼠产生MLL型白血病时，细胞能够利用荧光显微镜或流式细胞仪准确地检测。在本项目的支持下，我们已经获得了MLL基因敲入小鼠、AF9基因敲入小鼠，ENL基因敲入小鼠仍在制备当中。目前，我们仍在对Cre+,MLLflox/+/AF9flox/+小鼠诱导发生MLL型白血病进行研究，仍需要一年左右的时间完成最终的数据采集分析与论文发表。我们会在今后及时向基金委汇报后续的研究成果。在本项目的支持下，我们发表SCI论文2篇，培养硕士研究生2名，硕博连读研究生1名。在我们制备的新型白血病疾病模型分析完成后，我们会积极与临床研究单位合作，推广该小鼠白血病疾病模型在临床发病机制研究与药物研究中的应用。