靶向纠正PKM异常剪接对耐Imatinib慢粒细胞的增敏作用及机制研究

The first-line drug Imatinib resistance is a difficult problem to be overcome in the clinical treatment of chronic myeloid leukemia (CML). It is of great clinical significance to explore new therapeutic or chemosensitizing targets. Our previous gene microarray results showed significant changes in glycolytic-associated genes after IM treatment of CML cells. The abnormal ratio of two splicing isoforms of glycolytic rate-limiting enzyme PKM gene (PKM2/PKM1) is causally associated with the drug resistance of CML cells. Therefore, we propose the hypothesis that the targeted restore of aberrant-splicing of PKM will contribute to the chemosensitivity of CML. According to the characteristics of PKM splicing, special vMO molecules were designed to correct the abnormal splicing of PKM, down-regulate PKM2 and up-regulate the expression of PKM1, and significantly reduce the ratio of PKM2/PKM1, thus causing changes in the type of glucose metabolism and phenotype of drug resistance of CML. Patients with bone marrow primitive cells, blood tumor models of immunodeficient mice, from molecular, cellular and animal levels to explore the correction of PKM abnormal splicing to reduce the level of glycolysis of CML cells, and induce apoptosis and/or inhibit autophagy, and finally sensitizes CML cells to Imatinib, which provides a new theoretical and experimental basis for the treatment of drug-resistant CML.

Imatinib（IM）耐药是慢性粒细胞白血病（CML）临床治疗中亟待克服的难题，探索新的治疗或增敏靶点有重要临床意义。我们前期芯片筛查结果显示IM处理CML细胞后糖代谢相关基因显著改变；进一步实验结果强烈提示：糖酵解限速酶PKM基因两个剪接异构体比值（PKM2/PKM1）的异常增高与CML细胞IM耐药具有因果联系。因此我们提出假说：靶向纠正PKM异常剪接将有助于CML的化疗增敏。我们拟根据PKM剪接特点设计特殊的vMO分子来纠正PKM异常剪接，下调PKM2的同时上调PKM1表达，显著降低PKM2/PKM1比值，从而引发CML糖代谢类型和耐药表型的转变。通过CML细胞株、患者骨髓原始细胞、免疫缺陷鼠血液肿瘤模型，从分子、细胞及动物整体水平等多层次探讨纠正PKM异常剪接在降低CML细胞糖酵解水平、诱导凋亡和/或抑制自噬进而增加IM敏感性中的重要作用。为耐药CML的治疗提供新的理论和实验依据。

慢性粒细胞白血病（chronic myeloid leukemia, CML）是造血干细胞水平发生的获得性恶性血液肿瘤。 BCR/ABL 融合蛋白为其特征性标志，该蛋白具有强烈酪氨酸激酶活性，异常激活下游多条信号通路，刺激造血细胞异常增殖和恶性转化。针对 BCR/ABL 的酪氨酸激酶抑制剂 Imatinib(IM)作为一线药物现已广泛应用于临床，然而伴随出现的耐药也成为其治疗的最主要障碍，因此，探索基于新机制的 CML 耐药治疗靶点或化疗增敏靶点有重要临床意义。CML细胞中糖酵解水平有明显升高，糖酵解限速酶PKM基因两个剪接异构体比值（PKM2/PKM1）的异常增高在 CML 耐药机制中发挥重要作用。我们应用特殊设计的vMO分子来纠正PKM异常剪接，下调PKM2的同时上调PKM1表达，显著降低PKM2/PKM1比值，降低CML细胞糖酵解水平、诱导凋亡和/或抑制自噬进而增加IM敏感性。.我们还以IM敏感CML细胞系（K562）和其相应的耐药细胞系（K562/R）为研究对象，探索IM敏感细胞来源的外泌体逆转IM耐药的作用及其机制，并为CML耐药的治疗提供新的实验依据。同时运用质谱技术对CML患者血浆外泌体进行蛋白组学分析，以求筛选出与IM耐药相关的蛋白。同时我们分析m6A 甲基转移酶 KIAA1429 在 CML 中表达特点，阐明 KIAA1429/YTHDF1 m6A 轴调控 RAB27B 表达促进 CML 细胞恶性表型的分子机制，并证实瑞卡帕布Rucaparib通过抑制 KIAA1429 而发挥抗CML作用。另外，我们还应用该项目经费开展了部分AML微环境相关研究。.通过以上研究，课题组共发表中英文期刊论文20篇，其中SCI收录论著12篇，获批CML诊断与治疗相关国家发明专利6项，获得省部级科技进步奖二等奖1项，培养研究骨干3名，培养博士研究生2名，硕士研究生3名。