CEBPA基因突变致急性髓系白血病发生发展作用的新机制-P53通路研究

CEBPA mutations is one kind of the most common mutations in patients with normal karyotype acute myeloid leukemia (AML). CCAAT enhancer-binding protein ( C/EBPα) is a key transcript factors in myelogenesis and acts as a tumor suppressor protein. In our study we found that C/EBPα with mutation in TAD1 domain or bZIP domain lost their function of inducing apoptosis and arresting cell growth in AML cells. In further study we found that P53 binding ability was altered in C/EBPα mutant compared with wild type. Moreover, C/EBPα with mutation in TAD2 domain retained their P53 affinity and apoptosis inducing function. Here we suggest that the binding of C/EBPα and P53 is vital in surveillance of AML . Impaired P53 binding abilities of C/EBPα mutants lead to excessive proliferation, differentiation failure and apoptosis disorder of transformed cells, and finally lead to the occurrence and development of AML. Our research intends to demonstrate the role of C/EBPα-P53 complex in surveillance of AML , and to reveal the molecular mechanisms of AML development caused by CEBPA mutations. Our study aims to provide new clues to the prevention and treatment of AML.

CEBPA基因突变是急性髓系白血病（AML）最常见的基因突变之一。CEBPA基因编码的C/EBPα蛋白是重要的髓系分化转录因子，并有抑癌蛋白功能。我们前期研究发现，C/EBPα蛋白N'端TAD1结构域突变体及C’端bZIP结构域突变体失去诱导AML细胞凋亡及抑制AML细胞增殖的功能。进一步研究发现两种突变体与P53结合能力明显减弱或缺失，而N’端TAD2结构域突变体则保留了P53结合能力，同时保留了诱导AML细胞凋亡的功能。由此我们提出C/EBPα与P53结合，稳定并激活P53通路是C/EBPα诱导AML细胞凋亡、抑制细胞增殖的关键环节， P53通路失活极有可能是CEBPA基因突变致AML发生发展的新机制。本项目拟从体内外水平证实C/EBPα通过与P53相互作用发挥肿瘤监视功能，阐明P53通路失活在CEBPA基因突变致AML发生发展中的作用和机制，为AML的防治提供理论依据。

CEBPA基因突变是急性髓系白血病 (acute myeloid leukemia ，AML)最常见的基因突变类型之一，我们前期在一例造血干细胞移植后复发的AML患者白血病细胞中发现了CEBPA基因同时存在的3种突变：2种N’端突变（c.247dupC, c.584-589dup）和1种C’端突变（c.914-916dup），不同位点的突变可能C／EBPα的功能产生不同影响。本项目研究发现C／EBPα与P53蛋白存在蛋白间相互作用， TAD1结构域突变（c.247dupC）产生的截短型蛋白P30结合P53的能力明显减弱，bZip结构域突变（c.914-916dup）产生的突变体CM完全失去结合P53的能力，而TAD2结构域突变（c.584-589dup）对其结合P53功能未产生明显影响。C／EBPα蛋白与P53的结合有利于C／EBPα蛋白的细胞核内定位，并在C/EBPα蛋白诱导肿瘤细胞凋亡中起关键作用。C／EBPα -P30及CM突变体与P53结合能力受损，胞浆定位增多，诱导AML细胞及乳腺癌细胞凋亡的能力也受到显著影响；而保留P53结合能力的NM突变可以定位至细胞核，同时也保留了诱导凋亡的功能。通过CHIP-Seq检测我们发现了C／EBPα在TP53结合蛋白基因区域内的富集，进一步通过KEGG富集分析发现C/EBPα在凋亡通路的富集。通过与ChIPBase v2.0数据库提供的过表达TP53的CHIP-Seq数据综合分析，发现两种转录因子对DNA损伤修复及凋亡通路相关基因ATM等的共同调节。我们的研究结果表明发生 CEBPA基因N’端TAD1结构域和C’端bZip结构域突变的细胞不能与P53结合，因此不能定位至细胞核诱导细胞凋亡反应，可能是AML及实体肿瘤复发的重要途径。本项目首次以P53通路为切入点研究了CEBPA基因突变导致肿瘤发生发展的作用机制，首次发现了C／EBPα与P53的相互作用，并阐述了两种转录因子的共同调节机制。本项目不仅为CEBPA导致AML及实体肿瘤的发生发展及复发提供理论依据，还可为临床上AML的复发提供预防和治疗提供的新靶点。