PTPN21基因突变和NKG2D为核心的免疫网络失衡在急性淋巴细胞白血病异基因干细胞移植后复发中的作用及机制

Disease relapse is one of the leading causes of death in patients with acute lymphoblastic leukemia (ALL) after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT). The mechanisms of leukemia relapse after allo-HSCT involve in the biological characteristics of leukemia cells and the effect of immune defence against leukemia. In our previous study, we performed exome sequencing analyses on matched diagnosis and relapse sample to explore genetic basis of relapse. We found that cells responsible for ALL relapse after allo-HSCT showed different gene mutations to the primary leukemia cells at diagnosis and acquired new gene mutations. We discovered that mutations in the protein tyrosine phosphatase, non-receptor type 21 (PTPN21) gene contributed to ALL relapse after allo-HSCT. On the other hand, we focused on the disability of immune defence against ALL relapse and proposed that NKG2D and other immune receptors dysfunction may play important roles in ALL relapse after allo-HSCT. Based on our previous study findings, in the present study, firstly, we attempt to elucidate the mechanisms of PTPN21 gene mutations in ALL relapse after allo-HSCT by ex vivo cell studies, transplantation animal model studies and gene mutation knock-in mouse model studies.We further screen gene mutations contributing to other subtype-T-ALL relapse after allo-HSCT and obtain the mutation spectrum associated with ALL relapse after allo-HSCT in Chinese population. Secondly, we focus on the roles of NKG2D and other immune receptors in the molecular mechanisms of insensitivity of ALL to the effect of graft versus leukemia after allo-HSCT. Our study may provide valuable information to research of the mechanisms of leukemia relapse after allo-HSCT and contribute to reduce the incidence of relapse and improve the survival of allogeneic hematopoietic stem cell transplantation patients.

急性淋巴细胞白血病（ALL）异基因造血干细胞移植后复发是影响移植疗效首要障碍，本项目以宏观视角，关注白血病自身生物学特性与机体抗白血病免疫内外调控机制，基于前期研究提出ALL移植后复发存在白血病细胞的克隆演变创新性理论，并筛选出与ALL发生移植后复发相关的PTPN21基因突变；通过对一系列移植免疫反应重要环节的分子研究，提出以NKG2D为核心的免疫网络失衡影响移植后异源反应性T和NK细胞活化，与ALL移植后免疫逃逸有关。本项目拟进一步通过临床、细胞和基因定点突变、基因敲除动物模型研究明确PTPN21基因突变在ALL复发中的分子机制；并利用全基因组外显子测序技术建立基于中国人群遗传背景的ALL移植后复发相关基因突变谱；通过NKG2D为核心的关键性免疫受体在T和NK细胞活化中的作用和机制研究，明确ALL移植后免疫逃逸机制，为深入阐释ALL移植后复发机制、减少复发和提高移植患者生存率提供新理论。

急性淋巴细胞白血病（ALL）是成人恶性肿瘤中最具挑战的疾病之一，异基因造血干细胞移植是治愈ALL的唯一途径，但移植后复发是影响移植疗效的首要障碍。本项目关注白血病自身生物学特性与机体抗白血病免疫内外调控机制，在前期研究的基础上，进一步通过临床、细胞和基因定点突变研究，深入阐释ALL移植后复发机制；获得特异性基因分子标志作为移植后白血病复发有效监测指标，为减少移植后复发和改善复发患者的不良预后提供治疗新思路。 .1、通过全基因外显子测序、目的基因测序建立了基于中国人群遗传背景的急性淋巴细胞白血病异基因造血干细胞移植后复发相关基因突变谱，明确与急性淋巴细胞白血病移植后复发相关的8个突变基因（表观遗传调节因子 SETD2, CREBBP, KDM6A 和NR3C1，肿瘤相关信号转导蛋白KRAS, PTPN21, MYC 和USP54），研究结果已发表在Oncotarget杂志。.2、首次提出异基因造血干细胞移植后白血病复发的克隆演变模式，研究结果在2013年美国血液学年会上发表口头报告。.3、明确了PTPN21蛋白具有促进急性淋巴细胞白血病细胞增殖的作用，PTPN21可能通过去磷酸化Src蛋白的Y527残基激活Src激酶活性，进一步激活下游MAPK通路从而促细胞增殖。参与PTPN21调控细胞增殖的MAPK通路可能在不同的急性淋巴细胞白血病株中通路不同。.4、揭示了PTPN21基因突变在急性淋巴细胞白血病细胞中通过增强PTPN21-SRC-ERK通路的活化水平，通过直接或者间接方式作用于下游P21-CDK2通路，从而促进白血病细胞增殖，促进细胞有丝分裂G0/S期过渡。.5、首次揭示PTPN21不同剪接体在调控ALL细胞逃逸NK细胞杀伤中的作用及机制。ALL细胞株中PTPN21的两种剪接体功能上存在差异，在调控ALL逃逸NK杀伤过程中表现相互拮抗。PTPN21长CDS剪接体通过BMX/STAT3/LMP7信号轴调控ALL细胞表面HLAI类分子分布，参与内源性抗原提呈过程，具有抑制ALL细胞逃逸NK杀伤的作用。.6、发表SCI论文19篇，其中IF >10分2篇， IF >5分5篇。在国际会议发表特邀报告、口头报告15次，获2013年教育部，高等学校科学技术进步奖一等奖，2015年国家科学技术进步奖二等奖。