Ikaros isoform 6在费城染色体阳性急性淋巴细胞白血病中染色质重塑的调控机制研究

Based on our recent finding on clinical association of Ikaros isoform 6(Ik6) with Philadelphia chromosome positive acute lymphoblastic leukemia (Ph+ALL), we designed the present study to further determine the underlying mechanism.By using chromatin immunoprecipitation followed by DNA sequencing (ChIP-Seq) and digital gene expression profiling (DGE), the genome-wide analysis of recruitment of Ik6/Ikaros(wild-type)/Helios/Aiolos and Mi-2/NuRD on promoters, relevant histone modifications, gene expression profiling and related signaling pathways will be widely investigated. We proposed that Mi-2/NuRD mediated chromatin-remodeling may contribute to the role of Ik6 on proliferation and progression of leukemia cells in Ph+ALL. In addition, we suggested that expression of Ik6 is caused by IKZF1 genomic abnormality rather than pre-mRNA alternative splicing, which has previously been reported.

本研究针对我们前期发现Ikaros isoform 6(Ik6)在费城染色体阳性急性淋巴细胞白血病(Ph+ALL)中的重要临床意义进行深入机制探索。我们提出了Ph+ALL细胞中失去DNA结合功能域的Ik6通过染色质重塑复合物Mi-2/NuRD介导的组蛋白修饰和染色质重塑机制，改变染色质空间结构和染色质环境，从而调控基因的机制假说。这一假说从根本上挑战了过去提出的Ph+ALL中BCR-ABL通过"pre-mRNA选择性剪接"机制诱导产生Ik6的学说。我们拟通过先进的全基因组染色质免疫沉淀结合高通量测序(ChIP-Seq)技术和数字基因表达谱技术，研究Ik6/Ikaros(野生型)/Helios/Aiolos和Mi-2/NuRD在全基因组范围启动子区特异性结合、组蛋白修饰、靶基因表达谱和涉及的信号通路，证实我们的假说。本研究对探索Ph+ALL这一高危亚型的新治疗靶点有重要意义。

本研究针对前期研究发现Ik6 在Ph+ALL中的重要临床意义开展深入机制探索，通过全基因组染色质免疫沉淀结合高通量测序(ChIP-seq)技术和基因表达谱等技术在全基因组范围研究启动子区特异性结合、组蛋白修饰、靶基因表达谱和涉及的信号通路，并证实Ik6 在Ph+ALL细胞中通过组蛋白修饰和染色质重塑机制调控Ikaros靶基因的科学假说。主要研究结果：（1）Mi-2 / NuRD（核小体重塑脱乙酰酶）复合物，是一组具有ATP依赖性染色质重塑和组蛋白脱乙酰酶活性的相关蛋白，组蛋白脱乙酰酶HDAC1是该复合物的关键成分。我们应用高通量ChIP-seq技术，已确定了Ikaros和HDAC1在高危亚型Ph+ALL中的全基因组结合谱；（2）通过ALL细胞中高通量RNA-seq数据，确认了Ikaros和HDAC1单独调节的靶基因表达谱，以及他们共同调节的靶基因表达谱；（3）我们发现Ikaros通过抑制细胞周期进程和PI3激酶通路等靶基因表达而抑制白血病细胞的增殖；（4）我们还发现Ikaros通过富集H3K9me3到其启动子区抑制其单独调节的靶基因表达，通过与HDAC1结合来富集H3K27me3及降低H3K9ac从而抑制Ikaros-HDAC1或HDAC1单独调节基因或Ikaros-HDAC1共同调节靶基因的表达。这些研究结果表明我们发现了Ikaros调节的靶基因表达的HDAC1依赖性和HDAC1非依赖性的两种表观遗传学调节机制；（5）通过高通量ChIP-seq技术，我们还发现了BCL6 / BACH2、c-MYC/MYCBP2、IL7R/SH2B3、CRLF2和DNM2等在Ph+ALL中起重要作用的Ikaros的靶基因，这些研究成果对探索Ph+ALL这一高危亚型的新治疗靶点有重要意义。本研究成果（1）已发表论文：第1作者和/或通讯作者SCI论文（已标注本课题号）9篇，总影响因子36.69；共同作者发表影响因子10分以上SCI论文（已标注本课题号）2篇[Leukemia(IF 12.104)，Blood(IF 11.841)]；通讯作者发表中文核心期刊论文（已标注本课题号）8篇；（2）研究成果获得2项江苏省医学新技术引进二等奖（排名第一）；（3）研究成果被录用国际学术会议交流11次；（4）研究成果受美国两所大学邀请前往美国进行应邀学术讲座。