miR-17和miR-20a在低氧诱导因子-1α诱导白血病细胞分化中的作用

近十年来，本实验室通过系列研究发现，低氧诱导因子-1α（HIF-1α）可以通过提高C/EBPα和Runx1转录活性诱导急性髓性白血病（AML）细胞分化。最近，我们发现，HIF-1α也可以通过抑制microRNA分子miR-17和miR-20a表达诱导AML细胞分化，而microRNA异常表达与白血病的发生和发展相关联。本研究拟利用NOD/SCID IL-2Rγnull 小鼠模型，从体内实验进一步证实miR-17和miR-20a在HIF-1α诱导白血病细胞分化过程中的作用；在细胞水平，利用生物信息学和分子生物学技术研究HIF-1α如何抑制miR-17和miR-20a表达以及miR-17和miR-20a通过哪些功能性靶基因发挥作用；探讨miR-17和miR-20a作为白血病诱导分化治疗新靶点的可能性。本研究将进一步完善HIF-1α诱导白血病细胞分化的理论，为白血病诱导分化治疗提供新的思路。

低氧诱导因子-1（HIF-1）是细胞对缺氧应答的一种关键转录因子，在肿瘤生物学中发挥多种作用。MicroRNAs (miRNAs) 参与包括分化、凋亡等各种细胞活动。本项目中，我们利用miRNA芯片检测了HIF-1a诱导分化的急性白血病 (AML) 细胞的miRNA表达谱，发现19种差异表达的miRNA。作为转录因子，HIF-1a 需要与HIF-1b结合成为二聚体才可以发挥转录作用。利用shRNA敲减HIF-1b后，发现HIF-1a仍可抑制miR-17 和 miR-20a的表达。因此，我们认为HIF-1a抑制miR-17 and miR-20a的表达是不依赖HIF-1a转录活性的。此外，我们的研究显示：HIF-1a可通过下调c-Myc表达抑制miR-17和miR-20a。而且，HIF-1a通过结合C/EBPa并增加C/EBPa的转录活性，从而抑制c-Myc的表达。过表达miR-17和miR-20a可以抑制低氧或HIF-1a诱导的AML细胞分化。 而且，miR-17和miR-20a直接靶向并抑制p21和STAT3 (信号传导及转录活化因子3) 的表达，而p21和STAT3均可逆转miR-17/miR-20a对HIF-1a诱导细胞分化的抑制。此外，利用NOD/SCID白血病小鼠模型，我们还发现miR-20a在体内参与了HIF-1a诱导白血病细胞分化。本课题揭示了HIF-1a可通过调节miRNA网络诱导AML细胞分化，这是HIF-1介导的抗白血病作用的一种新机制。