髓细胞白血病的“二次打击”事件研究
近来的分子遗传学研究揭示包括癌基因的激活和抑癌基因的失活在内的多次遗传学改变在肿瘤的发生和发展过程是必需的。实体肿瘤癌变过程的“多次打击学说”在结直肠癌的发生中得到证实，大多数结直肠癌都是由良性的腺瘤发展而来，腺瘤息肉病基因(APC)与家族性的腺瘤息肉病(FAP)有关。另外，癌基因K-ras的激活和几个抑癌基因如MCC，p53和DCC的失活在结直肠癌发生的特定阶段中起重要作用。而恶性血液肿瘤以染色体易位为主要特征，只有19％的急性髓细胞白血病(AML)患者没有发现染色体异常，那么某种染色体易位是否就能导致白血病的发生呢t(8；21)(q22；q22)染色体易位产生AML-1-ETO融合蛋白，发生于10-15％的AML中，即AML-M2。造血干细胞表达AML-1-ETO的小鼠只会发生骨髓增生性疾病(MPD)，而骨髓细胞中激活型受体酪氨酸激酶TEL-PDGFBR和AML-1-ETO共表达的小鼠才会产生类AML-M2表型。
随着对致白血病相关基因结构和功能研究的深入，逐渐形成了急性髓细胞白血病发病机制的多次打击模型，即急性髓细胞白血病至少是两大类基因异常协同作用的结果，即AML发生的“二次打击学说”：Ⅰ类基因异常赋予造血细胞以增殖及生存优势，持续激活酪氨酸激酶或其下游分子；Ⅱ类基因异常累及在正常造血分化调控中起重要作用的转录因子，异常造成它们功能丧失，使造血细胞分化受阻和随后的凋亡受抑。不管异常获得的先后如何，这两类异常共同赋予了白血病细胞不断增殖、生存优势以及分化受阻最终导致AML的发生。旨在阐明白血病发病机制，寻找亚型特异基因组异常的“白血病基因组解剖学计划”应运而生。据此，选择Ⅰ类基因2个以及Ⅱ类基因10个作为候选基因。因为AML-M4、M5和慢性粒细胞性白血病(CML)急性转化患者都有特征性的染色体异常，所以，我们主要在AML-M4、M5和CML急性转化患者中进行突变筛查，希望能找到相关的“二次打击”事件，发现新的白血病致病机制，也为临床监控和治疗提供新的靶点。
2个Ⅰ类基因，NRAS和KRAS突变发生在AML-M4和M5亚型，两者之间的相关性还需要在大样本中进行基因分型来证实。在10个Ⅱ类基因中的五个发现突变或多态，主要发生在CML急性转化患者中。有意义的是，AML-1基因突变在CML急性转化患者中的发生频率为12.9％，远远高于文献报道的2.02％，在11例CML急性转化患者中发现10种AML-1基因突变，其中有五种突变是新发现的突变。在含突变患者的慢性期标本中，没有发现突变，用MassArray在正常对照样本中进行基因分型结果也提示这些突变为CML急性转化患者所特有。而且，突变使11例CML患者都朝着粒系方向急性转化。由此推测，AML-1突变与CML急性转化相关，可能就是CML急变的第二次打击事件之一。
选择四种AML-1突变蛋白进行功能研究。结果显示：Runt结构域对AML-1的功能至关重要，3个发生在Runt结构域的突变蛋白，H78Q、V91fs-ter94和R139G，转录激活能力均丧失，其中H78Q和V91fs-ter94对野生型蛋白有抑制作用，而R293X转录激活能力没有变化。V91fs-ter94有明显的核浆共定位，其余突变蛋白与野生型蛋白差别不大，主要呈核定位。
CML急变期与慢性期相比以分化阻滞为主要特征。为研究AML-1突变蛋白对白血病细胞增殖和分化的影响，我们构建了pcDNA3.1空载、R139G和R293X稳定转染HL60细胞株，用ATRA和1，25α-二羟基维生素D3分别诱导HL60细胞向中性粒细胞和单核细胞分化。与pcDNA3.1空载相比，R139G和R293X对HL60细胞的增殖有一定的促进作用，三组间S期和G2/M期细胞所占比例没有明显差别。有意义的是，R139G和R293X只对细胞向中性粒细胞分化有抑制作用。这些结果表明，AML-1突变蛋白可促进白血病细胞增殖，抑制细胞向粒系分化，而对细胞向单核系分化几乎没有影响。这与我们发现的伴AML-1突变的CML患者都向粒系急性转化相一致。
BCR-ABL属于Ⅰ类基因的异常，AML-1突变是Ⅱ类基因的异常，二者联合作用使CML患者向急性转化。结果证实了白血病发病机制的“二次打击”学说。AML-1基因突变的发现有助于临床上对CML患者进行监控，早发现早治疗，同时也为新药研发提供新的靶点。
白血病;髓细胞白血病;基因突变;发病机制;肿瘤病因学
上海交通大学医学院;上海交通大学;上海交通大学(上海第二医科大学)
博士
遗传学
陈竺
2005
中文
R730.231;R733.7
43
2009-03-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）