关键词:
急性髓系白血病
ADP核糖基化因子6
基因敲除
增殖
摘要:
背景和目的:急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)是一种异质性极高的恶性血液肿瘤,有分化受阻和髓系前体克隆扩增失控等特征。AML的5年相对存活率仅为27.4%,其中40%~50%的患者中都有愈后复发现象。约10%的AML患者带有MLL融合基因,其中MLL-AF9融合类型白血病出现的比例高达34%。目前,MLL-AF9诱导的AML仍无靶向药物,常规化疗和骨髓移植后极易出现复发,很少有患者能够完全治愈。靶向治疗一直以来是AML研究的热点和方向,然而我们对AML的发病机制和潜在的治疗靶点仍知之甚少,因此阐明AML的发病机制和发现新的药物靶点对未来AML的诊疗具有重要意义。ARF6是ADP核糖基化因子(ADP-ribosylation factor,ARF)家族的成员之一,分子量约为20k D,定位于质膜、胞浆和内体膜上。研究发现,ARF6调节多种细胞功能,如肌动蛋白细胞骨架重塑、胞外分泌、胞膜循环、细胞分裂、膜脂代谢、微囊转运和释放等。ARF6被证实在肿瘤的增殖、迁移和侵袭过程中具有重要功能。课题组前期发现ARF6具有促进慢性髓系白血病细胞增殖和降低其对化疗药物敏感性的生物学功能,为了明确ARF6在AML中是否也具有相似的生物学效应,本研究以Arf6敲除的小鼠的AML细胞和Arf6敲低的人THP-1细胞为研究对象,运用分子生物学和细胞生物学等方法,阐明ARF6在MLL-AF9型AML(以下简称MA-AML)中的生物学功能,最终为靶向AML的药物开发和临床治疗提供新的思路和候选靶点。方法:1.通过流式细胞分析技术,分别提取Vav-icre-Lox P基因敲除系统诱导敲除Arf6的Vav-i Cre+Arf6loxp/loxp实验组小鼠和野生型(wild type,WT)对照组小鼠的骨髓脾脏细胞,检测体内敲除Arf6基因对小鼠骨髓和脾脏中造血干/祖细胞(HSPCs)的功能影响,初步评价ARF6在小鼠造血系统中的功能。2.包被MLL-AF9逆转录病毒,荧光显微镜观察并检测转染效率,用于细胞侵染小鼠CD117+细胞,构建MLL-AF9诱导的小鼠急性髓系前白血病细胞系(MA-pre-LC),简称MA细胞系。3.用细胞侵染和流式分选法构建两类细胞系:(1)小鼠MA细胞系,包括敲除Arf6的实验组MA-Vav-icre+-pre-LC细胞系,以及对照组MA-WT-pre-LC细胞系;(2)人急性单核白血病THP-1细胞系(带有MLL-AF9融合基因),包括用短发夹RNA(sh RNA)慢病毒诱导的敲低Arf6的实验组ARF6-sh RNA细胞系,以及对照组NC-sh RNA细胞系;流式分选技术筛选表达绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP+)细胞,用q PCR方法鉴定细胞系,检测实验组Arf6基因敲除情况。4.通过一系列细胞功能性实验,如增殖实验、克隆形成实验、细胞周期检测、细胞迁移实验、凋亡耐药实验和吉姆萨染色实验,明确ARF6在MLL-AF9诱导的AML细胞中的功能。5.通过Western blot、PCR和q PCR等分子生物学方法检测相关基因、蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)和细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)的蛋白表达水平,探究ARF6参与的信号通路或调控的基因表达。结果:1.流式细胞术分析结果显示:造血细胞特异性敲除Arf6基因可能影响了脾脏中HSPCs向骨髓的迁移;与WT小鼠相比,Arf6敲除小鼠骨髓中T细胞所占比例明显升高,脾脏中B细胞百分数有所下降。***-AF9病毒包被的荧光显微镜检测结果显示:细胞绿色荧光强度较高,GFP+效率达80%以上。3.流式细胞术分选细胞系结果显示:(1)小鼠MA细胞系纯度100%。(2)THP-1细胞系纯度99%。q PCR结果显示,实验组Arf6基因表达明显被抑制。4.细胞功能实验:(1)细胞体外生长曲线显示:与对照组相比,MA-Vav-icre+-pre-LC细胞数量明显降低,仅为对照组MA-WT-pre-LC的38.5%;敲低Arf6的THP-1细胞ARF6-sh RNA数量也明显减少,是对照组NC-sh RNA的66.7%。(2)细胞克隆形成结果显示:Arf6基因的敲除降低了MA细胞的克隆形成能力,实验组MA-Vav-icre+-pre-LC的一代克隆数明显降低,是对照组MA-WT-pre-LC的52.6%,MA-Vav-icre+-pre-LC组二代克隆数仅为对照组MA-WT-pre-LC的45%;同样敲低Arf6基因也降低了THP-1细胞的克隆形成能力,ARF6-sh RNA组的一代克隆数是对照组NC-sh RNA的71.4%,