HOXA9追蹤揭示RBM5的雙重功能和治療急性髓性白血病的潛力

HOXA9蛋白在大多數(shù)急性髓性白血病(AML)病例中過表達(dá)，與不良患者預(yù)后相關(guān)。然而，HOXA9是一種難以靶向治療的蛋白質(zhì)，因此圣裘德兒童研究醫(yī)院的研究人員尋找間接消滅它的方法。通過CRISPR/Cas9篩選，研究人員確定了RBM5，證明了RBM5表達(dá)與白血病細(xì)胞增殖之間的因果關(guān)系。這種聯(lián)系是由RBM5作為基因表達(dá)中的DNA和RNA處理者的一種新的雙重功能驅(qū)動的。這項研究今天發(fā)表在《基因組生物學(xué)》雜志上。

HOXA9蛋白的過度表達(dá)是AML的一個標(biāo)志，在70%以上的病例中存在，通常預(yù)后較差。雖然這意味著它是一個有用的藥物靶標(biāo)，但這種蛋白質(zhì)作為轉(zhuǎn)錄因子的作用使它“無法被藥物治療”，因為干擾HOXA9的藥物可能會產(chǎn)生許多其他的脫靶效應(yīng)。這啟發(fā)了研究人員從不同的角度來研究HOXA9與之一起工作并依賴于其功能的蛋白質(zhì)。本文共同通訊作者，圣猶達(dá)大學(xué)腫瘤細(xì)胞生物學(xué)系李春亮博士就是其中一員。通過他最近的工作，設(shè)計了一種公正的CRISPR篩選策略來識別HOXA9的目標(biāo)，他發(fā)現(xiàn)了一個機(jī)會網(wǎng)絡(luò)。

“自2017年我的實驗室成立以來，這一直是我們的持續(xù)努力，我們在2019年初建立了這個獨特的報告系統(tǒng)，這是**個真正代表HOXA9在這些白血病系統(tǒng)中的表達(dá)的報告系統(tǒng)。”

CRISPR/Cas9篩選方法在設(shè)計上非常簡單，但卻非常有效。它包括將一個熒光標(biāo)簽附著在HOXA9基因上，并將其插入白血病細(xì)胞系。這使研究人員能夠通過觀察細(xì)胞中的熒光來追蹤表達(dá)水平的差異。

“我們希望找到一種更有針對性或新穎的監(jiān)管機(jī)構(gòu)。因此，我們進(jìn)行了無偏倚的全基因組CRISPR篩選，以細(xì)胞中表達(dá)的所有基因為目標(biāo)。”這使得研究人員能夠檢查HOXA9留下熒光指紋的不同途徑。

令研究人員驚訝的是，剪接因子似乎是最具代表性的途徑。

“這讓我們非常驚訝，因為剪接因子調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄本的不同組合，但通常不是水平。我們的數(shù)據(jù)表明，這些蛋白質(zhì)控制著HOXA9的表達(dá)水平。”“所以，我們假設(shè)剪接因子可能有另一種功能，比如雙重功能。”

其中引人注目的蛋白質(zhì)是rna結(jié)合蛋白RBM5。研究人員發(fā)現(xiàn)，與其他細(xì)胞類型相反，RBM5在白血病細(xì)胞中高度表達(dá)，并且DNA和rna結(jié)合位點對其致癌功能都至關(guān)重要。雖然RBM家族包含重要的RNA剪接因子，但它們在DNA轉(zhuǎn)錄中的功能尚不清楚。為了解決RBM5/HOXA9的直接轉(zhuǎn)錄調(diào)控，研究人員創(chuàng)建了一個系統(tǒng)，允許RBM5的急性降解。

“RBM5蛋白從細(xì)胞中移除后，HOXA9 mRNA水平立即顯著降低，”李解釋說，“這種降低早在兩小時后就發(fā)生了，但不會影響HOXA9的剪接事件。”此外，失去產(chǎn)生RBM5能力的白血病細(xì)胞通過過表達(dá)HOXA9得以恢復(fù)，進(jìn)一步證明了這兩種蛋白之間的聯(lián)系。

這些結(jié)果使得Li希望探索這種蛋白作為治療AML的藥物靶點。

“我們認(rèn)為RBM5是一個非常好的依賴基因，根據(jù)我們的功能分析，它應(yīng)該是一個很好的目標(biāo)，”他說。“如果我們能夠?qū)ｉT針對這些蛋白質(zhì)的DNA結(jié)合親和力，我們應(yīng)該能夠與其他現(xiàn)有的治療方法協(xié)同作用，以靶向hoxa9驅(qū)動的白血病。”

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