SRSF2突变在慢性粒单核细胞白血病发病机制和造血细胞谱系生成及克隆演化中的作用研究

Chronic myelomonocytic leukemia (CMML) is a type of refractory blood cancer and lacks a systematic theory for leukemognesis. Recent studies indicate key RNA spliceosome factor SRSF2 possess a high frequency of mutation in CMML patient samples. Our recent study used the structure and biological approaches to investigate how the mutant SRSF2 affects pre-mRNA splicing. Our structural study indicates that SRSF2 mutations alter the binding affinity and specificity to RNA consensus motif sequences; and lead to abnormal protein conformational changes. Ongoing study of deep sequencing, including HITS-CLIP and RNA-seq, verified the differential binding sequences leads to alternative splicing events. As the driver mutation that occurred in stem cell phase, the mechanism and effect of mutant SRSF2 at in vivo level on hematopoiesis clonal evolution remains elusive. In this proposal, we will also use high throughput transcriptome single cell sequencing 10XGenomics to check the linage determination and clonal evolution between WT and Mut SRSF2 harboring CMML samples. We will use whole exonic sequencing to explore the gene profiling of Chinese CMML patients. We will also perform iPSC to illustrate the effect of SRSF2 mutation on hematopoiesis. Our study will provide scientific basis for elucidating the pathogenesis of CMML and molecular targeted therapy.

慢性粒单核细胞白血病(CMML)为国际公认难治型髓系白血病，病因不清。新近研究发现SRSF2为主RNA剪切元件在该病有高频突变。我们前期结构生物学研究揭示，SRSF2突变会影响其结合RNA公共模序结合序列强度和特异性；并导致SRSF2蛋白空间构象变化；本课题应用核内高通量HITS-CLIP试验及平行进行胞浆转录组RNA-seq实验及生物信息学分析，验证突变SRSF2蛋白可使其他重要RNA剪切家族hnRNP成员异常剪切，可能导致RNA剪切复合物的不稳定，造成广泛RNA错误剪切，导致髓系血液肿瘤发生；同时利用高通量单细胞转录组10XGenomics建库测序技术，分析含野生及突变SRSF2的CMML标本不同分化阶段细胞RNA转录表达差异，以探讨CMML克隆演化；同时利用全外显子测序技术，研究中国人群CMML基因表达谱；应用iPSC技术，检测SRSF2突变对造血生成影响及在CMML克隆演化中的作用

骨髓增生异常性肿瘤（MDS；原名称骨髓增生异常综合征；2022年第5版WHO分型更名MDS更名为骨髓增生异常性肿瘤）为异质性很强的一类血液肿瘤，除造血干细胞移植是唯一有可能得根治性手段外，无特效药物，治疗效果不佳。SRSF2为主的RNA剪切元件在MDS中特别是CMML亚类中有高频突变。SRSF2本身或者所调控的基因，可能成为重要的治疗靶点。本课题应用核内高通量HITS-CLIP试验及平行进行胞浆转录组RNA-seq实验及生物信息学分析，验证突变SRSF2蛋白可使其他重要RNA剪切家族hnRNP成员异常剪切，可能导致RNA剪切复合物的不稳定，造成广泛RNA错误剪切，导致髓系血液肿瘤发生；同时利用高通量单细胞转录组10XGenomics建库测序技术，分析含野生及突变SRSF2的CMML标本不同分化阶段细胞RNA转录表达差异，以探讨CMML克隆演化的关键基因事件，同时，针对单细胞测序鉴定的对于CMML发生发展中的重要基因事件，进行造血干细胞分化实验进行验证，进行细胞表型的分析和鉴定，探讨决定造血分化的异常免疫因素。我们发现突变SRSF2可以与表观遗传基因协同作用，在干细胞水平通过髓系转录因子C/EBP相关的转录因子促使其往髓系分化；另一方面使得单核巨噬细胞NLRP3炎症小体激活，分泌大量的IL-1β促使骨髓微环境失调促使HSC往髓系方面分化，进而导致造血干细胞分化偏移，成为CMML表型的分子基础。本研究的意义为解析MDS的发生发展绘制了克隆演化图谱，寻找到了预后不良的SRSF2导致MDS的关键免疫治疗靶点，为下一步的临床前研究提供了询证医学依据。