先天性纯红细胞再生障碍性贫血家系致病基因及发病机制的研究

Diamond Blackfan anemia（DBA）is a kind of inherited bone marrow failure syndrome(IBMFS) characterized by erythroid hematopoiesis failure, somatic malformation and increased cancer risk. With young age of onset and poor therapeutic effect, DBA brings great harmfulness to the society. About 70% DBA patients carry ribosomal protein gene mutation. However, the pathogenesis of DBA is not very clear. Ribosome proteins haploinsufficiency due to mutation is thought to participate in the pathogenesis of DBA. But it can neither explain why only red blood cell development failed nor the high cancer risk of DBA. Besides, 30% DBA patient don’t have known DBA mutation. In this project we found a family with DBA in which 4 generations of family members were affected. Besides anemia, several patients got hematological malignancy. Preliminary work shows that proband does not have known DBA mutation. Based on this DBA family, we plan to seek novel DBA pathogenic gene and study its pathogenesis use CD34+ stem cell and CRISPR/Cas9 mutation mouse model.

先天性纯红细胞再生障碍性贫血（Diamond Blackfan anemia，DBA）是一种以纯红系造血衰竭、躯体畸形和高肿瘤易感性为特点的先天性骨髓衰竭综合征。DBA发病年龄小，治疗效果差，社会危害巨大。约70%的DBA患者携带核糖体蛋白(RP)基因突变。然而，DBA的发病机制尚不明确。目前认为RP基因突变导致的RP单倍型不足是DBA主要发病机制。但这一机制不能完全解释DBA为何仅有红系造血衰竭以及高肿瘤易感性。此外，仍有30%的DBA患者未检出已知RP基因突变。本课题前期发现了一个累及4代人的DBA患病家系，该家系患者除具有红系衰竭特点外，多位成员患有血液系统肿瘤。经前期检测，先证者未携带已知DBA突变。本课题拟以该DBA患病家系为研究对象，利用二代测序技术挖掘该家系致病基因，以CD34+造血干细胞及CRISPR/Cas9基因突变小鼠为模型，研究致病基因功能，阐释DBA发病机制。

先天性纯红细胞再生障碍性贫血是一种以红系造血衰竭、躯体畸形及肿瘤易感为主要表现的先天性骨髓衰竭综合征。目前认为核糖体蛋白基因突变是DBA主要发病机制。但仍有30%的DBA患者未检出已知RP基因突变。本课题前期发现了一个累及4代人的DBA患病家系，该家系患者除具有红系衰竭特点外，多位成员患有血液系统肿瘤。经前期检测，先证者未携带已知DBA突变。围绕这一家系，本课题开展了如下研究：1）对该家系标本进行全基因组测序，结合转录组测序结果，初步确定TLRX为该家系的致病基因。先证者及突变携带者TLRX下游基因表达增强，提示该突变为功能增强型突变。2）利用CD34+造血干细胞红系分化模型验证TLRX功能。TLRX激活剂可导致脐血CD34+造血干细胞红系分化受抑。3）建立TLRX-/-小鼠模型及急性溶血诱导的红系造血压力模型。在红细胞增生压力状态下，TLRX-/-小鼠红系增殖分化明显高于野生型小鼠。4）以上研究结果提示TLRX抑制剂可能为DBA的潜在治疗药物。进一步体外实验发现，TLRX抑制剂可以促进正常脐带血和骨髓CD34+造血干细胞红系增殖及分化。利用TLRX抑制剂处理1例RPS19突变的激素无效的DBA患儿骨髓CD34+造血干细胞发现：TLRX抑制剂可以促进RPS19突变DBA患儿细胞红细胞的增殖及成熟。总结，本研究通过一个罕见的DBA家系，首次正式TLRX功能增强型突变可导致为DBA的发生，同时利用RPS19突变的DBA病人及正常人CD34+造血干细胞红系分化模型证实，TLRX抑制剂可能成为治疗DBA的新手段。