鼠尾草酸对急性淋巴细胞白血病乏氧微环境下转录因子Aiolos靶向调控的机制研究

Acute lymphoblastic leukaemia (ALL) is an aggressive haematological malignancy. The hypoxic bone marrow microenvironment act as major stimuli for proliferation, aggressiveness and chemoresistance in ALL. So targeting hypoxia in leukemic BM is feasible and may significantly improve ALL therapy. Aiolos transcription factor is an important regulator of lymphocyte differentiation, proliferation and maturation to an effector state. In previous study, we found Carnosic acid (CA) could inhibit hypoxia-induced ALL cell proliferation, and also upregulate Aiolos. However, the regulation mechanism has not yet been identified. In the following study, We intend to evaluate the effects of CA on hypoxia-induced cell proliferation, apoptosis, differentiation and cell cycle distribution in ALL, and the mechanisms responsible for this action in vitro and in vivo. The results of the study will provide that Carnosic acid may have potential as a hypoxia-sensitive drug for its anticipated safety and its great potency in inhibiting hypoxia-induced cell proliferation.

急性淋巴细胞白血病（ALL）是严重威胁人类健康的造血系统恶性肿瘤，其异常增殖、侵袭和多药耐药所致的化疗失败均与骨髓内的乏氧微环境密切相关。Aiolos是淋巴细胞发育必要的转录因子，对其增殖、分化、凋亡起重要作用。前期工作中，我们发现乏氧环境下Aiolos过表达能够抑制ALL细胞的增殖；鼠尾草酸（CA）亦能抑制ALL细胞增殖，并促进Aiolos表达。因此我们提出CA通过靶向调控Aiolos，逆转乏氧诱导的ALL细胞恶性增殖、分化障碍及凋亡受阻的假说。为验证此假说，本课题拟在乏氧环境下，采用不同ALL细胞系及构建ALL/SCID小鼠人白血病模型，通过Aiolos过表达载体、Aiolos RNAi载体和CA干预，在体内、体外实验中阐明乏氧微环境下Aiolos在ALL中的分子调控机制及CA抗ALL的作用靶点，为临床寻求Aiolos为靶点的治疗手段提供科学依据，为CA早日应用临床提供理论基础。

急性淋巴细胞白血病（ALL）是严重威胁人类健康的造血系统恶性肿瘤，其异常增殖、侵袭，多药耐药基因表达、细胞内药物蓄积降低所致的化疗药物的失败与骨髓内的乏氧微环境密切相关。因此深入研究乏氧微环境对ALL细胞生物学作用及调控机制，挖掘关键分子，并进行靶向干预，成为ALL治疗的新契机。Aiolos是淋巴细胞发育必要的转录因子，对其增殖、分化、凋亡起重要作用，我们前期研究发现，乏氧环境下Aiolos过表达能够抑制ALL细胞的增殖，鼠尾草酸（CA）亦能抑制ALL细胞增殖，促进Aiolos表达。CA为药食两用，安全，在抗肿瘤方面的显著作用也得到了证实，具备成为乏氧条件下低毒高效抗ALL药物的潜质。课题组从细胞、动物实验两个层面探讨了乏氧微环境下Aiolos在ALL发生发展中的作用机制及CA抗ALL的作用靶点及调控机制。本课题按照研究计划逐步开展实施，基本达到了预期设计目标。主要研究内容包括：1.乏氧条件下转录因子Aiolos对急性淋巴细胞白血病靶向调控的机制；2.ALL中转录因子Aiolos异常表达与Treg细胞功能异常相关性及在UCB来源的Treg诱导的血管生成中的作用；3.鼠尾草酸体内、体外通过靶向调控Aiolos，逆转乏氧诱导的ALL细胞恶性增殖、分化障碍及凋亡受阻的机制。研究结果表明：1.ALL患者细胞中Aiolos基因的表达水平减低；2. Aiolos过表达抑制了Nalm-6细胞的增殖，将细胞周期阻滞在G0/G1期，同时抑制细胞凋亡；3. Aiolos过表达主要通过CyclinD3依赖性的信号通路抑制Nalm-6细胞的增殖与细胞周期，而通过PI3K/Akt信号通路的部分活化促进细胞存活；4.鼠尾草酸通过靶向调控Aiolos，逆转乏氧诱导的ALL细胞恶性增殖、分化障碍及凋亡受阻；5.在ALL发病过程中，Aiolos+ Treg细胞比例升高并且发挥了重要的免疫抑制功能。Aiolos基因括通过调控FoxP3及免疫抑制因子TGF-β表达促进Treg细胞免疫抑制功能，通过VEGF-VEGFR通路促进骨髓微环境血管生成，以及促白血病细胞的凋亡。上述研究成果为临床寻求以Aiolos为靶点的治疗手段提供科学依据，为CA早日应用临床治疗提供理论基础。