Kappa结合蛋白1在造血干细胞及急性髓系白血病中的作用机制研究

Uncontrolled hematopoietic stem cells lead to leukemia. Acute myeloid leukemia (AML) is the most common acute leukemia affecting adults with high mortality and recurrence rate. It has been recently suggested that cancer stem cells, including AML stem cells, may be essential for tumor initiation and relapse. To effectively inhibit cancer stem cell activity, new molecular targets and therapeutic approach need to be identified. Based on our in silico analysis of all the available databases of AML patients, we discovered that the expression of Kappa-binding protein 1(KBP1) significantly inversely correlates with the survival of AML patients. Here we propose to test the hypothesis that KBP1 plays critical roles in regulation of the activities of hematopoietic stem cells (HSCs) and AML stem cells (AML-SCs). In the in vitro study, we will employ the shRNA-encoding lentivirus system to knockdown KBP1 in human leukemia cells and use flow cytometry， immunofluorescence microscopy, and gene expression detection techniques to determine the function of this molecule in leukemia development. In the in vivo study, we will dissect how KBP1 regulates the self-renewal, differentiation, apoptosis，and migration of HSCs and AML-SCs using competitive reconstitution analysis and our established retrovirus transplantation-based AML models respectively. Our study will contribute to a significantly improved understanding of the mechanisms for AML pathogenesis, and lead to identification of novel targets for treating leukemia.

造血干细胞（HSCs）及前体细胞失调易导致白血病发生，急性髓系白血病（AML）是成年人最常见的急性白血病，具有高复发率、高死亡率的特点。研究已证实，白血病干细胞对肿瘤发生及复发起着至关重要的作用。因此，探索新的抑制白血病干细胞的分子靶点十分必要。申请人及其团队对AML病人的数据进行分析发现，KBP1(kappa结合蛋白1)的表达水平与AML病人的存活率呈显著负相关。为此进行了初步探索，发现KBP1在AML肿瘤细胞中表达水平显著升高。因此提出假说：KBP1对造血干细胞（HSCs）及AML干细胞的活性可能具有重要调节作用。本研究拟通过慢病毒系统建立KBP1基因敲除白血病细胞系，并且建立该基因敲除的造血系统竞争性重建和AML小鼠模型，探索KBP1在HSCs和AML干细胞的自我更新、分化、凋亡及转移过程中的作用,最终阐明KBP1在HSCs及AML中的作用机制。

白血病是严重危害人类健康的恶性肿瘤之一，虽然化疗和骨髓移植是目前治疗（甚至根除）白血病的主要手段，但由于骨髓配型困难和化疗药物的副作用等，许多类型白血病得不到有效地控制。 如何有效靶向肿瘤细胞是白血病治疗中的难点和热点。通过对急性髓系白血病（AML）病人数据库的分析，我们筛选出多个在AML肿瘤细胞内表达量显著增高，与AML病人生存率呈负相关的分子，包括KBP1、SPG6和ACER3等。进一步研究表明这些分子具有促进AML肿瘤细胞增殖、调节细胞周期和增加白血病干细胞活性等作用。这些分子的表达强弱和病人的预后具有非常密切的关联作用。利用转基因小鼠、白血病模型等手段， 我们阐明了这些分子的相关功能和分子机制：在AML中，KBP1 主要通过Hoxa10/MKP2/JNK通路在髓系前体细胞内起作用，通过促进细胞周期、抑制凋亡和促进肿瘤干细胞的活性，进而促进AML的发病进程；SPG6在AML细胞系中主要通过BMPR2-Smad-Bcl-2/Bcl-xl通路来打破凋亡平衡，抑制AML细胞系的凋亡 ；而ACER3通过活化AKT/BAX通路来促进AML细胞系凋亡和促进集落的形成。KBP1在B-ALL中主要通过NF-KB/TRAF2通路来抑制白血病进程。.本项目所揭示的对白血病肿瘤细胞尤其是肿瘤干细胞具有重要调控作用的特异性分子及其作用机制，可为临床上使用相关手段（如小分子拮抗剂或功能性抗体等）干预白血病进程，进而治疗白血病提供新方向，具有重要的潜在应用价值。项目实施期间，已有2篇直接相关文章，3篇拓展文章发表，另有一篇文章在投。培养硕士研究生3名，优秀青年教师3名。团队负责人入选长江学者和烟台双百人才计划各一项。