NANOG在白血病干细胞维持和白血病细胞生物学行为形成中的作用研究

白血病干细胞（LSC）是患者化疗缓解后疾病复发的根源，有效清除LSC是目前治疗白血病的难点。研究证实包括LSC在内的多种肿瘤干细胞（CSC）与正常干细胞有很多相似特征，研究干细胞标志物与肿瘤的关系将为肿瘤治疗提供新思路。近年来作为维持干细胞自我更新及多能性的关键基因－NANOG，已成为细胞重编程领域的研究热点，而NANOG与肿瘤发生的相关研究方兴未艾。已有研究证实NANOG在多种肿瘤中表达，并且与CSC密切相关，干扰其表达可影响肿瘤生成。但NANOG是否与白血病的发病或LSC相关未见报道。本研究小组已证实在多种急性髓系白血病细胞系中表达NANOG家族，在体外干扰其表达可影响白血病细胞生物学行为。本课题拟通过上调和下调NANOG的表达证实其与LSC维持、白血病细胞生物学行为之间的关系，进而阐明其分子信号机制。如期完成后，可望加深对白血病发病本质及LSC的认识，并可能为白血病的治疗提供新靶点。

本项目检测了NANOG基因在人急性髓系白血病（AML）、急性T淋巴细胞白血病（T-ALL）细胞中的表达，并下调该基因的表达进而研究其对白血病细胞干性或生物学行为的影响和可能机制。目前已完项目预期目标，具体完成工作如下：（1）证实多种急性白血病细胞表达NANOGP8基因和蛋白。构建的干扰NANOGP8的慢病毒颗粒感染白血病细胞后可有效下调NANOGP8基因及蛋白的表达。（2）在MOLT-4细胞中下调NANOGP8的表达可明显抑制细胞的增殖，且呈时间依赖性。感染shNANOG-1或shNANOG-2慢病毒的MOLT-4细胞其凋亡细胞比例较sh-control组明显升高（P < 0.05），且G0/G1期细胞比例较sh-control组明显增高（P < 0.05）。基因芯片技术显示下调MOLT-4细胞中NANOGP8的表达可引起多条通路基因的表达变化，其中富集积分较高的共有通路为P53信号通路，实时定量PCR法证实shNANOG-1组细胞中TP53、CDKN1A、CDKN2A及CYCS基因表达较sh-control组显著升高（P < 0.05），而MDM2及CCND1基因表达则明显下降（P < 0.05）。（3）在U937、THP-1细胞中下调NANOGP8的表达可明显抑制细胞的增殖，且呈时间依赖性。感染shNANOG-1或shNANOG-2慢病毒的U937、THP-1细胞其凋亡细胞比例较sh-control组明显升高（P < 0.05），而细胞集落形成数较sh-control组明显减少（P < 0.05）。裸鼠皮下移植模型显示接种shNANOG-1感染的U937细胞其瘤体重量和体积均较sh-control组明显减少（P < 0.05）。综上，我们的研究证实在AML、T-ALL细胞系及患者白血病细胞中均存在NANOGP8的表达。下调T-ALL细胞中的NANOGP8的表达可使细胞增殖减缓、凋亡增加、细胞阻滞于G0/G1期。NANOGP8可通过P53依赖的信号通路参与T-ALL细胞生物学行为的调控。下调AML细胞中的NANOGP8的表达可使细胞增殖减缓、凋亡增加、克隆形成能力及成瘤能力减弱。NANOGP8参与了对AML细胞干性的调控。