干细胞因子SALL4在HOXA9/MEIS1白血病治疗监测中的应用及作用机制研究

More than 50% of acute myeloid leukemia (AML) cases show up-regulation of HOXA9, which correlates strongly with poor prognosis. In most cases, up-regulation of HOXA9 is accompanied by up-regulation of its cofactor MEIS1. A variety of upstream genetic alterations that lead to HOXA9 up-regulation in AML have been reported; however, the mechanisms through which high levels of HOXA9 contribute to leukemic transformation are not known. Our previously study demonstrated that leukemic survival factor SALL4 was constitutively expressed in human AML, which is similar to the expression pattern of HOXA9. More importantly, in our SALL4 conditional knockout mouse model, we have found that the proliferative potential of leukemic stem and progenitor cells lacking SALL4 is compromised since SALL4-KO Hoxa9/Meis1 leukemic cells eventually undergo proliferation arrest and show signs of differentiation, leading to transplant failure of leukemia in recipient mice after secondry bone marrow transplant. We hypothesize that SALL4 is an important candidate downstream target gene of HOXA9/MEIS1 that plays an essential role in the development and progression of HOXA9/MEIS1 AML. To further understand the mechanism(s) and clinical application of SALL4 in HOXA9/MEIS1 AML, we sought to, on one hand, analysis the expression of SALL4 and HOXA9 in both mRNA and protein level by using quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR) and immunofluorescent staining, and further evaluate the clinical application of SALL4 in HOXA9/MEIS1 AML therapy; on the other hand, explore the mechanism of SALL4 in HOXA9/MEIS1 AML by using lost-of-function study both in vivo and in vitro, and further evaluate whether SALL4 can be a candidate target in HOXA9/MEIS1 AML therapy.

同源盒基因HOXA9升高见于50%以上的急性髓系白血病（AML）患者，并与不良预后密切相关。关于HOXA9上游基因的研究已有很多报道，但HOXA9通过何种机制导致白血病转化目前尚不清楚。我们前期研究表明干细胞因子SALL4作为白血病的致病基因，与HOXA9在AML中的表达模式极为相似，SALL4敲除的骨髓细胞在Hoxa9/Meis1白血病模型中的致病能力明显丧失。为了进一步研究SALL4在HOXA9/MEIS1白血病中的临床应用及作用机制，我们一方面从分子和蛋白两个水平分析SALL4和HOXA9在不同类型的AML中的表达情况，探讨SALL4在HOXA9/MEIS1白血病治疗监测中的临床应用；另一方面，我们将通过功能缺失实验从体内和体外两方面研究SALL4在HOXA9/MEIS1 白血病发生发展中的作用，探讨 SALL4能否作为靶向基因用于HOXA9/MEIS1白血病的治疗。

同源盒基因HOXA9升高见于50%以上的急性髓系白血病（AML）患者，并与不良预后密切相关。关于HOXA9上游基因的研究已有很多报道，但HOXA9通过何种机制导致白血病转化目前尚不清楚。我们前期研究表明干细胞因子SALL4作为白血病的致病基因，与HOXA9在AML中的表达模式极为相似，为了进一步研究SALL4在HOXA9/MEIS1白血病中的临床应用及作用机制，我们一方面从分子和蛋白两个水平分析SALL4和HOXA9在不同类型的AML中的表达情况，探讨SALL4在HOXA9/MEIS1白血病治疗监测中的临床应用；另一方面，我们通过功能缺失实验从体内和体外两方面研究SALL4在HOXA9/MEIS1 白血病发生发展中的作用，探讨 SALL4能否作为靶向基因用于HOXA9/MEIS1白血病的治疗。我们研究显示在 SALL4 表达升高的 AML 患者中，HOXA9 的表达水平也显著升高，提示 SALL4 和 HOXA9 在 AML的表达水平上呈正相关。而且SALL4在白血病转化的骨髓细胞中的表达水平与未出现白血病转化的骨髓细胞相比显著升高，可见 HOXA9 从某种程度上也能对SALL4的表达水平进行调控。本研究首次采用 SALL4 条件性基因敲除小鼠从从基因功能缺失方面研究 SALL4 在白血病发生发展中的必要性，我们研究发现SALL4KO小鼠骨髓细胞在HOXA9/MEIS1作用下虽然可诱导形成白血病细胞，但在受体小鼠骨髓中增殖能力略低于SALL4野生型小鼠骨髓细胞，而SALL4KO 小鼠骨髓细胞二次移植后致白血病能力丧失，由此可见，SALL4 在维持白血病发展过程中具有重要作用。从白血病表型上来看，SALL4KO小鼠骨髓细胞在HOXA9/MEIS1作用下诱导形成白血病细胞类型与SALL4野生型小鼠相同，均表达B220（B系淋巴细胞表面分子）及Gr1（髓系细胞表面分子），但不表达CD3（T系淋巴细胞表面分子）。体外集落培养结果显示实验组SALL4KO-HOXA9/MEIS1骨髓细胞三次传代后最终分化成熟，可见SALL4在维持白血病细胞的干性上具有主要作用。综上所述，SALL4 在HOXA9/MEIS1白血病中的表达上调以及 SALL4 敲除后对维持白血病细胞发展的影响，提示 SALL4 可作为一种理想的靶向基因用于HOXA9/MEIS1白血病的治疗。