腺苷酸环化酶在急性早幼粒白血病细胞分化中的作用及其调控机制

全反式维甲酸（ATRA）在治疗急性早幼粒细胞白血病（APL）中的成功应用，开拓了人类诱导分化治疗肿瘤的新途径。然而，多年的临床实践表明，虽然ATRA可使绝大多数的APL患者取得早期完全缓解，但如仅用ATRA维持治疗，相当数量的患者仍会复发，且复发后往往失去对ATRA的反应性。因此，有关APL细胞产生维甲酸耐药性的分子机制一直是国内外研究的热点之一。我们在以往的工作中曾报道cAMP/PKA信号途径对ATRA的诱导分化效应至关重要。由于细胞内cAMP的生成主要受腺苷酸环化酶（AC）的调控，因此本项目拟在已有的工作基础上，深入研究AC在ATRA诱导APL细胞分化中的重要作用，以及细胞中microRNA对腺苷酸环化酶的表达调控作用，通过比较它们在维甲酸敏感和耐药的APL细胞株中的差异，进一步揭示腺苷酸环化酶对APL细胞维甲酸耐药性的影响，为临床诊断和治疗复发耐药的APL患者提供新的靶标或思路。

第二信使cAMP在细胞的增殖、分化和凋亡中起着非常重要的作用，细胞内的cAMP是由腺苷酸环化酶（AC）催化从ATP生成而来，AC蛋白表达的改变往往会影响细胞内cAMP的水平，从而影响到下游一系列转录因子的表达调控，以及细胞的状态。.我们在以前的工作中曾经报道cAMP/PKA信号途径的活化在全反式维甲酸治疗急性早幼粒细胞白血病（APL）中是不可或缺的。首先，我们发现在维甲酸敏感的NB4细胞中cAMP的基础水平比对维甲酸耐药的NB4-R1细胞来得高。其次，能够使细胞内cAMP水平上升的药物不但可以协同维甲酸诱导NB4-R1细胞分化，逆转NB4-R1细胞对维甲酸的耐药性，而且还可以使NB4细胞在生理浓度的维甲酸作用下即发生分化。相反，那些阻断cAMP信号途径的拮抗剂则会抑制药理浓度的维甲酸对NB4细胞的诱导分化作用。可见，维甲酸诱导APL细胞分化与细胞内的cAMP水平密切相关。进一步的研究发现， NB4和NB4-R1对维甲酸具有不同的敏感性，可能与两种细胞中AC蛋白的活化存在差异有关。然而，迄今为止，引起NB4和NB4-R1细胞中AC表达水平和活性差异的分子机制尚不清楚。.在本研究中，利用cDNA芯片，我们发现AC9亚型在APL细胞株NB4中表达相对较高。于是，我们对AC9在APL细胞分化中的作用进行了深入研究。通过过表达和基因沉默实验，我们发现AC9蛋白的确可以上调细胞内cAMP的水平，并能促进维甲酸受体a（RARa）的转录激活作用。在NB4细胞中稳定干扰AC9基因的表达，则可以明显抑制由ATRA诱导的NB4细胞分化。我们还发现miR-181a能和AC9 3’UTR区结合并下调AC9蛋白的水平，从而调控细胞内cAMP的水平，而miR-181a本身的表达又会被CEBPa所抑制。此外，我们还收集了部分APL患者的骨髓原代细胞，并对其AC9的表达水平进行了检测。结果显示，初发及复发APL病人的AC9表达水平明显低于治疗后完全缓解及非白血病病人，与白血病的发生存在一定的关联。.本研究首次揭示了miR-181a介导的AC9蛋白的表达下调在APL发病中的重要性，进一步证明了cAMP/PKA信号途径在维甲酸治疗APL中的重要作用。同时，我们的研究还提示AC9有可能成为潜在的白血病临床诊断和治疗的生物学标志，具有一定的临床意义。