RIZ1在MDS发生发展中的作用及其机制研究

Myelodysplastic syndrome (MDS) is a kind of clonal stem-cell disorder. Data suggests that cytogenetics, molecular defects and gene mutation are closely related to the progression and prognosis of MDS. RIZ1 is now considered to be a tumor suppressor. Decreased or lost expression of RIZ1 is found in various human solid tumors and neoplastic hematologic disorders, such as acute myeloid leukemia (AML), chronic myeloid leukemia (CML) and so on. The mechanism is probably through aberrant DNA methylation of the promoters CpG islands of RIZ1 gene. However, RIZ1 has been rarely reported in MDS to date. Recently, our study shows that decreased gene expression of RIZ1 is very common in human MDS and its expression level is altered among WHO subtypes or risk groups, but the mechanism and whether MDS stem cells have the same genetical and epigenetical alterations is unclear. In this project, on the basis of our previous study, we will further detect the expression and methylation level of RIZ1 in bone marrow cells and also in stem cells of MDS patients in all subtypes and risk groups, and compare with normal hematopoietic stem cells (HSC) and leukemic stem cells (LSC), in order to investigate the development process from normal HSC to abnormal MDS stem cells and LSC and variation rule of it, and then study the pathogenesis of MDS, which will provide new directions and targets for early diagnosis and targeted therapy in MDS and leukemia.

MDS是造血干细胞克隆性疾病，其进展及预后与分子缺陷及基因突变密切相关。RIZ1是近年来发现的一种抑癌基因,在多种实体瘤及血液系统肿瘤如急性髓系白血病、慢性粒细胞性白血病等中均表达下降或无表达，其机制可能与RIZ1基因启动子CpG岛的异常甲基化有关。但RIZ1在MDS中的作用尚少报道。我们最近研究发现RIZ1在MDS病人骨髓细胞中的表达显著降低，且表达量与危险程度分级相关联。然而其具体病变的机制以及在干细胞水平是否有此遗传学和表观遗传学的改变，我们尚不清楚。本课题拟在我们前期研究发现MDS中RIZ1表达水平显著下降的基础上，进一步探索RIZ1在MDS及各亚型MDS干细胞中的表达及其甲基化情况，并与正常干细胞（HSC）及恶性白血病干细胞（LSC）进行对比，认识从HSC→异常MDS干细胞→LSC的演进过程和变异规律，研究MDS的发病机制，为MDS及白血病的早期诊断和靶向治疗提供新的方向和靶标。

视网膜母细胞瘤蛋白相互影响的锌指基因1（RIZ1）是近年来发现的一种抑癌基因，在多种实体瘤、血液系统肿瘤如急性髓系白血病（AML）和慢性粒细胞性白血病（CML）中均表达下降或无表达，其机制可能与RIZ1基因启动子CpG岛的异常甲基化有关。我们前期研究也发现，RIZ1在骨髓增生异常综合征（MDS）患者骨髓细胞中的表达显著降低，且表达水平与危险度分级相关联，然而具体机制尚不清楚。本研究分析了MDS不同亚型及不同危险度分组患者中RIZ1基因的表达情况以及甲基化状态，并探讨了RIZ1基因的表达与其启动子甲基化状态的相关性及其与MDS发病机制的相关性。结果表明，与对照组相比，MDS患者的RIZ1基因表达水平下降，两者有统计学差异（P<0.05）。RAEB-1和RAEB-2各亚型分组中的RIZ1基因表达水平与对照组相比下降，差异有统计学意义（P<0.05），而RA、RCMD两组与对照组相比，差异无统计学意义（P>0.05）。按预后将RA、RCMD纳入低危组，RAEB-1和RAEB-2纳入高危组。与对照组相比，低危组的RIZ1表达水平无统计学差异，高危组的表达水平明显下降，差异有统计学意义（P<0.05）。我们的甲基化特异PCR分析（MS-PCR）显示MDS病人中RIZ1启动子区甲基化率为44%（12/27）。其中，按WHO分型，甲基化率分别是RA组为14%（1/7），RCMD组为50%(2/4)，RAEB-1组为50%（3/6），RAEB-2组为60%(6/10)。按预后分组，低危组甲基化率为27%（3/11），高危组为56%（9/16)。高危组的甲基化率比低危组高，但差异并无统计学意义（P>0.05）。MDS患者中甲基化组的RIZ1基因表达水平低于非甲基化组，差异有统计学意义（P<0.05）。我们的研究提示，RIZ1的表达明显下调在MDS中是一个常见现象，其可能与MDS的发病有关。RIZ1的表达水平在MDS不同亚型和不同危险度分组之间存在差异，可能预示着其与MDS危险程度分级的相关性以及疾病进展过程中的重要作用。MDS患者RIZ1基因启动子甲基化与RIZ1的基因表达呈负相关，这可能是导致RIZ1基因表达水平降低的部分原因。