组蛋白去甲基化酶RBP2介导慢粒急变的分子网络调控机制

Blast crisis (BP) is the final phase in the evolution of chronic myelogenous leukemia (CML), which indicates rapid progression and short survival. Exploring the underlying mechanism is of great importance and may contribute to better understanding of BP-CML.According to previous study, the applicant found for the first time that histone demethylase RBP2 was indicated as a molecular marker of BP-CML. Based on this finding, now we intend to elucidate the molecular regulatory network mediated by RBP2 in combination with histone modification, miRNA regulation, BCR/ABL and other molecules in BP-CML, thus providing a new way of thinking. Specifically, the study is aimed at (1) defining RBP2-mediated molecular regulatory network and its biological effects in BP-CML on a molecular and cellular basis; (2) defining the malignant transformation effect of RBP2 depletion on bone marrow cells using RBP2-knockout mice; (3) defining the correlation between disease performance in clinic settings and the expression of RBP2 as well as its targets in BP-CML patients. Based on those, the significance of the molecular regulatory network mediated by RBP2 in occurrence of BP-CML will be evaluated.

慢性粒细胞白血病（Chronic Myelogenous Leukemia，CML）一旦急变，病情恶化，预后不佳。解析其中的分子网络调控机制是CML急变研究领域的重要科学问题。申请者首次发现组蛋白去甲基化酶RBP2与CML急变密切相关，综合生命科学研究进展和前期研究基础，拟从组蛋白修饰、miRNA和BCR/ABL等多分子视域挖掘RBP2介导的CML急变分子网络调控机制，旨在为揭示CML急变发生机理提供新思路：（1）分子和细胞水平：解析组蛋白去甲基化酶RBP2介导CML急变的分子网络调控机制及其细胞生物学效应；（2）动物整体水平：应用RBP2基因敲除小鼠研究RBP2缺失诱发骨髓细胞恶性转化的效应；（3）人体组织水平：验证CML急变患者RBP2及其调控分子表达与疾病的关联性。通过上述研究，评估RBP2介导的分子网络调控机制在CML急变发生中的意义。

RBP2（Retinoblastoma-binding protein 2）是 JARID1蛋白家族新成员，具有组蛋白去甲基化酶的活性，可以特异性地使组蛋白 H3第四位赖氨酸位点（H3-K4）发生三甲基化或二甲基化位点去甲基化，参与染色体重塑，改变基因的转录状态以及信号转导，调控相应的生物学事件。本项目发现慢性粒细胞型白血病（简称慢粒，CML）急变期患者较慢性期患者骨髓标本 RBP2表达显著下降，提示RBP2在慢粒急变中发挥作用。项目组围绕RBP2 介导慢粒急变的分子网络调控机制进行了研究，主要研究内容包括：（1）RBP2在慢粒急变中低表达及其生物学效应；（2）“RBP2—miR-21—PDCD4 调控轴”介导慢粒急变的发生；（3）“RBP2 — PTEN — BCR-ABL 调控轴”介导慢粒急变的发生。研究结果表明：（1）RBP2在慢粒急变期患者较慢性期患者显著低表达；（2）RBP2促进慢粒细胞分化，抑制慢粒细胞增殖；（3）RBP2可结合至miR-21启动子区域改变其H3K4甲基化水平从而通过表观遗传调控miR-21表达，miR-21可以直接靶向调控PDCD4，即形成“RBP2—miR-21—PDCD4 调控轴”介导慢粒急变；（4）RBP2结合至PTEN启动子直接调控其表达，进而PTEN介导BCR-ABL去磷酸化，即形成“RBP2 — PTEN — BCR-ABL 调控轴”介导慢粒急变。因此，RBP2可通过BCR-ABL非依赖和BCR-ABL依赖两类机制在慢粒急变中发挥作用，此研究结果对于解析慢粒急变的新机制和RBP2作为慢粒急变新的干预靶点具有重要意义。