Klf4和特定HDAC在急性髓细胞白血病中的功能和表观遗传机制

组蛋白去乙酰化酶（HDACs）的抑制剂已用于肿瘤治疗，但广谱抑制HDACs对正常细胞功能影响很大，限制了这类药物的大剂量使用和疗效。寻找特定疾病中特异表达的HDAC，或与HDACs特异作用的转录因子成为白血病等难治疾病的热点。我们前期工作发现，与正常对照细胞比较，急性髓细胞白血病（AML）细胞中HDACx表达显著上升，重要转录因子Klf4的表达则降低了10倍多。更重要的是，二者的变化与AML的发生、缓解和复发呈现一定的相关性。在此基础上，本研究将利用大量临床样品分析、基因操作、ChIP-seq、生物信息学分析和信号通路磷酸化水平芯片等技术，系统分析Klf4和HDACx在AML白血病发生、缓解和复发中的作用和地位，以及二者在调节AML细胞基因表达和细胞功能中的相互关系、确切作用及表观遗传和信号机制，并利用动物和临床样品中验证机制，为阐明AML发病机制和发现潜在的AML诊断和治疗靶点提供依据。

我们利用基因芯片和实时定量PCR的预实验研究中发现，与正常的CD34+造血细胞比较，来自急性髓细胞白血病（AML）患者的CD34+白血病细胞中KLF4的表达显著降低了10倍多，HDACX则升高了3倍多。更有意思的是，我们通过实时定量PCR的研究发现，在AML患者刚发病时Klf4的表达水平较正常对照显著降低，经过化疗，白血病达完全缓解后，Klf4的表达水平上升；当白血病复发时，Klf4的水平再次下降；而HDACX的变化则正好相反（其它HDACs的变化则不显著），与Klf4的表达呈明显的负相关。提示Klf4和HDACX的表达与白血病患者发病、缓解、和预后间具有一定的相关性。经文献检索，到目前为止，国内外均未见相关研究报告。本课题按计划完成了：1）通过扩大的临床标本中系统分析Klf4和HDACX的表达水平和AML疾病的治愈、复发和预后等方面的可能作用；2）利用基因操作等分子生物学手段和相应的功能实验等，系统研究AML来源的白血病细胞中HDACX和Klf4的功能和二者间的关系；3）利用基因芯片、ChIP-seq和现代生物信息学技术，研究HDACX和Klf4调节其它基因转录和细胞功能的表观遗传机制；4）利用信号通路磷酸化检测芯片和功能实验，研究HDACX和Klf4调节其它基因转录和细胞功能的信号机制；5）在模型和临床标本中验证发现的机制，进一步证实在白血病细胞中两者的变化和疾病发生、缓解、复发、预后的关联性。本研究的完成，阐明了Klf4和HDACX在白血病发生发展中的作用关系及其调节的表观遗传和信号通路机制，为全面理解白血病发病机制提供全新的视野，为针对白血病的诊断和治疗提供重要的理论依据和潜在靶点。