SET调节PI3K/Akt信号通路在As4S4介导的急性早幼粒细胞白血病治疗中的作用及机制研究

Treatment of acute promyelocytic leukemia (APL) with oral arsenical is one of the hottest areas of hematological malignancy research. Recent studies indicate oral As4S4 has the similar benefits to intravenous As2O3, even better, it shows the same effects to retinoic acid resistant- and As2O3 insensitive- APL. It is reported that the curative effect of As4S4 is related to PML-RARα fusion gene degradation, but the molecular mechanism is unclear. Our previous study successfully screened SET as the differential expression protein of APL cells treated with As4S4 by proteomic technology, and constructed the low-expression and over-expression vector which target at SET gene. We demonstrated that down-regulation of SET could promote As4S4 reduced APL cell apoptosis. According to reports, PI3K/Akt pathway is closely related to the development of APL. On this basis, we propose a hypothesis "SET affects APL cells survival, transformation, and drug susceptibility by changing phosphorylation status of PI3K/Akt signaling pathways, SET is the target protein in process of As4S4 mediated APL treatment". This project will analyze roles of SET in the regulation of PI3K/Akt signaling during the APL cells proliferation, division, apoptosis, PML-RARα expression, in vivo tumorigenesis and retinoic acid sensitivity based on different SET-expressing cell models and the transplantation tumor animal models. This study will provide a novel mechanism of oral As4S4 for APL.

口服砷剂治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)是血液系统肿瘤研究的热点领域之一。最新研究表明，口服As4S4具有与静脉使用As2O3类似疗效，且对于维甲酸耐药和As2O3不敏感的APL同样有效，其作用与降解PML-RARα基因有关，但具体调节机制仍有待进一步研究。我们在前期研究中筛选出As4S4作用前后APL细胞表达差异的蛋白质SET，并证实SET表达下调可促进As4S4诱导的APL细胞凋亡。报道称PI3K/Akt通路与APL发展密切相关。在此基础上，我们提出"SET基因通过改变PI3K/Akt信号通路相关分子的磷酸化状态影响APL细胞的生存、转归及药物敏感性，SET是As4S4治疗APL的重要靶标"。本项目将以表达不同SET水平的细胞模型及SCID小鼠移植瘤模型为研究对象，分析SET调控PI3K/Akt信号变化对APL细胞生物学行为的影响，为揭示As4S4治疗APL的分子机制奠定理论基础。

口服砷剂治疗急性早幼粒细胞白血病（APL）是血液系统肿瘤研究的热点领域之一。最新研究表明，口服As4S4具有与静脉使用As2O3类似疗效，且对于维甲酸耐药和As2O3不敏感的APL同样有效。有报道称PI3K/Akt通路与APL发展密切相关，但具体调节机制仍有待进一步研究。在前期研究中我们筛选出As4S4作用前后APL细胞表达差异的蛋白质——SET，在此基础上，我们进一步验证了APL患者骨髓标本中SET表达水平，结果发现未经治疗及治疗效果欠佳（骨髓结果显示为部分缓解）的APL患者SET蛋白表达水平较正常对照组升高。随后，我们通过CCK-8实验检测了As4S4作用于APL细胞（NB4和NB4-R1）24h和48h的半数抑制浓度，并选取4μM作为后续实验浓度，发现该浓度As4S4可下调SET表达，同时上调MDM2表达。通过构建针对SET基因的RNA干扰及过表达载体，我们证实SET低表达可抑制APL细胞增殖和自噬、促进APL细胞凋亡和PML-RARα降解、提高APL细胞对ATRA的敏感性，但不影响细胞分化能力。除此之外，体内实验结果表明SET低表达可抑制APL细胞在小鼠体内的成瘤能力。进一步的机制研究表明，SET低表达可诱导PI3K、AKT及其下游分子GSK3β、MDM2、FOXO3a、mTOR磷酸化水平降低、促进FOXO3a核转位、抑制GSK-3β蛋白激酶活性；加用PI3K/Akt信号通路抑制剂LY294002可在上述基础上进一步促进细胞凋亡、抑制自噬、增强细胞对ATRA的敏感性、减少APL小鼠模型中骨髓浸润及髓外侵犯程度。基于上述实验结果，我们证实了SET通过调控PI3K/Akt信号通路诱导APL细胞凋亡、促进PML-RARα降解以及改善细胞对ATRA的敏感性。阐明SET可能是As4S4治疗APL的重要靶蛋白，为进一步揭示As4S4治疗APL的分子机制奠定理论基础。