文章源引自上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院,、上海血液學(xué)研究所,，文字部分略有改動(dòng)。
來自上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院,、上海血液學(xué)研究所的研究人員證實(shí),，在小鼠造血系統(tǒng)中條件性敲入dna甲基轉(zhuǎn)移酶3a（dnmt3a）r878h突變基因，可誘發(fā)急性髓系白血?。╝cute myeloid leukemia,，aml），mtor通路異?；罨赡苁菨撛诘闹委煱悬c(diǎn),。《美國科學(xué)院院刊》（pnas）雜志5月1日上線發(fā)表了這一研究成果,。陳竺（zhu chen）院士、陳賽娟（sai-juan chen）院士以及王月英（yue-ying wang）研究員是這篇論文的共同通訊作者,。
早在2011年,，該課題組就發(fā)現(xiàn)dnmt3a在急性單核細(xì)胞白血病患者中存在高頻突變，并與預(yù)后不良相關(guān),，為aml的診斷和預(yù)后評(píng)價(jià)提供了一個(gè)新的分子標(biāo)志物,。文章在《自然遺傳學(xué)》（nature genetics）發(fā)表。隨后,，利用逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)和骨髓移植技術(shù)建立了dnmt3a r882h熱點(diǎn)突變的小鼠模型,，揭示該突變可影響白血病相關(guān)基因的dna甲基化水平，從而使這些基因表達(dá)水平增加,，包括hox家族,、idh1、hlf,、flt3和mpl等,，最終導(dǎo)致慢性粒單核細(xì)胞白血病的發(fā)生。這一工作又于2014年《pnas》雜志發(fā)表。
近年來該課題組利用胚胎顯微注射技術(shù)建立了dnmt3a r878h（與人類dnmt3a r882h相對(duì)應(yīng)）條件性敲入小鼠模型,，進(jìn)一步研究了在內(nèi)源性啟動(dòng)子/增強(qiáng)子的調(diào)控下,，dnmt3a突變?nèi)绾螌?dǎo)致白血病的發(fā)生。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，dnmt3a突變這一遺傳學(xué)改變即可引起小鼠造血干/祖細(xì)胞異常增殖并誘發(fā)aml,，而白血病起源細(xì)胞主要是lsk（lin-sca1+ckit+）的造血干/祖細(xì)胞群體。通過白血病細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組和dna甲基化譜的研究,，以及白血病干/祖細(xì)胞的單細(xì)胞rna測(cè)序分析,，揭示了dnmt3a r878h突變可引起基因表達(dá)和表觀遺傳調(diào)控模式的顯著變化，導(dǎo)致造血細(xì)胞分化阻滯和增殖過度,。研究還發(fā)現(xiàn),，dnmt3a突變可通過dna低甲基化修飾而使mtor活化增加，進(jìn)而上調(diào)細(xì)胞周期關(guān)鍵蛋白cdk1的表達(dá),，促進(jìn)造血細(xì)胞增殖,。過表達(dá)的cdk1則可磷酸化組蛋白甲基化修飾酶ezh2，引起異常的組蛋白h3k27三甲基化譜,。根據(jù)這些結(jié)果,，研究人員使用了mtor的特異性抑制劑“雷帕霉素”，發(fā)現(xiàn)該抑制劑可顯著抑制白血病細(xì)胞增殖,。此外還顯著減輕小鼠的白血病癥狀并延長生存期,，提示異常活化的mtor可作為潛在的藥物作用靶點(diǎn),。因此聯(lián)合應(yīng)用mtor抑制劑,，有望顯著改善dnmt3a突變相關(guān)aml患者的治療效果。
技術(shù)評(píng)論
近些年來,，單細(xì)胞分析技術(shù)已成為科學(xué)研究領(lǐng)域強(qiáng)有力的工具,。技術(shù)的革新使我們得以追蹤、捕獲單個(gè)細(xì)胞,，從而在單細(xì)胞層面開展基因組,、轉(zhuǎn)錄組以及蛋白質(zhì)水平的研究。為了深入解讀白血病起源細(xì)胞的生物學(xué)特征,，文中利用單細(xì)胞rna測(cè)序技術(shù)對(duì)比了dnmt3ar878h/wt突變小鼠和dnmt3awt/wt對(duì)照小鼠的lsk造血干/祖細(xì)胞的基因表達(dá)譜,。利用fluidigm c1單細(xì)胞自動(dòng)制備系統(tǒng)制備小鼠lsk造血干/祖細(xì)胞的單細(xì)胞cdna文庫（圖1），然后利用illumina miseq平臺(tái)完成測(cè)序,。比較分析測(cè)序結(jié)果發(fā)現(xiàn)dnmt3ar878h/wt突變小鼠中細(xì)胞周期調(diào)控與轉(zhuǎn)變相關(guān)基因的表達(dá)水平比dnmt3awt/wt對(duì)照小鼠具有更高的異質(zhì)性（圖2）,。此外，研究還發(fā)現(xiàn)meis1, hlf, mpl, hoxa7, hoxa10和gata3等與白血病形成相關(guān)的基因,，在dnmt3ar878h/wt突變小鼠的lsk造血干/祖細(xì)胞中出現(xiàn)上調(diào),；以及與細(xì)胞周期,、cml（chronic myeloidleukemia）、mtor和aml信號(hào)通路相關(guān)的基因簇的過表達(dá),。同時(shí),，對(duì)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)的pca分析結(jié)果表明dnmt3ar878h/wt突變小鼠的lsk造血干/祖細(xì)胞和dnmt3awt/wt對(duì)照鼠的lsk造血干/祖細(xì)胞是不同的群體，進(jìn)一步說明患病小鼠大部分的lsk細(xì)胞具有獨(dú)特的轉(zhuǎn)錄本特征,。這些發(fā)現(xiàn)有助于闡明白血病起源細(xì)胞在疾病發(fā)生過程中的進(jìn)化潛能,，并且極大地?cái)U(kuò)展了我們對(duì)急性髓系白血病發(fā)病機(jī)制的認(rèn)知。
