摘要：本研究揭示了DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑地西他濱(DAC)通過(guò)激活miR-200a-3p來(lái)抑制致癌基因MNX1表達(dá)的新機(jī)制。
在血液系統(tǒng)惡性腫瘤中，急性髓系白血病(AML)因其侵襲性強(qiáng)、預(yù)后差而備受關(guān)注。這種疾病常伴隨表觀遺傳調(diào)控基因突變和基因組重排，其中7號(hào)染色體異常導(dǎo)致的致癌基因MNX1異常激活已成為近年研究熱點(diǎn)。MNX1本應(yīng)在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和胰腺中表達(dá)，但在約1.4%的AML病例中，通過(guò)增強(qiáng)子劫持機(jī)制被異常激活，成為推動(dòng)白血病發(fā)展的"幫兇"。德國(guó)癌癥研究中心(DKFZ Heidelberg)的Simge Kelekci等研究人員在《Leukemia》發(fā)表的研究，揭示了利用表觀遺傳藥物靶向這一致癌通路的新策略。
研究團(tuán)隊(duì)采用了多組學(xué)聯(lián)用技術(shù)路線：首先通過(guò)shRNA基因敲降驗(yàn)證MNX1對(duì)白血病細(xì)胞存活的關(guān)鍵作用；隨后篩選174種表觀遺傳化合物識(shí)別出DAC的特異性效應(yīng)；結(jié)合miRNA測(cè)序和生物信息學(xué)預(yù)測(cè)鎖定miR-200a-3p調(diào)控機(jī)制；最后在患者來(lái)源異種移植(PDX)模型中進(jìn)行治療驗(yàn)證。樣本來(lái)源包括GDM-1細(xì)胞系和兩個(gè)MNX1表達(dá)的AML PDX模型(PDX491和PDX661)。
圖1 DNA去甲基化介導(dǎo)急性髓系白血病中MNX1基因表達(dá)下調(diào)【MNX1抑制對(duì)白血病細(xì)胞的影響】
研究發(fā)現(xiàn)MNX1特異性shRNA可顯著降低GDM-1細(xì)胞活力，證實(shí)該基因是維持白血病生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。這為后續(xù)尋找藥物靶向策略提供了理論基礎(chǔ)。
【表觀遺傳化合物篩選】
在174種化合物篩選中，DAC脫穎而出成為唯一能顯著抑制MNX1表達(dá)的制劑。值得注意的是，DAC對(duì)MNX1陽(yáng)性的GDM-1細(xì)胞殺傷效果明顯優(yōu)于其他AML細(xì)胞系，提示MNX1狀態(tài)可能影響治療敏感性。研究同時(shí)觀察到DAC誘導(dǎo)了包括MAGEA3、MAGEB2等癌癥睪丸抗原的表達(dá)激活。
圖2 5-氮雜-2'-脫氧胞苷（DAC）介導(dǎo)的MNX1表達(dá)抑制
【miRNA調(diào)控機(jī)制解析】
通過(guò)miRNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)DAC處理顯著上調(diào)了6種可能靶向MNX1 3'UTR的miRNA。其中miR-200a-3p的模擬物可使MNX1蛋白降至與DAC處理相當(dāng)水平。熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)證實(shí)該miRNA通過(guò)結(jié)合MNX1 3'UTR發(fā)揮作用。甲基化分析顯示DAC通過(guò)去甲基化激活miR-200a-3p啟動(dòng)子區(qū)。
【PDX模型驗(yàn)證】
在兩種MNX1陽(yáng)性AML PDX模型中，DAC處理同樣導(dǎo)致MNX1表達(dá)下調(diào)和miR-200a-3p上調(diào)，重現(xiàn)了細(xì)胞系中的發(fā)現(xiàn)。這為臨床轉(zhuǎn)化提供了重要依據(jù)。
該研究系統(tǒng)闡明了DAC通過(guò)DNA去甲基化激活miR-200a-3p、進(jìn)而抑制MNX1表達(dá)的雙重作用機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)具有t(7;12)易位的兒童AML和del(7q)的老年AML患者尤其重要，為這類難治性AML提供了精準(zhǔn)治療的理論基礎(chǔ)。研究者建議未來(lái)可探索DAC與BET抑制劑等表觀遺傳藥物的聯(lián)合方案，通過(guò)同時(shí)干擾增強(qiáng)子-啟動(dòng)子相互作用和DNA甲基化來(lái)增強(qiáng)療效。盡管miR-200a-3p被確認(rèn)為關(guān)鍵介質(zhì)，但研究者也指出可能存在其他調(diào)控途徑，這為后續(xù)機(jī)制研究指明了方向。這項(xiàng)成果不僅拓展了對(duì)AML表觀遺傳調(diào)控的認(rèn)識(shí)，也為開(kāi)發(fā)針對(duì)基因組結(jié)構(gòu)變異所致癌基因激活的治療策略提供了新思路。
參考資料
[1] DNA demethylation-mediated downregulation of MNX1 in acute myeloid leukemia
摘要：本研究揭示了DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑地西他濱(DAC)通過(guò)激活miR-200a-3p來(lái)抑制致癌基因MNX1表達(dá)的新機(jī)制。
在血液系統(tǒng)惡性腫瘤中，急性髓系白血病(AML)因其侵襲性強(qiáng)、預(yù)后差而備受關(guān)注。這種疾病常伴隨表觀遺傳調(diào)控基因突變和基因組重排，其中7號(hào)染色體異常導(dǎo)致的致癌基因MNX1異常激活已成為近年研究熱點(diǎn)。MNX1本應(yīng)在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和胰腺中表達(dá)，但在約1.4%的AML病例中，通過(guò)增強(qiáng)子劫持機(jī)制被異常激活，成為推動(dòng)白血病發(fā)展的"幫兇"。德國(guó)癌癥研究中心(DKFZ Heidelberg)的Simge Kelekci等研究人員在《Leukemia》發(fā)表的研究，揭示了利用表觀遺傳藥物靶向這一致癌通路的新策略。
研究團(tuán)隊(duì)采用了多組學(xué)聯(lián)用技術(shù)路線：首先通過(guò)shRNA基因敲降驗(yàn)證MNX1對(duì)白血病細(xì)胞存活的關(guān)鍵作用；隨后篩選174種表觀遺傳化合物識(shí)別出DAC的特異性效應(yīng)；結(jié)合miRNA測(cè)序和生物信息學(xué)預(yù)測(cè)鎖定miR-200a-3p調(diào)控機(jī)制；最后在患者來(lái)源異種移植(PDX)模型中進(jìn)行治療驗(yàn)證。樣本來(lái)源包括GDM-1細(xì)胞系和兩個(gè)MNX1表達(dá)的AML PDX模型(PDX491和PDX661)。
圖1 DNA去甲基化介導(dǎo)急性髓系白血病中MNX1基因表達(dá)下調(diào)【MNX1抑制對(duì)白血病細(xì)胞的影響】
研究發(fā)現(xiàn)MNX1特異性shRNA可顯著降低GDM-1細(xì)胞活力，證實(shí)該基因是維持白血病生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。這為后續(xù)尋找藥物靶向策略提供了理論基礎(chǔ)。
【表觀遺傳化合物篩選】
在174種化合物篩選中，DAC脫穎而出成為唯一能顯著抑制MNX1表達(dá)的制劑。值得注意的是，DAC對(duì)MNX1陽(yáng)性的GDM-1細(xì)胞殺傷效果明顯優(yōu)于其他AML細(xì)胞系，提示MNX1狀態(tài)可能影響治療敏感性。研究同時(shí)觀察到DAC誘導(dǎo)了包括MAGEA3、MAGEB2等癌癥睪丸抗原的表達(dá)激活。
圖2 5-氮雜-2'-脫氧胞苷（DAC）介導(dǎo)的MNX1表達(dá)抑制
【miRNA調(diào)控機(jī)制解析】
通過(guò)miRNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)DAC處理顯著上調(diào)了6種可能靶向MNX1 3'UTR的miRNA。其中miR-200a-3p的模擬物可使MNX1蛋白降至與DAC處理相當(dāng)水平。熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)證實(shí)該miRNA通過(guò)結(jié)合MNX1 3'UTR發(fā)揮作用。甲基化分析顯示DAC通過(guò)去甲基化激活miR-200a-3p啟動(dòng)子區(qū)。
【PDX模型驗(yàn)證】
在兩種MNX1陽(yáng)性AML PDX模型中，DAC處理同樣導(dǎo)致MNX1表達(dá)下調(diào)和miR-200a-3p上調(diào)，重現(xiàn)了細(xì)胞系中的發(fā)現(xiàn)。這為臨床轉(zhuǎn)化提供了重要依據(jù)。
該研究系統(tǒng)闡明了DAC通過(guò)DNA去甲基化激活miR-200a-3p、進(jìn)而抑制MNX1表達(dá)的雙重作用機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)具有t(7;12)易位的兒童AML和del(7q)的老年AML患者尤其重要，為這類難治性AML提供了精準(zhǔn)治療的理論基礎(chǔ)。研究者建議未來(lái)可探索DAC與BET抑制劑等表觀遺傳藥物的聯(lián)合方案，通過(guò)同時(shí)干擾增強(qiáng)子-啟動(dòng)子相互作用和DNA甲基化來(lái)增強(qiáng)療效。盡管miR-200a-3p被確認(rèn)為關(guān)鍵介質(zhì)，但研究者也指出可能存在其他調(diào)控途徑，這為后續(xù)機(jī)制研究指明了方向。這項(xiàng)成果不僅拓展了對(duì)AML表觀遺傳調(diào)控的認(rèn)識(shí)，也為開(kāi)發(fā)針對(duì)基因組結(jié)構(gòu)變異所致癌基因激活的治療策略提供了新思路。
參考資料
[1] DNA demethylation-mediated downregulation of MNX1 in acute myeloid leukemia
