DNMT3A基因突變對(duì)造血異常調(diào)控的機(jī)制研究-從基因組學(xué)到功能生物學(xué).pdf

1、本研究論文包括兩個(gè)部分:（一）DNMT3A基因突變?cè)诩毙詥魏思?xì)胞白血病中高頻發(fā)生并提示不良預(yù)后;（二）DNMT3A基因突變損傷其編碼蛋白的功能并促發(fā)血液系統(tǒng)細(xì)胞的增殖。通過(guò)第二代測(cè)序技術(shù)以及相關(guān)的功能學(xué)研究，我們不僅在急性單核細(xì)胞白血病樣本中發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的高頻突變基因DNMT3A，而且發(fā)現(xiàn)它的突變會(huì)對(duì)造血干祖細(xì)胞生物學(xué)活性產(chǎn)生異常的作用，本研究不僅為臨床上白血病的診斷提供了一個(gè)新的分子標(biāo)志物，而且也為進(jìn)一步針對(duì)該蛋白的功能研究和有效的臨床

2、治療建立了理論基礎(chǔ)。
　　第一部分
　　DNMT3A基因突變?cè)诩毙詥魏思?xì)胞白血病中高頻發(fā)生并提示不良預(yù)后
　　急性單核細(xì)胞白血病在FAB分型中屬急性髓系白血病M5型(AML-M5)，是一種因獲得性分子遺傳學(xué)水平異常而引起的血液系統(tǒng)惡性腫瘤。從分子機(jī)制上講，AML-M5最常累及11q23位點(diǎn)的MLL基因的易位，NPM1，F(xiàn)LT3等基因也有一定突變頻率，但是大部分的M5患者依舊未能找到特異的致病基因。為從基因組的角度來(lái)尋求

3、AML-M5的致病根源，本研究應(yīng)用第二代測(cè)序技術(shù)，對(duì)9例既有病理標(biāo)本又有正常對(duì)照組織和5例不含正常對(duì)照組織的AML-M5樣本進(jìn)行了全外顯子組測(cè)序。通過(guò)嚴(yán)格的生物信息學(xué)分析，我們發(fā)現(xiàn)了11個(gè)具重現(xiàn)性突變的基因。繼而在98例AML-M5白血病樣本中，對(duì)其中6個(gè)有重現(xiàn)性突變的基因作進(jìn)一步全外顯子測(cè)序，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)高頻突變基因DNMT3A，其突變頻率達(dá)到20.5％(23/112)。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，AML-M5樣本中，DNMT3A突變常伴隨有多種其他

4、分子異常，伴隨頻率最高的是NPM1突變(69.6％，16/23)，但DNMT3A突變與MLL易位卻相互排斥。結(jié)合臨床資料，與不含DNMT3A突變的患者相比較，突變患者在年齡上相對(duì)年長(zhǎng)(p=0.022)，惡性增生的白細(xì)胞數(shù)量相對(duì)較高(p=0.003)，總生存期短(p=0.004)，從治療始至失敗時(shí)間也短(p=0.005)。總之，高頻突變基因DNMT3A為今后AML-M5的分子診斷、臨床治療和預(yù)后判斷提供了又一新的標(biāo)志物。
　　第二部

5、分
　　DNMT3A基因突變損傷其編碼蛋白的功能并促發(fā)血液系統(tǒng)細(xì)胞的增殖
　　表觀(guān)遺傳學(xué)是已知的維持造血系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的一個(gè)重要調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，表觀(guān)修飾相關(guān)蛋白之一DNA甲基轉(zhuǎn)移酶3A蛋白（DNMT3A），其編碼基因近來(lái)被報(bào)道在急性白血病患者中有～20％的突變率，尤其是R882位點(diǎn)的突變頻率最高。在條件性基因敲除的小鼠模型中證實(shí)，DNMT3A是造血干細(xì)胞分化所必需的蛋白，而DNMT3A突變是否會(huì)引起造血系統(tǒng)的異常還未見(jiàn)報(bào)道。本研究利用逆

6、轉(zhuǎn)錄病毒感染小鼠骨髓干祖細(xì)胞和細(xì)胞株的方式，在體內(nèi)和體外證實(shí)DNMT3A-R882H突變能夠破壞該蛋白的正常功能，并能引起細(xì)胞的異常增殖。主要表現(xiàn)為DNMT3A-R882H突變延遲髓系細(xì)胞盼分化，引起骨髓內(nèi)LSK(Lin-Sca-1+C-kit+)細(xì)胞群以及長(zhǎng)程造血干細(xì)胞群的比例增加。另外，DNMT3A突變能夠引起小鼠外周血中髓系細(xì)胞的增殖，并以單核細(xì)胞的異常增多為主。此外，通過(guò)表達(dá)譜芯片的檢測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)一組與造血干細(xì)胞活性相關(guān)的基因在