同源盒基因在白血病发病中的作用

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1、上海第二医科大学硕士学位论文同源盒基因在白血病发病中的作用姓名：王晴申请学位级别：硕士专业：内科学（血液学）指导教师：陈赛娟2003.5.1同源盒基因在白血病发病中的作用中文摘要大多数恶性肿瘤，尤其是白血病，在其发生、发展过程中的一个重要特征为出现基因结构或表达异常。一些特定类型的白血病或淋巴瘤常与某些特异的分子生物学异常存在着密切的联系，其中以染色体易位形成融合基因和基因异常激活最为多见，它们可导致受累基因的结构改变或表达失调，最终使细胞发生恶性转化。寻找特异的染色体异常，克隆其受累基因，或检测特定基因的表达情况，并进一步研究这些

2、基因的功能及与肿瘤发生、发展的关系，对理解肿瘤的发病机制，寻找有效的诊断标志和治疗方法具有重要意义。目前，染色体和分子生物学的检测已成为指导恶性血液疾病诊断、治疗及判断预后的重要手段之一。同源盒基因是人类和小鼠白血病的重要癌基因。HOXB8最早被发现在WEHI一3b小鼠白血病细胞系中由逆转录病毒激活。许多研究表明，HOX基因(如HOXA9，HOXDl3等)可与核孔素基因NUP98形成融合基因，参与人类白赢病的发生。HOXll基因在T—ALL相关易位中并朱在RNA水平形成融合基因，而是被异常激活，提示aOXll基因的表达异常是白血病发

3、生过程中的重要因索。而且，数种HOX辅助因子也参与人类或小鼠白血病的发生。这些辅助因子包括PBXl和MEISl等。本课题主要从同源盒基因形成融合基因和表达异常两个方面，初步研究了同源盒基因诱导的白血病的发病机制。第一部分：伴t(11：12)(P15：q13)易位的成人AML中NUP98一IIOXCll融合基因的主要类型近年来恶性血液病中有关1lpl5染色体异常的报道不断增多，目前已有12种，其中9种易位产生的融合基因已被确定。该类易位涉及的靶基因多为位于1lpl5的NUP98基因，NUP98基因编码分子量为98KD的核孔素，是核孔复

4、合体的一个组成部分。NUP98的“伙伴”基因常来自同源盒基因家族。本课题从急性髓系白血病伴染色体t(1l：12)(P15：q13)易位的病例入手，2充分利用当前人类基因组研究所取得的大量信息，定位竟隆粱色体t(11；12)(p15：q13)易位的受累基因，进而对所克隆的基因进行了初步的功能分析。我们对三例伴t(11：12)(P15；q13)易位的有明确分型的原发性急性髓系白血病成年病人进行了深入研究，采取了定位侯选克隆的策略，以确定此种易位的受累基因。我们先通过常规的细胞遗传学方法检测出了病人骨髓细胞中的染色体t(11：12)(P1

5、5：q13)易位。我们又通过染色体涂抹技术(CromosomePainting)证实了11号染色体和12号染色体之间的易位。随后用分子细胞遗传学的FISH技术通过筛查位于染色体1lpl5的不同的克隆检测到了断裂点位于染色体11P15的NUP98基因的3’端。此后，我们又通过cDNA末端快速扩增技术(RapidAmplificationofcDNAEnds，RACE)发现了位于染色体12q13的伙伴基因HOXCll。我们所发现的三例伴t(11：12)(P15：q13)易位的病人的分子生物学分析均显示NUP98基因的12号外显子与HOX

6、Cll基因的2号外显子相融合，断裂点分别位于NUP98基因的内含子12和HOXCll的内含子1。此前，日本人所发现的一例伴染色体t(11：12)(p15：q13)易位的小儿AML患者的分子生物学分析显示NUP98基因的12号外显子与HOXCll基因的1号外显子相融合。因此，我们所发现的3例成人AML中的融合方式代表了迄今为止NUP98-HOXCll嵌合体的主要类型。大多数染色体易位为交互易位或平衡易位，而非交互易位或非平衡易位较为少见。特别需要指出的是，3例病人中的两例有染色体11p15的NUP98基因断裂点3’端至染色体端粒末端在

7、分子细胞遗传学水平的缺失。因此，我们推测，大多数伴染色体t(11：12)(P15：q13)易位的病人应为不平衡易位。我们的研究中所发现的缺失部分包含一组位于11号染色体短臂上的重要的肿瘤抑制基因。至少6种抑癌基因在染色体11p15．5被发现，分别称为TSSCl一6(TumorSuppressingSTFcDNA1—6)，在wilm’s瘤等中发生缺失或突变。近年的研究发现，癌基因、抑癌基因之间可发生相互作用，共同引起肿瘤的发生。我们发现NUP98一HOXCll融合蛋白在用pBIND—GAL4报道系统分析时显示出与野生型HOXCll所不

8、同的反式调控活性。野生型pBIND—HOXCIl构建体与3pBIND空载质粒相比，展示了很强的反式抑制活性。然而，pBIND—NUP98／HOXCll可显著提高报道基因的表达，展示了较强的反式激活特性。需要指出的是，野生型NUP98与