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在临床上使用全反式维甲酸(ATRA)与其他治疗方法联合治疗急性早幼粒细胞白血病,可以达到疾病的完全缓解,成为肿瘤诱导分化治疗的成功案例.为了进一步研究诱导分化治疗的分子机制,小组用差异显示PCR的方法在ATRA处理后的APL细胞系NB4中寻找到一系列被诱导上调的基因,维甲酸诱导基因I(RIG-I)就是其中之一。在RIG-I的功能性研究中,发现RIG-I缺陷的小鼠会发生髓系增生异常(MPD)的疾病,这些前期的研究说明在造血发育过程中,RIG-I分子对于调节髓系细胞的增殖非常重要,但是其分子机制并不明确;另外RIG-I分子在异常白血病细胞中的功能及其机制也不清楚,本文主要取得如下结果:
第一章:RIG-I通过Src-AKT信号通路调节髓系细胞的增殖
RIG-I作为先天性免疫中的重要分子,可以识别感染病毒的RNA分子,然后结合和活化IPS-1(IFNB promoter stimulator-1)蛋白来开启下游的信号通路传递。但是在没有病毒感染的情况下,RIG-I怎样调节正常髓系造血和ATRA诱导急性髓系白血病(AML)细胞的分化过程,目前来说还不清楚。结果显示:(1)在没有激活IPS-1/IRF3/NF-κB通路的情况下,RIG-I通过Src蛋白来抑制AKT-mTOR信号通路的激活,从而调控髓系细胞的生长.(2)进一步的研究表明,RIG-I先通过CARD结构域结合Sre的SH1结构域,然后再通过PxxP结构域竞争性地抑制Src对于AKT的结合和激活.(3)在大部分的AML病人中RIG-I的表达水平与正常人相比明显降低,并且这种低表达与AKT的激活是有相关性的,如果将野生型而非PxxP结构域突变的RIG-I蛋白转入到原代的病人细胞中则可以降低AKT的活化水平,因而,结果第一次发现在髓系细胞中RIG-I通过抑制Src-AKT信号通路来调节细胞的增殖。
第二章:RIG-I通过激活STAT1信号通路来抑制白血病细胞的生长
以往的研究表明RIG-I可以通过结合IPS-1蛋白启动I型干扰素的表达,而干扰素信号通路中重要的信号转导分子STAT1,对于异常肿瘤细胞(包括白血病细胞)的生长有着重要调控作用。IFN可以诱导细胞高表达RIG-I,而RIG-I是否在IFN下游的信号转导过程中发挥着作用和功能呢,目前来说还没有很多研究。本篇的结果显示:(1)在小鼠正常髓系细胞中,IFN诱导的STAT1的激活和ISG的产生需要RIG-I.同样,在急性髓系白血病细胞U937中,ATRA和IFN联合诱导的STAT1激活以及细胞生长阻滞也需要RIG-I.(2)在没有病毒感染的情况下,RIG-I以IPS-1非依赖的方式激活STATI,并诱导ISG的产生,导致白血病细胞的生长抑制。(3)在原代APL(急性早幼粒细胞白血病,acute promyelocytic leukemia)细胞中,过表达RIG-I会激活STAT1蛋白,并且在体内抑制APL细胞生长,从而延缓疾病的发生。
结果揭示了RIG-I分子对于维持干扰素通路中STAT1的激活具有重要作用,而在功能方面也进一步阐明RIG-I的表达可以在体内抑制APL的发病。