GPR35对急性髓系白血病细胞增殖、凋亡及周期的影响

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背景及意义急性髓系白血病(Acutemyeloid leukemia,AML)是最常见的成人急性白血病类型,主要特征是原始细胞的分化障碍,异常增殖及凋亡受阻。AML是具有高度侵袭性和异质性的疾病。以不同程度的贫血、出血及感染等为主要的临床表现。AML可以发生于任何年龄段的人群,以中老年人占比居多,并且发病率随着年龄的增加而增加。成年患者诊断该疾病的中位年龄为68岁。纵观历史,该病的预后较差,只有大约40%的年轻患者(≤60岁)存活超过5年。目前,关于AML的具体发病机制尚不完全明确,随着循证医学的发展及科学研究的不断深入,细胞遗传学和分子遗传学异常已经证实在AML的发病和进展中起重要作用,而且对于AML的诊断和预后具有重要的价值。从70年代开始的几十年里,AML最有效的诱导治疗是“3+7”方案,即3天的蒽环类药物+7天的阿糖胞苷化疗。但是“3+7”治疗方案并不能满足患者对预后的需求。自二十一世纪以来,越来越多的靶向药物应用于临床,如FLT-3抑制剂、维奈克拉等。该病诱导化疗的完全缓解率达到70%-80%,但仍有10%-40%的患者诱导缓解失败。即便经过标准治疗达到完全缓解,仍有部分患者会复发。这提示AML还存在我们未知的AML发病机制。G蛋白偶联受体(GPCRs)参与了众多的生理活动和信号调节。经过详尽的科学研究和临床实验已经被FDA批准用于疾病治疗的G蛋白受体已有100多个。GPCRs是药物研发最重要的生物靶标库,有三分之一的药物是通过调节GPCRs发挥作用的。其家族成员G蛋白偶联受体35(G protein-coupled receptor 35,GPR35)在导致疾病进展中有重要作用。该受体与细胞膜上的Na+/K+-ATP酶相互作用,调节糖代谢,促进小鼠炎症性肠病和肠道肿瘤的发生。在诱导社会应激小鼠模型中,GPR35还介导了细胞自噬的发生,参与了炎症微环境的调节。在非小细胞肺癌中,该受体通过改变肿瘤细胞生长的微环境,介导肿瘤细胞的耐药。它与肠道肿瘤、肺癌、糖尿病和心脏病的发生或发展具有显著相关性。该受体在疾病的发生中具有复杂的作用。然而,它是否在AML的发生和进展中起作用尚未可知。了解GPR35在AML中的生物学功能,及其对疾病的影响,有望为AML的治疗提供新的治疗选择。目的检测GPR35在AML患者及健康人群骨髓(Bone Marrow,BM)单个核细胞中的表达量。分析GPR35 mRNA水平与患者无进展生存期(Progression-free survival rate,PFS)及总生存期(overall survival,OS)的关系,评价其用于临床分子诊断的效能及其对预后的影响。利用Mlom13细胞系探索GPR35表达水平改变对细胞周期变化、细胞增殖和凋亡的影响。进一步探索GPR35发挥作用的分子机制,实验研究其对WNT/β-catenin/MYC信号通路的调控能力,分析其在AML发病中可能发挥的分子机制,进而为AML诊疗提供新思路。方法1.使用 TIMER2.0(http://timer.cistrome.org/)和 GEPIA(http://gepia.cancer-pku.cn/)在线数据库数据检测GPR35在包括AML在内的多种肿瘤中的表达水平;2.荧光定量 PCR(Real-Time Quantitative Reverse Transcription PCR,qRT-PCR)技术测定AML患者和正常人骨髓单个核细GPR35的表达水平;3.构建稳定表达GPR35的Molm13细胞系,分别使用CCK-8实验、EdU实验、流式细胞术检测细胞生物表型(增殖、凋亡和周期等)的改变;4.对TCGA数据库中AML患者的转录组数据进行信号通路的GSEA富集分析,筛选可能发挥作用的信号通路;5.Western blot检测β-catenin/MYC等相关蛋白的表达;6.统计分析:此过程用到的软件包括GraphPad9.0和SPSS 21.0。t-test检验和one-way ANOVA分别适用于两组或多组间的单因素分析检验。生存分析用到Kaplan-Meier法绘制的生存曲线,和log-rank秩和检验方法。采用Cox比例风险模型进行多变量分析,计算风险比(Hazard Ratio,HR)和95%的置信区间(Confidence interval,CI)。当P<0.05时认为结果有统计学意义。结果与健康人群相比,GPR35在AML患者骨髓单个核细胞中表达上调;上调了Molm13细胞的GPR35表达后,细胞增殖明显增加,分析细胞周期的结果,发现处于S期的细胞比例增加;上调GPR35对细胞的凋亡没有显著的影响;GSEA富集分析结果提示,AML患者的GPR35 mRNA上调后,WNT/β-catenin/c-Myc通路有意义;结合免疫印迹实验,发现GPR35上调后,P-Y654-β-catenin和c-Myc蛋白水平增加。结论GPR35是影响AML患者预后的独立危险因素。在体外研究发现,GPR35可能通过调控WNT/β-catenin/MYC信号通路的状态促进了白血病细胞的增殖。基于这些发现,我们认为GPR35促进了 AML的发生与发展。
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