白血病是造血系统的一种严重克隆性疾病,其特征在于骨髓中未成熟的造血前体细胞发生去分化和恶性增殖。世界卫生组织(WHO)发布的《Global Cancer Statistics 2018》显示,2018年全球白血病总发病人数约为43.7万人,致死约30.9万人,致死率高达70.7%。白血病的分型和预后分类都非常复杂,需要结合不同患者具体的白血病类型和预后分类制定特定的治疗方案,因此白血病治疗没有统一和广泛适用的治疗方法。解旋酶样转录因子(helicase-like transcription factor,HLTF)属于SWI/SNF家族成员,是一种染色质重塑因子。它参与DNA损伤后修复,其下调会增加基因突变和染色体异常。目前研究表明HLTF与急性髓细胞白血病(AML)的产生和发展相关,但其具体的作用机制仍不清楚。SUMO化修饰是一种由SUMO特异性激活酶(E1)、结合酶(E2)和连接酶(E3)催化的类泛素化修饰,它可与底物蛋白共价连接,调节靶蛋白的定位和靶蛋白与其他生物大分子的相互作用。根据软件预测,HLTF蛋白很可能发生SUMO化修饰。本论文主要从HLTF及其SUMO化修饰对白血病细胞的影响和HLTF的SUMO化修饰在白血病细胞发生发展中作用的分子机制等方面展开研究。基于载体构建、慢病毒包装及感染等实验技术,我们在白血病细胞中低表达或过表达HLTF,通过细胞计数检测了 HLTF对白血病细胞的增殖能力的影响,结果表明HLTF低表达组白血病细胞的增殖能力明显低于对照组,而HLTF过表达组白血病细胞的增殖能力明显高于对照组。利用分化诱导剂PMA诱导及实时定量PCR技术检测白血病细胞分化标志物CD11b的mRNA表达水平,发现HLTF低表达组白血病细胞的分化能力显著高于对照组,而HLTF过表达组白血病细胞的分化能力显著低于对照组。这些结果表明HLTF可促进白血病细胞的增殖,抑制白血病细胞的分化,在白血病细胞中起着癌基因的作用。我们预测到HLTF可能存在SUMO修饰,利用蛋白质免疫共沉淀技术检测到HLTF主要被SUM02修饰,免疫荧光实验表明HLTF与SUMO2及E2结合酶UBC9共定位于细胞核内,进一步验证了 HLTF与SUMO2的相互作用。我们通过蛋白质免疫共沉淀技术检测到介导HLTF SUMO化修饰的E3连接酶主要为PIAS2α,免疫荧光实验显示HLTF与PIAS2α共定位于细胞核内,而介导HLTF去SUMO化修饰的特异性蛋白酶主要为SENP2。我们进一步利用点突变载体构建及蛋白质免疫共沉淀实验确定了 HLTF的SUMO化修饰位点为第515位赖氨酸残基(K515)。这些结果显示HLTF通过PIAS2α完成SUMO化修饰,通过SENP2完成去SUMO化修饰,其SUMO化修饰位点为K515位。我们通过蛋白质免疫共沉淀技术检测到SUMO化修饰可促进HLTF的泛素化降解,从而降低HLTF蛋白的稳定性。我们也检测了 PML在HLTF的SUMO化修饰中的作用,结果发现PML可促进HLTF的SUMO化修饰,从而使HLTF通过泛素化途径降解,免疫荧光实验表明HLTF与PML共定位于细胞核内。蛋白质免疫共沉淀实验结果表明RNF4可作为HLTF的E3泛素连接酶促进HLTF的泛素化降解。用三氧化二砷(As203)处理可诱导白血病细胞SUM02表达增多,HLTF的SUMO化修饰进而增加,导致HLTF稳定性降低。SUMO化修饰可通过促进HLTF的泛素化降解降低HLTF的稳定性,而HLTF在白血病细胞中作为癌基因起作用,因此HLTF的SUMO化修饰通过降低其稳定性抑制白血病的发展。综上所述,本课题通过研究HLTF的SUMO化修饰在白血病中的作用及分子机制,发现SUMO化修饰可促进HLTF的泛素化降解,使HLTF的稳定性降低,从而抑制白血病细胞的增殖,促进白血病细胞的分化,RNF4可作为HLTF的E3泛素连接酶促进HLTF的泛素化降解。我们的研究进一步发现PML及As2O3都可促进HLTF的SUMO化修饰,起到促进白血病细胞分化的功能。本论文的研究结果为进一步深入了解HLTF的SUMO化修饰在白血病发生发展中的作用及分子机制奠定了良好的基础,以便于找到关键的信号通路和分子,从而为白血病的临床治疗提供新的治疗靶点。