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慢性粒细胞白血病(CML)是一种起源于造血干细胞的克隆增殖性疾病，病程分为三个阶段，即慢性期、加速期和急变期。慢性期主要表现为成熟粒系细胞增生，骨髓、脾脏和外周血等组织中大量中晚幼粒细胞积累。慢性期持续约3-5年后进入加速期，加速期原始细胞等不成熟细胞比例不断增高，最后进入终末期一急变期，急变期患者病情进一步恶化，骨髓和外周血中未成熟细胞大量积聚，类似于急性白血病的表现。
一直以来，CML急变机制的研究是白血病科研领域研究的热点之一。根据Gilliland等人提出的“急性白血病的多步骤发病”学说，至少需要2个遗传学异常事件的共同作用才能导致急性髓系白血病(AML)的发生，其中一个事件是信号传导途径异常，赋予细胞生长增殖优势，如FLT3受体突变、C-KIT突变、BCR/ABL融合蛋白等，而另外一个分子事件为转录因子异常，使细胞分化受阻，如PML-RARa、AML-1-ETO触合蛋白。“白血病的多步骤发病”理论也适宜于阐述CML急变的机制。95％以上的CML患者都会出现t(9;22)异位，形成的Ph染色体，产生BCR/ABL融合蛋白。于CML慢性期，BCR/ABL融合蛋白具有持续的酪氨酸激酶活性，赋予细胞很强的增殖优势，但是急变期主要表现为原始及幼稚细胞大量聚集，因此需要一类能够阻止细胞分化的分子事件的发生，与BCR/ABL共同作用导致CML急变的发生。鉴于此，上海血液学研究所开启了旨在阐明白血病的发病机制、寻找白血病亚壅特异的遗传学异常的“白血病基因组解剖学计划”。对85例CML急变患者筛查了一组在造血分化过程中起重要作用的转录因子，包括AML-1，CBFβ、C/EBPα，GATA1、GATA1P、PU.1等，发现11例(12.9%)患者在急变期存在转录因子AMI,-1突变，9.4%的患者存在GA TA-2L359V的突变。进一步的研究发现，GATA-2 L359V能够强烈抑制在造血髓系发育中起重要作用的转录因子Pu.1的转录激活作用，并且在小鼠的骨髓细胞中共表达BCR/ABL融合蛋白和GATA-2 L359V能够诱导造血干细胞向粒单系分化和增殖异常，这说明GATA-2 L359V在CML急变的过程中发挥重要的作用。而本课题主要关注AML-1突变在CML急变过程中的作用研究。在11例CML急性转化患者中发现10种AML-1基因突变，其中有5种突变，氲括：H78Q、V91fs-ter94、R293X、Y260fs-ter573和G381fs-ter570是未被报道过的。伴随有AML-1突变的11例CML急变患者都朝着粒系方向发生急性转化。由此，推测AML-1突变与CML急变密切相关，可能是诱发CML急变的“二次打击”事件之一。
AML-1突变蛋白究竟有什么功能异常呢？它们和CML急变的关系如何呢？本文第一部分对在CML急变息者中检测到的其中7种AML-1突变，包括：5种发生在Runt同源盒结构域(RHD)的突变，H78Q、V91 fs-ter94、R139G、D171G和R174Q；1种发生在转录激活结构域的突变R293X;1种发生在转录抑制结构域的突变G381fs-ter570，进行了相应的功能研究。细胞定位实验结果显示H78Q和R174Q呈核内点状分布，V91fs-ter94和R139G有明显的核浆共定位，其余突变蛋白与野生型蛋白相似，主要呈核定位。发现，AML-1 H78Q、V91fs-ter94、R139G、D171G、R174Q和R293X突变蛋白均丧失转录激活能力，且对野生型(WT) AML-1的转录激活功能显示较强的抑制效应。通过免疫共沉淀实验、ChIP-qRCR实验，我们证实V91fs-te94突变蛋白丧失与CBFB蛋白结合的能力，同时也丧失与AML-1靶DNA的结合能力。CML急变期与慢性期相比以分化阻滞为主要特征。为研究AML-I突变蛋白对细胞分化的影响，构建了表达WT、H78Q和V91 fs-ter94的逆转录病毒载体，并得到了稳定表达相应AML-1蛋白的32Dc13细胞株。用粒细胞粜落刺激因子(G-CSF)诱导32Dc13细胞分化的实验表明，与Migrl空载和WT相比，H78Q和V91fs-ter94绌胞对向粒系分化有抑制作用。这个结果与发现的伴AML-1突变的CML患者都向粒系急性转化相一致。
本文第二部分在动饧模型上进一步证实AML-1突变在CML急性变中的作用。采用逆转录病毒技术，结合小鼠造血干细胞移植技术，使AML-1突变蛋白和BCR-ABL融合蛋白协同诱导小鼠发生急性白血病样疾病。发现AML-1 H78Q和BCR-ABL共表达组小鼠移植后造血成功重建，并且发病小鼠骨髓中早期细胞比例升高，诱导小鼠发生了CML急变期样疾病。