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目的:基质重塑相关基因7(MXRA7)是基质重塑家族的一员,目前已有的研究表明:MXRA7的缺失可以减轻四氯化碳诱导的小鼠急性肝损伤;MXRA7促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化;MXRA7在银屑病的发展中起一个负调控作用等。但是关于MXRA7在白血病的中作用并未有过报道。我们通过公共数据库分析发现,与正常人相比,MXRA7在急性早幼粒白血病中表达量异常升高,说明MXRA7可能参与调控急性早幼粒白血病的发生发展。因此我们使用了急性早幼粒白血病细胞NB4细胞株来研究MXRA7在急性早幼粒白血病中的作用及相关机制。方法:(1)利用BloodSpot和Leukemia Gene Atlas这两个与造血和白血病相关的公共数据库来分析MXRA7在急性髓系白血病中的表达情况。(2)收集急性早幼粒白血病病人(APL或AML-M3)、急性B淋巴细胞白血病病人(B-ALL)、急性T淋巴细胞白血病病人(T-ALL)、正常供体的骨髓样本以及白血病细胞系,应用荧光定量PCR及Western blot检测MXRA7的表达情况。(3)应用慢病毒系统分别构建MXRA7过表达和敲低的NB4稳转细胞系,应用荧光定量PCR和Western blot检测稳转细胞系中MXRA7的表达情况。(4)采用CCK8检测细胞活力实验、琼脂糖克隆形成实验、细胞周期、和细胞侵袭实验,探究MXRA7对NB4细胞增殖活力、周期分布、侵袭能力以及与侵袭相关的基质金属蛋白酶表达的影响。(5)采用流式细胞术检测过表达和敲低MXRA7的NB4细胞的凋亡变化和对化疗药物甲氨蝶呤和阿糖胞苷诱导后的凋亡差异,Western blot实验检测凋亡相关蛋白的表达情况。(6)采用流式细胞术检测急性早幼粒细胞NB4向粒系细胞分化的表面标志分子CD11b的表达情况,瑞氏-吉姆萨染色和NBT氧化还原实验研究MXRA7对NB4细胞分化的影响。(7)Western blot检测全反式维甲酸(ATRA)诱导NB4细胞分化过程中MXRA7对融合蛋白PML-RARα、PML和RARα表达的影响;实时荧光定量PCR检测MXRA7对髓系细胞分化过程中起重要作用的转录因子CEBP家族成员表达的影响。(8)体内实验通过NOD-SCID免疫缺陷小鼠构建急性早幼粒白血病小鼠模型:尾静脉注射MXRA7敲低的NB4细胞和对照细胞,观察小鼠的生存时间、体重变化以及小鼠股骨全骨髓细胞中白血病细胞的比例及数量变化。结果:(1)通过BloodSpot和Leukemia Gene Atlas两个数据库分析均发现,MXRA7在t(15;17)染色体异位的急性髓系白血病,即急性早幼粒白血病中表达异常升高。(2)通过实时荧光定量PCR和Western blot实验结果发现,MXRA7的mRNA和蛋白在AML-M3、B-ALL和T-ALL病人骨髓中的表达量都高于正常供体的骨髓;MXRA7在AML、B-ALL和T-ALL的细胞系中表达也有高表达。(3)经流式分选建立YFP阳性的NB4-V和NB4-MXRA7high稳转细胞系,经嘌呤霉素筛选建立带GFP阳性的NB4-NC和NB4-MXRA7low稳转细胞系,经实时荧光定量PCR和Western blot实验验证稳定转染的细胞系构建成功。(4)经CCK8细胞活力检测实验发现,MXRA7对NB4细胞的活力并没有明显改变,流式细胞周期实验检测MXRA7同样并未影响NB4细胞的周期分布。但是,克隆形成实验结果显示,过表达MXRA7后,细胞形成集落的能力增强,并且增强了 NB4细胞的侵袭能力,与侵袭相关的基质金属蛋白酶MMP-2和MMP-9表达量升高。然而,敲低MXRA7对NB4细胞的侵袭能力则没有明显影响。(5)在化疗药物MTX和Ara-C诱导NB4细胞凋亡过程中,敲低MXRA7的NB4细胞对化疗药物敏感性增加,凋亡比例明显升高,并且与凋亡相关的Caspase家族中的Caspase-3、Caspase-8和Caspase-9活化剪切形式表达量明显升高。过表达MXRA7的NB4细胞对化疗药物的敏感性无明显差异,凋亡相关蛋白的表达量变化也不明显。(6)流式细胞术检测到敲低MXRA7的NB4细胞向粒系细胞分化的表面标志分子CD11b表达升高,NBT氧化还原能力增加。形态学上,经ATRA诱导后,敲低MXRA7细胞的分化程度高于对照组。过表达MXRA7后粒系细胞表面标志分子CD11b表达略降低,NBT氧化还原能力减弱,但形态上分化程度与对照组相比无明显差异。(7)Westem blot实验结果表明,在NB4细胞中过表达MXRA7后,融合蛋白PML-RARα表达量升高,PML和RARα蛋白在ATRA诱导后表达量较对照组降低。敲低MXRA7后,融合蛋白PML-RARα表达量降低,PML和RARα蛋白在ATRA诱导后表达量较对照组升高。过表达MXRA7后,转录增强结合子CEBP家族中的CEBPB、CEBPD和CEBPG表达量下降;敲低MXRA7后,CEBPD和CEBPE表达量升高。(8)急性早幼粒白血病小鼠模型实验结果显示,尽管小鼠在生存时间没有明显的统计学差异,但是敲低MXRA7明显减轻了白血病小鼠的体重下降程度,并降低了白血病细胞浸润到小鼠骨髓中的比例,一定程度上减缓了白血病的发展,改善了小鼠的生存状态。结论:MXRA7在急性早幼粒白血病病人和白血病细胞系中表达量异常升高。当在NB4细胞中敲低MXRA7后增加了对化疗药物的敏感性,凋亡比例升高;NB4细胞中MXRA7的表达量随着ATRA诱导下降,并且敲低MXRA7后使NB4细胞向成熟粒系细胞分化,融合蛋白PML-RARα表达量下降。综上所述,我们发现MXRA7通过调控PML-RARα的表达来影响急性早幼粒白血病细胞的分化,从而影响急性早幼粒白血病的发生发展。