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研究背景及目的意义:多发性骨髓瘤(Multiple Myeloma,MM)是一种好发于老年人的以骨髓中浆细胞单克隆增殖为特征的恶性血液系统性疾病。近年来,以硼替佐米(Bortezomib,Btz)为代表的蛋白体抑制剂(Proteasome inhibitors,PIs)、免疫调节剂为主的新药联合自体干细胞移植的广泛应用,显著提高了MM患者的缓解率。然而,MM大部分患者仍会在若干年后复发,所以MM现在仍被认为是一种非治愈性的致死性血液系统疾病。其中1号染色体长臂的扩增(+1q)以及短臂的缺失(-1p)是多发性骨髓瘤患者最常见遗传学异常之一,且研究发现1p的缺失往往伴有1q的扩增。两者叠加的预后更差,生存期更短,这部分患者对PIs治疗反应往往较差。近10年随着表观遗传学的发展,研究者发现组蛋白去甲基化酶,尤其是位于1p34的JMJD2A/KDM4A基因在肿瘤的发生发展及耐药的产生发挥着重要作用。然而JMJD2A在多发性骨髓瘤中的作用尚不清楚。本研究旨在探索JMJD2A在多发性骨髓瘤患者中预后影响及与耐药相关基因关联,并从细胞水平探讨JMJD2A对骨髓瘤硼替佐米的增殖耐药的影响及其相关分子机制。研究方法:通过全基因二代测序技术分析初治的多发性骨髓瘤患者中JMJD2A表达水平的高低对患者整体生存率的影响;并通过免疫组化检测在不同疾病阶段+1q21高危患者JMJD2A的表达差异。此外应用小分子抑制剂及慢病毒转染的方法抑制或下调骨髓瘤细胞系U266的JMJD2A基因表达。并通过流式细胞术及CCK-8检测在抑制或下调JMJD2A对U266的增殖及凋亡的影响;蛋白免疫印迹法(Western blot,WB)及RT-q PCR检测下调骨髓瘤细胞JMJD2A的表达后NF-kappa B信号通路、HIF通路、1q21耐药相关基因、抗凋亡基因TNFAIP3的表达变化。除此之外,本研究还应用流式技术及WB探索了JMJD2A与DNA损伤修复的关系。研究结果:1.二代测序结果表明,在初治的MM患者中,低表达JMJD2A患者的生存率比高表达的患者相比明显降低。且1q21耐药相关基因、ARNT、TNFAIP3基因表达负相关。表明低表达JMJD2A的初诊MM患者提示其预后不良,且与多个耐药相关基因的表达密切相关。2.免疫组化研究表明伴有+1q21高危MM病人其JMJD2A表达与疾病的严重程度负相关,与治疗疗效正相关。结果提示MM可通过调控JMJD2A表达介导MM耐药的发生发展。3.我们利用WB检测MM细胞系U266以及U266硼替佐米耐药的细胞PS-R的JMJD2A基因表达差异,结果证实在PS-R中JMJD2A的表达明显低于其敏感株U266,且PS-R经典NF-κB通路蛋白高表达。结果表明骨髓瘤细胞通过下调JMJD2A激活NF-κB经典途径调控骨髓瘤细胞的耐药。4.我们通过流式检测发现在骨髓瘤细胞系U266应用JMJD2A的小分子抑制剂(JIB-04)后可使硼替佐米对U266细胞系的凋亡作用明显降低,提示抑制JMJD2A功能后提高骨髓瘤细胞系对硼替佐米的耐药性。5.我们利用慢病毒转染的方法敲除骨髓瘤细胞系U266的JMJD2A的基因,发现在应用硼替佐米后敲除组sh JMJD2A的凋亡率明显下降,细胞的存活率明显升高,提示下调JMJD2A增加骨髓瘤细胞对硼替佐米的耐药性。6.我们利用CCK-8检测表明,敲除JMJD2A组细胞较对照组细胞增殖率明显升高;周期检测表明敲除组细胞G1期阻滞,S期明显延长。流式检测揭示肿瘤增殖标记蛋白Ki67明显上调,表明下调JMJD2A促进骨髓瘤细胞增殖。7.流式细胞术及WB检测显示,在硼替佐米的作用下敲除JMJD2A的U266细胞系DNA损伤标记蛋白γH2A.X明显减少;提示下调JMJD2A通过降低硼替佐米对骨髓瘤细胞DNA损伤介导耐药。8.我们通过WB检测发现敲除JMJD2A骨髓瘤细胞p NF-κB65、HIF-1alpha、TNFAIP3、1q耐药相关基因(CKS1B、Mcl-1)及Vcam1蛋白表达较对照组明显增加。此外,我们发现敲除组经硼替佐米处理后CKS1B表达同对照组相比显著增多。结果揭示低表达JMJD2A通过上调TNFAIP3、Vcam1、HIF-1alpha及1q21耐药相关基因表达介导硼替佐米耐药。且研究证实MM细胞通过激活JMJD2A-CKS1B途径削弱硼替佐米的杀伤作用。结论:1.低表达JMJD2A的初治MM患者预后不良。2.MM初诊患者JMJD2A的表达与ARNT、TNFAIP3抗凋亡基因及1q21耐药相关基因表达呈负相关。3.JMJD2A的表达与+1q21骨髓瘤患者的疾病进展及治疗疗效密切相关。4.MM细胞通过激活JMJD2A-NF-κB信号通路介导耐药。5.JMJD2A的下调通过上调TNFAIP3、Vcam1、HIF-1alpha及1q21耐药相关基因的表达调控MM细胞的增殖耐药及DNA损伤修复。6.MM细胞通过激活JMJD2A-CKS1B途径削弱硼替佐米的杀用伤作用。