研究背景:慢性髓性白血病(Chronic Myeloid Leukemia,CML)是一种骨髓造血干细胞克隆性增殖所形成血液疾病,在全球(1.6～2/100000)和我国(0.36/100000)都有着较高的发病率。其特征是9号染色体与22号染色体断裂并易位形成新的染色体即费城染色体,而费城染色体表达具有强酪氨酸激酶活性的BCR-ABL重组蛋白而导致基因组表达异常进而引发疾病。临床上多采用靶向于酪氨酸激酶的抑制剂(TKI抑制剂)来治疗CML,有效的延长了其生存期,但是仍有至少25%的患者对该类药物不敏感或当CML进展到急变期时对该类药物产生耐药,致使临床效果不佳。对于这些发展为药物抵抗的CML-BP(慢性髓性白血病急变期)患者,异基因骨髓造血干细胞移植是唯一可以拯救其生命的治疗法法。而现实是诸多患者还没有等到合适的异基因骨髓造血干细胞移植,生命已经走向终点。可见这种由自体造血干细胞功能异常而引起的白血病并没有完全有效的药物可以将其治愈,我们需要发现新的药物作用靶点或是改进治疗方法。而基因表达异常所引发疾病常与表观遗传学调控密不可分,组蛋白第3亚基4号赖氨酸位点甲基化修饰对基因是否表达至关重要,该位点的去甲基化酶KDM5家族可以通过去除甲基化来抑制基因表达。这个家族中的三个成员KDM5A、KDM5B、KDM5C被证实与多种肿瘤性疾病的发生发展密切相关,但他们是否参与了CML发生和发展尚不清楚。研究目的:探索组蛋白去甲基化酶KDM5s在CML细胞中的致癌功能,为发现新的药物作用靶点或是改进治疗方法提供依据。研究方法:q PCR检测血液细胞中KDM5s的表达情况;利用甲基纤维素集落形成实验检测敲低KDM5B的表达对小鼠造血干细胞亚群集落形成能力的影响;q PCR检测白血病细胞及CML不同时期中KDM5B的表达情况;构建低表达KDM5B的CML细胞系K562,利用甲基纤维素集落形成实验检测低表细胞系集落形成能力,通过RNA-seq发现差异表达基因并对这些差异性基因的功能进行分析;在K562细胞系利用Ch IP-seq实验发现KDM5B直接作用的基因,并对其直接作用的基因功能进行分析;在K562细胞系设计GST pull-down实验分析发现与KDM5B直接作用的蛋白,并通过数据库检索其功能。研究结果:KDM5B在分化的细胞中表达量低于含有造血干细胞的细胞亚群的表达量;在小鼠的造血干细胞亚群中敲低Kdm5b发现其集落形成能力明显减弱;KDM5B在CML中的表达与造血干细胞的细胞亚群表达量较一致,而在CML患者的外周血中KDM5B随着CML病程的进展表达量增高;敲低了KDM5B的表达,K562细胞集落形成能力也减弱,其呈现出的差异性表达的基因大多都与髓系分化、细胞因子合成、Caspase激活、重要的信号通路(toll样受体,TNF和MAPK通路)有关;Ch IP-seq实验发现与KDM5B直接作用的基因序列也多与分化相关,这些直接作用的基因包含92个上调的DEGs和109个下调的DEGs,KDM5B Ch IP-seq的结果分别与H3K4me1和H3K4me3 Ch IP-seq数据库进行交叉分析,发现H3K4me1、H3K4me3富集区域与KDM5B富集区域部分重合;GST pull-down实验在K562细胞系中发现了一些与KDM5B直接作用的蛋白,这些蛋白在RNA生物学功能有关,且DHX9处于核心地位。研究结论:(1)KDM5B的表达可维持CML细胞的集落形成能并通过去甲基化修饰参与细胞分化及一些重要通路的调控;(2)KDM5B在CML细胞中调控基因的表达不仅仅依赖于组蛋白去甲基化修饰,还可对RNA转录过程进行调控。