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急性早幼粒细胞性白血病(Acute Promyelocytic Leukemia, APL)是急性髓细胞白血病的一个独特亚型(FAB分型为AML-M3),95%~99%的APL患者携带t(15;17)染色体易位。该易位产生的融合基因编码的融合蛋白PML/RARA是APL发病的分子基础,结构中包含野生型PML的RBCC结构域和野生型RARA的DNA结合域,能够通过与其他转录因子(如AP1、Sp1和GATA2等)相互作用,抑制其对下游靶基因的调控,将正常造血分化阻滞于早幼粒细胞阶段,导致早幼粒细胞性白血病的发生。
以往的研究表明,PML/RARA的表达和PU.1的表达之间存在一定的相关性,PU.1的表达随着PML/RARA的表达量的增加而下降,提示PU.1的表达的改变与APL的发生密切相关。根据前期本实验室利用ChIP-on-chip和相关生物信息学分析研究PML/RARA 转录调控机制的结果,发现PML/RARA潜在的靶基因的调控区域存在显著富集的PU.1结合位点,提示PML/RARA可能通过某种机制与髓系造血至关重要的转录因子PU.1存在相互作用,随之选择性的抑制了PU.1下游调控的对于粒系成熟必需的靶基因的表达。因此剖析PML/RARA与PU.1的相互作用方式及机制,对于明确PML/RARA的复杂转录调控机制,深入理解PU.1在APL发生过程中所扮演的角色有重要意义。
因此,本课题以揭示融合蛋白PML/RARA 与转录因子PU.1 之间的蛋白质-蛋白质相互作用为出发点,利用多种生物学技术手段,明确APL 中PML/RARA 与PU.1 的作用模式。结果表明:1)在APL 细胞株和APL 病人细胞中,PML/RARA 与PU.1 在细胞核内部分共定位;2)APL 细胞中,PML/RARA 融合蛋白与转录因子PU.1 存在蛋白质-蛋白质相互作用;3)PML/RARA 融合蛋白选择性地被转录因子PU.1 招募,在DNA 的参与下形成了更大的DNA-蛋白质复合体。以上研究结果不仅能够从细胞学水平上解析PML/RARA 与PU.1 的相互作用,而且为PML/RARA 与PU.1 是以怎样的方式影响了PU.1 的调控过程,从而促进APL 的发生提供可靠的实验证据;而且进一步完善了APL 白血病发生的详细分子机制。