HOXA9追踪揭示RBM5对急性髓系白血病的双重功能和治疗潜力

HOXA9 蛋白在大多数急性髓系白血病 (AML) 病例中过度表达，并且与患者预后不良相关。然而，HOXA9 是一种难以靶向治疗的蛋白质，因此圣裘德儿童研究医院的研究人员寻找间接消灭它的方法。研究人员利用 CRISPR/Cas9 筛选，鉴定出了 RBM5，证明了 RBM5 表达与白血病细胞增殖之间的因果关系。这种联系是由 RBM5 作为基因表达中的 DNA 和 RNA 处理程序的新型双重功能驱动的。该研究今天发表在《基因组生物学》上。

HOXA9 蛋白过度表达是 AML 的一个标志，存在于超过 70% 的病例中，通常预后不良。虽然这表明它是一个有用的药物靶点，但该蛋白质作为转录因子的作用使其“无法成药”，因为干扰 HOXA9 的药物可能会产生许多其他脱靶效应。这启发研究人员通过研究 HOXA9 协同工作并依赖其发挥作用的蛋白质，从不同的角度解决这个问题。该论文的共同通讯作者、St. Jude肿瘤细胞生物学系的Chunliang Li博士就是这样的研究员。通过他最近的工作，设计了一种公正的 CRISPR 筛选策略来识别 HOXA9 的靶点，他发现了一个机会网络。

“自 2017 年实验室成立以来，这是我们持续不断的努力，”李说，“我们在 2019 年初建立了这个独特的报告系统，这是第一个真正代表这些白血病系统中 HOXA9 表达的报告系统。”

CRISPR/Cas9 筛选方法设计非常简单，但非常有效。它涉及将荧光标签附加到 HOXA9 基因并将其插入白血病细胞系中。这使得研究人员能够通过观察细胞中的荧光来追踪表达水平的差异。

“我们希望找到一个更有针对性或新颖的监管机构。因此，我们进行了无偏见的全基因组 CRISPR 筛选，以针对细胞中表达的所有基因，”Li 说。这使得研究人员能够检查 HOXA9 留下荧光指纹的不同途径。

令研究人员惊讶的是，剪接因子似乎是最具代表性的途径。

“这让我们感到非常惊讶，因为剪接因子调节转录本的不同组合，但通常不是调节水平。我们的数据表明这些蛋白质控制 HOXA9 表达水平，”Li 说。“所以，我们假设剪接因子可能还有另一种功能，比如双重功能。”

最引人注目的蛋白质是 RNA 结合蛋白 RBM5。研究人员发现，与其他细胞类型相比，RBM5 在白血病细胞中高度表达，并且 DNA 和 RNA 结合位点对其致癌功能至关重要。虽然 RBM 家族包含重要的 RNA 剪接因子，但它们在 DNA 转录中的功能尚不清楚。为了解决 RBM5/HOXA9 的直接转录调控问题，研究人员构建了一个允许 RBM5 急剧降解的系统。

“从细胞中去除 RBM5 蛋白后，HOXA9 mRNA 水平立即显着降低，”Li 解释道，“这种降低早在两个小时后就发生了，但并不影响 HOXA9 的剪接事件。” 此外，通过 HOXA9 的过度表达，被剥夺了产生 RBM5 能力的白血病细胞被拯救，进一步证明了这两种蛋白质之间的联系。

这些结果促使李希望探索该蛋白质作为治疗 AML 的药物靶点。

“我们认为 RBM5 是一个非常好的依赖性基因，根据我们的功能分析，它应该是一个很好的靶标，”他说。“如果我们能够特异性地靶向这些蛋白质的 DNA 结合亲和力，我们应该能够与其他现有疗法相结合，协同靶向 HOXA9 驱动的白血病。”