AID加速BCR-ABL1阳性急性B淋巴细胞白血病进展的机制研究

BCR-ABL1 positive acute B lymphoblastic leukemia (BCR-ABL1+B-ALL) often acquires the secondary genetic lesions besides BCR-ABL1, which would act together to accelerate disease progression. Activation-induced cytidine deaminase (AID) initiates Immunologlobin (Ig) gene somatic hypermutation (SHM) and class switch recombination (CSR) in the germinal center B cell, which are essential for the formation of Igs diversity. Repeating infection induces the aberrant expression of AID. The effects of AID in the non-Ig genes are associated with the development of multi-system tumor. To study the function of AID in the BCR-ABL1+B-ALL, we establish BCR-ABL1+ B-ALL mouse model stimulated by LPS and IL-4 to demonstrate that the pro-inflammatory factors induce continuously AID expression on the BCR-ABL1+B-ALL leukemia cells. AID affects the sensitivity of leukemia cells to imatinib and participates in the DNA damage of BCR-ABL1 fusion gene and other genomic genes. Then, we perform bioinformatics methods to screen the off-target function genes in the disease. Our work will directly confirm that AID accelerates BCR-ABL1+B-ALL genomic instability and promote the disease progression. Dissecting the contribution of AID should not only provide valuable mechanistic insights, but will also be a new therapeutic direction.

BCR-ABL1+B-ALL除特征性的BCR-ABL1融合基因外，二次获得的基因损害形式多样，协同BCR-ABL1共同促进ALL进展。活化诱导的胞嘧啶脱氨酶（AID）在生发中心B细胞中介导的SHM和CSR是形成Ig分子多样性的重要机制。反复感染可以诱导AID的异常表达，其在非Ig基因上的作用与机体多系统肿瘤发生有关。为了揭示AID在BCR-ABL1+B-ALL中的作用，通过建立LPS和IL-4刺激的BCR-ABL1+B-ALL小鼠模型，证明促炎性因子诱导白血病细胞高表达AID。AID影响白血病细胞对伊马替尼的敏感性，参与BCR-ABL1融合基因或其他基因组基因的DNA损伤。利用生物信息学方法筛选出AID的脱靶功能基因，直接证实AID加剧了BCR-ABL1+B-ALL基因组的不稳定性，促进疾病进展。因此，研究AID在BCR-ABL1+B-ALL中的作用对寻找治疗靶点有重要意义。

背景：BCR-ABL1阳性的急性B淋巴细胞白血病（BCR-ABL1+ B-ALL）患者常伴随反复感染，易对酪氨酸激酶抑制剂耐药，长期生存率低，BCR-ABL1+ B-ALL快速进展是白血病细胞和肿瘤微环境共同作用的结果。活化诱导的胞嘧啶脱氨基酶（Aid）在外周器官生发中心B细胞中介导Ig（Immunoglobulin，Ig）基因发生高频突变（SHM）和类别转换（CSR），产生高亲和力并具有不同效应功能的抗体。慢性炎症或肿瘤微环境可以诱导Aid的异常表达，导致Aid在非Ig基因引入突变或造成易位，促进多种肿瘤的发生。.研究内容及结果：1）通过建立炎症刺激的BCR-ABL1+ B-ALL小鼠模型，证明炎症刺激增加BCR-ABL1+ B-ALL细胞中Aid的表达，加速BCR-ABL1+ B-ALL病程进展；2）利用CRISPR/Cas9技术证明Aid缺失抑制BCR-ABL1+ B-ALL细胞的增殖并降低基因组不稳定性，阻止BCR-ABL1+ B-ALL小鼠的白血病发生或减缓白血病的病程进展；3）利用RNA-seq确定Aid表达变化是否影响BCR-ABL1+ B-ALL细胞的全基因表达谱，结果显示Aid上调DNA损伤修复基因的表达并抑制BCR-ABL1+ B-ALL细胞中促凋亡基因的表达；4）利用蛋白质免疫共沉淀实验阐明炎症刺激的BCR-ABL1+ B-ALL细胞中Aid和Hsp90的关系，证明在炎症刺激的BCR-ABL1+ B-ALL细胞中，Aid和Hsp90形成复合体，Hsp90保护Aid蛋白不被蛋白酶体途径降解，Hsp90抑制剂显著降低Aid蛋白水平，有效杀伤炎症刺激的BCR-ABL1+ B-ALL细胞，并显著减缓BCR-ABL1+ B-ALL炎症刺激小鼠的病程进展。.科学意义：研究炎症刺激对BCR-ABL1+ B-ALL进展的影响及作用机制，为临床BCR-ABL1+ B-ALL病人的治疗提供新的思路。

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