Jonathan D. Licht1, Kim L. Rice1, Itsaso Hormaeche1, Julia Meyer1, Ken I. Mills2, David Grimwade3
1Division of Hematology/Oncology, Northwestern University, Chicago, IL, USA
2Department of Experimental Haematology, Queens University, Belfast, United Kingdom
3Department of Medical and Molecular Genetics, King’s College London, London, United Kingdom
Tóm tắt
Tóm tắt
Phép chuyển vị t(11;17)(q23;q21) liên quan đến việc sản xuất các protein hòa hợp đối ngẫu PLZF-RARα và RARα-PLZF, mà môi giới sự biến đổi ác tính bằng cách kết nối và dysregulate các gen đích RARα/RXR và PLZF tương ứng. Nhằm điều tra cơ sở phân tử cho việc gây bệnh bạch cầu do PLZF-RARα gây ra, chúng tôi đã sử dụng một mô hình tăng cường chức năng trong đó PLZF-RARα được biểu hiện bên ngoài trong các tế bào bạch cầu U937. Sau khi chứng minh trong hệ thống của chúng tôi rằng PLZF-RARα có khả năng gây ra một thời gian ngừng tuần hoàn tế bào G1 và ức chế sự phát triển tế bào cùng với sự phân hóa tủy xương, chúng tôi đã tìm cách xác định các gen được kết nối trực tiếp và điều chỉnh phiên mã bởi PLZF-RARα. Chromatin từ các tế bào U937PLZF-RARα biểu hiện (+10nM RA) đã được kết tủa miễn dịch bằng cách sử dụng các kháng thể PLZF, khuếch đại bằng PCR trung gian nối và ba lần lặp sinh học được lai với các mảng promoter NimbleGen 2.7kB, đại diện cho 24,275 promoter của con người. Chúng tôi đã xác định 1797 gen mà PLZF-RARα kết nối trực tiếp trong ít nhất 2 trên 3 mảng, và phần lớn các gen này (89%) cũng liên kết trong điều kiện không có RA được thêm vào bên ngoài. PCR định lượng theo thời gian thực sử dụng mẫu ChIP ban đầu đã được sử dụng để xác nhận kết quả ChIP-on-CHIP và tất cả các gen đã được thử nghiệm đến nay (n=11) đều được xác nhận là các mục tiêu trực tiếp của PLZF-RARα. Các phân tích ontological của các gen được xác định bởi ChIP-on-CHIP cho thấy sự phong phú cho các gen tham gia vào các chức năng của tế bào myeloid bao gồm các phản ứng miễn dịch, viêm và phòng thủ, bên cạnh các gen tham gia vào apoptosis và các con đường truyền tín hiệu. Hơn nữa, các gen mã hóa protein hạt nhân cũng được phong phú cao và các gen này bao gồm các gen đích được xác định từ trước RARα/RXR (tức là CEBPε, RARβ2, PRAM1, NFE-2), có khả năng bị nhắm đến bởi oncoprotein PLZF-RARα, cũng như các mục tiêu PLZF-RARα mới, nhiều trong số đó có vai trò trong phát triển tế bào máu và đã được liên quan đến bệnh bạch cầu (tức là RUNX1, MLL2, MCL1, PIM1, FANCB). Trong số 1797 gen này, một tỷ lệ đáng kể (22%) cũng được điều chỉnh phiên mã bởi PLZF-RARα (>1.5 lần, p<0.05). Để xác định các gen đặc hiệu cho sự kết hợp PLZF-RARα được tạo ra trong t(11;17) APL, chúng tôi đã so sánh hồ sơ biểu hiện gen của 26 tế bào khối u APL biểu hiện PML-RARα và 4 tế bào khối u APL biểu hiện PLZF-RARα. Một so sánh về các gen có biểu hiện khác nhau trong các mẫu bệnh nhân với những gen đã được kết nối trực tiếp và điều chỉnh bởi PLZF-RARα trong các tế bào U937 đã xác định một phân số nhỏ các gen bao gồm RUNX1, KLF10, một bộ điều chỉnh phiên mã và ức chế sự phát triển tế bào, cũng như ID1 và ID2, mà mức độ biểu hiện đã được chỉ ra có tương quan với sự phân hóa myeloid. Mặc dù mức độ biểu hiện của các gen này đã thay đổi trong các tế bào khối u PML-RARα, mức độ biểu hiện của chúng vẫn luôn thấp hơn trong các tế bào khối u APL PLZF-RARα (>2 lần, p<0.03). Trong các tế bào U937, PLZF-RARα đã ức chế RUNX1, KLF10 và ID1 trong điều kiện thiếu RA bên ngoài. Thú vị là, RUNX1, KLF10 và ID2 cũng được xác định là các gen mục tiêu trực tiếp của PLZF trong dòng tế bào KG1a và đã được điều chỉnh phiên mã bởi PLZF trong các tế bào U937, cho thấy rằng PLZF và PLZF-RARα có thể cùng điều chỉnh một phân số các gen mục tiêu. Với vai trò của RUNX1, KLF10, ID1 và ID2 trong phân hóa myeloid và ức chế sự phát triển, các gen này có thể là các mục tiêu đặc hiệu của PLZF-RARα có thể góp phần vào căn nguyên bệnh tật của t(11;17) APL.
