替代启动子甲基化调控...中的异构体依赖性表达 开放获取

《Blood Cancer Discovery》：Alternative promoter methylation regulates isoform-dependent expression in ... Open Access

　　鲁恩X1C长异构体通过DNA甲基化调控BTG2表达促进急性髓系白血病化疗耐药，RNA靶向抑制RUNX1C可增强化疗敏感性。

　　急性髓系白血病（AML）是成人中最常见的急性白血病类型之一。尽管标准的“7 + 3”化疗方案（包括阿糖胞苷和蒽环类药物）能够实现较高的初始缓解率，但仍有大约50%至80%的患者在5年内复发，且复发后临床预后较差，尤其是老年患者复发率更高。化疗后复发可能与少数存活的静止性白血病细胞有关，这些细胞在治疗期间保持存活，成为最小残留疾病（MRD）的潜在来源。目前治疗方案未能有效清除这些静止性细胞，突显了理解AML静止性分子机制的重要性，这可能为未来治疗策略的开发提供新思路。

研究发现，RNA异构体的异常水平或结构是许多癌症的标志，包括AML，但它们在AML耐药性中的作用尚不明确。为此，研究者对AML患者在治疗前和复发后的骨髓样本进行了配对分析，发现RUNX1基因的内源性DNA甲基化在近端启动子区域增加，这导致了通过远端启动子表达的长异构体RUNX1C的上调。RUNX1C的N端独特区域组织了一种异构体特异性转录程序，该程序促进了化疗耐药性，其直接靶基因BTG2在化疗耐药中起重要作用。BTG2通过促进rRNA去腺苷酸化，从而减少mRNA的表达和稳定性。rRNA的缺失增加了细胞的静止性。此外，针对RUNX1C的RNA靶向策略可以重新激活静止的白血病细胞，并提高化疗效果。这些发现揭示了一个由RUNX1C介导的异构体特异性转录调控网络，为减少AML复发提供了潜在的治疗策略。

RUNX1是一种在造血系统中起关键作用的转录因子，它通过不同的转录起始位点产生多种异构体。在正常发育过程中，RUNX1的不同异构体具有不同的表达模式，而在疾病状态下，如AML，这些异构体的表达变化可能影响疾病进展和治疗反应。研究显示，RUNX1C的表达增加与化疗耐药性相关，这可能是因为其N端区域调控了一种特定的转录程序，从而促进细胞静止状态的形成。此外，研究还发现，RUNX1C的表达上调可能通过调控BTG2的表达，进而影响rRNA的稳定性，从而降低蛋白质合成水平，导致细胞进入静止状态。

研究者通过基因组学方法，如CUT&RUN（染色质免疫沉淀和测序）和RNA-seq（RNA测序），发现RUNX1C在基因组上的结合位点与RUNX1A和RUNX1B显著不同，这表明RUNX1C在调控靶基因方面具有独特的功能。进一步的实验表明，RUNX1C的N端区域在促进化疗耐药性中起关键作用，而其C端和抑制域则不参与调控。通过使用CRISPRa（CRISPR激活）系统，研究者发现RUNX1C的上调可以显著增加BTG2的表达，从而增强化疗耐药性。这些发现表明，RUNX1C的表达调控是AML化疗耐药性的重要机制。

在临床层面，研究者分析了来自BeatAML数据库的AML患者数据，发现BTG2的高表达与对阿糖胞苷治疗的低反应率相关。这表明，BTG2的表达水平可能成为预测化疗效果的一个生物标志物。此外，研究者还发现，针对RUNX1C的RNA靶向策略，如使用CRISPRa或RNA干扰技术，可以有效提高化疗的敏感性。这些结果在体外和体内实验中均得到了验证，表明通过调控RUNX1C的表达，可以增强AML细胞对化疗的反应。

研究进一步揭示了RUNX1C在AML化疗耐药性中的关键作用。通过分析不同RUNX1异构体的表达水平，研究者发现RUNX1C的上调与化疗耐药性显著相关，而RUNX1A和RUNX1B的表达则与化疗敏感性相关。此外，研究者还发现，RUNX1C的上调可能通过调控RNA剪接和DNA甲基化，从而影响细胞的静止性。这些发现为AML的治疗提供了新的思路，即通过靶向RUNX1C来克服耐药性，提高治疗效果。

研究还发现，RUNX1C可能通过调控IFNγ信号通路中的关键基因，如IFITM1、IFITM2和IFITM3，来促进AML的进展和耐药性。这些基因的上调可能与AML的不良预后有关，进一步强调了RUNX1C在疾病进展中的重要性。此外，研究者还发现，RUNX1C的上调可能通过影响rRNA的稳定性，从而降低蛋白质合成水平，导致细胞进入静止状态，这种状态可能有助于细胞逃避治疗。

在治疗策略方面，研究者探讨了通过RNA靶向技术来干预RUNX1C表达的可行性。使用CRISPRa系统，研究者发现RUNX1C的上调可以显著增强AML细胞对化疗的耐药性，而其下调则可提高细胞对化疗的敏感性。此外，研究者还设计了针对RUNX1C的ASO（反义寡核苷酸）治疗策略，发现ASO可以有效降低RUNX1C的表达，从而提高化疗效果。这些发现表明，针对RUNX1C的RNA靶向治疗可能为AML患者提供新的治疗选择。

研究还强调了RUNX1C在AML耐药性中的关键作用。通过分析RUNX1C与BTG2的相互作用，研究者发现RUNX1C通过调控BTG2的表达，进而影响rRNA的稳定性，从而降低蛋白质合成水平，促进细胞进入静止状态。这些机制可能为开发新的AML治疗策略提供理论依据，如通过RNA靶向技术来抑制RUNX1C的表达，从而提高化疗效果。

综上所述，该研究揭示了RUNX1C在AML化疗耐药性中的关键作用，以及其通过调控BTG2表达和rRNA稳定性促进细胞静止状态的机制。这些发现不仅加深了对AML耐药性的理解，还为开发新的治疗策略提供了新的方向。通过RNA靶向技术干预RUNX1C的表达，可能成为克服AML耐药性的潜在方法。此外，研究还指出，RUNX1C的上调可能与AML的不良预后相关，提示其在疾病进展中的重要性。这些发现为未来AML的精准治疗提供了重要的理论基础和实践指导。