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为探究 HOXA 基因簇在急性髓系白血病(AML)中的甲基化模式及临床意义,研究人员开展了 HOXA 基因簇甲基化相关研究。结果发现 HOXA9 甲基化与 AML 多种遗传异常相关,可指导治疗选择。这为 AML 的精准诊疗提供了新方向。
急性髓系白血病(AML)是一种极具侵袭性的血液恶性肿瘤,其发病机制复杂,涉及多种因素。目前,虽然对 AML 的认识在不断加深,但仍有许多未解之谜。例如,HOX 基因家族中的 HOXA 簇在白血病发生中起重要作用,然而其 DNA 甲基化介导的表观遗传调控在 AML 中的情况却鲜为人知。为了填补这一空白,江苏大学附属人民医院等机构的研究人员开展了相关研究。
研究人员通过系统分析癌症基因组图谱(TCGA)数据集,筛选 HOXA 簇基因甲基化在 AML 中的预后价值,进而挑选出候选基因 HOXA9 进行深入研究。研究结果发表在《BMC Cancer》上。该研究意义重大,为 AML 的预后评估和治疗决策提供了新的潜在生物标志物和理论依据。
研究人员开展研究时用到了多种关键技术方法。首先,从 TCGA 数据集获取 200 例 AML 患者数据,同时纳入 67 例 AML 患者及 20 例健康个体作为验证队列。运用生物信息分析筛选差异表达基因和 miRNA;采用细胞系实验,对多种白血病细胞系进行培养和处理;通过 RNA 分离、逆转录、实时定量 PCR(RT-qPCR)检测基因表达水平,DNA 分离、亚硫酸氢盐修饰、实时定量甲基化特异性 PCR(RT-qMSP)检测基因甲基化水平,以及蛋白质免疫印迹(Western blot)检测蛋白水平 。
下面来看具体的研究结果:
- HOXA9 甲基化与 AML 预后及表达的关系:通过分析 TCGA 数据,研究人员发现 HOXA9 甲基化与 AML 患者的总生存期(OS)和无病生存期(DFS)相关,低甲基化与不良预后相关。同时,HOXA9 甲基化与表达呈负相关,其甲基化可能是 AML 中 HOXA 成员里最具价值的预后生物标志物。
- HOXA9 低甲基化与 AML 特定亚型的关联:对比 HOXA9 低甲基化和高甲基化组的临床病理特征,发现 HOXA9 低甲基化与 FAB-M5/M7、正常核型、FLT3、NPM1 和 DNMT3A 突变等特定亚型相关,且在粒细胞分化过程中 HOXA9 甲基化水平逐渐升高。
- HOXA9 甲基化对治疗选择的指导作用:分析造血干细胞移植(HSCT)对不同 HOXA9 甲基化组患者预后的影响,发现 HOXA9 低甲基化的 AML 患者接受 HSCT 后,OS 和 DFS 相对更长;而高甲基化患者接受 HSCT 和化疗的 OS 和 DFS 无明显差异,表明 HOXA9 甲基化可指导 AML 患者在 HSCT 和化疗间的治疗选择。
- AML 中与 HOXA9 相关的分子特征:分析不同 HOXA9 表达水平的 AML 患者转录组,发现多个差异表达的 mRNA/lncRNA 和 miRNA,这些基因参与发育过程、细胞分化和 PI3K-Akt 信号通路等。
- 在细胞系和临床患者中验证 HOXA9 低甲基化:研究人员检测了 67 例新诊断 AML 患者和 20 例对照的 HOXA9 甲基化水平,发现 AML 患者的甲基化水平显著降低。在细胞系实验中,也证实了 HOXA9 甲基化对其表达的调控作用,用 5 - 氮杂 - 2'- 脱氧胞苷(5-aza-dC)处理细胞后,HOXA9 表达水平随甲基化水平降低而升高。
研究结论表明,HOXA9 甲基化与 HOXA9 表达相关,且与 AML 的多种遗传异常相关,如正常核型、t (15;17)、t (8;21)、t (16;16) 以及 FLT3、NPM1 和 DNMT3A 突变等。此外,HOXA9 低甲基化预示不良预后,并可能指导 AML 的治疗选择。在讨论部分,研究人员指出虽然首次揭示了 HOXA9 甲基化在 AML 中的独立预后价值,但研究存在一定局限性,如主要基于公共数据集得出结论,样本量较小,缺乏功能和机制实验等。未来需要更大规模的队列研究和功能实验进一步验证和深入探究。总体而言,该研究为 AML 的研究和治疗开辟了新的方向,具有重要的临床意义和潜在的应用价值,有望推动 AML 精准医疗的发展。