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EEN基因是上海血液学研究所与香港大学病理系合作,在一例含t(11:19)(q23:p13)易位的婴儿急性单核细胞白血病病人中首次克隆的。在该易位中,位于19p13的EEN基因与位于11q23的MLL基因形成MLL-EEN融合基因。研究表明涉及11q23/MLL重排的异常在急性白血病中较为常见,约占全部急性淋巴细胞性白血病(ALL)的7-10%,占全部急性髓性白血病(AML)的5-8%。该易位在婴儿急性白血病和拓扑异构酶-Ⅱ抑制剂治疗相关的继发性白血病中则尤为常见,分别占80%和85%。鉴于涉及MLL基因易位的急性白血病有着与寻常急性髓性白血病和急性淋巴细胞性白血病不同的特性,其自血病细胞常呈系列混杂性,因此这一类白血病被称为混合细胞系白血病(Mixed LinerageLeukemia)。到目前为止,除13号及Y染色体外的22条染色体均可与11q23发生融合,产生相应的融合基因,已发现MLL可与位于87个不同染色体位点上的伙伴基因发生融合,其中有50多个MLL伙伴基因已被克隆出来。关于MLL融合蛋白的致白血病机理已进行了相当多的研究,但本质问题仍未能了解清楚。最主要的问题是:为什么会有如此多的基因参与MLL相关白血病的易位?这些伙伴基因在白血病发病中的作用和机制如何? 它们之间有无共同的规律可循? 因此本研究的目的是通过研究EEN的功能,希望为以后阐明MLL-EN这类相关融合蛋白致白血病机理提供重要的信息。
为了这个目的,本研究利用斑马鱼这一模式生物,从EEN在髓系发育中的功能研究入手。在人类、小鼠和鸡等哺乳动物的基因组中,EEN仅存在着一个拷贝。在本研究中,克隆到了两个斑马鱼een基因,分别命名为eena和eenb,这两个基因分别位于斑马鱼的第8和第2号染色体中。
通过序列分析,蛋白比对和同源染色体片段分析表明这两个基因确实是人类EEN基因的直向同源物,而且它们在进化过程中高度保守。使用全胚胎原位杂交的方法揭示eena和eenbmRNA在斑马鱼早期胚胎发育中的时空表达谱,eena和eenb从胚胎单细胞时期就开始表达,表明二者是母系来源的基因,可能为胚胎早期发育所必需;在早期胚胎中,二者表达极为相似,均为普遍性表达,但到了18 hpf以后,二者的表达发生了差异,eenb仅局限在孵化腺表达,而eena仍广泛表达,提示二者在功能上可能存在着差异性。有意义的是,在22 hpf,检测到eena在斑马鱼的中间细胞群内表达,提示斑马鱼eena可能在斑马鱼的早期造血过程中起重要的作用。
之后,通过靶向过表达和抑制表达的方法研究了eena和eenb对斑马鱼早期髓系发育的影响。在野生型或转基因(绿色荧光蛋白标记髓系前体细胞)斑马鱼中广泛或靶向过表达eena或eenb发现,仅eena引起了髓系前体细胞的增殖并在卵黄囊区域异位分布。通过反义吗啉环寡聚核苷酸抑制eena后,胚胎表现出髓系前体细胞数目减少继而引起下游成熟的粒单系细胞的减少。通过体外和体内深入的机制研究发现过表达eena后,eena能够选择性地刺激ERK的磷酸化水平,从而上调下游转录因子c-Fos的表达;而缺失了SH3结构的eena则消除了这些效应。
本研究结果首次表明斑马鱼eena通过激活ERK信号通路从而调控早期粒单系祖细胞的发育,这将为阐明EEN在MLL-EEN致急性髓系白血病的发生过程中发挥的作用提供了一个新的思路。