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为解决 DNMT3A 突变相关造血疾病机制不明及治疗难题，研究人员开展 DNMT3A 突变与造血疾病的研究。结果发现 STING 在其中关键作用，且靶向它可抑制白血病发展。这为治疗相关疾病提供新方向，强烈推荐科研读者阅读。
在生命的微观世界里，DNA 甲基化就像一把神奇的 “小钥匙”，掌控着胚胎发育和成人组织稳定的诸多 “大门”。它能影响基因调控、染色质结构与稳定性、基因印记以及 X 染色体失活等重要过程。而 DNMT3A 作为其中关键的 “工匠”，是一种从头 DNA 甲基转移酶，负责给未甲基化的 DNA 加上甲基基团，对正常发育意义重大。
在血液相关的疾病领域，DNMT3A 的重要性更是不容小觑。在克隆造血（CH，一种造血干细胞在无血液疾病情况下发生克隆性扩张的状态）中，DNMT3A 突变极为常见，高达 40% 的 CH 病例都有它的身影。在急性髓系白血病（AML）患者里，DNMT3A 突变的频率也能达到 22%。携带 DNMT3A 突变的造血干 / 祖细胞（HSPCs），就像被施了奇怪魔法的小精灵，自我更新能力变强，分化方向也出现偏差。但这个魔法背后的分子机制，却一直像神秘的宝藏，隐藏在重重迷雾之中，让科学家们难以捉摸。
而且，从 DNMT3A 突变相关的 CH 发展成白血病，这个过程耗时较长，其中的详细机制也未完全明晰。虽然已经知道一些外在因素，比如感染时的炎症信号、吸烟、慢性肺病相关条件以及骨髓微环境中的细胞因子等，会在这个过程中 “推波助澜”，但 DNMT3A 突变细胞内部是否还有其他重要的 “帮手” 在起作用，依旧是个未解之谜。
为了揭开这些神秘的面纱，作者[第一作者单位] 的研究人员踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在了《Nature Communications》期刊上，论文题目是《Activation of the STING pathway by ERVs promotes increased self-renewal and skewed lineage populations in DNMT3A -mutated HSCs》。这项研究就像一把神奇的钥匙，打开了通往真相的大门，发现了 STING 在 DNMT3A 突变引起的造血疾病中起着至关重要的作用，为治疗相关白血病提供了新的潜在方向。
研究人员在这次探索中，运用了多种强大的 “武器”（技术方法）。他们通过转录组分析，就像给细胞的基因表达做了一次全面的 “体检”，来观察不同细胞间基因表达的差异；利用基因编辑技术构建各种基因敲除小鼠模型，如同打造了一个个特殊的 “细胞工厂”，用于研究特定基因缺失后的影响；采用定量逆转录 PCR（qRT-PCR）、酶联免疫吸附测定（ELISA）等技术，精确测量细胞因子的表达和分泌水平，如同给细胞因子做了一把精准的 “量尺”；还借助了 RNA 测序（RNA-seq）、全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS）等方法，深入分析基因和 ERVs 的表达及甲基化状态，宛如为细胞的遗传信息做了一次深度 “扫描”。
下面，让我们一起来看看研究人员在这场奇妙的探索之旅中都发现了什么吧。
激活的 STING 通路介导 Dnmt3a 缺陷型 HSPCs 的内在炎症反应
研究人员首先给 Dnmt3af/f、Mx1-Cre（即 Dnmt3a -KO）和野生型（WT）HSPCs 做了一次基因表达的 “大体检”（转录组分析）。结果发现，在 Dnmt3a -KO 的造血干细胞（HSCs）中，与有丝分裂相关的基因异常活跃，而在常见髓系祖细胞（CMP）、粒细胞 / 单核细胞祖细胞（GMP）和常见淋巴系祖细胞（CLP）里，炎症反应相关的通路显著富集。通过 qRT-PCR 和 ELISA 进一步检测发现，Dnmt3a -KO 细胞中的关键炎症细胞因子，如 IL-6、ISG15 和 CXCL10 等，都大幅增加，这表明 Dnmt3a 缺陷会在小鼠骨髓祖细胞中引发内在炎症反应。
研究人员此前发现 STING 在 TET2 突变的克隆造血小鼠模型中作用重大，而 Dnmt3a 和 Tet2 缺陷在小鼠造血系统中有相似的表现，于是他们猜测 STING 通路也参与了 Dnmt3a 缺陷相关造血疾病的发展。经过检测发现，Dnmt3a -KO 骨髓细胞中的 cGAMP（一种能激活 STING 的第二信使）水平明显升高，而且抑制 STING 后，Dnmt3a -KO 细胞的集落形成能力显著下降。利用 Dnmt3af/f、Sting?/?、Mx1-Cre 小鼠（Dnmt3a;Sting -DKO）进行研究发现，缺失 Sting 能有效降低 Dnmt3a 缺陷的 c-Kit+细胞中炎症基因的表达，这一系列实验证明了 Dnmt3a -KO HSPCs 中的细胞内在炎症反应依赖于 STING 通路的激活。
STING 参与 Dnmt3a 缺陷诱导的 CH
就像给细胞的能力做了一场 “竞赛”，研究人员发现，缺失 Sting 和使用抑制剂一样，都能显著抑制 Dnmt3a 缺陷细胞在 CFU 测定中的集落形成能力，而 IFNβ（一种通常由激活的 STING 通路诱导的细胞因子）则能增强 Dnmt3a;Sting -DKO 细胞的再增殖能力，这说明 Dnmt3a 缺陷的 LSK 细胞增殖能力增强需要依赖 Sting 的炎症反应。
在评估对造血分化的影响时，研究人员选择在小鼠 24 周大时进行分析，以避开衰老和其他因素的干扰。结果发现，Dnmt3a 缺失会使 LSK 细胞数量大幅增加，而 Dnmt3a;Sting -DKO 小鼠的 LSK 细胞数量与 WT 小鼠相近，而且 Dnmt3a -KO HSPCs 的增殖能力增强也需要 STING 的参与。
为了进一步探究，研究人员进行了移植实验。结果显示，接受 Dnmt3a -KO 骨髓细胞移植的小鼠脾脏明显肿大，髓系细胞比例增加，而缺失 Sting 能缓解这些症状。在竞争性移植实验中，抑制 STING 后，Dnmt3a -KOVav细胞的竞争优势消失，脾脏重量减轻，这一系列结果表明 STING 的激活在 Dnmt3a 相关 CH 的发展中起着关键作用，而且靶向 STING 能有效预防相关造血疾病。
基因组中 ERVs 的低甲基化导致 Dnmt3a -KO HSPCs 中 STING 的激活
研究人员接着开始寻找 Dnmt3a -KOVav HSPCs 中 STING 通路激活的原因。他们先排除了 DNA 损伤和线粒体 DNA（mtDNA）释放这两个 “嫌疑对象”，因为相关检测并未发现异常。
随后，他们把目光投向了 ERVs（内源性逆转录病毒）。ERVs 就像细胞里的 “沉睡小怪兽”，正常情况下被宿主的 “封印”（DNA 甲基化等机制）压制着。研究发现，Dnmt3a -KO HSPCs 中 ERVs 的表达上调，而且其基因组中的甲基化水平明显降低。用去甲基化剂处理 WT c-Kit+细胞后，ERVs 也出现上调，同时炎症细胞因子增加，STING 通路被激活，这表明 ERV 激活是由于低甲基化导致的。
研究人员还发现，抑制病毒 RNA 感应通路的关键衔接蛋白 Mavs 的表达，对 Dnmt3a -KOVav细胞的再增殖能力没有影响，但使用逆转录酶抑制剂阻止 ERV cDNA 合成后，细胞的再增殖能力明显受损，而且在体内实验中，逆转录酶抑制剂处理也能改善细胞群体的异常，这说明 Dnmt3a 缺陷导致 ERV 基因座低甲基化，其逆转录的 cDNA 激活了 cGAS - STING 通路，最终影响了小鼠的谱系分化。
抑制 STING 可延缓与 DNMT3A 突变相关的白血病进展
为了探究能否通过靶向 STING 预防白血病，研究人员构建了一种转基因小鼠模型，模拟 AML 患者常见的突变组合。他们以 AC220（一种 FDA 批准用于治疗 FLT3 - ITD 重排白血病的药物）为参照进行研究。
在移植模型中，使用 C - 176（一种 STING 抑制剂）、AC220 或两者联合治疗，都能显著减少外周血中 CD45.2+细胞的数量。不同药物对不同细胞群体的抑制作用各有特点，联合用药还呈现出协同效应，这表明靶向 STING 主要影响 HSPCs 的扩增，而不是白血病细胞的增殖。
在对携带 DNMT3A R882H 和 FLT3 - ITD 突变的患者样本研究中，抑制 STING 能有效限制白血病细胞的增殖，效果与 AC220 相当，而且在患者来源的异种移植（PDX）模型中，使用靶向人 STING 的抑制剂 H - 151 治疗，能显著减少白血病细胞的扩增，延长小鼠的生存期，这进一步证明了 STING 是 DNMT3A 突变造血疾病的可行治疗靶点。
综合这些研究，研究人员发现 Dnmt3a 缺陷的 HSPCs 中，STING 通路会自主激活并引发慢性炎症，这种炎症促使 HSPCs 异常扩增和分化。而这一切的 “始作俑者” 是 ERVs，Dnmt3a 缺失后，ERVs 在基因组中低甲基化从而被激活，其逆转录的 cDNA 激活了 STING 通路。无论是从基因层面还是药物层面抑制 STING，都能有效减缓 Dnmt3a 缺陷介导的造血疾病进展。而且在抑制 AML 细胞增殖方面，STING 抑制剂的效果与 FDA 批准的靶向药物相当，联合使用这两种药物还能产生协同作用。
这项研究意义非凡，它揭示了 DNMT3A 突变相关造血疾病的新机制，为开发针对这些疾病的临床治疗策略提供了重要线索。STING 作为潜在的治疗靶点，为预防和治疗 DNMT3A 突变相关白血病带来了新的希望。此外，研究还发现炎症在 CH 和造血恶性肿瘤发展中起着关键作用，这也为研究人员理解这些疾病的发生发展提供了新的视角。未来，针对 STING 通路的研究有望为血液疾病的治疗带来更多突破，让我们一起期待科学家们的新发现吧！
