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单细胞多组学解析t(8;21)急性髓系白血病的转录与表观调控特征及其临床预后价值
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月25日 来源:Journal of Translational Medicine 6.1
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本研究针对t(8;21)急性髓系白血病(AML)的异质性和表观调控机制,通过整合单细胞转录组(scRNA-seq)、染色质可及性(scATAC-seq)及T细胞受体测序(scTCR-seq),首次揭示了TCF12驱动的染色质抑制状态、EOMES调控的细胞毒性T细胞亚群扩增与耐药性关联,并构建了基于CMP样细胞特征的9基因预后模型,为AML分层治疗提供新靶点。
急性髓系白血病(AML)中t(8;21)染色体易位形成的AML1-ETO融合蛋白是重要的致癌驱动因子,但约30-50%患者仍面临复发和耐药难题。这种治疗抵抗性与白血病细胞的异质性、表观遗传失调及肿瘤微环境动态变化密切相关。然而,传统研究多局限于群体水平分析,难以解析单个细胞的分子特征及其调控网络。
中山大学肿瘤防治中心(Sun Yat-sen University Cancer Center)联合上海交通大学医学院附属瑞金医院的研究团队在《Journal of Translational Medicine》发表突破性成果。研究人员通过对初诊t(8;21)AML患者骨髓样本进行配对单细胞多组学分析(3例患者+2例健康对照),结合机器学习建模和三个独立队列验证(German AMLCG1999、GSE106291、TCGA LAML),系统绘制了该疾病的分子图谱。
关键技术包括:1) 10x Genomics平台同步开展scRNA-seq和scATAC-seq;2) 基于Harmony算法的批次效应校正;3) 染色质可及性峰与转录因子结合位点的联合分析(使用ArchR和chromVAR);4) LASSO回归构建预后模型。
主要发现如下:
1. 白血病细胞的表观调控特征
通过整合scRNA-seq和scATAC-seq数据,发现AETFC复合物核心成员TCF12(HEB)在原始细胞亚群中活性最强,其与AML1-ETO协同作用于EP300、HDAC7等靶基因启动子区,导致全局染色质抑制状态。首次报道的ASCL1异常开放可能通过神经内分泌相关通路参与白血病的发生。
2. T细胞亚群的克隆演化
scTCR-seq揭示了两类功能迥异的T细胞:Tcells_1(CCR7+LTB+)和Tcells_2(GNLY+NKG7+GZMB+)。后者呈现EOMES转录因子主导的表观特征,伴随PD-1/TIM-3检查点分子上调,且克隆扩增程度更高,与既往报道的耐药阶段T细胞扩张现象吻合。
3. 新型CMP样白血病细胞群
发现高表达TPSAB1、HPGD和FCER1A的髓系祖细胞样群体,其染色质开放区域富集GATA家族(GATA2/1/3)结合位点。基于此特征构建的9基因标志物(含TIMP3和PVALB)在训练队列(n=260)和验证队列中均显著预测不良预后(HR=2.34, P<0.001)。
这项研究的意义在于:① 首次在单细胞层面阐明t(8;21)AML的表观遗传调控网络;② 提出TCF12和EOMES可作为表观治疗新靶点;③ 开发的CMP样细胞评分体系为临床风险分层提供工具。局限性包括样本量较小和缺乏纵向治疗数据,未来需通过类器官模型验证靶向干预策略。


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