GREM1通过PI3K/AKT信号通路促进婴儿期MLL-AF4阳性B-ALL细胞的存活

《Experimental Hematology》:GREM1 promotes leukemic survival via PI3K/AKT signaling in infant MLL-AF4–positive B-ALL

【字体: 时间:2026年02月28日 来源:Experimental Hematology 2.1

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  婴儿MLL-AF4阳性B-ALL中高表达的GREM1通过激活PI3K/AKT通路促进白血病细胞存活,临床分析显示其与不良预后相关,提示可能成为治疗靶点。

  
刘晓天|张有健|华胜浩|邵学军|尹磊
苏州大学儿童医院临床实验室,中国苏州215000

摘要

携带KMT2A–AFF1(MLL–AF4)融合基因的婴儿B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)具有侵袭性的临床特征和较差的预后,但维持这种高风险亚型白血病细胞存活的分子调控因子尚未完全明确。在这项研究中,我们分析了公共转录组数据集,以识别在MLL-AF4阳性的婴儿B-ALL中选择性上调的基因,并确定gremlin-1(GREM1)为潜在的与生存相关的因子。在原发性白血病母细胞和细胞系中,通过mRNA和蛋白质水平验证了GREM1的表达。功能实验表明,重组GREM1增强了白血病细胞的存活能力,而GREM1的中和或敲低则增加了细胞死亡,这通过细胞存活实验和7-AAD染色来评估。从机制上讲,GREM1促进了PI3K/AKT信号通路的激活,而PIK3CA的基因抑制减弱了GREM1介导的生存效应。在基于预处理白血病细胞的异种移植模型中,GREM1的中和降低了白血病细胞的适应性,并显示出生存获益的趋势。临床数据显示,GREM1表达升高与较差的总体生存率和无事件生存率相关。综上所述,这些发现表明GREM1是婴儿MLL-AF4阳性B-ALL中与白血病细胞存活相关的调控因子,并暗示PI3K/AKT信号通路是关键的下游介质,这表明GREM1相关的生存通路可能是这种侵袭性白血病亚型的潜在脆弱点。

预告摘要

GREM1在婴儿MLL-AF4阳性B-ALL中过度表达,通过激活PI3K/AKT信号通路促进白血病细胞的存活,使其成为潜在的治疗靶点。

引言

婴儿B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)是一种生物学和临床特征独特的白血病亚型,其特点是疾病行为具有侵袭性且预后较差[[1], [2], [3], [4]]。大多数婴儿B-ALL病例存在KMT2A(MLL)基因的重排,最常见的是MLL-AF4融合,尽管接受了强化治疗,但仍与早期复发和较差的生存率相关[2,3,5,6]。这些不利的结果突显了识别其他参与白血病细胞存活和疾病进展的分子调控因子的必要性。
MLL-AF4通过异常的表观遗传调控和持续激活与干细胞相关的转录程序来促进白血病发生[7,8]。虽然由MLL融合蛋白驱动的内在致癌机制已得到广泛研究,但越来越多的证据表明,非遗传性的生存调控因子也可能在支持白血病细胞适应性方面发挥重要作用,尤其是在婴儿白血病中[[7], [8], [9], [10]]。
Gremlin-1(GREM1)是一种分泌型的骨形态发生蛋白(BMP)信号通路拮抗剂,可以以自分泌或旁分泌的方式发挥作用,并已被证实能促进多种恶性肿瘤中的细胞存活和疾病进展[[11], [12], [13], [14]]。除了其在BMP抑制中的经典作用外,还有报道称GREM1可以激活独立的促生存信号通路[12,[14], [15], [16]],尽管其在婴儿MLL-AF4阳性B-ALL中的相关性尚未得到探索。
PI3K/AKT信号通路是细胞存活和增殖的核心调控因子,在MLL重排的白血病中经常被激活[[17], [18], [19]]。尽管内在的基因改变有助于PI3K/AKT的激活,但在婴儿MLL-AF4阳性B-ALL中维持这一通路的上游调控因子仍不完全清楚。
在这项研究中,我们确定GREM1是婴儿MLL-AF4阳性B-ALL中与白血病细胞存活相关的调控因子。我们证明了GREM1在MLL-AF4阳性病例中高度表达,并且GREM1表达升高与较差的临床结果相关。功能分析显示,GREM1在体外和体内都能促进白血病细胞的存活。从机制上讲,我们发现GREM1激活了PI3K/AKT信号通路,为这种侵袭性白血病亚型的生存调控提供了新的见解。

部分内容

公共转录组数据集和研究设计

公共可用的转录组数据集GSE19475和GSE79450来自NCBI基因表达组数据库(GEO)[20,21]。GSE19475包含了具有明确MLL-AF4重排状态的婴儿B-ALL样本的基因表达谱,而GSE79450包含了MLL-AF4阳性婴儿B-ALL样本和正常造血干细胞/祖细胞(HSC/HPCs)的转录组数据。
数据集通过在线研究平台(//www.home-for-researchers.com)进行查询和导入。

GREM1在婴儿MLL-AF4阳性B-ALL中过度表达并预示较差的生存率

转录组分析显示,GREM1是MLL-AF4阳性婴儿B-ALL中表达最高的基因之一,其表达水平大约是MLL重排阴性病例的8倍,是正常HSC/HPCs的25倍(图1A)。根据CD19?CD10?CD20?CD34?免疫表型从患者骨髓样本中分离出MLL-AF4阳性和MLL重排阴性的B-ALL母细胞,而从

讨论

婴儿MLL-AF4阳性B-ALL仍然是最具侵袭性的儿童白血病类型之一,治疗进展有限[1,6]。虽然由MLL融合蛋白驱动的内在致癌程序已经得到充分研究,但支持白血病细胞存活的其他调控因子的作用尚未完全明确[2,6]。在这项研究中,我们确定GREM1是婴儿MLL-AF4阳性B-ALL中与白血病细胞存活相关的调控因子。
我们的转录组和临床

结论

总之,这项研究确定GREM1是婴儿MLL-AF4阳性B-ALL中与白血病细胞存活相关的调控因子。我们的发现表明,GREM1通过激活PI3K/AKT信号通路支持白血病细胞的存活,并至少部分增强了白血病细胞的适应性。这些结果扩展了目前对婴儿MLL-AF4阳性白血病生存调控的理解,并提示GREM1可能是一个潜在的预后生物标志物和潜在的治疗靶点。

数据和材料可用性

本研究生成的数据集GSE19475和GSE79450可在基因表达组数据库(GEO)中公开获取(https://www.ncbi.nlm.nih.gov)。支持本研究结果的所有其他数据(包括未裁剪的Western印迹图、原始流式细胞术文件和分析的数据表格)包含在已发表的文章中。在当前研究期间生成的额外数据可向相应作者提出合理请求后获取。

伦理批准和参与同意

本研究遵循赫尔辛基宣言进行,并得到了苏州大学儿童医院的伦理委员会的批准。在样本收集之前,已从所有儿科参与者和健康志愿者的父母或法定监护人处获得了书面知情同意。

作者贡献

刘晓天负责实验执行和数据收集。张有健进行了正式的数据分析和验证。华胜浩参与了生物信息学分析、数据可视化和图表制作。邵学军提供了监督、统计专业知识以及研究设计。尹磊构思并设计了研究,起草了原始手稿,并协调了项目管理。所有作者都参与了手稿的最终修订。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

资助

本工作得到了苏州市科技发展计划(项目编号:SYW2024107)和江苏省自然科学基金(项目编号:BK20250377)的资助。

出版同意

不适用。
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