《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》：CAPN1 promotes the progression of MLL-rearranged acute myeloid leukemia by suppressing SHP-1 and activating MAPK/ERK signaling pathway
编辑推荐：
•CAPN1在MLL-r AML中高表达，且与不良临床预后相关。•CAPN1敲低抑制增殖和集落形成能力，导致G2/M期阻滞。•在CDX模型中，CAPN1敲低延长生存期并减少白血病浸润。•CAPN1与SHP-1相互作用，并通过蛋白水解活性降低其稳定性。•CAPN1通过激活CAP
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CAPN1在MLL-r AML中高表达，且与不良临床预后相关。
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CAPN1敲低抑制增殖和集落形成能力，导致G2/M期阻滞。
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在CDX模型中，CAPN1敲低延长生存期并减少白血病浸润。
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CAPN1与SHP-1相互作用，并通过蛋白水解活性降低其稳定性。
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CAPN1通过激活CAPN1-SHP-1-MAPK/ERK轴促进MLL-r AML的病理进程。
引言
急性髓系白血病（AML）是一种异质性强、侵袭性强的血液系统恶性肿瘤，发病率高且死亡率居高不下，构成了重大的全球健康负担[1, 2, 3]。尽管强化化疗和异基因造血干细胞移植已作为标准治疗方案广泛应用，但长期生存率仍不理想，尤其是老年和高风险患者[4, 5]。分子生物学的进展已使AML的分类从基于形态学的系统（如法美英方案）转向分子遗传学亚型[6]。在此框架下，MLL重排（MLL-r）AML代表了一类预后不良的风险类别，其特征为预后较差和临床结局不理想[7, 8, 9, 10]。
与此同时，分子分型的精细化也促进了靶向治疗策略的发展，这些策略为敏感突变人群提供了有效的治疗方案，并显著改善了其预后[11, 12]。然而，尽管分子靶向治疗的种类不断扩展，总体临床获益仍然有限。一个主要的制约因素是不可避免地出现获得性治疗抵抗，这严重削弱了长期疗效，并最终限制了患者生存率的改善[13, 14]。因此，鉴定新型治疗靶点对于克服当前治疗局限性和推进AML管理至关重要。
CAPN1编码钙蛋白酶-1，是钙依赖性半胱氨酸蛋白酶家族的成员[15, 16]。这一广泛表达的蛋白水解系统通过调控特定底物蛋白的切割，参与多种细胞过程，包括分化、凋亡和迁移[17, 18]。越来越多的证据表明CAPN1活性在多种癌症的进展中出现失调，然而其在血液系统恶性肿瘤特别是AML中的角色和机制仍不清楚[19, 20]。参与肿瘤发生的一个关键信号轴是丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路，该通路调控生长、增殖、代谢、细胞周期和生存等关键细胞功能[21, 22]。在包括AML在内的多种人类癌症中，均常观察到MAPK信号通路的异常[22, 23]。尽管在开发靶向MAPK的小分子抑制剂方面取得了进展，但AML中负责MAPK失调的上游调控因子和分子决定因素尚未被充分阐明[24]。
有趣的是，近期研究表明，CAPN1可能在几种生物学环境中作为MAPK级联反应的下游激活剂发挥作用[25]。然而，CAPN1是否在AML中调控MAPK信号通路以及这种调控的功能意义，目前尚无报道。本研究旨在回答这些问题，并阐明如下假设：CAPN1通过激活MAPK/ERK信号通路促进MLL-r AML的进展。我们的结果显示，CAPN1在MLL-r AML中显著高表达，且与不良临床预后相关。在功能上，CAPN1在体外和体内促进白血病细胞增殖、抑制细胞凋亡，且这种致癌活性依赖于其蛋白水解功能。在机制上，我们的结果表明CAPN1与磷酸酶SHP-1（MAPK/ERK通路的关键负调控因子）相互作用，并通过蛋白酶功能降低其稳定性，从而解除其对MAPK/ERK的抑制性约束，导致下游ERK信号的过度激活。更重要的是，药理学重新激活MAPK/ERK通路可有效逆转CAPN1敲低引起的促凋亡效应和G2/M细胞周期阻滞，从而确立MAPK/ERK信号通路是CAPN1驱动白血病发生的关键介导因素。综合而言，这些发现揭示了一条此前未被认识的CAPN1-SHP-1-MAPK/ERK信号轴，该信号轴推动MLL-r AML的进展，并凸显了这一通路作为该高风险白血病亚型潜在治疗靶点的价值。
章节片段
细胞培养
人AML细胞系NOMO-1、THP-1、OCI-AML3、MV4–11、HEL、MOLM13、HL-60、ML-2、人骨髓来源间充质干细胞（BMSCs）和胚胎肾293 T细胞购自美国标准培养物保藏中心（ATCC，VA，美国）。这些细胞在补充10%胎牛血清（南京森贝加生物技术有限公司，江苏，中国）和青霉素及硫酸链霉素各100 U/mL（MCE Technologies，NJ，美国）的RPMI-1640或DMEM培养基（南京凯基生物科技有限公司，江苏，中国）中培养，
CAPN1在MLL-r AML中高表达且与不良预后相关
为研究CAPN1在不同恶性肿瘤中的表达及其预后相关性，我们使用'TCGAplot'R软件包分析了泛癌数据集[28]。TCGA泛癌数据分析显示，CAPN1在多种肿瘤类型中表达显著升高，包括AML（图1A）。此外，单因素预后分析提示CAPN1可能作为不良结局的独立风险因素。CAPN1高表达在
讨论
AML是一种异质性强的、治疗极具挑战性的恶性肿瘤，其主要特征为预后不良、死亡率高且治疗选择有限。尽管在支持性治疗和预后分层方面取得了进展，但长期生存率仍然很差[36]。虽然在阐明AML的分子异质性和潜在发病机制方面取得了重大进展，但过去四十年来标准治疗方案基本未变[37, 38]。这
CRediT作者贡献声明
J.L, X.C, Y.L 撰写–审阅与编辑，撰写–初稿，验证，指导，资源，项目管理，方法学，形式分析，数据整理，概念化。M.H. Y·D, 撰写–审阅与编辑，验证，指导，软件，项目管理，方法学，调查，形式分析。S.L, K.J. 项目管理，方法学，形式分析，数据整理。Q.P. 指导，方法学，调查，形式分析，数据整理。K.Z.
伦理批准
本研究方案已获得徐州医科大学伦理委员会批准。（批准号：2022081105）
资助
本研究由以下基金项目资助：国家自然科学基金委员会（82070156, 81402073）、江苏省自然科学基金项目（BK20221214, BK20241769）、徐州医科大学附属医院对口帮扶科研项目（SHJDBF2024102）、徐州医科大学附属医院高级项目（PYJH2025319）、江苏省卫生健康委员会科研项目（K2023028），
利益冲突声明
作者声明，不存在任何已知的可能影响本文所报告工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢本研究中使用的公开数据集的 investigators 和数据贡献者，包括来自TCGA、GEO和BloodSpot研究的贡献者。他们对开放科学的承诺使本研究得以实现。
刘家银|曹旭|吕艳玲|胡满满|窦雨婷|罗淑林|姬可|裴庆洋|曾可馨|郑有光|曹江|吴青云|李峰
