白雪玲,莊紅麗
急性白血病(acute leukemia,AL)是常見的造血干/祖細胞惡性克隆性疾病之一。其發病機制包括以激活信號傳遞為主的基因突變(FLT3、c-KIT、RAS等),可導致白血病細胞異常增殖,以及影響轉錄因子或輔助活化復合物(C/EBPA、MLL、NPM1等)所致的細胞分化受損等[1]。因此,基因突變或基因表達調節紊亂在AL的發病機制中占據非常重要的地位。目前,國內外對其發病機制進行了深入研究,發現腫瘤抗原分子CML28或WT1高表達于急性白血病細胞中,尤其是急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)細胞中[2]。
近年來,關于CML28分子在白血病表達、微小殘留病(minimal residual disease,MRD)檢測及白血病復發等方面的研究顯示,CML28分子在白血病發病機制中起著關鍵的作用。此外筆者已經做過的相關實驗證實了CML28分子在白血病中的作用,諸如:樹突狀細胞的體外培養,DC免疫應答疫苗的構建,樹突狀細胞負載CML28抗原誘導特異性的CTLs,RNA干擾SOCS1基因表達對DC成熟和功能的影響,以及DC疫苗的增敏作用研究等[3-5]。在靶向治療日益重要的今天,CML28分子有望成為一個很好的基因治療靶點,而WT1分子與其有著相似的表達譜,是公認的檢測MRD的標記分子[6,7],為此筆者擬通過如下實驗探討CML28分子與WT1分子在白血病細胞中的表達情況及可能的相關性。
1.1 材料 收集華中科技大學附屬同濟醫院2009-01至2009-06收住入院的29例初治AL患者骨髓標本。
1.2 試劑及設備 反轉錄試劑盒購于加拿大的Fermentas公司;Realtime PCR Master Mix(SYBR GREEN)購于日本的TOYOBO公司;Doc Gel 2000凝膠圖像分析系統購于英國的Pharmacia Biotech公司;低溫高速離心機購于德國的Heraus公司;STEPONE-7500 48孔實時定量PCR反應儀購于美國ABI公司(精密度99.7%);PCR反應儀購于美國的ABI公司;Trizol試劑購于陜西Invitrogen公司;Ficoll分離液購于上海GE公司;1×紅細胞裂解液(自配:2M Tris-HCl pH8.2,0.5 ml;4M NaCl 10ml,2 mM EDTA 0.4 ml,加ddH2O至100 ml,高壓滅菌,4℃保存);實驗中所使用引物由上海生工設計并合成。
1.3 方法
1.3.1 骨髓單個核細胞的提取 收集29例臨床初治急性白血病患者骨髓標本,Ficoll分離液及1×紅細胞裂解液獲取骨髓標本中的單個核細胞,按Ficoll分離液說明書操作,細胞計數,取106~107單個核細胞加入1 ml Trizol試劑,-70℃保存備用。
1.3.2 細胞總RNA的提取及第一鏈cDNA的合成Trizol一步法提取細胞總RNA,試劑準備:氯仿、異丙醇、75%乙醇、Free RNase水,按Trizol試劑說明書操作。采用Fermentas反轉錄試劑盒合成第一鏈cDNA,置于-20℃保存備用。
1.3.3 反轉錄PCR反應及凝膠電泳分析
1.3.3.1 特異性反轉錄PCR引物序列 見表1。

表1 特異性人反轉錄PCR引物序列
1.3.3.2 反轉錄PCR反應 以第一鏈cDNA為模板進行反轉錄PCR反應,反應體系及條件如下:10× Reaction buffer 2.5 μl,DNTPmix(2 mmol/L)2.5μl,Mg2+1.75 μl,cDNA1.0 μl,Taq 酶0.75 μl,上、下游引物(5 pmol/L)各1.0 μl,ddH2O 12.5 μl,總反應體積25.0 μl。三種基因反應條件相同:94℃預變性3 min,94℃變性30 s,59℃退火45 s,72℃延伸1 min,35個循環,終末延伸10 min。
1.3.3.3 瓊脂糖凝膠電泳 制備1%瓊脂糖凝膠,上樣電泳后,0.5%EB溶液染色30 min,Doc Gel2000凝膠圖像分析系統分析染色后的瓊脂糖凝膠。
1.3.4 實時定量PCR反應及數據采集
1.3.4.1 特異性實時定量PCR反應引物序列 見表2。

表2 特異性人實時定量PCR引物序列
1.3.4.2 實時定量PCR反應 反應體系及條件按SYBY GREEN Master Mix說明書進行,如下2×SYBY GREEN Master Mix 5 μl,上、下游引物(5 pmol/L)各1 μl,cDNA 1 μl,ddH2O 2 μl,總反應體積10 μl。三種基因反應條件相同:95℃預變性1 min,95℃變性15 s,60℃退火15 s,72℃延伸30 s(collect data),共40個反應循環。
1.3.4.3 數據采集 選CML28及 WT1高表達的K562細胞為參照,骨髓標本及K562細胞的內參基因GAPDH的CT值控制在19~21,每樣本設2個復孔,重復2次取平均值。2-ΔΔCT表示試驗組目的基因的表達相對于對照組的變化倍數,由此得到目的基因CML28、WT1相對于管家基因GAPDH的拷貝數。
1.4 統計學處理 采用SPSS17.0統計學軟件進行統計學分析,分類資料采用SPEARMAN分析,以P<0.05為差異有統計學意義。
2.1 反轉錄PCR反應檢測CML28與WT1在AL患者骨髓細胞中的表達情況 圖像分析結果顯示,在預定的699 bp處可看到CML28清晰明亮的條帶,預定的598 bp處可看到清晰的GAPDH內參條帶,預定的198 bp處可看到清晰的WT1的條帶(圖1、2)。

圖1 AL患者骨髓細胞中CML28的表達

圖2 AL患者骨髓細胞中WT1的表達
2.2 Real time PCR檢測CML28及WT1在AL患者骨髓細胞中的表達情況 由圖3可以明顯看出29例臨床骨髓標本中的CML28和WT1分子的mRNA表達水平的變化趨勢及方向基本上是一致的,擬合度相似。

圖3 CML28與WT1分子在急性白血病骨髓細胞中的表達情況
2.3 相關性分析結果 SPSS17.0軟件分析兩組數據均為非正態分布數據,采用SPEARMAN分析兩組數據間的相關性,有顯著統計學意義,r=0.462,P=0.008,二者有明顯的正相關關系。
CML28分子是由Yang等[3]利用血清篩選重組cDNA表達文庫(SEREX)技術,從異基因造血干細胞移植(HSCT)后復發并經供者淋巴細胞輸注重新達到緩解的慢性髓系白血病(chronic myeloid leukemia,CML)患者的血清中篩選出的一個靶抗原,基因全長為1126 bp,定位于19號染色體長臂1區3帶(19q13);CML28分子具有較強的免疫原性,高表達于各種增殖能力旺盛的實體腫瘤、急性白血病、慢性髓系白血病的急變期以及CD34+的造血前體祖細胞中等[3,8]。
目前,關于白血病發病機制的研究越來越多,其中轉錄后調控紊亂是導致白血病發生的重要機制之一。眾所周知,mRNA水平的基因調節極其復雜,尤其是關于前mRNA的剪接、編輯、輸出、mRNA的定位、翻譯及穩定的研究,以驚人的速率增長著,越來越多的涉及基因表達和調節的蛋白被發現是多功能的,大部分多功能的蛋白質都含有可以結合DNA、RNA以及調節蛋白的C2-H2鋅指結構環,而WT1就是鋅指蛋白的典型代表[9-11]。此外,文獻[12-15]也通過一系列的試驗證實鋅指病毒蛋白(Zinc-finger antiviral protein,ZAP)可以通過其特有的C2-H2鋅指結構環募集人的EXOSOME的核心成分之一hR-rP46P來發揮其相應的生物活性,而研究發現CML28分子與人EXOSOM的核心成分之一hR-rP46P,除了在5'端編碼區多出了33個氨基酸的編碼序列外,二者的核苷酸序列完全相同[3],說明CML28分子是hRrP46P的類似物,那么筆者推測WT1也可以通過其特有的C2-H2鋅指結構環和hR-rP46P類似物CML28分子協同發揮作用。
WT1在急性白血病中的高表達是首先被Miwa等報道的,研究顯示WT1在ALL、CML、MDS、兒童AML以及正常人CD34+造血前體細胞中呈現高表達[4,7,12-13]。這與CML28分子在白血病中的表達譜是相似的,也和筆者早期及本實驗的結果是比較吻合的,在本實驗中通過RT-PCR及實時定量PCR方法檢測出CML28與WT1在AL患者骨髓中同時高表達,尤其是在急性髓系白血病中表達更高,且二者mRNA表達水平呈現一定的正相關關系,說明二者在AL的發生、發展及預后評估中都扮演著很重要的角色。目前,關于CML28與WT1是否可以作為評價急性白血病療效、判斷預后及預測復發的標記分子均值得期待。
[1]Renneville A,Roumier C,Biggio V,et al.Cooperating gene mutations in acute myeloid leukemia:a review ofthe literature[J].Leukemia,2008,22(5):915-931.
[2]Scholl C,Gilliland D G,Fr?hling S.Deregulation of signaling pathways in acute myeloid leukemia[J].Semin Oncol,2008,35(4):336-345.
[3]Yang X F,Wu C J,Chen L,et al.CML28 is a broadly immunogenic antigen,which is overexpressed in tumor cells[J].Cncer Res,2002,62(19):5517-5522.
[4]Zhou H,Zhang D,Wang Y,et al.Induction of CML28-specific cytotoxic T cell responses using co-transfected dendritic cells with CML28 DNA vaccine and SOCS1 small interfering RNA expression vector[J].Biochem Biophys Res Commun,2006,347(1):200-207.
[5]Zhang D H,Zhou H S,Y Y,et al.Construction and expression of dendritic cell nucleic acid vaccine containing CML28 gene in human dendritic cells[J].Zhongguo Shi Yan Xue Ye Xue Za Zhi,2005,13(4):631-636.
[6]張東華,戴 敏,周紅升,等.實時定量RT-PCR監測造血干細胞移植前后CML28 mRNA表達[J].中國實驗血液學雜志,2005,13(5):843-847.
[7]Inoue K,Sugiyama H,Ogawa H,et al.WT1 as a new prognostic factor and a new marker for the detection of minimal residual disease in acute leukemia[J].Blood,1994,84(9):3071-3079.
[8]Catherine J W,Melinda B,Jeffery L,et al.Graft-versus-Leukemia Target Antigens in Chronic Myelogenous Leukemia Are Expressed on Myeloid Progenitor Cells[J].Clin Cancer Res,2005,11(12):4504-4511.
[9]Liu Q,Greimann J C.Reconstitution,Activities,and Structure of the Eukaryotic RNA Exosome[J].Cell,2006,127(6),1223-1237.
[10]Fasken M B,Corbett A H.Mechanisms of nuclear mRNA quality control[J].RNA Biol,2009,6(3):237-241.
[11]Ladomery M,Dellaire G.Multifunctional zinc finger proteins in development and disease[J].Ann Um Genet,2002,66(Pt 5-6):331-342.
[12]Davies J A,Ladomery M,Hohenstein P,et al.Development of an siRNA-based method for repressing specific genes in renal organ culture and its use to show that the Wt1 tumour suppressor is required for nephron differentiation[J].Hum Mol Genet,2004,13(2):235-246.
[13]Ariyaratana S,Loeb D M.The role of the Wilms tumour gene(WT1)in normal and malignant haematopoiesis[J].Expert Rev Mol Med,2007,9(14):1-17.
[14]Bergmann L,Miething C,Maurer U,et al.High levels of Wilms’tumor gene(wt1)mRNA in acute myeloid leukemias are associated with a worse long-term outcome[J].Blood,1997,90(3):1217-1225.
[15]Guo X,Ma J,Sun J,et al.The zinc-finger antiviral protein recruits the RNA processing exosome to degrade the target mRNA[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2007,104(1):151-156.