编者按:约40%的骨髓增殖性肿瘤(MPN)患者存在CALR基因体细胞突变,且CALR基因突变与MPN的肇始突变,如JAK2 V617F同时发生极为罕见,提示突变型CALR有非常关键的病理作用。来自美国波士顿布莱根妇女医院的Shannon Elf博士等的一项研究阐明了CALR突变导致MPN的发病机制。该研究作为本届ASH年会的最具影响力的临床研究之一,在late-breaking abstracts环节进行现场交流。本刊特邀中国医学科学院血液研究所血液病医院副所院长肖志坚教授对此项研究的结果和意义进行点评。
中国医学科学院血液研究所血液病医院副所院长肖志坚教授
研究者首先构建了逆转录病毒过表达CALR-del52骨髓移植鼠模型,出现了血小板增多和巨核细胞高增生,重现了CALR突变MPN患者的巨核细胞特异性表型,同时也提示TPO受体(MPL)在突变体CALR导致的MPN的发病过程中起了关键性作用。
2013年12月,两项研究同时报道称,在无JAK2和MPL突变的原发性血小板增多症(ET)和原发性骨髓纤维化(PMF)患者中发现CALR基因突变,这是继2005年在BCR-ABL(-)MPN发现JAK2 V617F突变后的又一里程碑式的突破。此前有研究在lin-CD34+CD38-CD45RA-CD90+造血干细胞以及粒细胞巨噬细胞集落和红系集落中发现了突变CALR基因,证实该基因突变发生在多能干细胞。该研究证实单纯CALR突变足以导致MPN发生,其发病机制是突变型CALR与MPL结合激活JAK/STAT轴下游STAT信号。这无疑是MPN研究领域又一极具理论和潜在临床应用价值的长足进展。
为了证实MPL在突变型CALR启动癌发生中作用,研究者在IL3依赖的Ba/F3细胞中过表达CALR-del52,结果表明只在同时表达MPL,而非EPO受体 (EPOR)或G-CSF受体(GCSFR),才会转变为IL3非依赖性,表明突变型CALR的转化能力尤其需要MPL。
进一步的基因集富集分析肯定了突变体CALR转化的Ba/F3-MPL细胞显示Stat5和Stat3基因表达的强富集,同时发现这些细胞Stat5和Stat3的磷酸化存在差异。用shRNA介导的JAK2敲除,发现表达突变型CALR的Ba/F3-MPL细胞的IL3非依赖增殖下降,JAK2抑制剂芦可替尼可消除了Stat5和Stat3的差异激活。这些结果证实了突变型CALR信号是通过JAK/STAT轴MPL下游介导。
研究者发现,仅表达C端突变型或C端缺失的CALR均不能引起细胞因子非依赖性生长,表明这个新的C端是转化必须,但不是充分条件。因此,研究者在C端构建了一系列的截短型、结构域缺失和点突变质粒,并评估了它们的转化能力,却意外发现突变型CALR的致癌活性并非由某一特殊序列或结构域编码。免疫共沉淀分析表面,突变型CALR,而不是野生型CALR,与MPL物理结合,并且仅C端突变型或C端缺失的突变型CALR均不能与MPL结合,表明突变型CALR三聚体结构是同MPL结合是必须的。
综上,该研究证实与MPL结合是突变型CALR介导转化的关键,解析了CALR突变导致MPN的发病机制。
专家简介
肖志坚,教授,博士生导师,中国医学科学院血液研究所血液病医院副所院长,骨髓增生异常综合征(MDS)诊疗中心主任,实验血液学国家重点实验室副主任。主攻研究方向为髓系肿瘤,特别是MDS和MPN的发病分子机制和临床诊治新策略。“新世纪百万人才工程”国家级人选,获卫生部“有突出贡献的中青年专家”、国务院“政府津贴专家”和全国优秀科技工作者称号。