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Leukemia
DOT1L与LSD1协同控制细胞分裂,为MPN治疗提供新策略

2025-09-30

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该研究揭示了组蛋白甲基转移酶DOT1L在LSD1抑制剂治疗中扮演合成致死靶点的角色,为骨髓增殖性肿瘤(MPN)特别是处于急变期的患者提供了新的治疗策略。通过CRISPR-Cas9筛选,研究人员发现DOT1L的缺失显著增强了LSD1抑制剂诱导的细胞周期阻滞和凋亡,提示靶向DOT1L可能成为提升LSD1抑制剂疗效的有效手段。

 

文献概述
本文《The histone-methyltransferase DOT1L cooperates with LSD1 to control cell division in blast-phase MPN》,发表于《Leukemia》杂志,回顾并总结了DOT1L在急变期骨髓增殖性肿瘤(MPN)中的关键作用,特别是在与LSD1抑制剂协同诱导细胞周期阻滞和凋亡方面。研究通过基因编辑和药物干预手段,系统评估了DOT1L缺失对MPN细胞命运的影响,并揭示了其非经典功能。

背景知识
骨髓增殖性肿瘤(MPN)是一类起源于骨髓细胞的血液系统恶性肿瘤,通常由JAK2、MPL或CALR基因突变驱动。在急变期(blast-phase),MPN细胞常携带TP53突变,导致治疗耐药性和不良预后。LSD1(赖氨酸特异性脱甲基酶1)是表观遗传调控的重要因子,其抑制剂如Bomedemstat和GSK2879552已被用于临床试验,显示一定疾病缓解潜力。然而,其在晚期MPN中的疗效受限,亟需联合治疗策略。DOT1L是催化组蛋白H3K79甲基化的唯一酶,通常在KMT2A重排性白血病中起促癌作用,但其在MPN中的功能尚不明确。本研究填补了这一空白,系统揭示了DOT1L在LSD1抑制剂处理下对MPN细胞的合成致死关系,并提出靶向DOT1L可有效增强LSD1抑制剂疗效的新机制。

 

赛业生物提供DOT1L基因编辑动物模型构建服务,涵盖全身敲除、条件性敲除及点突变模型,适用于研究基因功能、疾病机制及药物研发。结合先进的CRISPR/Cas9技术,赛业生物可为科研团队提供从模型设计到表型分析的全流程支持,加速靶点验证与机制研究。

 

研究方法与实验
1. 研究人员在HEL细胞中进行了基于EPIKOL sgRNA文库的CRISPR-Cas9筛选,识别在LSD1抑制剂处理下对细胞存活至关重要的基因。
2. 构建DOT1L基因敲除HEL细胞系,并通过细胞竞争实验、异种移植模型评估其对细胞适应性和白血病发生的影响。
3. 利用RNA测序分析DOT1L缺失对转录组的影响,结合ChIP-seq分析DOT1L与LSD1在基因调控元件上的共定位情况。
4. 评估DOT1L缺失对LSD1抑制剂敏感性的影响,包括剂量反应实验、细胞周期分析及凋亡检测。
5. 在原代MPN急变期患者细胞中验证DOT1L敲低与LSD1抑制剂的协同效应。

关键结论与观点

  • CRISPR-Cas9筛选显示DOT1L是LSD1抑制下的合成致死靶点,其缺失可使细胞对LSD1抑制剂敏感性提高100倍。
  • DOT1L缺失导致HEL细胞增殖能力下降,延长异种移植小鼠生存期,并减少白血病细胞的侵袭性。
  • RNA测序分析表明,DOT1L缺失后,多个细胞周期调控基因(如MYC、CHEK1)及促癌基因(如DNMT1、BRD4)表达下调,而肿瘤抑制因子(如FOXO、TLR)表达上调。
  • ChIP-seq数据揭示DOT1L与LSD1共定位于增强子区域,其缺失可解除LSD1介导的转录抑制,激活促凋亡和细胞周期阻滞程序。
  • DOT1L的催化活性在该功能中并非必需,提示其作用机制独立于H3K79甲基化。
  • 在原代MPN急变期细胞中,DOT1L敲低显著增强LSD1抑制剂对细胞增殖的抑制作用,且对正常CD34+细胞无明显影响。
  • DOT1L缺失与LSD1抑制剂联用可有效诱导细胞周期G1期阻滞及凋亡,而单独抑制DOT1L催化活性则无类似效果。

研究意义与展望
本研究揭示了DOT1L在MPN急变期的非经典功能,并提出其可作为LSD1抑制剂治疗的合成致死靶点。靶向DOT1L(如通过蛋白降解或RNA干扰)可能有效增强LSD1抑制剂在高侵袭性MPN中的疗效。未来研究可探索DOT1L靶向降解剂在临床前模型中的应用,并评估其在联合治疗中的安全性与有效性。

 

赛业生物提供基于RNA干扰的DOT1L敲低细胞模型构建服务,支持稳定表达shRNA的细胞系筛选及功能验证,适用于研究基因调控、细胞周期与凋亡机制。服务涵盖从载体构建、慢病毒包装到细胞功能分析,满足多种实验需求。

 

结语
这项研究首次揭示了DOT1L在LSD1抑制剂治疗MPN急变期细胞中的关键作用,提出其缺失可显著增强LSD1抑制剂诱导的细胞周期阻滞与凋亡。研究团队通过基因编辑、异种移植、转录组和染色质免疫共沉淀等多组学手段,系统解析了DOT1L与LSD1在增强子区域的协同调控机制,并指出DOT1L的催化活性在该过程中并非必需。这一发现为MPN尤其是TP53突变型患者提供了新的治疗策略,提示未来开发DOT1L靶向降解剂或RNA干扰疗法可能成为提升LSD1抑制剂疗效的关键。

 

文献来源:
Karl Kapahnke, Thomas Plenge, Tabea Klaus, Florian H Heidel, and Florian Perner. The histone-methyltransferase DOT1L cooperates with LSD1 to control cell division in blast-phase MPN. Leukemia.
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