FGFR1融合激酶对MYC表达的调控驱动干细胞白血病/淋巴瘤综合征的发生

检测细胞株广泛应用于药物发现、抗体开发、基因研究和毒性评估等领域。基于D-Luciferase的报告基因细胞株及其荧光素酶检测方法在药物初筛/复筛、表位竞争、药物生物活性检测等多方面展现了广泛的应用潜力。报告基因法已被药典收录，为国家认可的检测方法。报告基因细胞株多用于监测特定的生物过程或信号通路。

HEK293细胞因子报告基因细胞株是以HEK293为工具细胞，采用慢病毒感染的方式构建，不仅能够稳定表达细胞因子受体蛋白，并且能够表达荧光素酶报告基因，是基于转录因子信号通路构建的荧光素酶报告基因细胞系。当细胞因子结合受体蛋白后，细胞因子与受体蛋白相互作用，激活转录因子信号通路，从而激活荧光素酶的表达。荧光信号的强弱即代表信号通路的激活效果，因此可用于相关药物的体外效果评价，筛选抗体以及筛选信号通路的激活剂或抑制剂。

基本信息

英文标题：FGFR1 fusion kinase regulation of MYC expression drives development of stem cell leukemia/lymphoma syndrome

中文标题：FGFR1融合激酶对MYC表达的调控驱动干细胞白血病/淋巴瘤综合征的发生

发表期刊：《Leukemia》

影响因子：13.4

作者单位：

1.Georgia Cancer Center, Augusta University, Augusta, GA 30912, USA

2.Department of Biochemistry and Molecular Biology, Augusta University, 4301 Jones Bridge Road, Bethesda, MD 20814, USA

作者信息：

第一作者：Tianxiang Hu

通讯作者：John K Cowell

研究背景

干细胞白血病/淋巴瘤综合征(SCLL)是由染色体易位导致FGFR1激酶组成性激活引发的罕见恶性血液病，患者常同时发生急性髓系白血病和T或B细胞淋巴瘤。尽管FGFR1融合激酶是驱动因素，但其具体致癌机制尚不完全清楚。MYC作为重要的转录因子，在造血发育和白血病发生中起关键作用。本研究旨在揭示FGFR1融合激酶是否以及如何调控MYC表达，并探索靶向FGFR1和MYC的联合治疗策略。

研究方法

本研究利用多种SCLL小鼠模型和细胞系(表达ZMYM2-FGFR1、BCR-FGFR1、CNTRL-FGFR1等融合激酶)，通过qRT-PCR和Western blot检测MYC表达。使用FGFR1抑制剂(BGJ398、ponatinib)和MYC-MAX相互作用抑制剂(10058-F4)处理细胞，评估细胞活力、周期和凋亡。通过定点突变破坏颗粒酶B切割位点(D432N)，构建核定位缺失的BCR-FGFR1突变体。采用细胞核质分离和免疫荧光分析融合激酶的亚细胞定位。利用ChIP-qPCR检测截短型FGFR1(nFGFR1)在MYC基因座上的结合。双荧光素酶报告基因实验：将MYC启动子荧光素酶报告质粒(HBM-Luc)与不同FGFR1融合激酶表达质粒共转染HEK293T细胞，以海肾荧光素酶(Renilla)为内参，计算萤火虫荧光素酶(Firefly)/Renilla比值，评估MYC启动子活性。通过RNA-Seq和GSEA分析FGFR1抑制后MYC靶基因的变化。使用shRNA敲低STAT5或MYC验证功能。

实验结果

图1：FGFR1驱动的白血病/淋巴瘤小鼠模型中MYC过表达

在ZMYM2-FGFR1诱导的T淋巴瘤和CNTRL-FGFR1诱导的AML小鼠模型中，与正常淋巴结合髓系细胞相比，MYC mRNA和蛋白水平均显著升高。多种小鼠和人类SCLL细胞系(KG1、BBC1/2、CEP2A等)也呈现MYC高表达，提示MYC上调与FGFR1融合激酶表达密切相关。

图2：人源化SCLL模型中MYC持续高表达

将表达ZMYM2-FGFR1、CNTRL-FGFR1或BCR-FGFR1的人CD34+造血干细胞移植至免疫缺陷小鼠后，发生AML，脾脏细胞中MYC mRNA和蛋白水平均显著高于空载体对照。来自CNTRL-FGFR1和ZMYM2-FGFR1患者的原代白血病细胞同样显示MYC高表达，证实MYC上调在人类SCLL中普遍存在。

图3：MYC表达水平与FGFR1活化程度相关

FGFR1过表达的H520细胞经FGF配体刺激后，FGFR1与MYC同步上调;在NIH-3T3、BaF3和M07e中强制表达野生型FGFR1同样增加MYC水平。使用BGJ398或ponatinib抑制FGFR1后，SCLL细胞中MYC表达下降，且停药后恢复。双荧光素酶报告基因实验显示，野生型FGFR1可增强MYC启动子活性，而四种不同融合激酶(ZMYM2-FGFR1、BCR-FGFR1、CNTRL-FGFR1、FGFR1OP2-FGFR1)的作用更强(p<0.001)，证明FGFR1直接调控MYC转录。

图4：FGFR1融合激酶经颗粒酶B切割产生核定位的截短形式

细胞核质分离和免疫荧光显示，ZMYM2-FGFR1主要位于细胞核，BCR-FGFR1主要位于细胞质，FGFR1OP2-FGFR1两者均有。所有融合激酶均可被切割产生55kD的截短形式(nFGFR1)，该形式仅存在于细胞核。突变颗粒酶B切割位点(D432N)后，截短形式消失，融合激酶滞留于细胞质，证实切割是核转位所必需。

图5：细胞质和细胞核FGFR1均可激活MYC——双重机制

在HEK293、NIH-3T3和BaF3细胞中，全长BCR-FGFR1、截短nFGFR1以及无法入核的D432N突变体均能上调MYC表达。STAT5抑制剂SH-4-54或shRNA敲低STAT5可抑制D432N突变体诱导的MYC上调，但对nFGFR1的作用无显著影响。双荧光素酶报告基因实验进一步证实，STAT5抑制剂可显著降低全长和突变型BCR-FGFR1介导的MYC启动子活性，但不影响nFGFR1的激活。ChIP-seq显示nFGFR1可直接结合MYC基因座的调控区域，且与Gata1、p300和Pol2结合位点重叠。这说明：细胞质中的FGFR1通过激活STAT5间接上调MYC，而核内截短形式直接结合MYC调控序列促进其转录。

图6：FGFR1抑制导致MYC靶基因广泛下调

对BBC2、ZNF112和BCRF8C细胞进行RNA-Seq，GSEA分析显示BGJ398处理后MYC靶基因集显著下调。qPCR验证了NCL、ODC1、CDK4等MYC靶基因在四种SCLL细胞系中均下降55-85%。在KG1细胞中，随机选取的多个MYC靶基因同样一致下调，表明FGFR1通过MYC驱动下游基因表达网络。

图7：联合靶向FGFR1和MYC发挥协同抗肿瘤作用

MYC-MAX抑制剂10058-F4在BBC2、ZNF112和KG1细胞中剂量依赖性地抑制细胞活力，诱导G0/G1期阻滞和凋亡。将BGJ398与10058-F4联用，对细胞活力的抑制和凋亡诱导效果显著优于单药，等效应图显示协同作用。shRNA敲低MYC同样导致S/G2/M期细胞减少、凋亡增加。提示FGFR1抑制剂联合MYC抑制剂是治疗SCLL的潜在策略。

研究结论

本研究揭示了FGFR1融合激酶通过双重机制驱动MYC高表达：细胞质中的融合激酶激活STAT5信号通路间接上调MYC，而经颗粒酶B切割产生的核内截短形式可直接结合MYC基因座促进其转录。MYC激活继而诱导大量下游靶基因表达，促进SCLL发生发展。抑制FGFR1可下调MYC及其靶基因，联合使用FGFR1抑制剂(BGJ398)和MYC-MAX抑制剂(10058-F4)在体外显示出协同抗白血病活性。该研究为SCLL的分子机制提供了新见解，并提示联合靶向FGFR1和MYC的疗法可能改善患者预后。