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急性淋巴细胞白血病(Acute Lymphoblastic Leukemia,ALL)是儿童时期最常见的恶性肿瘤,其耐药往往导致治疗失败和复发,明确儿童ALL耐药机制对于复发风险的评估具有重大意义。本课题研究发现在儿童ALL样本中存在复发特异性PRPS1基因突变,该基因编码的磷酸核糖焦磷酸合成酶(phosphoribosyl pyrophosphate synthetase,PRS)是嘌呤合成中的第一个限速酶,对于嘌呤核苷酸的合成具有重要的调节作用,但其基因突变对ALL耐药复发的作用机制尚不明确。本研究主要采用细胞凋亡实验,蛋白质印迹法和液相色谱-质谱联用(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)等实验方法发现:(1)表达PRPS1不同突变体的Reh细胞对巯基类药物6-巯基嘌呤(6-mercaptopurine,6-MP)耐药;(2)突变的PRPS1提高了嘌呤从头合成通路的活性,其中代谢产物次黄嘌呤(hypoxanthine,HX)的异常积累竞争性地抑制了6-MP的代谢,引起ALL细胞对6-MP耐药;(3)与甲氨蝶呤(methotrexate,MTX)和6-MP单独用药相比,MTX与6-MP的联合用药可以更有效地抑制PRPS1耐药突变细胞的增殖,提高细胞凋亡水平,上调DNA损伤和凋亡相关蛋白的表达;(4)MTX可以逆转PRPS1基因突变引起的ALL细胞对6-MP的耐药,其分子机制是抑制嘌呤从头合成通路的活性,降低细胞中HX的水平从而促进6-MP的代谢。本研究揭示了PRPS1突变驱动ALL耐药复发的分子机制,并阐明了临床上常用的化疗药物MTX可以逆转PRPS1基因突变引起的ALL细胞对6-MP的耐药,以上研究不仅为儿童ALL耐药复发的机制提供了新的理论依据,也为疾病复发的早期预测以及新药的开发奠定了重要基础。