研究背景:急性淋巴细胞白血病(Acute Lymphoblastic Leukemia,ALL)是起源于淋巴细胞的恶性克隆性疾病,成人ALL发病率高,缓解率低、复发率高,严重危害人类健康。作为一种主要表达在造血细胞(T细胞除外)的蛋白,Bruton酪氨酸激酶(Bruton Tyrosine Kinase,BTK)是Tec激酶家族的成员之一,在正常B细胞的分化、增殖、成熟中发挥重要作用。研究发现,功能异常的BTK与包括慢性淋巴细胞白血病、恶性淋巴瘤在内的多种血液系统恶性肿瘤发生发展及预后密切相关。亦有研究表明其可能与ALL的发生、发展有关,但其与ALL发生、发展和预后的关系还未完全明确。IKZF1(Ikaros family zinc finger 1)基因及其编码的Ikaros蛋白在淋巴细胞分化发育及抑制淋巴系统肿瘤发生发展中起着关键作用。IKZF1等位基因的异常与ALL的复发、预后和总生存等相关。近年研究表明,在儿童ALL细胞中,BTK可通过对Ikaros的翻译后修饰,从而影响Ikaros的转录功能。但在成人ALL中是否存在类似的调控方式还不清楚。BTK对IKZF1和Ikaros是否还存在其它的调控方式,是否可以作为成人ALL有效且稳定的治疗靶点,有必要进行深入研究以阐明。研究目的:1.基于大数据分析和预测,利用生物信息学相关技术,明确BTK与Ikaros是否存在相互作用,并探索其生物学过程、分子功能、细胞组成和信号通路等方面的机制;2.在体外ALL细胞系细胞中探索及验证BTK对Ikaros的作用,调控形式,探讨其调控作用的机制及生物学意义,为ALL靶向治疗研究提供新的思路。研究内容和方法:1.BTK及Ikaros的相互作用:应用生物信息学方法分析预测BTK和Ikaros之间是否存在相关关系、相互作用网络,对它们作用涉及的生物学过程、分子功能、细胞信号通路等方面进行深入探讨。2.BTK调控Ikaros在急性淋巴细胞白血病中的作用及意义研究:利用免疫共沉淀、Western blot等技术检测BTK、Ikaros在B细胞肿瘤细胞系sup-b15、nalm6中的表达及相互作用,并探索BTK抑制剂Ibrutinib对这两种细胞的细胞增殖的影响,及对其内源性BTK、Ikaros表达情况的影响,并探讨其机制。研究结果:1.基于大数据分析,BTK和IKZF1在B细胞肿瘤(弥漫大B细胞淋巴瘤)中存在相关关系(相关系数0.66),提示二者可能存在相互作用关系。其作用涉及中胚层发育、淋巴细胞分化等生物学过程、蛋白质结合和金属离子结合等分子功能。BTK涉及NF-kappa B信号通路、破骨细胞分化、血小板活化、B细胞受体(BCR)信号通路、Fc epsilon RI信号通路、原发性免疫缺陷这几条信号通路。2.体外培养的B-ALL细胞系sup-b15、nalm6细胞。应用0.5、1、2、4、6、8μmol/L浓度梯度的Ibrutinib单独处理sup-b15、nalm6细胞24h、48h,发现Ibrutinib可显著抑制sup-b15、nalm6细胞的存活率,细胞抑制作用呈药物浓度依赖性。Ibrutinib处理后的sup-b15、nalm6细胞,BTK的表达水平随着药物浓度升高而降低,Ikaros的表达水平随之升高,证实BTK负调控Ikaros表达。通过免疫共沉淀验证,证实BTK和Ikaros存在直接结合作用,提示BTK通过与Ikaros的结合调控Ikaros的表达及功能。研究结论:本研究初步探索BTK调控Ikaros在ALL中的作用和意义,得出如下结论:1.通过大数据分析结果所示,BTK和IKZF1在B细胞肿瘤(弥漫大B细胞淋巴瘤)中存在相关关系,相关系数为0.66。BTK和Ikaros存在蛋白相互作用网络,两者富集的生物学过程包括中胚层发育、淋巴细胞分化,分子功能方面包括蛋白质结合、金属离子结合。BTK涉及NF-kappa B信号通路、破骨细胞分化、血小板活化、B细胞受体(BCR)信号通路、Fc epsilon RI信号通路、原发性免疫缺陷这几条信号通路;2.在ALL细胞系sup-b15和nalm6中,BTK抑制剂Ibrutinib通过药物剂量及作用时间依赖的作用方式,抑制BTK的表达和促进Ikaros的表达及功能,进而抑制ALL细胞的增殖;在ALL细胞系中,BTK通过与Ikaros的直接结合调控Ikaros的表达及功能。