B細胞急性淋巴細胞白血病（B-ALL）是兒童與青少年群體中常見的惡性血液腫瘤之一，它侵襲性較強，部分患者經(jīng)治療后仍難逃復發(fā)、耐藥的困境，其進展過程中的核心調(diào)控機制尚未完全闡明，亟需挖掘新的關鍵靶點與作用通路。

今天和大家分享一篇關于聚焦UHRF1介導的表觀遺傳重編程、通過調(diào)控糖酵解通路來推動B-ALL進展的研究文章，該文章于2025年4月發(fā)表在Cell Death Dis雜志上，標題為“UHRF1-mediated epigenetic reprogramming regulates glycolysis to promote progression of B-cell acute lymphoblastic leukemia”。

01. 研究思路

本文圍繞“解析UHRF1介導的表觀遺傳重編程調(diào)控糖酵解促進B-ALL進展的機制及開發(fā)靶向治療策略”展開：首先通過單細胞轉錄組測序，結合臨床樣本的表達分析與生存分析，明確UHRF1在復發(fā)難治性B-ALL中顯著高表達且與患者不良預后密切相關；接著利用CRISPR-Cas9技術構建UHRF1敲除及回補的B-ALL細胞系，結合細胞增殖、凋亡與周期實驗，證實UHRF1是維持B-ALL細胞存活與增殖的關鍵調(diào)控因子；隨后通過RNA-seq與850K甲基化芯片的聯(lián)合分析，搭配ChIP-qPCR、BSP實驗，驗證 UHRF1可通過甲基化修飾直接結合并抑制下游靶基因SFRP5的表達；在此基礎上，借助生物層干涉（BLI）、免疫熒光實驗及WNT5A抑制劑（BOX5）的干預實驗，明確SFRP5 能通過與WNT5A直接互作，阻斷WNT5A-P38 MAPK-HK2信號軸對糖酵解的調(diào)控作用，同時還發(fā)現(xiàn)該通路下的糖酵解關鍵產(chǎn)物乳酸的水平與B-ALL惡性表型呈正相關；最后通過虛擬篩選獲得UHRF1的靶向抑制劑UM164，經(jīng)細胞實驗與動物模型驗證，該抑制劑可恢復SFRP5的表達、阻斷上述糖酵解通路，有效抑制B-ALL細胞增殖并延緩體內(nèi)腫瘤進展，最終為復發(fā)難治性B-ALL提供了新的分子機制闡釋與靶向治療方向。

02. 主要研究內(nèi)容

(1) UHRF1通過DNA甲基化調(diào)控SFRP5的表達。

為闡明相關分子機制，研究人員先對UHRF1敲除與未敲除的Nalm6細胞開展RNA-seq分析（以FDR<0.05、log2|Fold Change|>0.5為標準），鑒定出961個差異表達基因（敲除后648個上調(diào)、313個下調(diào)），再通過850k甲基化芯片分析（FDR<0.05、|deltaBeta|>0.1）發(fā)現(xiàn)敲除細胞存在顯著低甲基化，獲得11019個甲基化水平降低的差異甲基化區(qū)域，經(jīng)韋恩圖分析篩選出二者交集的232個共同基因后，選取前10個用 RT-qPCR與Western blot驗證，結果僅SFRP5在敲除組高表達、UHRF1回補后表達降低，提示其受UHRF1介導的DNA甲基化調(diào)控；為驗證假設，研究人員用ChIP-qPCR證實UHRF1特異性結合SFRP5啟動子，通過亞硫酸氫鹽測序PCR（BSP）發(fā)現(xiàn)敲除組 SFRP5啟動子CpG位點甲基化比例更低，同時在74例B-ALL患者與25例健康供體樣本中用RT-qPCR檢測到健康供體SFRP5表達高于患者、緩解者高于復發(fā)/初診者；結合文獻中SFRP5抑制WNT5A的結論，研究人員用免疫熒光觀察到二者在細胞膜共定位，再通過生物層干涉（BLI）技術（無標記實時監(jiān)測互作）證實二者濃度依賴性結合（KD=20.34μM），最終明確UHRF1通過甲基化調(diào)控SFRP5，SFRP5可抑制WNT5A影響 B-ALL細胞功能。

(2) SFRP5通過WNT5A-P38 MAPK-HK2信號軸下調(diào)糖酵解

已有研究報道分泌型卷曲相關蛋白5（SFRP5）參與糖脂代謝及P38-MAPK信號通路調(diào)控，但SFRP5是否通過P38-MAPK通路調(diào)控糖酵解途徑尚不明確；在B細胞急性淋巴細胞白血病（B-ALL）細胞系中過表達SFRP5后，己糖激酶2（HK2）的表達及P38蛋白的磷酸化水平顯著下調(diào)，且能抑制Nalm6和Reh細胞增殖，其中Nalm6細胞系中 SFRP5過表達組G0/G1期細胞比例較對照組增加約8%，Reh細胞系中該比例增加約 7%，同時細胞乳酸水平及反映糖酵解活性的細胞外酸化率（ECAR）也顯著降低；研究人員進一步用WNT5A抑制劑BOX5對B-ALL細胞系進行體外干預，發(fā)現(xiàn)HK2表達顯著受抑、P38蛋白磷酸化水平降低，且Nalm6和Reh細胞的乳酸水平、糖酵解活性及糖酵解能力均顯著下降，證實了BOX5對糖酵解代謝的調(diào)控作用；綜上，上述研究闡明了泛素樣含PHD和RING指結構域蛋白1（UHRF1）可通過SFRP5/WNT5A-P38 MAPK-HK2軸參與 B-ALL的進展過程。

（3）UM164通過靶向泛素樣含PHD和RING指結構域蛋白1（UHRF1）在體外抑制 B細胞急性淋巴細胞白血病（B-ALL）細胞的存活

為篩選靶向泛素樣含PHD和RING指結構域蛋白1（UHRF1）的潛在候選抑制劑，研究人員通過基于結構的虛擬篩選，利用Schr?dinger軟件套件中Maestro模塊對 UHRF1晶體結構（PDB 登錄號：6VCS）進行分子對接分析，篩選出45個候選化合物并開展體外驗證，經(jīng)半數(shù)抑制濃度（IC50）實驗證實UM164的抗白血病活性，且對接結果顯示UM164可在UHRF1的SET和RING相關結構域（SRA結構域）溝槽內(nèi)與HIE417、GLN606殘基形成氫鍵和π鍵相互作用；微量熱泳動（MST）分析表明UM164與UHRF1 結合親和力良好（KD=10.2μM），體外實驗顯示其以濃度和時間依賴性方式抑制B細胞急性淋巴細胞白血病（B-ALL）細胞增殖、誘導凋亡（圖 6D、E），還能顯著誘導細胞周期阻滯；亞硫酸氫鹽測序PCR（BSP）分析發(fā)現(xiàn)UM164處理可誘導分泌型卷曲相關蛋白5（SFRP5）啟動子區(qū)域去甲基化，且在不改變UHRF1表達的情況下上調(diào)SFRP5表達，同時下調(diào)己糖激酶2（HK2）表達并抑制P38蛋白磷酸化；此外，細胞外酸化率（ECAR）檢測顯示UM164處理組白血病細胞糖酵解活性和糖酵解能力較對照組顯著降低，能量代謝質(zhì)譜分析進一步發(fā)現(xiàn)該組乳酸、3 - 苯乳酸及脫氧胸苷一磷酸（dTMP）水平較對照組顯著下降，綜上證實UM164通過靶向UHRF1在體外抑制B-ALL細胞存活。

03. 參考文獻