圣裘德儿童研究医院的科学家全面鉴定了与高危儿童白血病相关的蛋白质直接调控的基因。高危白血病，特别是MLL重排(MLL-r)白血病，通常过度表达同源域转录因子HOXA9蛋白，目前尚无法用药物靶向该蛋白。这项研究为揭示 HOXA9 调控网络和寻找 HOXA9 下游的新药物靶点奠定了基础，这些靶点可以构成新疗法的基础。研究结果发表在今天的《自然通讯》杂志上。

HOXA9 是一种转录因子，是一种结合 DNA 来调节其他基因表达的蛋白质。HOXA9 的过度表达是许多癌症的标志，包括高危白血病，例如 MLL-r 亚型。找到 HOXA9 调控的基因可能会破坏这种蛋白质帮​​助癌症生长和生存的方式，从而揭示治疗白血病的新方法。

由于使用 HOXA9 的技术挑战，对该蛋白质的下游调控网络知之甚少。St. Jude 团队建立了一个独特的系统来寻找这些受 HOXA9 调控的基因。

“我们确认了两个主要的已知靶标，FLT3 和 CDK6，”通讯作者、圣犹达肿瘤细胞生物学系的Chunliang Li博士说。“这两种基因都可以成为药物的治疗靶点，这在 HOXA9 过表达的临床前模型中显示出良好的结果。我们的结果提供了直接证据支持通过 HOXA9 对 FLT3 和 CDK6 进行增强子调节。”

除了这些经过充分研究的基因之外，科学家们还发现了 HOXA9 结合的其他 227 个靶位点。其中许多位点位于非编码调控区域，可能是增强子。他们与圣裘德应用生物信息学中心的计算生物学家合作进行了基于细胞的实验，验证了前 10 名候选者。其中一些命中结果解释了之前使用当前食品和药物管理局批准的药物观察到的结果，这为筛选中的其他结果提供了可信度，并表明它们可能是新型白血病药物的有效靶标。

为了进行筛选，St. Jude 小组建立了 TetOn 诱导系统，以在 MLL-r 白血病细胞系中表达标记的 HOXA9。利用这种独特的研究工具，并结合染色质免疫沉淀测序 (ChIP-seq) 技术，他们成功确定了 HOXA9 在 MLL-r 白血病细胞基因组中结合 DNA 的位置。

“使用最先进的研究工具和优雅的模型系统，我们更好地了解了 HOXA9 在高风险白血病细胞中的作用，”共同第一作者、圣裘德肿瘤细胞生物学系的 Shaela Fields说。“现在，我们可以利用这些信息开始寻找和开发新药的漫长过程，使我们的患者更健康。”

克服 HOXA9 家庭问题

虽然之前已知 HOXA9 在高危儿童白血病中过度表达，但它的研究和靶向历来一直具有挑战性。HOX 蛋白家族包含 39 个成员，彼此非常相似。这种相似性也使得研究具有挑战性，因为当前的技术难以区分 HOX 蛋白。从功能上来说，其他 HOX 家族成员可能会在靶向后补偿 HOXA9 的功能。

考虑到这一点，研究人员创建了一个系统，通过在 HOXA9 上插入标签来识别特定白血病亚型(混合谱系白血病重排或 MLL-r)中 HOXA9 特异性结合的基因。

“想象一下，你在一个狗公园里，需要找到一只金毛猎犬，但有一群狗在跑来跑去，你不知道哪一只是你的，因为所有的狗看起来都一样，”李说。“如果你事先给你的狗戴上霓虹粉色胸背带，就很容易在人群中找到它。这就是我们可以追踪 HOXA9 所到之处的方式。”

小标签不会影响HOXA9的正常功能，并使HOXA9易于在细胞中追踪。然后，研究人员对附着的 DNA 进行了测序，以鉴定 HOXA9 结合的白血病相关基因，从而使科学家能够研究这一可能适合治疗开发的相对较小的基因列表。

“通过与对照组进行比较，我们将数十万个目标缩小到了 200 多个，”菲尔兹说。“当我们能够研究 HOXA9 的调控机制和网络，以及细胞中发生的情况时，我们就有希望找到方法来帮助患有高危癌症的孩子康复。”