TET2缺陷促进造血干细胞竞争优势的机制及潜在疗法

为探究 TET2突变赋予造血干细胞竞争优势的机制，研究发现 TET2缺陷依赖 TPO-R 信号，为治疗提供靶点。

　　在人体的造血系统中，有一种神奇的细胞 —— 造血干细胞（Hematopoietic Stem Cells，HSCs），它就像造血领域的 “万能工匠”，能分化出各种血细胞，维持血液系统的正常运转。然而，当 HSCs 发生一些变化时，问题就来了。有一种现象叫克隆性造血（Clonal Hematopoiesis，CH），在这个过程中，HSCs 获得了某些遗传改变，突变的细胞就像被赋予了特殊 “技能”，比正常的野生型 HSCs 更具竞争优势，随着时间推移，它们会不断克隆扩张。其中，克隆性造血潜能不确定（Clonal Hematopoiesis of Indeterminate Potential，CHIP）的情况更为特殊，这类个体的血细胞中存在癌症相关突变，虽然还没有发展成血癌，但他们患血液系统恶性肿瘤以及心血管疾病等年龄相关炎症性疾病的风险明显增加。

Ten-Eleven Translocation-2（TET₂）基因在这个过程中扮演着重要角色，它编码一种甲基胞嘧啶双加氧酶，是 CHIP 中第二常见的突变基因。在 10%-30% 的 CHIP 携带者体内，能发现 TET₂的功能缺失（Loss-of-Function，LoF）突变。TET₂通过催化 DNA 去甲基化来调控基因表达，对 HSCs 的干性维持起着关键作用。可让人困惑的是，TET₂活性缺失究竟是如何让 TET₂突变的 HSCs 获得竞争优势的呢？这就像一个隐藏在黑暗中的谜题，吸引着科研人员去探索。

为了揭开这个谜题，来自加拿大多伦多大学医学院和大学健康网络公主玛格丽特癌症中心等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为我们理解 TET₂突变在克隆性造血中的作用机制带来了新的曙光。

研究人员在此次研究中，运用了多种先进的技术方法。在细胞模型构建方面，他们从 8 周龄雄性 Tet₂^WT和 Tet₂小鼠中分离骨髓细胞，通过一系列操作获得了 HPC^HOXB4细胞模型，用于后续实验。在基因编辑上，利用 CRISPR/Cas9 技术对相关基因进行敲除或编辑，比如在研究人类样本时，用该技术敲除 TET₂基因。在分析基因表达和甲基化水平时，RNA 测序（RNA-seq）和染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）发挥了重要作用，帮助研究人员了解基因的变化情况。此外，还进行了多种细胞实验和动物实验，像体外竞争实验、体内竞争移植实验等，从不同角度验证研究假设。

研究结果主要包括以下几个方面：

• 化学文库筛选揭示 Tet₂^KO HPCs 对 DOT1L 活性的依赖：研究人员构建了同基因细胞系系统，通过化学文库筛选发现，抑制组蛋白 H3 赖氨酸 79（H3K79）甲基转移酶 disruptor of telomeric silencing 1-like（DOT1L）的活性，能选择性降低 Tet₂敲除（Tet₂^KO）的造血祖细胞（HPCs）的竞争优势。用 DOT1L 抑制剂 SGC0946 或 pinometostat 处理细胞，Tet₂^KO HPC^HOXB4细胞的生长、活力和增殖能力都会下降。同时，通过 RNA 干扰（RNAi）下调 Dot1l 表达，也能得到类似结果，这表明 TET₂缺陷的 HPCs 依赖 DOT1L 活性来维持其竞争优势。
• TET₂缺陷增加 HPCs 中 Mpl 基因位点的 H3K79 二甲基化和 Mpl 基因表达：研究人员对未处理和 SGC0946 处理的 Tet₂和 Tet₂^WT HPC^HOXB4细胞进行 RNA-seq 和 ChIP-seq 分析，发现 TET₂缺陷与 Mpl 基因位点的 H3K79 二甲基化（H3K79me₂）增加以及 Mpl 基因表达上调有关。Mpl 基因编码血小板生成素受体（Thrombopoietin Receptor，TPO-R），TET₂缺陷导致的 H3K79me₂增加会促进 Mpl 基因表达，而且过表达实验也证实了 DOT1L 介导的 H3K79 甲基化能上调 Mpl 表达。
• TET₂缺陷增加 HSC 区室中 Mpl⁺细胞的比例：研究人员通过将 Tet₂或 Tet₂^WT全骨髓细胞移植到受辐照小鼠体内，再用 pinometostat 处理，然后进行单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）分析。结果发现，TET₂缺陷会使 HSC 区室中更原始的 Mpl⁺细胞比例增加，而且这种增加与 DOT1L 活性有关，抑制 DOT1L 活性能减少 HSCs 的比例，降低 Tet₂细胞的竞争优势。
• TET₂缺陷的 HSPCs 依赖血小板生成素受体信号维持竞争优势：在体外和体内实验中，研究人员分别敲低 Mpl 表达，发现 Tet₂细胞的竞争优势明显降低，这表明 TET₂缺陷的造血干细胞和祖细胞（HSPCs）依赖 TPO-R 信号来维持竞争优势。
• 抑制 TPO-R/JAK2 信号降低小鼠和人类 TET₂缺陷的 HSPCs 的竞争优势：研究人员用 JAK2 抑制剂处理细胞，发现能有效降低 Tet₂^KO HPC^HOXB4细胞的竞争优势，抑制 TPO-R/JAK2 信号通路能减少 TET₂缺陷的 HSPCs 的克隆扩张。在人体样本研究中，也发现 TET₂突变的 HPCs 表达更高水平的 TPO-R，抑制 TPO-R 信号能抑制其克隆扩张。

综合研究结论和讨论部分，此次研究意义重大。研究人员发现 TET₂缺陷的 HSPCs 依赖 TPO-R 信号来竞争优势，这种差异依赖是通过异常的 DOT1L 介导的 H3K79 甲基化导致 Mpl 表达增加实现的。Mpl⁺ HSCs 具有更原始的转录特征，对 TPO 刺激有反应。而且，抑制 DOT1L 或 TPO-R/JAK2 信号轴能有效抑制 TET₂突变的 HSPCs 的竞争优势，这为 TET₂突变驱动的 CHIP 提供了潜在的治疗靶点。虽然研究存在一些局限性，比如不确定观察到的依赖是否特定于 TET₂突变，体外培养环境可能与体内有差异等，但总体而言，该研究为理解 TET₂突变在克隆性造血中的作用机制提供了重要依据，为未来开发针对相关疾病的治疗方法指明了方向。