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翊竑
#白血病#
白血病患者通常伴有特征性染色体易位发生。其中，NUP98-HOXA9融合基因较为多见，报道也较多。研究表明，NUP98-HOXA9融合基因具有异常的转录活性，能促进细胞恶性转化,干扰细胞的正常分化过程。这些研究在一定程度上解释了NUP98-HOXA9白血病发生发展过程中的作用。
长期的对于NUP98-HOXA9融合基因的研究都发现，NUP98-HOXA9融合蛋白在细胞内形成点状聚集现象，这种现象对于其功能的发挥是否起着重要的作用，目前仍不明确。
近日，来自St.JudeChildren’sResearchHospital的CharlesG.Mullighan与RichardW.Kriwacki课题组合作，在CancerDiscovery上面发表了题为PhaseSeparationmediatesNUP98FusionOncoproteinLeukemicTransformation的文章，阐明了NUP98融合蛋白在细胞内的Puncta是通过相分离形成，并调控了相关癌基因的转录。
作者构建了表达mEGFP-NUP98-HOXA9（G-HNA9）的细胞系，用于在活细胞内研究NUP98-HOXA9形成的Puncta的理化性质，作者发现G-HNA9在细胞核内可以形成成百上千个puncta,作者使用荧光漂白恢复实验FRAP发现在puncta内部具有较强的流动性，荧光漂白后能够快速地恢复，但是并没有观察到两两之间相互融合，作者推测，这种puncta是通过G-HNA9的FGmotif的多价相互作用以及HOXA9的homeodomain与DNA的相互作用形成的液液相分离现象。作者在体外纯化了HNA9蛋白，作者发现，在20微摩尔浓度的情况下，就能形成明显的相分离现象，包括：通过表面张力形成球状结构，溶液变浑浊，荧光漂白后能够恢复，并且会快速地变成胶状的结构。
图1.HNA9结构域以及相分离示意图
作者进一步研究了HNA9的FGmotif以及其DNA结合结构与对于相分离现象的调控作用，作者发现DNA结合结构域与DNA的结合对于该融合蛋白的相分离具有较强的调控作用，当截取掉其DNA结合结构域后，G-NHA9-delDNA在细胞内可以形成更大的液滴状结构，并且能够两两之间相互融合，提示了含有DNA结合结构域的G-HNA9可以与DNA通过相分离相互作用，同时该液滴也会被DNA束缚住，其融合作用显著减弱。通过对FGmotif的突变实验等一系列细胞内以及体外的实验研究证明，FGmotif对于HNA9的相分离现象起着中要的作用，当此区域被突变后，无论是在体内还是体外，HNA9将不再发生相分离现象。
作者进一步研究了HNA9发生相分离的功能，作者发现，FGmotif以及其DNA结合结构域对于lin-造血干/祖细胞（lin-HSPC）的转化都是必须的，说明了HNA9的相分离可能对于lin-HSPC的转化以及AML的发生都起着重要的作用。作者进一步检测了在AML中常见的其他类型的融合蛋白是否也是同样的功能，例如经典的：NUP98-PRRX1，NUP98-KDM5A，NUP98-LNP1。作者发现，这些融合蛋白也能够在细胞内形成明显的液滴状结构，进一步的研究也证实，这种液滴状的结构也是通过液-液相分离形成。
图2.融合蛋白通过相分离调控细胞转化示意图
综上，作者通过系列实验证实了这些蛋白促进造血细胞转化的是通过融合蛋白的的N端的NUP98的FGmotif通过多价的相互作用形成相分离，从而调控了其C端的DNA或者染色质结合结构域，从而调控了下游基因的转录，促进造血细胞的转化和白血病的发生发展。这种机制对于融合蛋白促癌方式是一种广泛的现象。因此，研究以及设计相关的调控这些融合蛋白的相分离现象的干预方法，可能会为相关白血病的治疗提供全新的思路以及解决方法。
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