DNMT1与T淋巴细胞因子在急性髓系白血病中的表达水平及相关性分析

关键词：DNA甲基转移酶1; T淋巴细胞因子; 急性髓系白血病; 信使RNA; 相关性

文章主要内容

目的

分析DNA甲基转移酶1(DNMT1)与T淋巴细胞因子在急性髓系白血病(AML)中的表达水平及相关性。

方法

选取昆明医科大学第一附属医院2020年1月至2022年12月收治的初诊AML患者作为AML组(38例),另选取同期在昆明医科大学第一附属医院进行骨髓穿刺的缺铁性贫血患者作为对照组(21例)。检测并比较两组骨髓DNMT1的信使RNA(mRNA)表达水平及T淋巴细胞因子[白细胞介素(IL)-2、IL-4、IL-6、IL-10、干扰素-γ(INF-γ)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、转化生长因子-β(TGF-β)]水平,以及比较不同临床特征AML患者DNMT1表达水平。采用Pearson相关分析AML患者DNMT1表达水平与T淋巴细胞因子水平的相关性。绘制受试者工作特征(ROC)曲线分析DNMT1、T淋巴细胞因子单独及联合检测对AML的诊断效能。

结果

1.两组DNMT1信使RNA(mRNA)表达水平比较 

AML组DNMT1 mRNA表达水平(0.873±0.247)高于对照组(0.483±0.139),差异有统计学意义(t=6.659,P<0.001)。

2.不同临床特征AML患者DNMT1表达水平比较 

WBC≥5.0×1010/L、骨髓幼稚细胞比例≥60%、外周血幼稚细胞比例≥60%、LDH≥300 U/L、骨髓外浸润、染色体核型预后不良患者DNMT1表达水平分别高于WBC<5.0×1010/L、骨髓幼稚细胞比例<60%、外周血幼稚细胞比例<60%、LDH<300 U/L、无骨髓外浸润、染色体核型预后良好患者,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 不同临床特征AML患者DNMT1表达水平比较

3.两组T淋巴细胞因子水平比较 

AML组血清IL-2、IL-4、IL-10、INF-γ水平高于对照组,TGF-β水平低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。两组IL-6、TNF-α水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 两组T淋巴细胞因子水平比较

4.AML患者DNMT1表达水平与T淋巴细胞因子水平的相关性分析 

Pearson相关分析结果显示,AML患者DNMT1表达水平与IL-2、IL-4、IL-10、INF-γ水平呈正相关(r=0.574、0.619、0.527、0.483,P<0.05),与TGF-β水平呈负相关(r=-0.475,P<0.05)。

5.DNMT1、T淋巴细胞因子单独及联合检测对AML的诊断效能

ROC曲线分析结果显示,DNMT1、IL-2、IL-4、IL-10、INF-γ单独检测对AML无诊断价值(P>0.05)。DNMT1联合IL-2、IL-4、IL-10、INF-γ检测诊断AML的曲线下面积(AUC)分别为0.918、0.711、0.756、0.726。见图1、表3。

图1 DNMT1、T淋巴细胞因子单独及联合检测诊断AML的ROC曲线

表3 DNMT1、T淋巴细胞因子单独及联合检测对AML的诊断效能

讨论

AML是造血系统中造血干细胞/祖细胞发生的恶性增殖性疾病,表观遗传学异常调控与AML的发生、发展密切相关。其中,DNA甲基化异常调控作为AML发病机制得到广泛关注和深入研究。DNMT1基因是一种常见的哺乳动物DNA表达调控基因,其编码蛋白参与多种生理功能,如干细胞的分化、生长及增殖,器官的发育、衰老,组织的癌变等。正常情况下,DNMT1的主要功能是维护基因组携带的甲基化标签在复制、转录过程中的完整性,同时防止不携带甲基化标签的基因组在表达过程中出现甲基化改变。DNMT1异常表达而引起的异常甲基化修饰是DNMT1参与恶性肿瘤发生、发展的主要方式。在正常肺上皮细胞中DNMT1过表达,可促进正常肺上皮细胞向肿瘤细胞转变,关键基因表达呈现明显甲基化。

TROWBRIDGE等利用基因编辑技术对DNMT1基因进行条件性敲除,发现敲除DNMT1基因能够减弱白血病干细胞自我更新能力,显著延缓白血病进展。本课题组前期对DNMT1参与慢性粒细胞白血病的机制进行初步研究,发现DNMT1可能通过Wnt抑制因子-1基因启动子高甲基化改变,从而激活Wnt/β-连环蛋白信号通路,导致慢性粒细胞白血病发生。本研究结果显示,AML组DNMT1 mRNA表达水平高于对照组(P<0.05),提示DNMT1在AML患者骨髓组织中呈高表达。吴圣豪等研究也表明,AML患者DNMT1 mRNA表达水平明显升高,与本研究结果相符,提示DNMT1可能参与AML发生、发展过程。本研究进一步分析了不同临床特征AML患者的DNMT1表达水平,结果显示,WBC≥5.0×1010/L、骨髓幼稚细胞比例≥60%、外周血幼稚细胞比例≥60%、LDH≥300 U/L、骨髓外浸润、染色体核型预后不良患者DNMT1表达水平分别高于WBC<5.0×1010/L、骨髓幼稚细胞比例<60%、外周血幼稚细胞比例<60%、LDH<300 U/L、无骨髓外浸润、染色体核型预后良好患者,差异均有统计学意义(P<0.05)。本研究结果提示DNMT1可能促进AML疾病进展。

白血病的发病通常伴随免疫系统异常。调节免疫微环境的细胞因子分泌紊乱,会导致机体自身免疫系统对肿瘤细胞的识别、杀伤能力下降。近年来的研究表明,AML患者存在明显T淋巴细胞因子分泌紊乱的情况。本研究结果显示,AML组血清IL-2、IL-4、IL-10、INF-γ水平高于对照组,TGF-β水平低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。正常情况下,机体内CD4+T淋巴细胞分泌辅助性T(Th)1、Th2细胞因子,其中Th1细胞因子主要包括IL-2、INF-γ等,Th2细胞因子主要包括IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α、TGF-β等,参与细胞免疫、体液免疫及发挥抗肿瘤功能。本研究结果提示,AML患者无论是Th1细胞因子还是Th2细胞因子均存在异常表达,证实AML发病可能与T淋巴细胞因子分泌紊乱相关,这与马兵等的研究结果相符。然而,并非所有Th2细胞因子都分泌异常,本研究结果显示,两组IL-6、TNF-α水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05),其可能原因在于IL-6、TNF-α在树突状细胞刺激下能促进CD4+T淋巴细胞分化,因此IL-6、TNF-α会受到其他T淋巴细胞因子负反馈调节。

Pearson相关分析结果显示,DNMT1表达水平与IL-2、IL-4、IL-10、INF-γ水平呈正相关(r=0.574、0.619、0.527、0.483,P<0.05),与TGF-β水平呈负相关(r=-0.475,P<0.05)。进一步提示DNMT1与T淋巴细胞因子存在相互调控的作用。肿瘤微环境中的T淋巴细胞因子,如IL-10等可以介导转录信号传导与激活核因子-κB信号通路,上调DNMT1表达水平,进而促进DNA表达过程中的甲基化改变,导致肿瘤发生。此外,炎症细胞因子还能够增加DNMT1活性,亦可增强DNMT1的甲基化调控能力。另一方面,DNMT1高表达可抑制部分淋巴细胞因子甲基化水平,促进部分淋巴细胞因子表达,导致肿瘤微环境异常。本研究ROC曲线分析结果显示,DNMT1、IL-2、IL-4、IL-10、INF-γ单独检测对AML无诊断价值(P>0.05)。DNMT1联合IL-2、IL-4、IL-10、INF-γ检测诊断AML的AUC分别为0.918、0.711、0.756、0.726。这提示AML患者的DNMT1可联合T淋巴细胞因子共同辅助诊断AML。

综上所述,AML患者骨髓DNMT1表达水平上调,T淋巴细胞因子表达失衡,DNMT1表达水平与部分T淋巴细胞因子水平相关。DNMT1、T淋巴细胞因子可能共同参与AML发病过程。本研究也存在一定局限性:受限于单中心研究,样本量较少;此外,本研究并未对DNMT1、T淋巴细胞因子参与AML发病的机制进行探讨。在后续研究中,本课题组将与相关研究单位进行合作,多中心收集样本,并通过基础实验进行机制研究。

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