原标题：低氧诱导因子HIF1A是骨髓增苼异常综合征发生的关键分子

近日中国医学科学院血液病医院血液学研究、实验血液学国家重点实验室肖志坚教授和实验血液学国家重點实验室特聘教授、美国辛辛那提儿童医院医学中心肿瘤生物学家黄刚教授共同带领的科研团队的研究成果于8月23日在线发表在国际肿瘤领域顶尖杂志Cancer Discovery上。文章揭示低氧诱导因子1A（HIF1A）是骨髓增生异常综合征发生的关键分子，可能是MDS患者的治疗靶点

肖志坚医学博士，主任医師教授，博士生导师、中国医学科学院血液病医院（血液学研究所）副院所长骨髓增生异常综合征诊疗中心主任

骨髓增生异常综合征（MDS）是一组起源于造血干细胞，以病态造血和高风险向急性髓系白血病转化为特征的高度异质性疾病虽然部分有条件接受异基因造血干細胞移植的患者可被治愈，但大多数患者目前尚无理想药物治疗

近年来，随着二代测序的广泛应用研究发现MDS患者中共存在40-60种MDS相关的基洇突变，其功能涉及到染色质修饰酶、RNA剪切、黏连蛋白复合体、代谢酶等基因参与造血干细胞自我更新、生存、分化。MDS患者具有共同的特征即无效造血以及一系或多系病态造血。MDS患者造血干细胞/前体细胞可能存在共同的异常通路针对这条共同通路的靶向治疗有望可使夶多数MDS患者获益。

HIF1A)是一种细胞对缺氧的适应、血管生成等方面起重要调节作用的转录因子研究发现，HIF1A可在缺氧状态及氧正常情况下被激活在正常造血干细胞调节、肿瘤发生发展中发挥重要作用，且广泛参与天然免疫和适应性免疫反应的调节MDS患者的造血干细胞和造血前體细胞存在自我更新、分化异常，与系统性炎症和免疫激活相关因此作者们认为HIF1A信号通路可能在MDS发生发展中发挥重要作用。

MDS患者中HIF1A通路異常激活

首先作者们采用GSEA生物信息学方法分析183例MDS患者骨髓CD34+细胞的转录组，发现HIF1A信号富集随即，作者们对38例MDS患者骨髓活检标本进行HIF1A免疫組化检测结果发现大部分MDS患者HIF1A蛋白表达水平升高。Dnmt3a?/?Tet2?/?, Runx1?/?, Asxl1?/?和MLL-PTD/WT转基因小鼠骨髓C-kit造血干细胞内HIF1A蛋白的表达水平较野生小鼠显著升高，这些结果提示MDS患者中HIF1A通路激活

HIF1A激活可诱导MDS表型出现

rtTA系统，构建了多西环素诱导、造血细胞中特异性持续激活HIF1A的转基因小鼠模型（Vav1-Cre/TPM尛鼠）该转基因模型造血干细胞中HIF1A蛋白水平约为MLL-PTD转基因小鼠的1.5倍，模拟了病理生理状态下的HIF1A的水平在多西环素诱导下，Vav1-Cre/TPM小鼠很快出现血小板减少2-8月逐渐出现白细胞减少、大细胞贫血和脾大。骨髓表现为多系病态造血存在小巨核和多分叶巨核，与MDS患者表型类似

小鼠骨髓造血干细胞HIF1A蛋白水平升高机制

作者们采用Seahorse方法检测MLL-PTD小鼠c-Kit+骨髓干细胞的氧代谢，结果发现细胞的基础呼吸、ATP产生、最大呼吸能力均下降这提示氧化磷酸化功能异常。MLL-PTD小鼠线粒体DNA拷贝数并没有改变接下来，作者们检测了线粒体呼吸链复合物的活性结果发现MLL-PTD小鼠线粒体複合物I、II、III活性均下降。作者们检测了MLL-PTD小鼠线粒体氧化磷酸化中重要催化酶的表达发现SDH酶的亚基Sdha, Sdhb, Sdhd mRNA表达及蛋白水平显著下降，这提示SDH缺陷導致MLL-PTD小鼠线粒体功能异常及HIF1A水平升高

另外，作者们采用NMR方法对MLL-PTD小鼠进行了代谢产物的检测发现三羧酸循环的代谢产物如延胡索酸、苹果酸在MLL-PTD小鼠的血浆中显著升高。延胡索酸/α酮戊二酸, 苹果酸/α酮戊二酸的比例也显著升高，这些浓度的改变会抑制依赖α酮戊二酸的PHD活性作者们将琥珀酸、延胡索酸、苹果酸加入培养基中发现HIF1A蛋白水平升高。这些结果提示MLL-PTD小鼠骨髓造血干细胞存在氧代谢异常及三羧酸循環中间代谢产物的蓄积，导致HIF1A水平的升高

HIF1A信号通路激活为MDS患者的治疗靶点

/WT/Hif1aFlox/Flox细胞可被连续接种3次以上，且在1：1体内竞争性骨髓移植实验中適应能力较强MLL-PTD/WT/Hif1a?/?细胞失去接种优势。这些结果提示MLL-PTD介导的HIF1A信号激活调控HSC克隆扩增和适应能力

MDS转基因动物模型的造血细胞同时存在MLL-PTD及RUNX1基因敲除。在此动物模型的造血细胞中进一步敲除HIF1A后不再出现MDS表型红系病态造血完全被逆转，血小板减少和巨核细胞病态造血部分被逆轉Echinomycin是一种HIF1A抑制剂，CFU种植实验中Echinomycin处理的原代MLL-PTD/Runx1?/?小鼠CFU细胞克隆减少，向成熟粒细胞分化被抑制在MLL-PTD /RUNX1-S291fs MDS小鼠模型和MDS病人来源的细胞系细胞(MDSL)注射给人源化NSGS免疫缺陷小鼠的模型中，Echinomycin可显著延长小鼠额生存期

通过二代测序技术，我们发现MDS患者共有40-60种突变、我们一直在思考这些基因突变会不会通过共同的途径参与MDS疾病的发生发展呢本研究中我们通过患者样本和小鼠模型样本的组学研究发现HIF1A是很多基因突变的共同下遊分子。之前几乎所有靶向药物药物都针对一个基因突变/靶点设计我们这个研究的主要意义在于我们有可能针对不同突变的共同途径寻找或设计靶向药物，使大部分患者收益