Expression des TET1-Gens bei akuter Leukämie

„Akute Leukämie“ wird durch die Standards der Weltgesundheitsorganisation definiert, bei denen mehr als 20 % der Zellen im Knochenmark Blasten sind (Kabuto et al., 2006). Heilung ist ein realistisches Ziel und wird bei mehr als 80 % der betroffenen Kinder erreicht, obwohl nur 20-40 % der Erwachsenen geheilt werden (Rose-Inman und Kuehl, 2014).

Es gibt zwei Hauptformen akuter Leukämien – akute lymphoblastische Leukämie (ALL) und akute myeloische Leukämie (AML). Akute lymphoblastische Leukämie (ALL) ist eine akute Form der Leukämie, die durch die Überproduktion und Anhäufung von krebsartigen, unreifen weißen Blutkörperchen, bekannt als Lymphoblasten, gekennzeichnet ist (Rose-Inman und Kuehl, 2014).

International ist ALL bei Kaukasiern häufiger als bei Afrikanern; es ist häufiger bei Hispanics und in Lateinamerika (Greer, 2014; Urayama und Manabe, 2014). Etwa 6.000 Fälle werden jedes Jahr in den Vereinigten Staaten gemeldet (Inaba et al., 2013).

Akute myeloische Leukämie (AML) Akute myeloische Leukämie ist eine Krebserkrankung der leukämischen Stammzellen (LSCs) mit schnellem Fortschreiten. Es ist gekennzeichnet durch eine Überproduktion unreifer myeloider Zellen im Knochenmark, die normale hämatopoetische Stammzellen (HSC) verdrängen (Indian J Hematol Blood Transfus. 2017).

DNA-Methylierung ist eine kovalente Modifikation, die für die Regulation der Genexpression in einer Vielzahl von biologischen Zusammenhängen entscheidend ist (Jaenisch und Bird, 2003; Bergman und Cedar, 2013). Die Methylierung von DNA auf Cytosinen ist ein wichtiger Mechanismus zum Stummschalten der Genexpression, und die Cytosin-Demethylierung ist für die Genaktivierung erforderlich (Ito et al., 2011; He et al., 2011). DNA-Methylierung spielt eine wichtige Rolle bei einer Vielzahl von zellulären Prozessen, einschließlich genomischer Prägung, X-Chromosom-Inaktivierung und Regulierung der Genexpression (Bird 2002).

Die Familie der Zehn-Eleven-Translokationen (Tet) von Methylcytosindioxygenasen, zu der die Enzyme Tet1, Tet2 und Tet3 gehören, wurde kürzlich mit der DNA-Demethylierung in Verbindung gebracht, da sie 5-Methylcytosin (5mC) in 5-Hydroxymethylcytosin (5hmC) sowie in 5 umwandelt -Formylcytosin und 5-Carboxylcytosin (Tahiliani et al., 2009; Ito et al., 2010; Guo et al., 2011a). Es wurde vorgeschlagen, dass 5hmC als Zwischenprodukt bei der Demethylierung und der Basenexzisions-Reparaturmaschinerie fungiert (Guo et al., 2011a).

Tet-Proteine ​​enthalten mehrere konservierte Domänen (Tahiliani et al. 2009), darunter eine CXXC-Domäne, die eine hohe Affinität für geclusterte unmethylierte CpG-Dinukleotide aufweist, und eine katalytische Domäne, die typisch für Fe(II)- und 2-Oxoglutarat (2OG)-abhängige Dioxygenasen ist (Loenarz und Schofield 2011) ), hebt die Mutation von Eisenbindungsstellen von Tet-Proteinen deren enzymatische Aktivitäten auf (Tahiliani et al. 2009; Ito et al. 2010). Darüber hinaus unterdrückt 2-Hydroxyglutarat (2-HG), ein kompetitiver Inhibitor von 2OG-abhängigen Dioxygenasen, die katalytische Aktivität von Tet-Proteinen (W Xu et al. 2011). Sowohl vollständig methylierte als auch hemimethylierte DNA in einem CG oder Nicht-CG Kontext können als Substrate für TET1 dienen (Tahiliani et al. 2009; Ficz et al. 2011; Pastor et al. 2011). In Tumorzellen ist das normale Muster der DNA-Methylierung oft verändert, was zu einer globalen Hypomethylierung des Genoms in Verbindung mit einer Hypermethylierung an CpG-Inseln innerhalb der Promotoren kritischer Gene wie Tumorsuppressoren führt (Esteller, 2008).

Das TET1-Gen wurde zunächst bei akuter myeloischer Leukämie (AML) als Fusionspartner der Histon H3 Lys 4 (H3K4) Methyltransferase MLL (mixed-lineage leukemia) identifiziert (Ono et al. 2002; Lorsbach et al. 2003). TET1 ist signifikant hochreguliert und spielt eine onkogene Rolle bei MLL-rearrangierter Leukämie, was TET1 zu einem potenziellen Ziel für die Behandlung dieser Form von hämatopoetischer Malignität macht (Huang et al., 2013). Tet1 wird reichlich in hämatopoetischen Stamm-/Vorläuferzellen (HSC/HPCs) und differenzierten Linien wie B-Zellen und myeloischen Zellen exprimiert (Huang et al., 2013; Li et al., 2011; Moran-Crusio et al., 2011)