北京基因组所(国家生物信息中心)相助展现细胞组成及DNA-5羟甲基化修饰可展望高危AML患者对阿扎胞苷团结化疗的治疗响应
急性髓系白血病(AML)是一种常见的血液系统恶性癌症,其治愈率低、预后较差,5年生涯率仅为30-35%, 且AML患者对药物治疗的反应保存高度异质性。部分晚年、复举事治的高危AML患者,不适合接受标准剂量的诱导化疗。一项I期临床试验效果批注,使用DNA甲基化酶抑制剂阿扎胞苷(AZA)举行表观干预5天后,再使用高剂量阿糖胞苷团结米托蒽醌(HiDAC-Mito)举行治疗,是一种有用且耐受性优异的治疗计划。这种基于AZA表观干预的团结化疗计划(AZA-HiDAC-Mito疗法)在高危AML患者中的总响应率可达61%。只管云云,现在还不清晰决议患者对治疗爆发响应的分子和细胞层面的机制。
6月5日,ibet(国家生物信息中心)韩鼎力大举研究组团结美国芝加哥大学何川研究组和Olatoyosi Odenike研究组,在Advanced Science期刊在线揭晓题为"Cellular Composition and 5hmC Signature Predict the Treatment Response of AML Patients to Azacitidine Combined with Chemotherapy"的研究论文。该研究通过对I期临床试验中接受AZA-HiDAC-Mito治疗的AML患者的骨髓和外周血样本举行RNA-seq和Nano-hmC-Seal测序,绘制了AML病人接受AZA表观干预前后的转录和5hmC表观图谱,剖析了患者对AZA团结化疗响应的分子和细胞基础,并筛选出可用于指导临床治疗计划选择的生物标记物。
研究职员通过对接受治疗前的转录组数据举行剖析,发明病人对治疗的响应与多个共表达基因?橄喙,其中细胞周期相关转录程序的高表达与治疗响应相关。团结果真的单细胞转录组数据举行反卷积剖析,发明AML病人中高表达细胞周期相关转录程序的主要是粒细胞-单核细胞祖细胞样的恶性细胞(GMP-like),其相对品貌可展望对AZA-HiDAC-Mito治疗的响应。相比之下,低表达细胞周期相关基因的造血干细胞样恶性细胞(HSC-like)更有可能在无应答患者中富集。对免疫细胞的反卷积剖析则批注,较高的自然杀伤细胞(NK)水平与AZA-HiDAC-Mito疗法的响应相关。通过较量AZA表观干预前后的转录谱,发明AZA处置惩罚诱导上调了与NK细胞毒性相关的基因表达,批注AZA表观干预可能激活了NK细胞对恶性细胞举行杀伤。研究职员通过团结公共的AML治疗数据,进一步验证了NK细胞的水平与AZA治疗疗效之间的关系。
别的,在表观层面上,AZA处置惩罚5天后部分基因的DNA 5hmC修饰水平爆发了显著转变。接受高剂量AZA处置惩罚的病人,其基因组全局的5hmC修饰转变卦为强烈,泛起出对AZA剂量的依赖性。有趣的是,AZA表观干预前后5hmC改变越显着,则患者的预后越好。这批注,在未来也许能将AZA表观干预历程中的5hmC动态转变作为一种监测治疗响应历程的手段。最后,通过使用XGBoost机械学习算法,研究职员建设了展望模子,筛选出11个基因的DNA 5hmC修饰作为生物标记物,可用于精准展望接受AZA-HiDAC-Mito疗法的AML患者的治疗效果。综上所述,本研究阐释了AML的治疗响应机制,并建设了可用于指导临床治疗计划选择的展望模子,筛选出有用的DNA 5hmC生物标记物,为AML治疗和耐药机制提供了理论基础。
该研究由中美两国多家单位相助完成,ibet(国家生物信息中心)韩鼎力大举研究员,美国芝加哥大学何川教授和芝加哥大学医学中心Olatoyosi Odenike教授为论文的配合通讯作者。ibet(国家生物信息中心)博士生梁广豪、王琳琛,以及何川团队游乾承博士和Olatoyosi Odenike团队的Kirk E. Cahill博士为论文配合第一作者。该研究获得了国家自然科学基金、ibet国际相助项目等基金资助。
细胞组分及5hmC特征展望AML病人对阿扎胞苷团结化疗的响应
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