为了探索这一悖论，美国南加州大学Rong Lu教授领导的研究团队用基因条形码标记并追踪了小鼠体内的单个血液干细胞，这些小鼠体内有一种名为Tet2的基因突变，这种基因在骨髓性白血病患者中很普遍。研究发现，血液干细胞及其子代（克隆）对血液和免疫细胞的总体数量做出了巨大贡献。过度扩增的克隆倾向于产生大量的“髓样”细胞，包括粒细胞等免疫细胞，这可能会导致髓样白血病。
文章发表在Blood上
克隆扩增在肿瘤发生的早期阶段起着至关重要的作用。克隆造血在临床环境中常作为白血病发生的一个指标，并为研究癌症发生的初始阶段提供了一个容易获得的实验模型。近期研究表明，携带白血病前期突变的个体患白血病的风险增加。目前，许多研究分析了大量细胞群，但无法解决细胞间变异问题。了解细胞异质性有助于通过进一步对高危个体分层来改善癌症预后，并可能提供新的治疗靶点。
图1.Tet2敲除诱导异质细胞扩增，来源：Blood
与上述髓系扩增一致，大多数过度扩增克隆都出现在髓系和偏髓系的HSPC中（图2）。研究团队在所有6只Tet2 KO小鼠的12种造血细胞类型中鉴定出142个过度扩增的克隆，这些克隆属于66个独特克隆。
图2.Tet2 KO小鼠的白血病前期克隆扩增，来源：Blood
通过将克隆追踪条形码与单细胞cDNA条形码进行映射，研究团队比较识别了不同水平的克隆扩增特异性相关基因。研究发现，与未过度扩增的Tet2敲除HSC相比，过度扩增的HSC表达与白血病和RNA剪接相关的基因水平显著降低（图3），这与Tet2 KO HSC发生DNA高甲基化的报道一致。关键的是，许多在过度扩增和正常扩增Tet2 KO偏髓性克隆之间差异表达的基因，在正常扩增Tet2 KO克隆与对照克隆之间表达差异很小或没有差异，表明它们与过度扩增的克隆特异性相关，而不是与Tet2突变相关。
图3.过度扩增的偏髓系Tet2 KO克隆表现出与RNA剪接和急性髓系白血病相关的基因表达显著降低，来源：Blood
Rbm25是一种被确认的RNA剪接因子。研究团队使用CRISPR/Cas9基因编辑来操纵携带Tet2突变细胞中Rbm25的活性。研究发现，增加Rbm25的活性可减缓细胞扩增；敲除Rbm25可加速细胞扩增（图4）。Rbm25敲除改变了基因Bcl2l1的 mRNA剪接，Rbm25下调的HSPC短剪接亚型表达明显减少，长剪接亚型表达明显增加。已知前者促进细胞凋亡，后者抑制细胞凋亡，细胞凋亡减少可以促进克隆扩增。以上数据表明，Tet2 敲除可诱导Rbm25的表达变异，促进克隆扩增。
图4.RNA剪接因子Rbm25敲除加速了Tet2 KO HSPC的扩增，来源：Blood
综上所述，该研究发现在造血干细胞中敲除Tet2会诱导不同水平的克隆扩增。在分子水平上，Tet2 KO诱导Rbm25表达变异，从而驱动异质白血病前克隆扩增，可能导致个体间不同的疾病风险。与以往依赖于Tet2突变体和正常细胞群体水平比较的研究不同，该研究团队利用独特的方法比较了具有相同基因突变的过度扩增和正常扩增克隆，为白血病前期克隆扩增背后的分子事件带来了新见解。这种方法可以扩展到其他类型的癌症和由细胞扩增导致的疾病研究中。
研究团队合影
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