近日，美国、德国和瑞典等多国科研人员及机构合作在国际顶尖期刊Nature上发表了题为“Aberrant activation of TCL1A promotes stem cell expansion in clonal haematopoiesis”的文章。研究团队开发了一种被称为“乘客近似克隆扩增率”（Passenger-approximated clonal expansion rate, PACER）的方法，可从单一时间点的数据中推断出基因扩增速度，并将其应用于包含5,071名克隆造血患者的NHLBI精准医学跨组学联盟（TOPMed）项目中。通过全基因组关联分析（GWAS），研究团队发现了一个此前未涉及血液干细胞生物学的基因TCL1A，其在激活状态下是CHIP中多个基因下游克隆扩增事件的主要驱动因子。

造血干细胞累积“乘客突变”（passenger mutation）的速率随着时间的推移是恒定的，并在个体之间相似。因此，研究团队推测，CHIP克隆初始细胞中的乘客突变负荷可以通过全血DNA的GWAS近似计算得出，无需分离单个细胞。此外，将可检测的乘客突变作为克隆适应度（定义为突变HSC克隆相对于无驱动HSC的相对年增长率）和出现日期的综合衡量标准。基于此，研究团队开发了PACER方法。

接下来，研究团队对PACER的性能进行了评估。经PACER分析发现，剪接因子（SF3B1、SRSF2和U2AF1）和JAK2V617F中的突变增长最快；DNMT3A R882的增长最慢；TET2、ASXL1、PPM1D、TP53、ZBTB33和GNB1中的突变具有大致相同的适应度水平。上述结果与先前通过克隆造血样本纵向测序得出的变异适应度的经验预估结果一致。

研究团队利用PACER在CHIP携带者中进行了GWAS分析，以确定与克隆扩增率相关的遗传遗传变异。GWAS在全基因组水平上确定了一个重叠TCL1A的单一位点，通过遗传精细定位将相关区域缩小到包含单个变异rs2887399的可信集合中。

进一步，研究团队验证了rs2887399与PACER之间的关联是否因CHIP驱动基因而异。以DNMT3A为参考，研究发现与DNMT3A相比，rs2887399在TET2中对克隆扩增具有更强的保护作用。根据rs2887399基因型对PACER评分进行分层，发现T等位基因减缓了TET2克隆的生长，但对DNMT3A克隆的影响较小。

此外，研究团队还观察到rs2887399的每个T等位基因与TET2和ASXL1突变克隆扩增减少（4%）相关，但其在DNMT3A突变克隆中不相关，这与PACER预测结果一致。上述结果进一步证明PACER可以准确地识别克隆扩增相关物。

基于上述结果，研究团队提出了以下机制模型：正常情况下，TCL1A启动子不可接近，基因表达在造血干细胞中受到抑制；当TET2、ASXL1、SF3B1、SRSF2或LOY中存在驱动突变时，TCL1A异常表达并驱动突变的造血干细胞克隆扩增；rs2887399的T等位基因存在能够限制染色质在TCL1A启动子处的可达性，进而导致TCL1A RNA和蛋白质的表达减少，丧失克隆优势。

为验证该模型，研究团队分别从携带G/G、G/T和T/T基因型rs2887399的3名捐赠者中收集了CD34阳性的外周造血干祖细胞（HSPC），利用CRISPR在DNMT3A、TET2或ASXL1中高效地引入插入-缺失突变来模拟CHIP变异。

研究团队首先检测了rs2887399基因型是否改变了TCL1A启动子上染色质的可达性。结果显示，来自rs2887399 G/G供体的TET2编辑的细胞，TCL1A启动子染色质可及性增加；但在T等位基因携带者的样本中，染色质可及性以剂量依赖的方式降低，表明rs2887399的T等位基因的保护作用是通过阻断TCL1A启动子可及性来介导的。

研究团队还发现，携带rs2887399的T等位基因可以在实验系统中消除ASXL1和TET2突变HSPC的克隆扩增，但对突变DNMT3A克隆的适应度有最小的直接影响，这也与PACER分析一致。

如果TCL1A异常表达是TET2、ASXL1、SF3B1和SRSF2突变型造血干细胞阳性选择的主要原因，那么在未突变的造血干细胞中强制表达TCL1A应该足以模拟克隆扩增表型。为验证这一假设，研究团队使用含有TCL1A开放阅读框（TCL1A-eGFP）或空载体对照的慢病毒转导人CD34阳性细胞（HSPC），并对纯化的HSC/MPPs进行体外克隆扩增试验。

14天后，接受TCL1A-eGFP病毒的HSC培养物与接受对照-eGFP病毒的HSC培养物相比，免疫表型的HSC/MPPs数量和克隆形成集落数量大约高4倍，表明TCL1A的表达能够促进HSC克隆扩增。

此外，为评估TCL1A表达是否能够提高体内HSPC适应度，研究团队使用TCL1A-eGFP及对照-eGFP慢病毒感染CD45.2小鼠的c-Kit阳性骨髓细胞，将其移植到小鼠体内并追踪了血液中GFP阳性供体细胞的比例。移植后4周，两组供体GFP阳性粒细胞和总白细胞的比例相似，但在之后的16周内，接受TCL1A-eGFP转染细胞的小鼠中GFP阳性血细胞的比例增加，接受对照-eGFP转染细胞的小鼠无变化。上述结果表明，TCL1A表达能够促进HSC和HSPC扩增。

综上所述，研究团队开发了一种通过单次取样就能推断克隆扩增率的方法“PACER”，其可用于识别遗传和环境因素介导的克隆扩增，并可应用于任何组织中存在的恶性前克隆。研究团队通过PACER对CHIP扩增率进行GWAS分析，发现在TCL1A启动子中具有较大影响的常见变异与较慢的扩增率相关，表明TCL1A表达是造血干细胞克隆扩增的原因之一。该研究提示，使用药物靶向TCL1A可能抑制与基因突变相关的CHIP和血液肿瘤的生长。

文章通讯作者、斯坦福大学医学院Siddhartha Jaiswal教授说道：“我们认为TCL1A是预防血癌的一种新的重要药物靶点。有些人的基因突变会阻止TCL1A启动，从而保护其不受快速克隆生长和血液肿瘤的影响，这是该基因作为潜在药物靶点的有趣之处。”