《Frontiers in Immunology》：Identification and validation of HOXB3 hypomethylation as a novel prognostically epigenetic biomarker in acute myeloid leukemia
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本文系统研究了HOXB家族基因在急性髓系白血病（AML）中的甲基化状态，首次鉴定HOXB3低甲基化与不良预后显著相关，并证实其通过上调HOXB3表达促进白血病发生。该表观遗传标志物在正常核型、中危组及伴FLT3-ITD/NPM1/DNMT3A突变亚型中富集，且独立于传统预后因素，为AML精准诊疗提供了新靶点。
背景
急性髓系白血病（AML）是一种具有高度异质性的侵袭性血液肿瘤，患者五年总生存率仍低于50%。遗传学改变和表观遗传修饰共同导致造血干细胞分化阻滞、凋亡受阻和恶性增殖。近年来，DNA甲基化异常作为抑癌基因转录沉默的重要机制，在髓系肿瘤发病机制中的作用日益受到关注。Homeobox（HOX）基因家族包含39个成员，分为HOXA、HOXB、HOXC和HOXD四个亚族。研究表明HOXA家族基因（特别是HOXA9）在AML中存在异常甲基化，本团队前期已证实HOXA9低甲基化可作为AML预后预测和治疗选择的表观遗传标志物。然而，HOXB家族基因在AML中的表观遗传调控机制尚未明确。
材料与方法
研究首先利用癌症基因组图谱（TCGA）数据库系统分析HOXB家族基因甲基化与表达及临床预后的关联，筛选出候选基因HOXB3后进行临床相关性分析，并在我院54例初治AML患者组成的独立队列中验证。通过实时定量甲基化特异性PCR（RQ-MSP）和实时定量PCR（RQ-PCR）分别检测HOXB3甲基化和表达水平，使用去甲基化药物5-氮杂-2'-脱氧胞苷（5-aza-dC）处理白血病细胞系验证表观遗传调控关系。生物信息学分析挖掘HOXB3表达相关的差异表达基因（DEGs）和微小RNA（DEmiRs）。
结果
HOXB3低甲基化与不良预后显著相关
在TCGA数据库200例AML患者中，HOXB3、HOXB5和HOXB6低甲基化均与较短的总生存期（OS）和无病生存期（DFS）相关。但在排除预后极佳的M3型AML后，仅HOXB3低甲基化仍保持显著的预后价值（P=0.009）。甲基化与表达相关性分析显示HOXB3甲基化水平与mRNA表达呈负相关，提示其启动子区低甲基化可能通过解除转录抑制导致基因过表达。
HOXB3低甲基化富集于特定AML亚型
HOXB3低甲基化与FAB-M5亚型（P=0.011）、正常核型（P<0.001）以及细胞遗传学/分子中危组显著相关（P≤0.001）。在基因突变层面，HOXB3低甲基化更常见于FLT3（P=0.010）、NPM1（P<0.001）和DNMT3A突变（P<0.001）患者。这些发现提示HOXB3低甲基化可能作为特定分子亚型的特征性表观遗传标志。
独立预后价值与分子网络调控
多因素Cox回归分析证实HOXB3低甲基化是AML的独立预后因素（OS的P=0.023，DFS的P=0.009）。转录组分析发现784个差异表达基因与HOXB3表达相关，其中正相关基因主要为HOXB家族成员（如HOXB2、HOXB4等）。同时鉴定出81个差异表达miRNA，包括具有促白血病作用的miR-10、miR-196a、miR-1和抑癌作用的miR-193b、miR-379。GO富集分析显示这些基因主要参与发育调控等生物学过程。
实验验证表观遗传调控机制
在验证队列中，AML患者HOXB3甲基化水平显著低于健康对照（P=0.047），ROC曲线下面积（AUC）为0.651。细胞系实验显示HOXB3甲基化与表达呈负相关趋势（R=-0.612）。经5-aza-dC处理后，KASUMI-1和OCI-AML-2细胞系中HOXB3表达显著上调，直接证实DNA甲基化对HOXB3表达的调控作用。
讨论
本研究首次系统阐明HOXB3低甲基化在AML中的预后价值和生物学意义。与既往研究一致，HOXB3异常表达与中危遗传学背景及特定基因突变谱存在密切关联。HOXB家族基因间的协同调控网络以及相关miRNA的参与，进一步凸显了HOXB3在白血病发生中的核心地位。局限性在于验证队列样本量较小，且缺乏功能性实验深入探讨机制。
结论
HOXB3低甲基化是AML中常见的表观遗传事件，通过上调HOXB3表达参与白血病发生发展。该标志物在正常核型、中危遗传学背景及伴FLT3-ITD/NPM1/DNMT3A突变患者中富集，且可作为独立预后指标，为AML风险分层和靶向治疗提供新的表观遗传学依据。
