《Biochemical and Biophysical Research Communications》：Multi-scale transcriptomics analysis reveals MHC suppression in MEF2D fusion positive B-cell acute lymphoblastic leukemia
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MEF2D融合基因导致前B细胞发育停滞并降低MHC-I表达，单细胞测序和bulk RNA-seq验证其通过结合CIITA调控区影响免疫逃逸机制，为BCP-ALL治疗提供新靶点。
Weina Zhang|Yongjing Liu|Xinhua Xiao|Qingqing Zheng|Yali Xie|Jinping Li|Tao Zeng|Yuliang Wang|Hua Jiang|Jinyan Huang
中国广州广州医科大学附属妇女儿童医疗中心血液学/肿瘤科
摘要
MEF2D基因相关融合体定义了一种预后不良的B细胞前体急性淋巴细胞白血病（BCP-ALL）。在本研究中，我们对3例MEF2D融合病例进行了单细胞RNA测序（scRNA-seq），并收集了公共数据集中81例具有MEF2D融合的BCP-ALL病例的转录组数据。通过将scRNA-seq谱型与正常骨髓细胞和其他BCP-ALL亚型的谱型进行比较，我们发现了MEF2D亚型特有的前B细胞发育停滞特征。单细胞分析显示主要组织相容性复合体（MHC）表达显著降低，这表明可能存在免疫逃逸机制，这一机制通过细胞间通信分析得到了进一步验证。批量RNA-seq数据证实了MEF2D亚型中MHC分子的下调，这与MHC分子的转激活因子CIITA的下调一致。在Kasumi-7细胞系中敲低MEF2D-HNRNPUL1融合体后，MHC分子的表达上调。Kasumi-7细胞系的ChIP-seq数据显示，MEF2D::HNRNPUL1融合蛋白直接结合到CIITA内含子增强子序列的邻近区域，提示了一种潜在的MEF2D-CIITA-MHC致病机制。本研究对MEF2D融合病例进行了全面分析，详细描述了融合特征和功能变化，为未来的研究提供了见解。
引言
急性淋巴细胞白血病（ALL）是儿童中最常见的恶性肿瘤，也是20岁以下儿童癌症相关死亡的主要原因[1,2]。在BCP-ALL中，一系列遗传异常发生在白血病发生的早期阶段，这些异常通常具有重要的预后价值。利用下一代测序技术，发现了一类新的致癌驱动因子——MEF2D融合体，其在约2%至5%的BCP-ALL病例中被发现[[3], [4], [5]]。多项研究已将MEF2D融合体确定为预后不良的独立指标[[6], [7], [8], [9]]。因此，根据最小残留病（MRD）水平，这类亚型通常采用中等或高风险治疗方案。
我们之前的研究表明，MEF2D相关融合体会诱导B细胞分化停滞，并与NRAS突变协同作用，在小鼠模型中促进白血病的发展[10,11]。除了融合基因导致的信号通路异常调节外，免疫逃逸也在疾病的发生中起着重要作用[12]。然而，MEF2D融合白血病细胞如何影响免疫系统仍有待确定。最近发展的单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术使得能够解析复杂的细胞生态系统，包括恶性和非恶性细胞群。在本研究中，我们对3例新发MEF2D融合BCP-ALL患者的诊断样本进行了scRNA-seq分析，并将这些数据与健康对照组和其他ALL亚型的公共单细胞数据集进行了整合。这种方法使我们能够表征白血病细胞群体、它们的转录异质性、失调的信号通路以及与免疫微环境的潜在细胞间相互作用。为了加强这些发现，我们还使用了大规模的多中心批量RNA-seq数据集进行了验证。
总体而言，我们的目标是多尺度分析MEF2D融合阳性BCP-ALL的分子和免疫学特征。通过结合单细胞转录组学和批量RNA-seq验证，我们旨在揭示可能导致该亚型预后不良的共性特征，并为未来的治疗策略提供方向。
研究数据概述
我们通过公共数据库和合作途径收集了3591例BCP-ALL病例的转录组数据（补充表1），其中2.26%的样本被检测出含有MEF2D融合（图1A）。在81例具有MEF2D融合的样本中，主要的融合伴侣是BCL9（53例）和HNRNPUL1（11例），其他较少见的伴侣包括SS18（4例）、DAZAP1（2例）、FOXJ2（2例）和HNRNPM（1例）。这些融合体共同形成了一个独特的转录组亚型。
讨论
癌细胞采用多种策略来逃避免疫系统的监视和清除，其中主要组织相容性复合体I类的下调是一个被广泛记录的机制[17,18]。低水平的MHC-I和共刺激配体可能导致CD8+ T细胞的细胞毒性功能丧失或减少。在MHC II类方面，多项研究记录了异基因移植后复发性急性髓系白血病（AML）中MHC II表达的丢失
单细胞RNA测序流程
收集了3例新诊断的具有MEF2D融合的BCP-ALL患者进行单细胞RNA测序（scRNA-seq）。通过Ficoll密度梯度分离从全骨髓抽吸物中分离出BMMCs（骨髓间充质细胞），将其重悬在90% FBS + 10% DMSO中，并在液氮中冷冻保存。为了准备scRNA-seq，将冷冻的BMMCs小瓶在37°C水浴中解冻2分钟。解冻后的BMMCs洗涤后重悬在1 X磷酸盐缓冲盐水PBS和20% FBS中，并分析细胞活力。
CRediT作者贡献声明
Weina Zhang：撰写——原始草稿，资源获取，概念构思。Yongjing Liu：撰写——原始草稿，数据可视化，软件使用，实验设计，正式分析。Xinhua Xiao：资源获取，实验设计，概念构思。Qingqing Zheng：资源获取，实验设计，概念构思。Yali Xie：数据可视化，软件使用，实验设计。Jinping Li：数据可视化，软件使用，实验设计。Tao Zeng：数据可视化，软件使用，实验设计。Yuliang Wang：数据可视化，软件使用，实验设计。
伦理声明
本研究获得了广州妇女儿童医疗中心伦理委员会的批准（批准编号202042000），并遵循《赫尔辛基宣言》的伦理指南进行。根据机构规定，已从患者家长或监护人处获得了知情同意。
致谢
本研究得到了中国国家自然科学基金（82270159, 82100199, 82370172）、广州市科技项目（W-N Zhang, 202201011864）、广州市临床高科技项目（2023C-TS56, 2019TS56）以及中央政府地方科技发展指导基金（批准编号2024ZY01023）的支持。
