《Biochemical and Biophysical Research Communications》：FOSL2 Drives Acute Myeloid Leukemogenesis Through Suppression of ERAD-Induced Proteostatic Collapse
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本研究发现AP-1转录因子FOSL2在急性髓系白血病（AML）中通过调控HRD1介导的ERAD通路驱动白血病增殖。沉默FOSL2可诱导细胞周期阻滞、凋亡并增强化疗敏感性，为AML治疗提供新靶点。
王世立|孙美玲|姚斌宇|李新宇|邱婷|吕行志|吴月|杜星星|刘福凯|修若琳|赵艳红|范胜金|罗凯阳|范惠涛
哈尔滨医科大学附属第一医院重症医学科、血液科，中国黑龙江省哈尔滨市150001
摘要 急性髓系白血病（AML）是一种侵袭性血液系统恶性肿瘤，其临床预后较差，复发率较高，主要源于内在或获得性的化疗耐药性。尽管取得了进展，标准的“7+3”化疗方案仍无法显著提高患者的长期生存率，这凸显了寻找新的分子靶点以克服治疗瓶颈的迫切需求。虽然AP-1转录因子FOSL2在实体瘤中的作用已被研究，但其在AML中的角色尚未明确。在本研究中，我们证实FOSL2是AML中的关键致癌驱动因子。通过对多个独立患者队列的全面生物信息学分析，发现FOSL2的异常过表达是一个关键特征，并且是强有力的生物标志物，与不良临床结果显著相关。利用shRNA介导的沉默实验表明，FOSL2对白血病细胞的存活和增殖至关重要。其基因敲除显著抑制了克隆形成能力，诱导G0/G1细胞周期停滞和凋亡，并促进了体外髓系分化。在异种移植小鼠模型中，FOSL2的敲低显著减少了白血病肿瘤负荷并延长了总体生存期。转录组分析显示，FOSL2的缺失上调了E3泛素连接酶HRD1的表达，提示FOSL2的缺失可能激活内质网相关降解（ERAD）通路。这种不受控制的ERAD活性会破坏细胞蛋白稳态，导致内质网应激和DNA损伤。因此，FOSL2缺失状态使AML细胞对常规化疗药物（如多柔比星和阿糖胞苷）以及诱导内质网应激的药物高度敏感。综上所述，这些发现表明FOSL2调控着细胞蛋白稳态的脆弱性，针对FOSL2-ERAD通路可能是打破化疗耐药性、改善AML患者预后的有效策略。
引言 急性髓系白血病（AML）是一种侵袭性血液系统恶性肿瘤，所有年龄段的预后都较差[1] [2] [3]。该疾病在生物学和遗传学上具有异质性，主要表现为髓系分化停滞和未成熟髓系细胞的无限增殖[4]。AML的治疗基石是强化化疗，尤其是基于蒽环类药物和阿糖胞苷的“7+3”经典方案[5]。尽管靶向治疗取得了进展[6] [7]，但AML患者的5年生存率仍很低，约为30%或更低，这主要是由于耐药性白血病细胞的复发[8] [9] [10]。这一治疗瓶颈凸显了寻找新的分子靶点以开发更有效AML治疗方法的紧迫性[11]。
Fos样抗原2（FOSL2，也称为FRA-2）属于Fos家族，该家族还包括c-Fos、FosB和Fra-1。FOSL2通过与Jun家族蛋白二聚化形成转录因子复合物Activator Protein 1（AP-1）来发挥生物学作用[12]。除了在AP-1复合物中的通用作用外，FOSL2还在骨骼形成和发育[13]、通过成纤维细胞激活促进纤维化[14]以及B细胞发育调节[15]中发挥作用。它还参与多种生理和病理过程，包括免疫调节[16]和内分泌调节[17]。此外，多项研究表明FOSL2表达在多种癌症中升高，包括结直肠癌[18]、肝细胞癌[19] [20]、卵巢癌[21]、肺癌[21]和乳腺癌[22] [23]。值得注意的是，FOSL2的异常表达也在成人T细胞白血病/淋巴瘤中被发现[24]。尽管对其在癌症中的作用了解不完全，但FOSL2越来越被认为是影响致癌转录程序的主要调节因子。
内质网（ER）是蛋白质合成、折叠、修饰、运输和分泌的中心细胞器，对细胞蛋白稳态至关重要[25]。无法在ER中正确折叠或组装的蛋白质必须被清除以维持稳态，这一过程依赖于泛素化和蛋白酶体介导的内质网相关降解（ERAD）[26]。ERAD是一个多步骤机制，包括底物识别、逆向转运和蛋白水解，通过清除错误折叠的多肽来监控和调节ER蛋白的质量和数量[27]。在ERAD机制的各种组分中，E3泛素连接酶HRD1（也称为synoviolin）是最保守且研究最充分的成分之一[28] [29]。HRD1与SEL1L、OS9和DERL蛋白结合形成多亚基复合物，介导底物跨ER膜的转运并催化其K48位点的多聚泛素化，最终将其送交蛋白酶体降解[30]。这一过程对ER蛋白稳态至关重要，并在应激条件下受到动态调节[31] [32]。研究表明HRD1在乳腺癌中具有肿瘤抑制作用[33] [34] [35]，但在结肠癌[36]、肺癌[37]和肝细胞癌[38]等恶性肿瘤中则表现出致癌性。然而，HRD1在急性髓系白血病发病机制中的作用仍不明确。
在本研究中，我们探讨了FOSL2在体外和体内调节AML细胞增殖和生长的作用。RNA-seq分析进一步表明，FOSL2的敲低导致ERAD通路中差异表达基因的富集。机制研究表明，FOSL2是ERAD通路中HRD1-HDAC1轴的关键调节因子。因此，靶向FOSL2不仅可诱导AML细胞死亡，还能增强化疗效果。综上所述，这些发现将FOSL2确定为AML的潜在治疗靶点，并为其在临床前模型中的进一步研究提供了依据。
细胞系和细胞培养 MOLM-13、Kaumi-1、THP-1、SKNO-1、Jurkat、CCRF-CEM和K562人源白血病细胞购自上海赛百康（SAIBAIKANG）。所有细胞均在含有10% FBS（F101-01，Vazyme）的RPMI-1640培养基（C3018-0500，VivaCell）中培养。SKNO-1细胞则在含有20% FBS的RPMI 1640培养基中培养。HEK293T细胞在含有10% FBS的DMEM培养基（C3110-0500，VivaCell）中培养。所有培养基均添加了1%青霉素-链霉素（P/S）（C100C5，NCM Biotech）。
FOSL2在AML中促进恶性状态 对TCGA急性髓系白血病样（LAML）队列的初步分析显示，恶性母细胞中的FOSL2表达显著高于正常造血细胞，这表明FOSL2的过度表达可能是AML的潜在治疗靶点（图1A）。为了在独立队列中验证这一发现，我们分析了三个转录组数据集（GSE15061、GSE30029和GSE24505），这些数据集包含了正常骨髓、CD34+ 造血祖细胞和健康骨髓的信息。
讨论 AML仍然是肿瘤学领域的一个严峻挑战，尽管接受了强化化疗，但其遗传异常多样，临床预后仍然较差[40] [41]。因此，发现新的可靶向致癌驱动因子和耐药机制对于改善患者预后至关重要。AP-1家族的转录因子（包括FOSL2）是细胞增殖、分化和凋亡的已知调节因子，在这些过程中发挥重要作用。
CRediT作者贡献声明 吕行志： 数据可视化、验证。李新宇： 数据可视化、验证。邱婷： 写作、审稿与编辑、数据可视化、验证。刘福凯： 研究监督。修若琳： 数据可视化、验证、概念构建。杜星星： 数据可视化、验证。罗凯阳： 写作、审稿与编辑、数据可视化、验证、研究监督。孙美玲： 写作、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证。范惠涛： 写作——
伦理批准和参与同意 人源AML样本和正常对照样本来自中国哈尔滨医科大学附属第一医院。本研究获得了哈尔滨医科大学研究伦理委员会和医院伦理委员会的批准（批准编号2022189）。所有参与者在参与研究前均签署了知情同意书。所有动物实验均获得了同一机构动物护理和使用委员会（IACUC 2025013）的批准。
利益冲突声明 作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
数据声明 所有相关数据、材料和软件代码（如适用）均公开透明且可复制，将根据期刊要求，在审稿过程或发表后提供给研究人员。
数据可用性 本研究生成的RNA测序数据已存储在NCBI基因表达组数据库（GEO）中，访问号为GSE311915。支持本研究结果的所有其他数据可在文章及其补充材料中找到，或根据合理请求向相应作者获取。
资助 本研究得到了国家自然科学基金 （项目编号：82170164、82370156）、高层次海外人才引进与支持计划 （人力资源社会保障部）、黑龙江省自然科学基金 的重点联合项目（项目编号：ZL2024H016）、黑龙江省科研院所 的研究运营项目以及哈尔滨医科大学附属第一医院 的启动资金的支持。
利益冲突声明 ? 作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢 作者感谢BioRender（
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