关于menin依赖性巨核细胞增殖与骨髓增殖性肿瘤纤维化的研究报告
一、 研究概况
本研究由圣犹达儿童研究医院(St. Jude Children’s Research Hospital)血液科的Jeremy Wen、Anitria Cotton以及John D. Crispino等学者主导,联合西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine)、芝加哥大学(University of Chicago)及Syndax制药公司(Syndax Pharmaceutics, Inc.)等机构的研究人员共同完成。该研究成果以“Menin-dependent megakaryocyte proliferation and fibrosis in myeloproliferative neoplasms”为题,于2026年8月10日发表在学术期刊Cancer Cell上(第44卷,第1-14页)。John D. Crispino博士为本文的通讯作者。
二、 研究背景
骨髓增殖性肿瘤(Myeloproliferative Neoplasms, MPNs)是一类以JAK/STAT信号通路异常活化为特征的血液系统恶性肿瘤,主要包括真性红细胞增多症(Polycythemia Vera, PV)、原发性血小板增多症(Essential Thrombocythemia, ET)和原发性骨髓纤维化(Primary Myelofibrosis, PMF)。其中,PMF的预后最差,其特征为骨髓中聚集大量非典型的巨核细胞(Megakaryocytes),这些细胞通过分泌转化生长因子-β(TGF-β)等促纤维化因子驱动骨髓纤维化,且常导致患者对JAK抑制剂如鲁索替尼(Ruxolitinib)产生耐药或复发。因此,临床上迫切需要针对非JAK/STAT通路的新型治疗策略。
Menin是由MEN1基因编码的支架蛋白,可与KMT2A相互作用,激活HOXA9和MEIS1等促白血病基因的转录。Menin抑制剂Revumenib已获美国食品药品监督管理局(FDA)批准,用于治疗KMT2A重排和NPM1突变的急性白血病。然而,在临床应用中,约15-20%的患者出现了3-4级血小板减少症(Thrombocytopenia)。本研究旨在探究menin抑制影响血小板生成的机制,并基于巨核细胞在MPNs发病中的核心驱动作用,评估menin抑制剂在治疗MPNs中的潜力。
三、 研究方法与工作流程
为实现研究目标,该团队设计了一套包含体外实验、体内动物模型、单细胞测序及遗传学验证的完整研究流程。
1. 体外药理学与遗传学验证
研究首先从健康供者来源的CD34+造血干细胞(HSPCs)入手。在集落形成单位(CFU)实验和液体培养中,研究者加入Menin抑制剂Revumenib或其溶剂对照,观察巨核祖细胞(CFU-MK)及成熟巨核细胞的生成情况。为进一步确认为靶向效应,团队利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,在CD34+细胞中分别敲除MEN1基因及其下游靶基因MEF2C和MEIS1,流式细胞术检测CD41+CD42-及CD41+CD42+细胞比例、巨核细胞多倍体化及凋亡情况,以及巨核祖细胞(MKP)的数量变化。
2. 单细胞RNA测序
为阐明menin抑制在转录组层面的影响,研究者将CD34+细胞用Revumenib或对照处理后,分选髓系红系祖细胞(MEP)并进行10x Genomics单细胞RNA测序(scRNA-seq)。同时,对MEN1基因敲除的CD34+细胞进行了同样的测序分析。通过统一流形逼近与投影(UMAP)聚类,研究者注释了不同的细胞群体,并比较了药物处理和基因敲除对各细胞群占比的影响,分析了KMT2A-menin靶基因的表达变化,并对差异基因进行了基因本体论(Gene Ontology, GO)富集分析。
3. 体内MPN动物模型药效评估
研究者在多种MPN模型中评估了Revumenib的单药活性及与鲁索替尼的协同作用,包括:(1)逆转录病毒介导的Jak2V617F突变移植模型:通过移植经Jak2V617F/GFP逆转录病毒转导的C57BL/6小鼠c-Kit+造血干祖细胞,诱导类似PV的疾病模型,喂食含0.25% Revumenib的饲料,监测血常规、脾重及骨髓纤维化程度。(2)MplW515L突变移植模型:利用MplW515L/GFP转导的BALB/c小鼠模型,模拟侵袭性骨髓纤维化,设立不同剂量Revumenib(0.04%-0.25%)组及与鲁索替尼的联合用药组,评估外周血计数、肿瘤负荷、生存期、细胞因子谱及组织纤维化。(3)MplS504N基因敲入小鼠模型:给予3月龄MplS504N小鼠0.1% Revumenib饲料8周,监测血象、器官重量和骨髓纤维化的改变。
4. 对原发性患者样本的体外与体内活性测试
体外实验方面,收集7例PMF患者的CD34+细胞,进行CFU-MK实验和液体培养,检测Revumenib对恶性巨核细胞生成及MKP数量的影响。体内实验方面,将一名PMF患者脾脏来源的CD34+细胞移植到NSG小鼠中构建人源肿瘤异种移植(PDX)模型,2个月后喂食含Revumenib的饲料,检测外周血及骨髓中人源细胞的植入水平。
5. 作用机制与信号通路分析
利用Jak2突变细胞系SET2,通过Western blot检测Revumenib对STAT5和STAT3磷酸化的影响,并与鲁索替尼进行比较,以判断其是否直接靶向JAK/STAT通路。通过药物联合实验评估Revumenib与鲁索替尼的协同指数(ZIP synergy score)。最后,通过过表达MEF2C,验证其是否能挽救Revumenib对巨核祖细胞的抑制效应。
四、 主要研究结果
1. Menin抑制选择性耗竭巨核祖细胞
结果显示,Revumenib和另一种menin抑制剂Ziftomenib均能显著抑制CFU-MK形成,而不影响粒细胞和红系集落生成。在CD34+液体培养体系中,Revumenib导致CD41+CD42-和CD41+CD42+巨核细胞比例及绝对数减少,并降低了巨核祖细胞(MKP)的数量,同时伴随多倍体化降低和凋亡增加。通过CRISPR敲除MEN1基因,研究者完美复制了这一表型,证实药效为靶向效应。
2. 单细胞转录组学揭示Menin抑制的细胞特异性效应
scRNA-seq数据显示,Revumenib处理与MEN1敲除均导致了MKP和巨核细胞(MK)群体比例的显著下降,而共同髓系祖细胞(CMP)和MEP群体比例则代偿性升高。在分子水平上,menin抑制在MKP和MK群体中显著下调了KMT2A-menin通路的关键靶基因MEIS1、MEF2C和PBX3的表达。GO富集分析显示,与细胞周期、RNA剪接及增殖相关的通路在巨核细胞和MKP中被耗竭,而JAK/STAT信号通路未受显著影响。
3. Revumenib在多种MPN动物模型中表现出显著抗肿瘤活性
在Jak2V617F和MplW515L移植模型中,Revumenib单药即能显著降低白细胞和血小板计数,减轻脾脏肿大,且更关键的是,几乎完全逆转了骨髓纤维化(纤维化评分降至0),并恢复了巨核细胞的正常形态。与鲁索替尼相比,Revumenib在减少血小板计数和改善骨髓纤维化方面效果更为突出。在联合用药实验中,Revumenib与鲁索替尼协同作用,不仅使血象和脾脏、肝脏重量恢复正常,还显著降低了MplW515L模型循环中的TGF-β、TNF-α等致炎和促纤维化细胞因子水平,更重要的是,联合治疗几乎完全恢复了脾脏的正常组织结构。在疾病进程较慢的MplS504N基因敲入小鼠模型中,Revumenib同样展示了降低白细胞、血小板和显著减轻骨髓纤维化的功效。在健康小鼠的毒性评估中,虽然观察到Revumenib导致血细胞计数轻微下降,但始终维持在正常生理范围内,提示药物具有良好的耐受性。
4. Revumenib靶向抑制原代人MPN恶性巨核细胞
Revumenib不仅抑制了来自PMF患者标本的CFU-MK形成和巨核细胞分化,还显著减少了分选出的恶性MKP数量。在PMF的PDX模型中,Revumenib治疗显著降低了外周血和骨髓中的人源CD45+细胞比例,以及骨髓中CD34+CD38+的造血干祖细胞数量,证明其能靶向抑制患者体内恶性细胞的扩增。
5. MEF2C是介导Menin效应的关键下游靶基因
本研究证实,敲除MEF2C能模拟MEN1缺失导致的巨核生成障碍和MKP减少;重要的是,在Revumenib存在的情况下,过表达MEF2C能够挽救MKP的减少,而MEIS1的过表达则无此效果。这表明MEF2C是menin信号网络调控巨核祖细胞的关键节点。
五、 研究结论与价值
本研究首次揭示了menin是增殖性巨核细胞的一个依赖性因子,确立了menin抑制剂在MPNs治疗领域的潜力。其科学价值在于阐明了menin通过调控MEF2C等下游靶基因的转录,而非JAK/STAT信号通路,来控制巨核祖细胞的增殖与存活,从而特异性地消除驱动骨髓纤维化的恶性巨核细胞。在应用价值上,该研究为骨髓纤维化这一临床治疗难题提供了全新的靶向治疗策略。鉴于Revumenib已是临床获批药物且安全性特征明确,这些发现为其在骨髓纤维化患者中开展临床研究提供了坚实的科学依据。联合用药方案尤其展现了协同增效和全面改善疾病病理的多重优势,有望克服当前JAK抑制剂无法根除疾病及易耐药的困境。
六、 研究亮点
- 新颖的靶点发现:揭示了menin是消耗MPN中异常巨核细胞的关键治疗靶点,超越了传统的JAK/STAT通路。
- 彻底的机制验证:不仅使用了药理学抑制剂,还广泛运用了CRISPR基因编辑技术(敲除MEN1、MEF2C、MEIS1)和过表达实验,严谨地确认了靶向性及关键下游介导因子MEF2C。
- 联合用药的巨大潜力:在多种动物模型中验证了Revumenib与鲁索替尼的协同作用,尤其在逆转纤维化和恢复脾脏结构方面效果显著,为临床联合治疗方案指明了新方向。
- 临床转化的直接推动:依托已获批药物的临床安全性背景,本研究的临床前数据为其适应症拓展至骨髓纤维化提供了及时而有力的证据,完美体现了“老药新用”的转化医学价值。