从机制到疗法：UHRF1介导甲基化调控糖酵解，为B-ALL靶向治疗提供新方向

B细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）是儿童与青少年群体中常见的恶性血液肿瘤之一，它侵袭性较强，部分患者经治疗后仍难逃复发、耐药的困境，其进展过程中的核心调控机制尚未完全阐明，亟需挖掘新的关键靶点与作用通路。

今天和大家分享一篇关于聚焦UHRF1介导的表观遗传重编程、通过调控糖酵解通路来推动B-ALL进展的研究文章，该文章于2025年4月发表在Cell Death Dis杂志上，标题为“UHRF1-mediated epigenetic reprogramming regulates glycolysis to promote progression of B-cell acute lymphoblastic leukemia”。

01. 研究思路

本文围绕“解析UHRF1介导的表观遗传重编程调控糖酵解促进B-ALL进展的机制及开发靶向治疗策略”展开：首先通过单细胞转录组测序，结合临床样本的表达分析与生存分析，明确UHRF1在复发难治性B-ALL中显著高表达且与患者不良预后密切相关；接着利用CRISPR-Cas9技术构建UHRF1敲除及回补的B-ALL细胞系，结合细胞增殖、凋亡与周期实验，证实UHRF1是维持B-ALL细胞存活与增殖的关键调控因子；随后通过RNA-seq与850K甲基化芯片的联合分析，搭配ChIP-qPCR、BSP实验，验证 UHRF1可通过甲基化修饰直接结合并抑制下游靶基因SFRP5的表达；在此基础上，借助生物层干涉（BLI）、免疫荧光实验及WNT5A抑制剂（BOX5）的干预实验，明确SFRP5 能通过与WNT5A直接互作，阻断WNT5A-P38 MAPK-HK2信号轴对糖酵解的调控作用，同时还发现该通路下的糖酵解关键产物乳酸的水平与B-ALL恶性表型呈正相关；最后通过虚拟筛选获得UHRF1的靶向抑制剂UM164，经细胞实验与动物模型验证，该抑制剂可恢复SFRP5的表达、阻断上述糖酵解通路，有效抑制B-ALL细胞增殖并延缓体内肿瘤进展，最终为复发难治性B-ALL提供了新的分子机制阐释与靶向治疗方向。

02. 主要研究内容

(1) UHRF1通过DNA甲基化调控SFRP5的表达。

为阐明相关分子机制，研究人员先对UHRF1敲除与未敲除的Nalm6细胞开展RNA-seq分析（以FDR<0.05、log2|Fold Change|>0.5为标准），鉴定出961个差异表达基因（敲除后648个上调、313个下调），再通过850k甲基化芯片分析（FDR<0.05、|deltaBeta|>0.1）发现敲除细胞存在显著低甲基化，获得11019个甲基化水平降低的差异甲基化区域，经韦恩图分析筛选出二者交集的232个共同基因后，选取前10个用 RT-qPCR与Western blot验证，结果仅SFRP5在敲除组高表达、UHRF1回补后表达降低，提示其受UHRF1介导的DNA甲基化调控；为验证假设，研究人员用ChIP-qPCR证实UHRF1特异性结合SFRP5启动子，通过亚硫酸氢盐测序PCR（BSP）发现敲除组 SFRP5启动子CpG位点甲基化比例更低，同时在74例B-ALL患者与25例健康供体样本中用RT-qPCR检测到健康供体SFRP5表达高于患者、缓解者高于复发/初诊者；结合文献中SFRP5抑制WNT5A的结论，研究人员用免疫荧光观察到二者在细胞膜共定位，再通过生物层干涉（BLI）技术（无标记实时监测互作）证实二者浓度依赖性结合（KD=20.34μM），最终明确UHRF1通过甲基化调控SFRP5，SFRP5可抑制WNT5A影响 B-ALL细胞功能。

(2) SFRP5通过WNT5A-P38 MAPK-HK2信号轴下调糖酵解

已有研究报道分泌型卷曲相关蛋白5（SFRP5）参与糖脂代谢及P38-MAPK信号通路调控，但SFRP5是否通过P38-MAPK通路调控糖酵解途径尚不明确；在B细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）细胞系中过表达SFRP5后，己糖激酶2（HK2）的表达及P38蛋白的磷酸化水平显著下调，且能抑制Nalm6和Reh细胞增殖，其中Nalm6细胞系中 SFRP5过表达组G0/G1期细胞比例较对照组增加约8%，Reh细胞系中该比例增加约 7%，同时细胞乳酸水平及反映糖酵解活性的细胞外酸化率（ECAR）也显著降低；研究人员进一步用WNT5A抑制剂BOX5对B-ALL细胞系进行体外干预，发现HK2表达显著受抑、P38蛋白磷酸化水平降低，且Nalm6和Reh细胞的乳酸水平、糖酵解活性及糖酵解能力均显著下降，证实了BOX5对糖酵解代谢的调控作用；综上，上述研究阐明了泛素样含PHD和RING指结构域蛋白1（UHRF1）可通过SFRP5/WNT5A-P38 MAPK-HK2轴参与 B-ALL的进展过程。

（3）UM164通过靶向泛素样含PHD和RING指结构域蛋白1（UHRF1）在体外抑制 B细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）细胞的存活

为筛选靶向泛素样含PHD和RING指结构域蛋白1（UHRF1）的潜在候选抑制剂，研究人员通过基于结构的虚拟筛选，利用Schrödinger软件套件中Maestro模块对 UHRF1晶体结构（PDB 登录号：6VCS）进行分子对接分析，筛选出45个候选化合物并开展体外验证，经半数抑制浓度（IC50）实验证实UM164的抗白血病活性，且对接结果显示UM164可在UHRF1的SET和RING相关结构域（SRA结构域）沟槽内与HIE417、GLN606残基形成氢键和π键相互作用；微量热泳动（MST）分析表明UM164与UHRF1 结合亲和力良好（KD=10.2μM），体外实验显示其以浓度和时间依赖性方式抑制B细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）细胞增殖、诱导凋亡（图 6D、E），还能显著诱导细胞周期阻滞；亚硫酸氢盐测序PCR（BSP）分析发现UM164处理可诱导分泌型卷曲相关蛋白5（SFRP5）启动子区域去甲基化，且在不改变UHRF1表达的情况下上调SFRP5表达，同时下调己糖激酶2（HK2）表达并抑制P38蛋白磷酸化；此外，细胞外酸化率（ECAR）检测显示UM164处理组白血病细胞糖酵解活性和糖酵解能力较对照组显著降低，能量代谢质谱分析进一步发现该组乳酸、3 - 苯乳酸及脱氧胸苷一磷酸（dTMP）水平较对照组显著下降，综上证实UM164通过靶向UHRF1在体外抑制B-ALL细胞存活。

03. 参考文献