野生型和T315I突变型BCR-ABL1在慢性髓性白血病中的果蝇模型的验证:一个有效的治疗筛选平台

Validation of a Drosophila model of wild-type and T315I mutated BCR-ABL1 in chronic myeloid leukemia: an effective platform for treatment screening

作者信息Amani Al Outa, Dana Abubaker, Ali Bazarbachi, Marwan El Sabban, Margret Shirinian, Rihab Nasr
PMID31101753
发布时间2020-01-31
DOI10.3324/haematol.2019.219394

实验完整度

研究包含转基因果蝇模型建立、表型分析、TKI药物处理及Western blot验证,但缺少重复实验和阴性对照等细节。

主要模型

GMR-GAL4驱动的转基因果蝇(表达人BCR-ABL1p210) GMR-GAL4驱动的转基因果蝇(表达人BCR-ABL1p210/T315I) GMR-GAL4>w1118对照果蝇

重点核对

转基因果蝇在18°C、25°C、29°C下BCR-ABL1p210和T315I突变体的粗糙眼表型评分 药物处理浓度:达沙替尼20 mM,普纳替尼280 mM,伊马替尼1500 mM,尼洛替尼280 mM 后眼缺陷面积测量(Image J),样本量n=20-30只/组,实验重复至少两次

摘要

慢性髓性白血病(CML)由平衡染色体易位导致BCR-ABL1融合基因的形成,该基因编码组成性活化的BCR-ABL1酪氨酸激酶,激活多种信号转导通路导致恶性转化。CML的标准治疗基于酪氨酸激酶抑制剂(TKI);然而,某些突变已被证明难以攻克,特别是T315I突变。黑腹果蝇是包括癌症在内的人类疾病的成熟体内模型。靶向表达嵌合型人/果蝇和全人源BCR-ABL1于果蝇眼中已被证明会产生有害效应。在本研究中,我们在果蝇眼中表达了人BCR-ABL1p210和耐药的BCR-ABL1p210/T315I融合癌基因。BCR-ABL1p210/T315I的表达导致成虫眼小眼结构的严重扭曲,产生比BCR-ABL1p210更明显的粗糙眼表型,反映出突变体更强的致癌潜力。随后,我们评估了目前使用的TKI在表达BCR-ABL1p210和BCR-ABL1p210/T315I果蝇中的疗效。用强效激酶抑制剂(达沙替尼和普纳替尼)处理表达BCR-ABL1p210的果蝇可挽救小眼损失并恢复正常发育。综上,我们提供了一个针对CML的BCR-ABL1p210和BCR-ABL1p210/T315I果蝇模型,可用于测试具有改进治疗指数的新化合物。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
验证表达人BCR-ABL1p210及T315I突变体的果蝇模型是否能作为CML药物筛选的有效平台。
核心机制
BCR-ABL1p210/T315I具有更强的致癌潜力,表现为更严重的粗糙眼表型;达沙替尼和普纳替尼通过抑制BCR-ABL1激酶活性,挽救了表达BCR-ABL1p210果蝇的眼部缺陷,但对T315I突变体无效,表明T315I突变导致耐药。
主要证据
在果蝇眼中表达BCR-ABL1p210和T315I突变体,通过SEM分析观察到突变体眼缺陷面积显著增大;药物处理实验显示达沙替尼和普纳替尼显著减小或消除缺陷,Western blot确认蛋白表达及磷酸化。
研究意义
提供了一个针对CML的果蝇模型,可高通量筛选新化合物,评估其疗效,为改进治疗策略提供平台。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

模型建立与表型分析

验证人BCR-ABL1p210及T315I突变体在果蝇眼中的表达及造成的表型变化。

利用GMR-GAL4驱动子在果蝇眼中表达BCR-ABL1p210或T315I突变体,在不同温度下(18°C、25°C、29°C)培养,观察并量化粗糙眼表型。

2

药物敏感性评估

测试临床使用的TKI是否能改善或挽救BCR-ABL1诱导的眼部缺陷。

将BCR-ABL1p210或T315I突变体果蝇喂食不同浓度的伊马替尼、尼洛替尼、达沙替尼和普纳替尼,观察后眼缺陷面积变化。

3

分子验证

确认BCR-ABL1及其磷酸化水平在果蝇眼中的表达。

通过Western blot分析转基因果蝇头部的BCR-ABL1表达及磷酸化水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
伊马替尼LC LaboratoriesI-5577
尼洛替尼LC LaboratoriesN-8207
达沙替尼LC LaboratoriesD-3307
普纳替尼LC LaboratoriesP-7022
抗ABL1抗体Santa Cruz BiotechnologySC-23
磷酸化ABL1抗体Cell Signaling Technology2868
抗小鼠二抗Santa Cruz BiotechnologySC-2318
抗兔二抗GE HealthcareNA934
临界点干燥仪Quorum Technologies--
扫描电子显微镜(Tescan, Mira III LMU)Tescan--
即用型果蝇培养基Carolina Biological Supply Company--
pUAST-attB载体Custom DNA cloning--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
转基因果蝇构建
PhiC31整合酶系统,插入位点attP2(3号染色体),注射胚胎品系y1 w67c23; P{CaryP} ABLattP2
阅读提示:Methods: Generation of transgenic flies
药物处理
TKI浓度(伊马替尼150/1500 mM,尼洛替尼28/280 mM,达沙替尼1/10/20 mM,普纳替尼28/280 mM),DMSO浓度(0.03%和0.3%),处理温度18°C
阅读提示:Methods: TKI administration; Results
表型评分
评分标准基于小眼融合、刚毛组织和损失数量,后眼缺陷面积使用Image J测量,n=20-30只/组,实验重复至少两次
阅读提示:Methods: Scoring of eye phenotypes and measurement of eye defect area; Online Supplementary Table S1
表型分析
扫描电镜样本固定、脱水、临界点干燥、镀金条件,使用Tescan Mira III LMU扫描电镜
阅读提示:Methods: Scanning electron microscopy
蛋白表达检测
Western blot条件:8% SDS-PAGE,抗ABL1 (1:1000)和抗磷酸化ABL1 (1:500),蛋白量150 μg
阅读提示:Methods: Western blot analysis