同时靶向BTK和MALT1克服套细胞淋巴瘤对BTK抑制剂的耐药性

Cotargeting of BTK and MALT1 overcomes resistance to BTK inhibitors in mantle cell lymphoma

作者信息Vivian Changying Jiang, Yang Liu, Junwei Lian, Shengjian Huang, Alexa Jordan, Qingsong Cai, Ruitao Lin, Fangfang Yan, Joseph McIntosh, Yijing Li, Yuxuan Che, Zhihong Chen, Jovanny Vargas, Maria Badillo, John Nelson Bigcal, Heng-Huan Lee, Wei Wang, Yixin Yao, Lei Nie, Christopher R Flowers, Michael Wang
PMID36719376
发布时间2023-02-01
DOI10.1172/JCI165694

实验完整度

包含体外细胞系、CDX和PDX体内模型、患者样本以及转录组和蛋白质组学分析,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

JeKo-1及其衍生的ibrutinib耐药细胞系(JeKo BTK KD-1/2, JeKo-R) 其他MCL细胞系(Z138, Maver-1等) 细胞系来源异种移植(CDX)模型 患者来源异种移植(PDX)模型

重点核对

MALT1在IBN耐药细胞和患者样本中过表达,与CARD11表达呈负相关 MALT1敲除或MI-2抑制在体内外均抑制肿瘤生长和播散,而CARD11敲除仅在敏感细胞中有效 MI-2抑制NF-κB和PI3K/AKT/mTOR信号通路,降低细胞活力、粘附和迁移 MI-2或safimaltib与BTK抑制剂(ibrutinib或pirtobrutinib)联用在耐药CDX和PDX模型中协同抑制肿瘤生长并延长生存 MALT1敲低或抑制后,细胞ROS产生增加,线粒体膜电位丧失,ATP水平降低

摘要

布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)是套细胞淋巴瘤(MCL)的一个已验证靶点,MCL是一种侵袭性非霍奇金淋巴瘤亚型。然而,对BTK抑制剂的耐药性是一个主要的临床挑战。我们在此报道,MALT1是ibrutinib耐药的MCL细胞中表达最高的基因之一,而MALT1上游的CARD11表达降低。MALT1基因敲除或抑制在无论对ibrutinib敏感与否的MCL细胞中均产生显著的生长缺陷。相反,CARD11敲除细胞仅在ibrutinib敏感的细胞中显示出抗肿瘤效果,提示MALT1过表达可能通过绕过BTK/CARD11信号通路驱动ibrutinib耐药。此外,BTK敲低和MALT1敲除显著损害MCL肿瘤的迁移和播散,而MALT1药理学抑制通过抑制NF-κB、PI3K/AKT/mTOR和整合素信号通路降低了MCL细胞的活力、粘附和迁移。重要的是,同时靶向MALT1(使用safimaltib)和BTK(使用pirtobrutinib)在ibrutinib耐药的MCL细胞系和患者来源的异种移植模型中诱导了强效的抗MCL活性。因此,我们得出结论,MALT1过表达与MCL对BTK抑制剂的耐药性相关,靶向异常的MALT1活性可能是克服BTK抑制剂耐药的有前景的治疗策略,而同时靶向MALT1和BTK应能提高MCL治疗的疗效和持久性以及患者的预后。

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
MALT1在套细胞淋巴瘤(MCL)中对BTK抑制剂耐药性的作用及其作为联合治疗靶点的潜力。
核心机制
MALT1过表达通过绕过上游BTK/CARD11信号,驱动NF-κB、PI3K/AKT/mTOR和整合素信号通路,促进MCL细胞增殖、存活和播散,从而赋予ibrutinib耐药性。
主要证据
基因表达谱显示MALT1在IBN耐药细胞中高表达;MALT1敲除或抑制在耐药和敏感细胞中均抑制增殖和体内肿瘤生长,而CARD11敲除仅在敏感细胞中有效;MI-2抑制NF-κB和PI3K/AKT/mTOR信号,减少粘附和迁移;联合MALT1和BTK抑制在PDX模型中增强抗肿瘤效果。
研究意义
研究提示同时靶向MALT1和BTK(如safimaltib联合pirtobrutinib)可能是克服MCL对BTK抑制剂耐药、提高疗效和改善患者预后的有前景的治疗策略。

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

识别耐药细胞中MALT1过表达

确定MALT1是否与MCL对BTK抑制剂耐药相关。

对9种MCL细胞系进行全转录组测序,比较IBN敏感和耐药细胞的基因表达;用单细胞RNA测序和qPCR验证患者样本中MALT1表达。

2

功能验证MALT1在耐药中的作用

验证MALT1是否是驱动IBN耐药的关键癌基因。

通过shRNA敲低MALT1或CRISPR/Cas9敲除MALT1/CARD11,评估细胞增殖;建立CDX模型,监测肿瘤生长和血清B2M水平。

3

MI-2抑制MALT1蛋白酶活性和NF-κB信号

评估MALT1蛋白酶抑制剂MI-2对MCL细胞的影响及机制。

用MI-2处理MCL细胞,检测MALT1切割活性、细胞活力、凋亡、NF-κB家族活性、ROS产生和ΔΨm;在CDX模型中评估体内效果。

4

评估MALT1在肿瘤播散中的作用

确定MALT1是否介导MCL细胞粘附、迁移和体内播散。

通过尾静脉注射建立播散性CDX和PDX模型,使用MALT1或CARD11敲除细胞;进行体外粘附、迁移实验和短期归巢实验;MI-2治疗评估对播散的影响。

5

联合靶向MALT1和BTK克服耐药

评估MALT1抑制剂与BTK抑制剂联合在耐药MCL中的疗效。

体外筛选联合用药,包括IBN/PBN和MI-2或safimaltib;在PDX模型中验证联合治疗的抗肿瘤效果和生存获益。

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
伊布替尼Selleck Chemicals--
匹妥布替尼Selleck Chemicals--
MI-2Selleck Chemicals--
维奈克拉Selleck Chemicals--
Safimaltibcustom synthesis--
RPMI 1640培养基Sigma-Aldrich--
胎牛血清Sigma-Aldrich--
青霉素/链霉素Sigma-Aldrich--
HEPESSigma-Aldrich--
二甲基亚砜Sigma-Aldrich--
多西环素----
pINDUCER慢病毒载体----
pGF1-CMV-GFP-Luc载体----
iScript cDNA合成试剂盒Bio-Rad1725037
SsoAdvanced通用SYBR Green预混液Bio-Rad1725271
MALT1和GAPDH的KiCqStart SYBR Green预设计引物Sigma-Aldrich--
CellTiter-Glo发光细胞活力检测试剂Promega--
Annexin V和碘化丙啶Abcam--
NovoCyte流式细胞仪ACEA Biosciences--
蛋白酶抑制剂混合物Roche Diagnostics--
Quick Start Bradford蛋白定量试剂盒Bio-Rad--
核提取试剂盒ActiveMotif40410
TransAM NF-κB家族试剂盒ActiveMotif43296
DCFDA/H2DCFDA细胞ROS检测试剂盒Abcamab113851
线粒体膜电位检测试剂盒Abcamab113852
ATP比色/荧光检测试剂盒BiovisionK354
乳酸比色检测试剂盒IIBiovisionK627-100
谷氨酰胺比色检测试剂盒IIBiovisionK556-100
ECM细胞粘附阵列试剂盒MilliporeECM540
纤连蛋白----
层粘连蛋白----
牛血清白蛋白----
Transwell小室----
NSG小鼠Jackson Laboratory--
IVIS成像系统PerkinElmer--
CellTracker Green CMFDA染料Thermo Fisher Scientific--
MicroVigene 4.0Vigene-Tech--

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
细胞培养与耐药模型
MCL细胞系列表、培养基成分(RPMI 1640、10% FBS、1%青霉素/链霉素、25mM HEPES)、耐药细胞系的建立方式(JeKo BTK KD-1/2、JeKo-R)
阅读提示:Methods - Cell culture
基因敲除与敲低
shRNA序列、CRISPR/Cas9敲除方法、MALT1或CARD11敲除后的蛋白水平确认(Western blot)
阅读提示:Methods - Generation of MCL cells with stable gene KD... and Genetic KO of MALT1 or CARD11...
药物处理
MI-2浓度(0-2μM)、处理时间(6小时、72小时)、ibrutinib和pirtobrutinib的浓度、safimaltib浓度
阅读提示:Results - MI-2 blocks MALT1’s paracaspase activity... 和 Methods - Cell viability and apoptosis assays
体内实验
NSG小鼠品系、细胞注射数量(皮下5×10^6,静脉2×10^6)、给药剂量和途径(MI-2 25mg/kg i.p.每日,safimaltib 50mg/kg口服每日,PBN 30mg/kg口服每日两次,IBN 50mg/kg口服每日)、治疗持续时间
阅读提示:Methods - Subcutaneous CDX or PDX models 和 In vivo disseminated CDX or PDX models
端点和检测
肿瘤生长监测频率(每周)、血清B2M水平、流式细胞术检测CD5+CD20+细胞、MALT1切割活性、NF-κB活性、ROS/ΔΨm/ATP检测方法
阅读提示:Methods - MALT1 ELISA, NF-κB DNA-binding assay, Measurement of cellular ROS... 和 Results