开发高亲和力诱饵受体治疗多发性骨髓瘤和弥漫大B细胞淋巴瘤

Developing high-affinity decoy receptors to treat multiple myeloma and diffuse large B cell lymphoma

作者信息Yu Rebecca Miao, Kaushik Thakkar, Can Cenik, Dadi Jiang, Kazue Mizuno, Chenjun Jia, Caiyun Grace Li, Hongjuan Zhao, Anh Diep, Yu Xu, Xin Eric Zhang, Teddy Tat Chi Yang, Michaela Liedtke, Parveen Abidi, Wing-Sze Leung, Albert C Koong, Amato J Giaccia
PMID35881112
期刊J Exp Med
发布时间2022-09-05
DOI10.1084/jem.20220214

实验完整度

包含细胞系遗传敲低与药物处理、核糖体图谱与多聚体分析、MM与DLBCL异种移植模型、PDX模型以及非人灵长类毒性研究等多个独立证据层级,并进行了功能与机制验证。

主要模型

多发性骨髓瘤细胞系(U266、MM1.R、INA-6) 弥漫大B细胞淋巴瘤细胞系(SU-DHL-6、Daudi) MM患者来源异种移植(PDX)模型 非人灵长类(食蟹猴)模型

重点核对

BCMA敲低对MM肿瘤生长的影响(使用dox诱导shRNA,INA-6和MM1.R细胞,NSG小鼠) BCMA对ATMIN翻译效率的调控(siRNA敲低,核糖体分析、多聚体分析) sBCMA-Fc V3的体内抗肿瘤效果(MM1.R、SU-DHL-6、Daudi异种移植模型,剂量5或10 mg/kg,每48小时一次) 非人灵长类毒性研究(单次静脉注射0.1-100 mg/kg,观察42天)

摘要

疾病复发和治疗引起的免疫毒性对血液系统癌症患者构成重大临床挑战。在此,我们揭示了中和TNF受体配体APRIL和BAFF及其受体活性在多发性骨髓瘤(MM)和弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)中的不同需求,影响MM细胞中的蛋白质翻译和生成,并调节ATM相互作用蛋白(ATMIN/ACSIZ)的翻译效率。在治疗方面,我们研究了使用BCMA诱饵受体(sBCMA-Fc)作为APRIL和BAFF的抑制剂。虽然野生型sBCMA-Fc能有效阻断MM中的APRIL信号传导,但由于其与BAFF结合较弱,在DLBCL中缺乏活性。为了扩大sBCMA-Fc的治疗用途,我们设计了一种亲和力增强的突变体sBCMA-Fc融合分子(sBCMA-Fc V3),其与APRIL和BAFF的结合分别增强了4倍和500倍。突变体sBCMA-Fc V3克隆显著增强了对MM和DLBCL的抗肿瘤活性。重要的是,我们在非人灵长类动物研究中还证明了充分的毒性特征和靶向作用机制。

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
本研究旨在探究BCMA信号在MM和DLBCL中的功能,并开发能够有效中和APRIL和BAFF的治疗性诱饵受体。
核心机制
BCMA信号通过调控蛋白质翻译机制(包括ATMIN的翻译效率)支持MM细胞的生长与存活;APRIL/BCMA信号驱动MM,而BAFF/TACI/BAFF-R信号驱动DLBCL。
主要证据
遗传敲低BCMA显著抑制MM肿瘤生长并减少增殖、增加凋亡;核糖体分析显示ATMIN翻译效率下降;高亲和力突变体sBCMA-Fc V3在MM和DLBCL模型中均显示显著抗肿瘤活性,并在非人灵长类中表现出靶向机制。
研究意义
sBCMA-Fc V3可能成为治疗APRIL和BAFF驱动的B细胞恶性肿瘤及自身免疫病的临床候选药物。

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

验证BCMA信号在MM中的必要性

确认BCMA信号是否对MM肿瘤的生长和存活至关重要。

在INA-6和MM1.R细胞中引入dox诱导的BCMA shRNA,在NSG小鼠中建立皮下移植瘤模型,通过肿瘤体积、Ki67和TUNEL染色评估增殖和凋亡。

2

核糖体图谱分析鉴定BCMA调控的翻译变化

探究BCMA敲低对MM细胞蛋白质翻译的影响。

对siBCMA处理的U266细胞进行核糖体图谱分析(Ribo-seq)和RNA-seq,计算翻译效率,并通过多聚体分级、Western blot和CRISPR敲除验证ATMIN的调控。

3

评估野生型sBCMA-Fc对MM和DLBCL的疗效

检验野生型sBCMA-Fc是否通过阻断APRIL/BCMA信号抑制MM,并评估其对DLBCL的效果。

在体外用sBCMA-Fc处理MM细胞(U266、MM1.R)和DLBCL细胞(SU-DHL-6、Daudi),进行细胞毒性实验;在体内用sBCMA-Fc处理MM1.R、INA-6异种移植模型及PDX模型,并评估DLBCL模型(SU-DHL-6)。

4

工程化高亲和力sBCMA突变体

提高sBCMA对BAFF的结合亲和力,以增强对BAFF驱动的DLBCL的疗效。

通过易错PCR构建sBCMA突变体文库,酵母表面展示,FACS筛选对APRIL高亲和力克隆,进行测序和亲和力测定。

5

对sBCMA-Fc V3进行结构与功能表征

验证sBCMA-Fc V3的结构和生物学特性,并评估其抗肿瘤活性。

计算建模分析突变效应;在MM(MM1.R)和DLBCL(SU-DHL-6、Daudi)模型中测试sBCMA-Fc V3的体外和体内疗效,并与其他BAFF抑制剂比较。

6

非人灵长类毒性研究

评估sBCMA-Fc V3在非人灵长类中的急性毒性和靶向机制。

对食蟹猴进行单次静脉输注sBCMA-Fc V3(0.1、1、10、100 mg/kg),观察42天,评估体重、血液学、淋巴细胞、免疫球蛋白等。

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
RPMI-1640培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
人白细胞介素-6----
基质胶Corning356230
EasySep人B细胞分离试剂盒Stemcell Technologies17954
TurboDNaseThermo Fisher Scientific--
RNasinPromega--
SMARTer smRNA-Seq试剂盒(Illumina)Takara Bio635029
TRIzol试剂Invitrogen--
iScript supermixBio-Rad--
抗c-Myc FITC抗体Abcam--
抗HA AF647Invitrogen--
抗人IgG-Alexa Fluor 488Thermo Fisher ScientificA28175
抗BCMA抗体Proteintech27724-1-AP
抗Pan-Akt抗体Cell Signaling Technology4691
抗pAkt抗体Cell Signaling Technology4060
抗磷酸化p38 MAPK抗体Cell Signaling Technology4511
抗p38 MAPK抗体Cell Signaling Technology8690
抗磷酸化mTOR ser2448抗体Cell Signaling Technology5536
抗总mTOR抗体Cell Signaling Technology2983
抗Raptor抗体Cell Signaling Technology2280
抗磷酸化Raptor Ser792抗体Cell Signaling Technology89146
抗磷酸化p70 S6K抗体Cell Signaling Technology9204
抗磷酸化S6抗体Cell Signaling Technology9204
抗ATMIN/ASCIZ抗体Millipore SigmaAB3271-I
抗β-actin抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47778
HRP标记的抗山羊抗体Santa Cruz Biotechnologysc-2020
HRP标记的抗兔抗体Thermo Fisher ScientificA16110
Bio-Rad Western C显影试剂Bio-Rad170-5060
Chemidoc数字成像仪Bio-Rad1708280
人APRIL ELISA试剂盒R&D SystemsDY884B
人BAFF ELISA试剂盒R&D SystemsDBLYS0B
小鼠APRIL ELISA试剂盒My BioSourceMBS738004
小鼠BAFF ELISA试剂盒R&D SystemsMBLYS0
人总IgG蛋白ELISA试剂盒Thermo Fisher ScientificBMS2091
小鼠总IgG蛋白ELISA试剂盒Thermo Fisher Scientific88-50400-88
小鼠IgM ELISA试剂盒My BioSourceMBS564075
小鼠IgA ELISA试剂盒My BioSourceMBS564073
抗人Ki67抗体Santa Cruz Biotechnologysc-23900
生物素化的抗小鼠二抗Vector LaboratoriesBA92001
DAB底物试剂盒Thermo Fisher Scientific34002
ApopTag过氧化物酶原位凋亡检测试剂盒Millipore SigmaS7100
抗CD38抗体SelleckChemA2027
可溶性TACI-FcBioLegend577708
抗BAFF抗体InvitrogenMA1-822774

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
BCMA敲低实验
BCMA敲低效率(shRNA序列和转染/转导方法),dox浓度和时间,细胞系(INA-6、MM1.R),小鼠品系(NSG),肿瘤接种细胞数,检测终点(肿瘤体积、Ki67、TUNEL)
阅读提示:Materials and methods: In vitro genetic knockdown studies, In vivo studies; Figure 1 legend
核糖体分析
siRNA敲低效率,细胞系(U266),裂解缓冲液成分(CHX浓度),测序平台,数据分析方法(RiboFlow),差异翻译效率阈值
阅读提示:Materials and methods: Ribo-seq RNA library preparation, Ribo-seq analysis; Figure 2 legend
sBCMA-Fc V3体内实验
给药剂量(5或10 mg/kg),给药频率(每48小时),细胞系(MM1.R、SU-DHL-6、Daudi),小鼠品系(NSG或NOD-scid),肿瘤接种细胞数(1×10^7或5×10^6),Matrigel浓度
阅读提示:Materials and methods: In vivo studies; Figure 5 legend and Figure S5 legend
非人灵长类毒性研究
给药剂量(0.1、1、10、100 mg/kg),给药途径(静脉输注),观察周期(42天),血液学参数,免疫球蛋白水平,淋巴细胞亚群分析
阅读提示:Materials and methods: Primate toxicology studies; Figure 6 legend