鉴定PIKfyve激酶作为多发性骨髓瘤的治疗靶点

Identification of PIKfyve kinase as a target in multiple myeloma

作者信息Cecilia Bonolo de Campos, Yuan Xiao Zhu, Nikolai Sepetov, Sergei Romanov, Laura Ann Bruins, Chang-Xin Shi, Caleb K Stein, Joachim L Petit, Alysia N Polito, Meaghen E Sharik, Erin W Meermeier, Gregory J Ahmann, Ilsel D Lopez Armenta, Jonas Kruse, P Leif Bergsagel, Marta Chesi, Nathalie Meurice, Esteban Braggio, A Keith Stewart
PMID31582538
发布时间2020-06
DOI10.3324/haematol.2019.222729

实验完整度

包含体外细胞系筛选、离体患者样本验证、转录组分析、蛋白表达检测、功能验证及机制研究等多个独立证据层级。

主要模型

人多发性骨髓瘤细胞系(HMCL,如KMS26、JJN3等) 患者来源的CD138+原代骨髓瘤细胞 非霍奇金淋巴瘤细胞系

重点核对

药物浓度范围:APY0201等,需核实初始筛选的浓度和梯度 孵育时间:24h或72h,需核实不同实验的孵育时间 细胞系选择:25种HMCL,需根据敏感性选择 离体样本:100例患者样本,需明确分型如t(11;14)和三体状态 检测方法:CellTiter Glo、免疫印迹、mRNA测序等,需统一操作流程

摘要

通过无偏的体外化学文库筛选,初步鉴定了PIKfyve抑制剂APY0201对多发性骨髓瘤的细胞毒性。APY0201的活性在所有25个测试的细胞系和100个离体患者来源的原代样本中的40%中得到证实,在具有三体和缺乏t(11;14)的原代样本中活性增加。PIKfyve抑制剂的广泛抗多发性骨髓瘤活性在确证筛选中得到进一步证明,并显示APY0201与PIKfyve抑制剂YM201636和apilimod相比具有优越的效力,在测试细胞系中分别有65%、40%和5%的半数最大效应浓度(EC50)在纳摩尔浓度范围内。在体外APY0201处理后观察到溶酶体途径基因的上调和细胞空泡化增加,尽管这些细胞效应与反应性相关性不佳。我们证实PIKfyve抑制与转录因子EB的激活相关,TFEB是溶酶体生物发生和自噬的主要调节因子。此外,我们建立了一种测量自噬的检测方法,作为APY0201敏感性的预测标志物。总的来说,这些发现表明PIKfyve抑制剂继发于多发性骨髓瘤自噬破坏的活性前景良好,并提出了一种富集可能反应者的策略。

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
PIKfyve激酶是否是多发性骨髓瘤的潜在治疗靶点,以及其抑制剂的作用机制和敏感性预测标志物。
核心机制
PIKfyve抑制通过阻断自噬流发挥抗骨髓瘤作用,涉及TFEB激活、溶酶体功能障碍和自噬体积累。
主要证据
体外25个骨髓瘤细胞系和100个离体患者样本中的活性,以及三维细胞系和患者样本中的自噬检测实验。
研究意义
PIKfyve抑制剂有望成为多发性骨髓瘤的新型治疗策略,且自噬检测可作为预测药物反应的潜在生物标志物。

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

体外药物敏感性筛选

评估PIKfyve抑制剂对骨髓瘤细胞系和淋巴瘤细胞系的细胞毒性。

使用76种药物组合筛选,检测25种骨髓瘤细胞系和15种淋巴瘤细胞系对APY0201的敏感性,并进一步用APY0201、YM201636和apilimod处理20种细胞系,通过CellTiter Glo测定细胞活力。

2

离体患者样本敏感性验证

验证PIKfyve抑制剂对患者原代骨髓瘤细胞的抗肿瘤活性。

检测100个CD138+原代骨髓瘤样本对APY0201的敏感性,并选择15个样本进一步测试APY0201和apilimod的活性。

3

机制研究:溶酶体途径和自噬

探究PIKfyve抑制对溶酶体功能和自噬的影响。

通过mRNA测序检测5个骨髓瘤细胞系和4个原代样本经APY0201处理后的基因表达变化,并用免疫印迹检测TFEB、LC3、p62等蛋白水平,通过活细胞成像观察空泡形成。

4

自噬流检测和敏感性预测

建立预测PIKfyve抑制剂敏感性的自噬检测方法。

使用自噬检测试剂盒(如Premo Autophagy Tandem Sensor和Autophagy Detection Kit)检测敏感和耐药细胞系及原代样本在药物处理后的自噬信号,并与其EC50比较。

5

体内或离体毒性评估

评估APY0201对正常免疫细胞的影响。

在2个原代患者样本中,检测APY0201对骨髓瘤细胞和正常白细胞(T、B淋巴细胞、单核细胞等)的细胞毒性。

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
CellTiter-GloPromega--
APY0201MedChemExpressHY-15982
阿吡莫德Santa Cruz Biotechnologysc-480051
YM201636SelleckChemS1219
抗β-肌动蛋白抗体GeneScriptA00702-100
抗Lamp-1抗体Abcamab25630
抗SQSTM1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-28359
抗组织蛋白酶A抗体R&D SystemsAF1049
抗组织蛋白酶D抗体R&D SystemsAF1014
抗β-微管蛋白抗体Cell Signaling Technology2128
抗Beclin1抗体Cell Signaling Technology3495
抗Caspase 3抗体Cell Signaling Technology9662
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology2118
抗Lamin A/C抗体Cell Signaling Technology4777
抗LC3A/B抗体Cell Signaling Technology12741
抗PARP抗体Cell Signaling Technology9542
抗TFEB抗体Cell Signaling Technology4240
Premo自噬串联传感器RFP-GFP-LC3试剂盒Thermo Fisher ScientificP36239
自噬检测试剂盒Abcamab139484
LysoSensor Yellow/Blue DND-160探针Thermo Fisher ScientificL7545
蔡司LSM 800共聚焦显微镜Zeiss--

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
药物筛选
细胞系种类和数量、药物浓度范围、孵育时间、检测方法
阅读提示:Methods: PIKfyve inhibitor sensitivity
离体样本处理
样本纯化方法、样本数量、药物浓度、孵育时间
阅读提示:Methods: Ex vivo sensitivity
免疫印迹
抗体及稀释比例、细胞处理时间和浓度
阅读提示:Methods: Immunoblotting; Figure legends
自噬检测
试剂盒型号、处理时间、检测设备
阅读提示:Methods: Autophagy organelle formation; Figure 5 legend
mRNA测序
处理浓度、时间、RNA提取方法、测序平台和数据分析流程
阅读提示:Methods: mRNA sequencing