表型筛选鉴定ES428为AML分化诱导剂
从天然产物衍生物文库中筛选能诱导AML细胞分化的化合物。
利用CD11b作为分化标志物,在U937细胞中对约500个化合物进行3天处理,通过流式细胞术检测CD11b+细胞比例,筛选出ES428。随后在多种AML细胞系(如HL-60、OCI-AML3)及原代AML样本中验证其分化诱导活性。
Novel noscapine derivative induces AML differentiation by dual-engaging DHODH and mitochondrial lipids to trigger a metabolic-epigenetic-transcriptional cascade
涵盖体外细胞系及原代样本分化验证、体内细胞系及PDX模型药效评估,以及靶点鉴定(TSA、CETSA、SPR、酶活)、MD模拟和SAR研究等至少两个独立证据层级,并包含功能及机制验证。
U937细胞系(AML-M5亚型) THP-1细胞系(AML-M5亚型) U937-luc异种移植NCG小鼠模型 患者来源异种移植(PDX)模型
ES428诱导分化的细胞系及浓度(如U937、THP-1,2 μmol/L,3天) ES428在异种移植模型中的给药剂量、途径和方案(30 mg/kg,静脉注射,5天给药/2天休息,持续2周) DHODH作为直接靶点验证证据(TSA、CETSA、光亲和标记、SPR,KD约10 μmol/L) ES428对DHODH的酶活抑制IC50(线粒体来源约3–4 μmol/L) 尿苷补充可逆转ES428诱导的分化
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
从天然产物衍生物文库中筛选能诱导AML细胞分化的化合物。
利用CD11b作为分化标志物,在U937细胞中对约500个化合物进行3天处理,通过流式细胞术检测CD11b+细胞比例,筛选出ES428。随后在多种AML细胞系(如HL-60、OCI-AML3)及原代AML样本中验证其分化诱导活性。
验证ES428在动物模型中的抗AML疗效和分化诱导作用。
建立U937-luc异种移植小鼠模型和两种PDX模型,给予ES428静脉注射,通过生物发光成像、流式细胞术、组织学染色和生存分析评估白血病负担和分化情况。
探索ES428诱导AML分化的分子机制。
对ES428处理的U937细胞进行RNA-seq和非靶向代谢组学分析,KEGG和GSEA分析显示分化相关通路富集和嘧啶代谢紊乱,LC-MS/MS检测嘧啶代谢物水平变化。
确定ES428的直接功能靶点。
通过计算靶点预测(MAI-Target Fisher)、热位移分析(TSA)、细胞热位移分析(CETSA)、光亲和标记pulldown、SPR结合实验和酶活测定,鉴定DHODH为直接靶点。进一步通过代谢物补充和DHODH过表达/敲除实验验证其功能性。
阐明ES428与DHODH及线粒体膜脂质的结合模式。
对全长DHODH在PE脂双层上进行MD模拟,并合成系列衍生物进行SAR研究,结合酶活和分化活性分析,揭示ES428同时结合DHODH的CoQ结合口袋和膜脂质。
阐明DHODH抑制诱导AML分化的下游分子机制。
检测ES428处理后O-GlcNAcylation水平、EP300/CREBBP乙酰转移酶活性(H3K18Ac、H3K27Ac)、Myc表达以及分化相关转录因子及其靶基因的表达变化,并通过代谢物补充、抑制剂/激活剂处理、基因过表达/敲低等实验验证机制。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 细胞培养 | RPMI 1640培养基 | Gibco | 21875091 |
| 胎牛血清 | Gibco | 10500064 | |
| 青霉素-链霉素 | Gibco | 15070063 | |
| IMDM培养基 | Gibco | -- | |
| DMEM培养基 | Meilunbio | MA0212 | |
| 药物处理 | 尿苷 | Sigma-Aldrich | U3003 |
| UDP-N-乙酰葡糖胺 | Sigma-Aldrich | U4375 | |
| 全反式维甲酸 | Sigma-Aldrich | R2625 | |
| 维生素D3 | MedChemExpress | HY-15398 | |
| 尿苷一磷酸 | MedChemExpress | HY-N8060 | |
| 乳清酸 | Sigma-Aldrich | O8402 | |
| L-二氢乳清酸 | Sigma-Aldrich | D7128 | |
| 核黄素磷酸钠 | Sigma-Aldrich | F2253 | |
| 布喹那 | MedChemExpress | HY-108325 | |
| A-485 | TargetMol | T14073 | |
| CTPB | Active Motif | 14065 | |
| 癸基泛醌 | Cayman | 21027 | |
| 流式分析 | CD11b-APC抗体 | Thermo Fisher Scientific | 17-0118-42 |
| CD14 APC抗体 | Thermo Fisher Scientific | 17-0149-42 | |
| CD45-APC抗体 | Thermo Fisher Scientific | MHCD4505 | |
| Western blot | DHODH抗体 | Santa Cruz Biotechnology | sc-166348 |
| O-GlcNAc抗体 | Abcam | ab2739 | |
| mGPDH抗体 | Abcam | ab188585 | |
| β-肌动蛋白抗体 | Cell Signaling Technology | 4967 | |
| H3抗体 | Cell Signaling Technology | 4499 | |
| H3K18Ac抗体 | Cell Signaling Technology | 9675 | |
| H3K27Ac抗体 | Cell Signaling Technology | 8173 | |
| c-Myc抗体 | Cell Signaling Technology | 5605 | |
| GAPDH抗体 | ABclonal | A19056 | |
| β-微管蛋白抗体 | ABclonal | A12289 | |
| 免疫沉淀 | 兔对照IgG | ABclonal | AC005 |
| DDDDK标签兔单克隆抗体 | ABclonal | AE063 | |
| 线粒体功能检测 | MitoTox™复合物II+III氧化磷酸化活性检测试剂盒 | Abcam | ab109905 |
| 动物实验 | NCG小鼠 | GemPharmatech Co., Ltd. | Strain |
| D-荧光素 | PerkinElmer | 122799 | |
| 胶原酶V | Sigma-Aldrich | C9263 | |
| 脱氧核糖核酸酶I | Sigma-Aldrich | 10104159001 | |
| 红细胞裂解液 | Sangon Biotech | B541001 | |
| 细胞培养 | MeilunBio PCR检测试剂盒 | MeilunBio | MA0349 |
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 |
|---|---|
| 细胞培养与化合物处理 | 细胞系来源、培养基及血清浓度;ES428处理浓度(如2 μmol/L)和时间(3天);分化检测标志物(CD11b、CD14) 阅读提示:参考Materials and methods中的'Cell lines and cell culture'和'Reagents and antibodies',以及Figure 1的图注 |
| 分化诱导表型筛选 | U937细胞处理浓度(约IC50)和时间(3天);CD11b+细胞检测方法 阅读提示:查看Figure 1A的图注及Results 3.1节 |
| 靶点鉴定 | 重组DHODH蛋白(N端缺失30残基)的浓度;TSA和CETSA的温度梯度;SPR测定条件(ES428浓度范围);光亲和探针ES428-PAP的使用浓度及处理时间 阅读提示:参考Materials and methods中的相关描述及Figure 4的图注 |
| 酶活测定 | 酶源(重组DHODH或线粒体分离物)及浓度;ES428浓度梯度;底物(DHO)和辅因子(CoQ)浓度;EC50计算 阅读提示:查看Figure 4J的图注及Materials and methods中'DHODH enzymatic assays'部分 |
| 体内药效评估 | 小鼠品系(NCG)、周龄、性别;细胞系(U937-luc)接种数量和途径;ES428剂量(30 mg/kg)、给药途径(静脉)、给药方案(5天给药/2天休息,持续2周);检测时间点(第1、2周) 阅读提示:参考Materials and methods中的'Animals experiments'及Figure 2的图注 |
| 代谢组学分析 | U937细胞处理时间点(第1、3、5天);ES428浓度(2 μmol/L);LC-MS/MS检测条件及定量方法 阅读提示:查看Figure 3的图注及Materials and methods中的'metabolic profiling analysis'部分 |
| 分子动力学模拟 | DHODH全长及截短(ΔN30)结构;PE脂双层模型;S-ES428和BRQ浓度及模拟时间(400 ns);力场参数 阅读提示:参考Materials and methods中的'molecular dynamics simulations'部分及Figure 5的图注 |
| SAR研究 | 衍生物种类及合成方法;分化活性测定浓度(2 μmol/L,3天);DHODH酶活抑制测定浓度(10 μmol/L) 阅读提示:查看Figure 6的图注及Materials and methods中的'chemical synthesis'部分 |