抑制酰基甘油激酶通过上调FOXO1介导的BCL-2表达增强DLBCL对venetoclax的敏感性

Inhibition of acylglycerol kinase sensitizes DLBCL to venetoclax via upregulation of FOXO1-mediated BCL-2 expression.

作者信息Na Ning, Si Zhang, Qi Wu, Xun Li, Dong Kuang, Yaqi Duan, Minghui Xia, Huicheng Liu, Junmei Weng, Hongping Ba, Zhaohui Tang, Xiang Cheng, Heng Mei, Liu Huang, Qilin Ao, Guoping Wang, Yu Hu, Arian Laurence, Jing Wang, Guihua Wang, Xiang-Ping Yang
PMID35910796
发布时间2022-07-18
DOI10.7150/thno.72786

实验完整度

包含细胞系体外实验、异种移植瘤模型和患者样本三个独立证据层级,并通过shRNA敲低/过表达和FOXO1抑制剂进行功能验证。

主要模型

SU-DHL4细胞系 TMD8细胞系 NCG小鼠皮下异种移植瘤模型 DLBCL患者肿瘤组织

重点核对

细胞系:SU-DHL4、TMD8等七种DLBCL细胞系(来源:DSMZ、ATCC) AGK敲低:慢病毒介导的shRNA(shRNA AGK#1: TRCN0000153242, shRNA AGK#2: TRCN0000153828)稳定转导 药物处理:venetoclax(ABT-199)浓度0-10 μM处理72小时,体内100 mg/kg灌胃 体内模型:NCG小鼠皮下接种2×10^7细胞,肿瘤体积约60-100 mm³时开始给药 FOXO1抑制:AS1842856,体外浓度梯度,体内100 mg/kg每日两次

摘要

背景:尽管venetoclax改变了急性髓系白血病(AML)和慢性淋巴细胞白血病(CLL)的治疗范式,但在弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)的治疗中效果不佳。在此,我们探讨了酰基甘油激酶是否在细胞系和临床前动物模型中调节DLBCL对venetoclax的敏感性及其机制。方法:测定了七种DLBCL细胞系中AGK的表达和对venetoclax的敏感性。通过慢病毒在DLBCL细胞中敲低和过表达AGK后,在体外评估了venetoclax诱导的细胞凋亡和PTEN-FOXO1-BCL-2信号轴。在植入对照或shAGK稳定转导的SU-DHL4细胞的免疫缺陷NCG小鼠中,评估了venetoclax的疗效和PTEN-FOXO1-BCL-2信号轴。在DLBCL患者的肿瘤组织中评估了AGK、BCL-2和FOXO1的表达。结果:AGK表达与DLBCL对venetoclax的敏感性呈负相关。抑制AGK使DLBCL细胞对venetoclax更敏感。机制上,AGK磷酸化并使PTEN失活,导致AKT激活和FOXO1核转位减少。抑制AGK还增强了venetoclax在体内抑制DLBCL肿瘤生长的功效,这依赖于FOXO1。在人类DLBCL肿瘤组织中,AGK表达与BCL-2表达以及核FOXO1的量呈负相关。结论:我们的数据表明,AGK通过PTEN-FOXO1-BCL-2信号轴调节DLBCL对venetoclax的反应。靶向AGK可能增强venetoclax治疗DLBCL患者的疗效。

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
AGK是否调节DLBCL对venetoclax的敏感性及其机制。
核心机制
AGK磷酸化并失活PTEN,导致AKT磷酸化增强,进而使FOXO1磷酸化并减少其核转位,从而抑制FOXO1介导的BCL-2转录表达。
主要证据
在细胞系中敲低AGK增强venetoclax诱导的凋亡并上调BCL-2表达,而FOXO1抑制剂AS1842856可逆转该效应;在异种移植瘤模型中,AGK敲低增强venetoclax抑制肿瘤生长,且依赖FOXO1;患者样本中AGK表达与BCL-2水平及核FOXO1呈负相关。机制的验证包括免疫印迹检测PTEN、AKT、FOXO1磷酸化,细胞分级分离和染色质免疫沉淀实验。
研究意义
靶向AGK可能增强venetoclax治疗DLBCL患者的疗效,AGK可作为预测venetoclax反应的生物标志物。

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

筛选与表达关联分析

确定与venetoclax敏感性相关的潜在调节因子,并验证AGK表达与敏感性的关系。

对venetoclax耐药和亲本细胞系的转录组数据(GSE128563)进行GO通路富集分析,发现线粒体功能和脂质代谢通路富集,AGK参与多个通路。检测七种DLBCL细胞系中AGK蛋白表达并测定对venetoclax的IC50,发现AGK表达与敏感性负相关。

2

AGK敲低和过表达功能验证

验证AGK表达变化对DLBCL细胞对venetoclax敏感性和凋亡的影响。

通过慢病毒shRNA在SU-DHL4和TMD8细胞中敲低AGK,通过逆转录病毒在SU-DHL4细胞中过表达AGK,然后检测venetoclax处理后的细胞活力和凋亡(Annexin V/PI染色)。

3

机制通路分析

阐明AGK调节venetoclax敏感性的分子机制,特别是PTEN-AKT-FOXO1-BCL-2轴。

检测AGK敲低或过表达后PTEN、AKT、FOXO1的磷酸化水平,以及FOXO1的亚细胞定位和与BCL-2启动子的结合。

4

体内异种移植瘤模型验证

评估AGK敲低对venetoclax抑制DLBCL肿瘤生长的体内效果。

将shRNA对照或shAGK SU-DHL4细胞皮下植入NCG小鼠,待肿瘤生长至60-100 mm³后给予venetoclax(100 mg/kg灌胃,每日一次,共8天),测量肿瘤体积和重量,并分析肿瘤组织中凋亡相关蛋白和FOXO1定位。

5

FOXO1依赖性验证

验证AGK敲低增强的venetoclax敏感性是否依赖于FOXO1。

使用FOXO1抑制剂AS1842856处理AGK敲低细胞或小鼠,检测BCL-2表达和venetoclax敏感性是否被逆转。

6

患者样本分析

探讨AGK表达与BCL-2及FOXO1表达在DLBCL患者中的关联。

对33例DLBCL患者肿瘤组织进行H&E、BCL-2、AGK和FOXO1免疫组化染色,根据BCL-2表达将样本分为BCL-2高和BCL-2低组,比较AGK表达和FOXO1核定位,并进行相关性分析。

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----
DMEM培养基----
胎牛血清----
维奈托克MedChem ExpressHY15531
依鲁替尼MedChem ExpressHY10997
细胞计数试剂盒-8biosharpBS350B
pLKO.1载体----
MSCV-IRES-Thy1.1载体Addgene17442
pMD2.G包装质粒Addgene12259
psPAX2包装质粒Addgene12260
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
聚凝胺----
嘌呤霉素----
RIPA裂解缓冲液----
PVDF膜Millipore--
抗AGK抗体Abcamab137616
抗BCL-2抗体AbclonalA19693
抗PTEN抗体CST9188
抗磷酸化PTEN抗体CST9551
抗AKT抗体CST4691
抗磷酸化AKT抗体CST2965
抗磷酸化AKT抗体CST4060
抗FOXO1抗体CST2880
抗磷酸化FOXO1抗体CST9464
抗β-Actin抗体CST4970
抗GAPDH抗体ServicebioGB11002
二抗----
ECL检测试剂GE Healthcare--
碘化丙啶SigmaP4170
FITC标记的Annexin VBiolegend640906
BD FACSVerse流式细胞仪BD Biosciences--
核浆蛋白提取试剂盒BeyotimeP0027
CHIP检测试剂盒BeyotimeP2078
SYBR Green荧光染料Bio-Rad--
Matrigel基质胶Corning--
ABT199----
PEG300----
生理盐水----
AS1842856----
羟丙基-β-环糊精----
抗cleaved-caspase3抗体WanleiWL02117
抗Ki67抗体Abcamab1667
抗α-SMA抗体BiossBS-10196R
TUNEL标记溶液RocheG1501
DAPI染色液----

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
细胞系来源与培养
细胞系名称、来源和培养基组成
阅读提示:见'Cell culture'部分,注意SU-DHL2来自DSMZ,其他细胞系来自ATCC,培养基为RPMI 1640或DMEM加10% FBS。
AGK敲低和过表达
shRNA序列、载体、转染试剂和筛选浓度
阅读提示:见'Lentivirus production and viral transduction'部分,shRNA序列在文中给出,使用Lipofectamine 2000转染,嘌呤霉素浓度5 μg/mL。
venetoclax敏感性检测
细胞接种密度、药物浓度范围、处理时间、活力检测方法
阅读提示:见'Cell viability assay'部分,使用3×10^4细胞每孔,venetoclax浓度0-10 μM处理72小时,CCK-8检测。
体内异种移植瘤模型
小鼠品系、细胞接种数量、肿瘤起始体积、给药剂量和时间
阅读提示:见'In vivo tumor xenograft model'部分,NCG小鼠皮下接种2×10^7细胞,肿瘤达60-100 mm³后venetoclax 100 mg/kg灌胃每日一次共8天。
FOXO1抑制实验
AS1842856剂量、给药途径和时间
阅读提示:见'In vivo tumor xenograft model'部分,体外浓度见Figure 5A-C,体内100 mg/kg每日两次隔日一次共10天。
患者样本分析
样本量、分组标准和染色条件
阅读提示:见'Human tissue samples'部分,33例样本,BCL-2≥5%定义为高表达。