NCX1/Ca2+通过非经典NFκB信号通路促进多发性骨髓瘤自噬并降低硼替佐米活性

NCX1/Ca2+ promotes autophagy and decreases bortezomib activity in multiple myeloma through non-canonical NFκB signaling pathway.

作者信息Tingting Li, Pingping Xiao, Dongbiao Qiu, Apeng Yang, Qingjiao Chen, Junfang Lin, Yao Liu, Junmin Chen, Zhiyong Zeng
PMID38711131
发布时间2024-05-06
DOI10.1186/s12964-024-01628-4

实验完整度

高

包含临床样本分析、细胞功能实验(增殖、凋亡、周期)、自噬检测(Western blot、荧光斑点、TEM)、机制验证(NFκB通路)和体内异种移植模型,证据层级完整。

主要模型

RPMI8226细胞系 KMS11细胞系 MM异种移植NCG小鼠模型 42例MM患者骨髓标本

重点核对

KB-R7943浓度20 μM,BTZ浓度10 nM,处理时间24-72小时 CaCl2浓度1 mM或1.5 mM,处理48小时 CQ浓度20-80 μM,处理48小时 小鼠模型:KMS11-shNCX1或RPMI8226细胞皮下注射,BTZ剂量10 mg/kg每周两次,KB-R7943剂量5 mg/kg每周三次 临床样本:42例MM患者,ISS分期,NCX1表达与OS相关性

摘要

尽管硼替佐米(BTZ)是抗多发性骨髓瘤(MM)治疗的基石,但不可避免的原发性和继发性耐药仍严重影响患者预后。新的治疗策略亟待开发。钠钙交换体1(NCX1)是膜上的钙通透性离子转运体,我们之前的研究表明低NCX1赋予MM细胞较差的活力并抑制破骨细胞分化。然而,NCX1对MM的BTZ敏感性的影响及其可能机制仍不清楚。在本研究中,我们研究了NCX1对MM中BTZ敏感性的影响,重点关注自噬和细胞活力的细胞过程。我们的结果提供证据表明NCX1表达与MM疾病进展相关,低NCX1表达增加BTZ敏感性。NCX1/Ca2+通过非经典NFκB通路触发MM细胞自噬流,导致对BTZ的敏感性减弱。敲低或抑制NCX1可在体外和体内增强BTZ的抗MM活性,而抑制自噬使过表达NCX1的MM细胞对BTZ敏感。总的来说,这项工作表明NCX1是MM中BTZ耐药的潜在治疗靶点,并为其对抗BTZ耐药的重要作用提供了新的机制见解。

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
探究NCX1/Ca2+对多发性骨髓瘤硼替佐米敏感性的影响及其潜在机制。
核心机制
NCX1介导的钙内流激活非经典NFκB信号通路(NFκB2/p52/RelB),促进自噬,从而降低BTZ敏感性;NFκB2又促进NCX1转录,形成正反馈环路。
主要证据
在RPMI8226和KMS11细胞中,抑制NCX1增强BTZ诱导的细胞毒性,过表达NCX1降低BTZ敏感性;机制上,NCX1/Ca2+激活非经典NFκB通路,SN52或NFκB2敲低逆转自噬和耐药表型;体内异种移植模型证实抑制NCX1联合BTZ显著抑制肿瘤生长。
研究意义
本研究首次证明低NCX1增强BTZ抗MM活性,为克服BTZ耐药和改善MM预后提供了新靶点。

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

NCX1表达与MM临床相关性分析

评估NCX1表达与MM疾病进展和BTZ治疗后患者预后的关系。

收集42例MM患者和18例IDA患者骨髓标本,通过免疫组化检测NCX1表达,分析其与血清钙、β2M、CD138+细胞百分比、ISS分期和总体生存期的相关性。

2

NCX1抑制联合BTZ的体外抗MM效果评估

验证抑制NCX1是否增强BTZ对MM细胞的杀伤作用。

使用KB-R7943或NCX1-shRNA处理RPMI8226和KMS11细胞,联合BTZ处理,检测细胞活力、凋亡和细胞周期。

3

高钙微环境激活NCX1诱导自噬的验证

探究高细胞外钙激活NCX1是否促进MM细胞自噬。

用CaCl2处理MM细胞,通过Western blot检测自噬标志物、mRFP-GFP-LC3荧光斑点和TEM观察自噬体。

4

NCX1抑制逆转高钙诱导的自噬和BTZ耐药

验证NCX1抑制能否逆转高钙诱导的自噬增强和BTZ敏感性降低。

用CaCl2联合KB-R7943或BAPTA处理细胞,检测自噬标志物、自噬流和细胞活力。

5

自噬抑制对高NCX1 MM细胞BTZ敏感性的影响

验证抑制自噬能否恢复高NCX1表达细胞的BTZ敏感性。

在NCX1过表达细胞中,使用CQ抑制自噬,检测细胞活力、集落形成和凋亡。

6

机制研究:NCX1通过非经典NFκB通路诱导自噬

阐明NCX1/Ca2+诱导自噬的分子机制是否涉及非经典NFκB信号通路。

通过Western blot检测NFκB通路蛋白,使用SN52抑制剂或NFκB2-shRNA验证其对自噬和BTZ敏感性的影响,并用荧光素酶报告基因验证NFκB2对NCX1启动子的调控。

7

体内验证NCX1抑制增强BTZ抗MM效果

在体内模型中验证NCX1抑制联合BTZ的协同抗MM作用。

建立MM异种移植NCG小鼠模型,给予KB-R7943、BTZ或联合治疗,测量肿瘤体积、体重,并免疫组化检测肿瘤组织中Ki67、ATG5、ATG7等表达。

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ExCellFND500
支原体检测试剂盒BeyotimeC0301S
氯化钙Sigma-Aldrich10043-52-4
KB-R7943Sigma-Aldrich182004-64-4
BAPTASigma-Aldrich126150-97-8
氯喹Beyotime54-05-7
甲醛Meilunbio--
结晶紫溶液MeilunbioMB4721
CCK-8试剂盒MeilunbioMA0218
APC-Annexin V/PI细胞凋亡试剂盒UElandyA6030L
细胞周期与凋亡检测试剂盒BeyotimeC1052
RIPA强裂解液MeilunbioMA0151
细胞质和核蛋白提取试剂盒Beijing TransGen BiotechDE201-01
SDS-PAGE凝胶Shanghai Epizyme Biomedical Technology Co., LtdPG111-114
PVDF膜Merck Millipore LtdISEQ00010
HRP标记二抗Beijing TransGen BiotechHS201-01
ECL检测系统BIO-RAD--
NCX1抗体Abcamab177952
ATG7抗体ImmunoWay BiotechnologyY5670
ATG5抗体BosterBM4603
P62抗体AbclonalA11483
LC3B抗体AbcamAb63817
P100抗体ImmunoWay BiotechnologyYT3093
P52抗体ImmunoWay BiotechnologyYC0200
RelB抗体ImmunoWay BiotechnologyYT4045
P105/P50抗体ImmunoWay BiotechnologyYT3101
P-P65抗体CST3033
P65抗体CST8242
β-actin抗体TransGen BiotechaHC201-01
Histone H3抗体ImmunoWay BiotechnologyYM3038
TRIzol试剂Life technologies15596026
cDNA逆转录试剂盒Beijing TransGen BiotechAT311-02
SYBR qPCR预混液Beijing TransGen BiotechAS122-01
引物Sangon Biotech--
Lipofectamine 8000转染试剂BeyondC0533
双荧光素酶报告检测系统YEASEN11404ES60
NCX1抗体Abcamab2869
CD138抗体ImmunowayYT5610
Ki-67抗体ImmunowayYT2467
Fura-4 AMBeyotime--
Nikon Eclipse Ti显微镜Nikon--

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
临床样本分析
MM患者纳入标准:≥2疗程BTZ治疗,年龄≤75岁;排除标准:未接受BTZ、疗程<2、年龄>75、失访等。NCX1表达与ISS分期、血清钙、β2M、CD138+细胞百分比、OS相关性。
阅读提示:Materials and methods: Clinical specimens and patients; Figure 1
细胞活力检测
细胞系RPMI8226和KMS11;处理:KB-R7943 (20 μM)、BTZ (10 nM)、CaCl2 (1.5 mM)、CQ等,处理时间24-72h;CCK-8检测。
阅读提示:Materials and methods: Cell viability analysis; Figure legends 2-5
自噬检测
LC3斑点检测:mRFP-GFP-LC3转染MOI 10,处理48小时,荧光显微镜计数5个视野;Western blot检测ATG7、ATG5、LC3B-II、P62;TEM观察自噬体。
阅读提示:Materials and methods: Evaluation of fluorescent LC3 puncta, Transmission Electron Microscopy; Figure 3-4
体内实验
NCG小鼠(4周龄,雄性),每组5只;皮下注射1×10^7细胞;BTZ剂量10 mg/kg,每周两次;KB-R7943剂量5 mg/kg,每周三次;治疗25天;肿瘤体积公式v=π/6*L*W*H。
阅读提示:Materials and methods: Myeloma xenograft mouse model; Figure 7
免疫组化
抗体稀释度:NCX1 (1:200),CD138 (1:100),Ki-67 (1:100);石蜡切片厚度5 μm;IOD分析。
阅读提示:Materials and methods: Immunochemistry