GANT61通过上调溶酶体活性和降低BCL2表达克服HL-60/ADR细胞对ADR的耐药性

GANT61 surmounts drug resistance of ADR by upregulating lysosome activities and reducing BCL2 expression in HL-60/ADR cells.

作者信息Cheng Zhou, Liang Zhao, Ming Zhou, Chao Wu, Guanghua Liu, Jiangwen Long, Yuanxiang Shi, Can Liu
PMID39726048
发布时间2024-12-26
DOI10.1186/s12935-024-03626-5

实验完整度

该研究包含体外细胞模型(HL-60/ADR等)的功能实验、药物敏感性检测、凋亡分析、Western blot/RT-PCR验证,以及转录组学分析和公共数据库分析,但缺乏动物模型和患者样本的体内验证。

主要模型

HL-60/ADR细胞系 HL-60/WT细胞系 THP-1细胞系 AML原代细胞

重点核对

HL-60/ADR细胞对ADR的耐药性(IC50显著高于HL-60/WT) GANT61联合ADR的协同效应(CI=0.639) GANT61处理浓度16µM和时长24小时 HL-60/ADR细胞中BCL2表达下调 溶酶体相关基因(如ASAH1、GNS、NPC2、SLC17A5)表达上调

摘要

背景:耐药性仍然是急性髓系白血病(AML)成功治疗的重大障碍,常常导致治疗失败。我们先前的研究表明,Glioma-associated oncogene-1(GLI1)降低化疗敏感性并促进AML细胞增殖。GANT61是GLI1的抑制剂,成为AML治疗中有前景的候选药物。本研究旨在探讨GANT61与阿霉素(ADR)联合对AML细胞耐药性的影响,并阐明GANT61可能增强AML细胞对ADR敏感性的机制。方法:研究AML细胞系和AML原代细胞以评估GANT61的效果和机制。流式细胞术用于验证凋亡。Cell Counting Kit-8(CCK-8)和EDU+染色用于观察细胞活力和对不同药物的细胞毒性效应。通过RNA-Seq分析比较了有或无GANT61处理的HL-60/ADR细胞的转录组图谱。对差异表达基因(DEGs)进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析和基因集富集分析(GSEA)以揭示GANT61在AML细胞中的潜在机制。通过Western blot和实时聚合酶链反应(RT-PCR)评估GLI1、BCL2、Bax蛋白和mRNA表达水平。结果:我们的研究发现GANT61与ADR联合协同抑制HL-60/ADR细胞增殖并增强凋亡,且不显著加重骨髓抑制。机制上,GSEA揭示GANT61处理细胞中与KEGG术语“Apoptosis”和“Lysosome”相关的基因集富集。同时,“Apoptosis”被鉴定为由溶酶体DEGs富集的第三大相关通路,BCL2表达与AML患者中这些溶酶体DEGs呈负相关。RT-PCR和Western blot分析显示,GANT61显著抑制AML细胞中BCL2表达。最后,我们证明venetoclax(一种BCL2抑制剂)与GANT61联合治疗可提高HL-60/ADR细胞对ADR的敏感性。结论:GANT61通过上调溶酶体活性和下调BCL2表达有效逆转HL-60/ADR细胞对ADR的耐药性,为AML耐药患者提供了一种毒性可接受的新治疗策略。

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
GANT61能否逆转AML细胞对ADR的耐药性,其潜在机制是什么?
核心机制
GANT61通过上调溶酶体活性、下调BCL2表达,从而增强HL-60/ADR细胞对ADR的敏感性
主要证据
体外实验显示GANT61与ADR联合协同抑制HL-60/ADR细胞增殖并促进凋亡,RNA-seq和GSEA分析显示溶酶体通路和凋亡通路富集,Western blot和RT-PCR验证BCL2表达下调
研究意义
为复发难治性AML患者提供了一种新的治疗策略,且毒性可接受

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

评估HL-60/ADR细胞的耐药性和GANT61的细胞毒性

验证HL-60/ADR细胞对ADR的耐药性,并确定GANT61的抑制浓度

通过CCK-8测定HL-60/WT和HL-60/ADR细胞对ADR和GANT61的IC50,并进行EDU+染色检测细胞增殖

2

检测GANT61与ADR联合的协同效应

评估GANT61与ADR联合是否协同抑制细胞增殖和诱导凋亡

HL-60/ADR细胞用ADR(8µM)和GANT61(16µM)单独或联合处理,通过CCK-8、EDU+染色和流式细胞术检测细胞活力和凋亡

3

在AML原代细胞中验证联合治疗的有效性和毒性

评估GANT61联合ADR对AML原代细胞的杀伤作用,并验证对正常供体细胞毒性

分离健康供体和初诊AML患者的原代细胞,用ADR(1.6µM)和GANT61(20µM)处理,通过CCK-8检测细胞活力

4

转录组分析揭示GANT61的机制

通过转录组分析识别GANT61处理后差异表达基因和相关通路

对HL-60/ADR细胞(对照组和GANT61处理组)进行RNA-seq,用KEGG和GSEA分析差异表达基因,并验证关键凋亡和溶酶体基因的表达

5

验证BCL2和溶酶体在机制中的作用

验证GANT61是否通过下调BCL2和上调溶酶体活性来发挥作用,并探索BCL2抑制剂联合治疗的效果

通过Western blot和RT-PCR检测GLI1/OE和HL-60/ADR细胞中BCL2和Bax的表达,进行PPI网络分析和数据库相关性分析,并用BCL2抑制剂venetoclax联合GANT61和ADR处理细胞,检测凋亡和细胞活力

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
GANT61APExBIOA1615
阿霉素MedChemExpressHY-15142
维奈克拉MedChemExpressHY-15531
伊达比星MedChemExpressHY-17381A
阿糖胞苷MedChemExpressHY-13605
脂质体米托蒽醌Cspc Pharmaceutical Group LimitedH20220001
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清Biological Industries Inc.--
青霉素-链霉素溶液Corning Inc.--
细胞计数试剂盒-8Dojin Laboratories--
Cell-Light EDU Apollo567体外试剂盒Ribobio--
Annexin-VBecton Dickinson--
7-AADBecton Dickinson--
PVDF膜Millipore--
牛血清白蛋白Bio Sharp SigmaA-4612
GLI1抗体Cell Signaling Technology3538
BCL2抗体WanleibioWL01556
Bax抗体WanleibioWL01637
PUMA抗体ABclonalA3753
TP53抗体WanleibioWL01919
P21抗体WanleibioWL0326
GAPDH抗体ProteintechSA00001-2
Trizol试剂TaKaRa--
两步逆转录试剂盒TaKaRa--
实时PCR引物Integrated DNA Technologies--
ABI StepOnePlus仪器Applied Biosystems--
GLI1过表达慢病毒GeneChem--
聚凝胺----
嘌呤霉素----
分光光度计Bio Tek Instruments--
Chei DocTMMP系统Bio-Rad--
GraphPad Prism----

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
细胞培养
细胞系来源(HL-60/ADR来自湘雅医学院细胞资源中心,HL-60/WT和THP-1来自Procell),培养基成分(RPMI-1640+10%FBS+1%双抗),培养条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:Materials and methods中的'Cell lines and culture conditions'
药物处理
GANT61浓度(16µM),ADR浓度(8µM),venetoclax浓度(4µM),处理时间(24小时)
阅读提示:Materials and methods中的'Drugs'和Results中图1、图6图注
细胞活力检测
细胞密度5×10^4 cells/ml,CCK-8试剂,孵育时间(3小时),检测波长450nm
阅读提示:Materials and methods中的'Cytotoxicity assay'
凋亡检测
细胞数量1×10^6,Annexin-V和7-AAD稀释比例1:20和1:10,孵育条件(冰上避光15分钟),流式细胞仪
阅读提示:Materials and methods中的'Apoptosis assessment'
蛋白表达检测
抗体稀释比(GLI1 1:1000,BCL2 1:1000等),SDS-PAGE凝胶浓度10%,一抗孵育(4°C过夜),二抗孵育,成像系统(Chei DocTMMP)
阅读提示:Materials and methods中的'Western blot analysis'
基因表达检测
细胞数量1×10^6,Trizol提取RNA,两步法逆转录,引物序列,实时PCR仪器(ABI StepOnePlus)
阅读提示:Materials and methods中的'Quantitative RT-PCR'
转录组分析
细胞数量1×10^7,GANT61处理24小时,三次重复,测序平台(Heyuan Biotechnology)
阅读提示:Materials and methods中的'RNA-Seq analysis'