硫化砷通过抑制ABI2诱导骨髓增生异常肿瘤细胞凋亡

Arsenic Sulfide Induces Apoptosis in Myelodysplastic Neoplasm Cells Through the Suppression of ABI2.

作者信息Yuchen Tao, Ning Ding, Runfeng Ni, Shuyang Cai, Rui Jin, Yirong Chen, Jianye Ren, Hao Xu, Qian Ba, Jiahui Lu
PMID41366287
发布时间2025-12-09
DOI10.1186/s12575-025-00311-3

实验完整度

包括体外细胞实验(siRNA敲低、CCK-8、凋亡检测、Western blot)、体内动物实验(NHD13小鼠)、分子结合验证(CETSA、分子对接)及临床数据分析(TCGA/TARGET)。

主要模型

SKM-1细胞系(MDS) K562细胞系(慢性髓系白血病) MDS-L细胞系(MDS) NHD13小鼠(MDS模型)

重点核对

细胞系:SKM-1、K562、MDS-L(来源:Procell、NTCC) siRNA靶向ABI2(siRNA-ABI2-1购自Thermo Fisher,siRNA-ABI2-2购自GenePharma) As₂S₂浓度和处理时间(细胞实验未明确浓度,体内剂量120 mg/kg/天,持续14天) NHD13小鼠及WT对照(每组5只,5月龄) 统计显著性阈值:P<0.05

摘要

背景:骨髓增生异常肿瘤(MDS)是一类可进展为急性髓系白血病(AML)的髓系恶性肿瘤。硫化砷(As₂S₂)已被证明对MDS的治疗有效。然而,其具体治疗靶点仍需进一步研究。目的:探讨ABI2对MDS的影响,并阐明As₂S₂在MDS治疗框架中对ABI2的调控作用。方法:为了探讨ABI2在血液恶性肿瘤患者中的表达和预后作用,采用RNA干扰降低SKM-1、K562和MDS-L细胞系中ABI2的表达。在体外和体内评估了As₂S₂的治疗效果及其对ABI2的调控作用。结果:在MDS和AML患者外周血中发现ABI2过表达,且与AML患者生存率降低显著相关。抑制ABI2可降低SKM-1、K562和MDS-L细胞的增殖并增加其凋亡。As₂S₂也能抑制这些细胞的增殖并诱导凋亡,但在ABI2沉默后其效果显著减弱。此外,As₂S₂通过下调骨髓ABI2表达在NHD13小鼠中显示出治疗益处。结论:总体研究结果表明,ABI2在MDS和AML中显著过表达,其表达与不良预后相关。此外,As₂S₂通过调节ABI2的表达水平在MDS中显示出治疗功效。

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
ABI2在MDS和AML中的表达及其与预后的关系,以及As₂S₂是否通过调节ABI2发挥治疗作用。
核心机制
As₂S₂直接与ABI2的Val20和Val69位点结合,降低ABI2蛋白稳定性,进而下调干细胞标志物(KLF4、MEOX2、NANOG)和BCL-2,激活caspase-3通路,诱导细胞凋亡。
主要证据
体外实验显示ABI2敲低和As₂S₂处理均抑制SKM-1、K562和MDS-L细胞增殖并诱导凋亡,且As₂S₂效果在ABI2沉默后减弱;体内实验显示As₂S₂处理NHD13小鼠改善血象、增加骨髓凋亡并降低ABI2表达;CETSA和分子对接验证了直接结合。
研究意义
研究阐明As₂S₂治疗MDS的分子机制,为靶向ABI2的MDS治疗策略提供了理论基础,并有助于雄黄类药物的临床应用。

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

临床数据表达和预后分析

评估ABI2在多种血液恶性肿瘤中的表达水平及其与患者生存的关系。

利用TCGA和TARGET数据库分析ABI2 mRNA表达,比较HL、MM、AML、MDS、ALL、CML、CLL患者与正常对照的表达差异,并进行Kaplan-Meier生存分析。

2

体外细胞系中ABI2功能验证

确定ABI2对MDS和白血病细胞存活、增殖和凋亡的影响。

在SKM-1、K562和MDS-L细胞中通过siRNA敲低ABI2,检测细胞活力(CCK-8)、增殖和凋亡率(Annexin V-FITC/PI),并通过Western blot检测干细胞标志物(KLF4、MEOX2、NANOG)和凋亡相关蛋白(caspase-3、cleaved caspase-3、BCL-2)。

3

As₂S₂对细胞活力的影响

评估As₂S₂对MDS和白血病细胞活力和凋亡的影响及其浓度依赖性。

用不同浓度As₂S₂处理SKM-1、K562和MDS-L细胞,检测细胞活力和凋亡率,并检测相关蛋白表达。

4

验证As₂S₂通过ABI2发挥作用

确定As₂S₂对细胞活力和凋亡的影响是否依赖于ABI2。

先用siRNA-ABI2敲低ABI2,再给予As₂S₂处理,比较细胞活力、凋亡率和蛋白表达变化。

5

体内动物实验

评估As₂S₂在NHD13小鼠模型中的治疗效果及其对ABI2表达的影响。

对NHD13小鼠给予As₂S₂(120 mg/kg/天)或对照处理14天,检测外周血细胞计数、骨髓凋亡(TUNEL)和ABI2表达(IHC)。

6

分子结合验证

验证As₂S₂是否直接与ABI2结合及其结合位点。

进行CETSA实验检测As₂S₂对ABI2热稳定性的影响,并通过分子对接分析结合位点和结合能。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
评估体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI-1640培养基Gibco11875093
胎牛血清GibcoA5256701
青霉素----
链霉素----
IMDM培养基Gibco11995065
DMEM培养基Gibco11965092
白细胞介素-3----
靶向ABI2-1的siRNAThermo Fisher Scientific4392420
靶向ABI2-2的siRNAGenePharma--
Lipo3000转染试剂GibcoL3000001
硫化砷Alfa Aesar12044-79-0
增强型CCK-8试剂盒BeyotimeC0042
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒BiyotimeC1062L
BCA蛋白定量试剂盒BiyotimeP0010
ABI2抗体Cell Signaling Technology--
KLF4抗体Cell Signaling Technology--
MEOX2抗体Cell Signaling Technology--
NANOG抗体Cell Signaling Technology--
caspase-3抗体Cell Signaling Technology--
cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology--
BCL-2抗体Cell Signaling Technology--
血液分析仪Sysmex--
TUNEL检测试剂盒BiyotimeC1091
显微镜Olympus--
ABI2抗体Thermo FisherPA5-64445

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:SKM-1、K562、MEG-01、HS-5购自Procell,MDS-L购自NTCC;培养基:RPMI-1640、IMDM、DMEM;添加剂:10% FBS、青霉素/链霉素、IL-3(MDS-L);培养条件:37°C、5% CO₂。
阅读提示:Materials and Methods, Cell Culture
siRNA转染
siRNA靶序列:ABI2-1 (Thermo Fisher, Cat#4392420, siRNA ID s19769);ABI2-2序列为GCGAGAACAACTACATACAGTCA;转染试剂Lipo3000。
阅读提示:Materials and Methods, SiRNA Transfection
药物处理
As₂S₂制备:溶解于20% NaOH,超声过夜,调pH至7.0;体外实验浓度和时间(文中未明确说明具体数值);体内剂量:120 mg/kg/天,持续14天。
阅读提示:Materials and Methods, As2S2 Preparation; Mouse Administration; Results Fig. 3
细胞活力检测
细胞接种密度:106 cells/well(96孔板);CCK-8试剂,孵育2小时,OD 450 nm。
阅读提示:Materials and Methods, Cell Viability Assay
凋亡检测
细胞数:1×10⁶ cells;Annexin V-FITC和PI染色,室温避光15分钟,1小时内流式检测。
阅读提示:Materials and Methods, Apoptosis Assay
Western blot
蛋白提取:细胞裂解液;BCA定量;上样缓冲液比例4:1,100°C变性5分钟;一抗4°C过夜;二抗室温1小时;ECL显色。
阅读提示:Materials and Methods, Western Blot Assay
动物实验
小鼠品系:NUP98-HOXD13 (NHD13) 和WT;年龄5月龄;分组:WT阴性对照组(5只)、NHD13阳性对照组(5只)、As₂S₂处理组(5只);给药剂量和时长:120 mg/kg/天,14天。
阅读提示:Materials and Methods, Mouse Administration
外周血分析
采血量:100 µL,尾静脉;血分析仪(Sysmex)检测RBC、HGB、PLT。
阅读提示:Materials and Methods, Peripheral Blood Analysis
TUNEL检测
股骨固定、EDTA脱钙、石蜡包埋;抗原修复、透化;TUNEL染色;显微镜观察。
阅读提示:Materials and Methods, TUNEL Assay
免疫组织化学
股骨固定于4%多聚甲醛;EDTA脱钙;一抗:anti-ABI2 (Thermo Fisher, PA5-64445);4°C孵育过夜;DAB显色。
阅读提示:Materials and Methods, Immunohistochemistry