靶向FoxO蛋白诱导KSHV裂解再激活以治疗疱疹病毒相关原发性渗出性淋巴瘤

Targeting FoxO proteins induces lytic reactivation of KSHV for treating herpesviral primary effusion lymphoma.

作者信息Jungang Lan, Yeqing Wang, Shusheng Yue, Duo Xu, Yinan Li, Xiangyu Peng, Jiao Hu, Enguo Ju, Shanping He, Tingting Li
PMID37594999
发布时间2023-08-18
DOI10.1371/journal.ppat.1011581

实验完整度

包含体外细胞实验(增殖、凋亡、ROS检测、裂解再激活)、shRNA敲低、体内异种移植模型及机制验证(NAC回补),多层级验证完整。

主要模型

KSHV阳性B淋巴瘤细胞系(BCBL1、BC3、BCP1) KSHV阴性Burkitt淋巴瘤细胞系(BJAB、DG75) KSHV潜伏感染的BJAB细胞(BJAB-KSHV) BCBL1-Luc异种移植NOD/SCID小鼠模型

重点核对

FoxO1和FoxO3在KSHV阳性细胞中的蛋白表达水平(Fig 2A) AS1842856处理浓度(0, 1, 2, 5 μM)及时间(48h, 72h) shRNA敲低FoxO1或FoxO3的效率和特异性(S1 Fig) ROS水平检测使用H2DCFDA或c-H2DCFDA染色及流式分析 NAC(0.4 mM)对ROS和KSHV裂解再激活的逆转效果

摘要

卡波西肉瘤相关疱疹病毒(KSHV)是一种致癌病毒,具有潜伏和裂解两种生命周期。原发性渗出性淋巴瘤(PEL)是一种侵袭性B细胞谱系淋巴瘤,主要由KSHV潜伏感染。KSHV的潜伏感染是持续性的,对杀死肿瘤细胞构成障碍。类似于旨在消除潜伏HIV储库的“休克与杀灭”策略,在病毒潜伏感染的肿瘤中诱导病毒裂解再激活代表了一种独特的抗肿瘤策略,因为它可能增加癌症细胞毒性的特异性。受此概念启发,我们提出诱导KSHV从潜伏期裂解再激活可能是KSHV相关癌症的潜在治疗策略。氧化应激是PEL的临床标志,是KSHV再激活最显著的诱导因素之一。矛盾的是,我们发现过氧化氢(H2O2)以剂量依赖方式对KSHV阴性而非KSHV阳性B淋巴瘤细胞触发强烈的细胞毒性作用。机制上,我们将叉头盒蛋白O1(FoxO1)和FoxO3鉴定为不可逆转的抗氧化防御基因,且两者均被KSHV潜伏感染上调,这对于KSHV阳性B淋巴瘤细胞中促进ROS清除至关重要。药理学抑制或功能敲低FoxO1或FoxO3中的任一个都足以消除抗氧化能力,从而增加细胞内ROS水平,进而将KSHV从潜伏期逆转至活跃的裂解复制,在体外和体内均导致大量细胞死亡。此外,通过抑制FoxO蛋白升高的ROS水平进一步使PEL细胞对ROS诱导的凋亡敏感。因此,我们的研究表明,通过抑制FoxO蛋白来诱导KSHV裂解再激活是PEL的一种有前景的治疗方法,并可进一步扩展到其他病毒相关疾病。

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
KSHV潜伏感染如何抵抗氧化应激,以及抑制FoxO蛋白能否通过诱导KSHV裂解再激活来治疗PEL。
核心机制
KSHV潜伏感染上调FoxO1和FoxO3,增强抗氧化能力;抑制FoxO1或FoxO3导致ROS积累,从而诱导KSHV裂解再激活并触发PEL细胞凋亡。
主要证据
体外实验显示FoxO抑制(药物或shRNA)增加ROS并诱导KSHV裂解基因表达及病毒产生;NAC逆转这些效应;体内异种移植模型证实AS1842856抑制肿瘤起始、进展并诱导已建立肿瘤消退,伴随裂解基因表达和凋亡标志升高。
研究意义
研究表明靶向FoxO蛋白诱导KSHV裂解再激活是PEL的一种有前景的治疗策略,并可扩展到其他病毒相关疾病。

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

验证KSHV潜伏感染增强抗氧化能力

探究KSHV潜伏感染是否赋予B淋巴瘤细胞抗氧化应激能力。

用H2O2处理KSHV阴性和阳性B淋巴瘤细胞,检测细胞增殖(24-72h)、凋亡(Annexin V/PI染色)、caspase 3活化及ROS水平。

2

鉴定FoxO1和FoxO3作为关键抗氧化效应因子

确定FoxO蛋白在KSHV阳性细胞抗氧化防御中的作用。

检测FoxO1/3表达(Western blot),用AS1842856或shRNA抑制FoxO,检测ROS水平。

3

评估FoxO抑制对PEL细胞增殖和凋亡的影响

检验抑制FoxO是否抑制KSHV阳性细胞增殖并诱导凋亡。

用AS1842856或shRNA处理细胞,计数活细胞(台盼蓝染色),检测凋亡(Annexin V/PI染色、c-caspase 3 Western blot)。

4

验证FoxO抑制诱导KSHV裂解再激活

探究抑制FoxO是否足以触发KSHV从潜伏期到裂解周期的转换。

用AS1842856或shRNA处理PEL细胞,检测裂解基因转录(RT-qPCR)、ORFK8蛋白表达(Western blot、免疫荧光)及病毒粒子产生(qPCR)。

5

证明KSHV再激活依赖于ROS

确定FoxO抑制诱导的KSHV裂解再激活是否由ROS介导。

使用ROS清除剂NAC处理细胞,检测ROS水平和裂解基因表达及ORFK8蛋白。

6

在体内模型中评估FoxO抑制对PEL的影响

检验AS1842856在异种移植小鼠模型中抑制肿瘤起始、进展及诱导消退的效果。

用BCBL1-Luc细胞建立NOD/SCID小鼠模型,腹腔注射AS1842856或对照,通过生物发光成像监测肿瘤生长,并检测腹水中FoxO、c-caspase 3和裂解基因表达。

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
RPMI1640培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清ExCell--
青霉素-链霉素----
潮霉素----
FoxO1抗体Cell Signaling Technology2880
FoxO3抗体Cell Signaling Technology2497
裂解的caspase 3抗体Cell Signaling Technology9664
β-肌动蛋白抗体ABclonalAC026
ORFK8抗体Santa CruzF33P1
多聚赖氨酸包被玻璃盖玻片WHB12-CS-LC
DAPISolarbioC0060
抗淬灭封片液SolarbioS2100
Alexa Fluor 488偶联的山羊抗小鼠IgG----
AS1842856MCEHY-100596
台盼蓝溶液Yesen40207ES20
Annexin V-PE-Cy7Elabscience2GB58JNSER
碘化丙啶----
Attune NxT流式细胞仪Thermo Fisher--
聚乙烯亚胺Polysciences23966-2
聚凝胺----
嘌呤霉素----
D-荧光素PerkinElmer122799
H2DCFDABiosharpBL714A
N-乙酰半胱氨酸----
TRIzol试剂TransGen BiotechET111-01
cDNA合成试剂盒TransGen BiotechP40719
SYBR GreenTransGen BiotechQ20310
DNase IInvitrogenP30727
AS1842856Adooq BioscienceA15871
2-羟丙基-β-环糊精MCEHY-101103
D-荧光素PerkinElmer122799
IVIS Lumina LT系统PerkinElmer--

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
PEL细胞(BCBL1、BC3、BCP1)和BJAB、BJAB-KSHV培养于RPMI1640,MM细胞培养于DMEM;培养基补充10% FBS、青霉素/链霉素
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and reagents
H2O2处理
H2O2浓度:0, 1, 5, 10 μM;处理时间:24, 48, 72h
阅读提示:Results: KSHV latent infection enhances...; Figure 1 legend
FoxO抑制处理
AS1842856浓度:0, 1, 2, 5 μM;处理时间:48h(ROS检测)或72h(增殖、凋亡、基因表达)
阅读提示:Results: FoxO inhibitor AS1842856...; Materials and methods: Cell proliferation assay, Flow cytometry detection of ROS
shRNA敲低
FoxO1 shRNA靶序列:GGACATGCTCAGCAGACATCT (sh1), GCATGTTCATTGAGCGCTTAG (sh2);FoxO3 shRNA靶序列:CATGTTCAATGGGAGCTTGGA (sh1), CCACACAGAATGTTGTTGGTT (sh2);转导时长:72h
阅读提示:Materials and methods: Lentiviral shRNA knockdown; S1 Fig
KSHV裂解再激活检测
检测裂解基因(RTA, PAN RNA, ORFK8, ORF57, ORF59, ORF65)mRNA和ORFK8蛋白;阳性对照0.3 mM NaB
阅读提示:Results: Inhibition of FoxO proteins disrupts KSHV latency...; Figure 4 legend
ROS清除实验
NAC浓度:0.4 mM,每日处理,共3天
阅读提示:Results: Inhibition of FoxO1 induces KSHV reactivation...; Figure 6 and 7 legends
体内动物实验
NOD/SCID小鼠(6周龄);每只腹腔注射1x107 BCBL1-Luc细胞;给药:15 mg/kg AS1842856腹腔注射,每日两次(起始实验连续14天)或每日两次4天后每日三次一周(消退实验)
阅读提示:Materials and methods: Animal experiments; Figure 8 legend