PHGDH是急性髓系白血病预后多基因标志物的关键基因及潜在治疗靶点

PHGDH is Key to a Prognostic Multigene Signature and a Potential Therapeutic Target in Acute Myeloid Leukemia.

作者信息Jiagui Zhong, Kezhi Huang, Shaofan Xie, Ailian Tan, Jiaqin Peng, Danian Nie, Liping Ma, Yiqing Li
PMID38577610
期刊J Cancer
发布时间2024-03-11
DOI10.7150/jca.90822

实验完整度

包含生物信息学分析、细胞系体外实验和患者样本验证,有功能验证和初步机制研究,但缺乏动物模型和体内验证。

主要模型

HL60细胞系 THP1细胞系 MV4-11细胞系 MOLM13细胞系 AML患者血液样本

重点核对

NCT503药物处理浓度和时间 PHGDH siRNA敲低效率及其对Bcl-2/Bax蛋白表达的影响 AML患者样本来源(健康供者3例,AML患者3例) 细胞系中FLT3-ITD突变状态(HL60和THP1为FLT3-ITD阴性,MV4-11和MOLM13为FLT3-ITD阳性) 训练和验证队列的筛选标准(排除OS<30天、M3 AML等)

摘要

作为丝氨酸生物合成途径(SSP)起始步骤的限速酶,磷酸甘油酸脱氢酶(PHGDH)在许多不同肿瘤中过表达,且药理学或遗传学抑制PHGDH可促进抗肿瘤效应。在本研究中,通过分析基因表达综合数据库(GEO)中的多个急性髓系白血病(AML)数据集,我们识别了预后相关基因,并通过单因素、多因素Cox回归和LASSO回归构建了一个多基因标志物。随后,在验证队列中通过Cox、Kaplan-Meier和ROC分析确认了该多基因标志物。此外,PHGDH作为风险因素,与较差的总生存期相关。我们进一步分析了其他数据集,发现PHGDH在AML中过表达。重要的是,与药物敏感型AML相比,耐药型AML中PHGDH的表达更高。体外实验表明,抑制PHGDH可诱导AML细胞凋亡并减少增殖,这些抗肿瘤效应可能通过PHGDH的非经典或非代谢功能与Bcl-2/Bax信号通路相关。总之,我们构建了一个能够预测AML患者预后的二十基因标志物,并发现PHGDH可能是AML治疗的潜在靶点。

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
PHGDH在AML中的表达及其作为预后标志物和治疗靶点的潜力,以及抑制PHGDH对AML细胞的影响。
核心机制
抑制PHGDH可能通过调节Bcl-2/Bax信号通路诱导AML细胞凋亡。
主要证据
基于GEO数据构建的二十基因预后标志物中PHGDH是风险因子;PHGDH在AML患者样本中蛋白水平高于健康供者;NCT503处理或PHGDH siRNA敲低后,AML细胞凋亡增加,Bcl-2表达下调,Bax表达上调。
研究意义
PHGDH可能是AML治疗的潜在靶点。

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

构建和验证预后基因标志物

从GEO数据集中筛选与AML患者总生存期相关的基因,构建并验证多基因预后模型。

从GSE37642数据集的GPL96平台(训练队列)和GPL570平台(验证队列)中筛选AML患者,通过单因素Cox回归、LASSO Cox回归和逐步多因素Cox回归构建二十基因预后模型,并计算风险评分。

2

PHGDH表达分析

验证PHGDH在AML患者中的表达水平及其与预后的关系。

分析GSE9476数据集(38例健康供者与26例AML患者)和GSE106291数据集(235例患者)中PHGDH的表达;通过Western blot检测3例健康供者和3例AML患者血液样本中PHGDH蛋白表达。

3

PHGDH抑制对AML细胞功能的影响

评估药理抑制PHGDH对AML细胞增殖和凋亡的影响。

用不同浓度的PHGDH抑制剂NCT503处理AML细胞系(HL60、THP1、MV4-11、MOLM13),检测细胞活力(CCK-8)和凋亡(流式细胞术),并观察形态学变化。

4

PHGDH调控Bcl-2/Bax信号通路的机制验证

验证PHGDH抑制是否通过调节Bcl-2和Bax蛋白表达介导凋亡。

通过Western blot检测NCT503处理或PHGDH siRNA敲低后AML细胞系和患者样本中PHGDH、Bcl-2和Bax的蛋白表达。

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GIBCO--
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
NCT503SelleckS8619
细胞计数试剂盒-8APExBIO--
酶标仪Biotek Synergy H1--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒ElabscienceE-CK-A211
GP-transfectMate转染试剂Genepharma--
RIPA裂解液Beyotime BiotechnologyP0013
PVDF膜Millipore--
ECL化学发光试剂ServicebioG2020
抗PHGDH抗体Proteintech14719-1-AP
抗Bcl-2抗体Proteintech12789-1-AP
抗Bax抗体Proteintech50599-2-Ig
抗β-actin抗体Proteintech81115-1-RR

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(ATCC)、培养基(RPMI 1640)、血清浓度(10%)、青霉素/链霉素浓度(100 U/ml)、培养条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and patient samples
细胞活力检测
细胞接种密度(10,000细胞/孔)、NCT503浓度、处理时间(72小时)、CCK-8试剂加入量(10 μL)和孵育时间(2-3小时)
阅读提示:Materials and methods: Cell viability assay
凋亡检测
NCT503处理浓度、处理时间(24小时)、Annexin V-FITC和PI用量、孵育条件(37°C,15分钟黑暗)
阅读提示:Materials and methods: Measurement of cell apoptosis
Western blot
抗体种类和稀释比例(文中未明确说明)、封闭条件、孵育时间和温度
阅读提示:Materials and methods: Western blotting
siRNA敲低
siRNA序列、转染试剂(GP-transfectMate)用量、转染时间
阅读提示:Materials and methods: Small interfering RNA (siRNA) and transient transfection