高效小分子CRM1抑制剂的选择性消除结外NK/T细胞淋巴瘤的发现及生物学评价

Discovery and biological evaluation of a potent small molecule CRM1 inhibitor for its selective ablation of extranodal NK/T cell lymphoma.

作者信息He Liu, Meisuo Liu, Xibao Tian, Haina Wang, Jiujiao Gao, Hanrui Li, Zhehuan Zhao, Yu Liu, Caigang Liu, Xuan Chen, Yongliang Yang
PMID37888961
期刊Elife
发布时间2023-10-27
DOI10.7554/eLife.80625

实验完整度

体外细胞实验、蛋白结合实验、机制验证(核滞留IκBα、NF-κB抑制)和体内异种移植模型等多个独立证据层级。

主要模型

SNK6细胞系 HANK-1细胞系 293T细胞系 NOD/SCID小鼠异种移植模型

重点核对

LFS-1107对SNK6细胞IC50为26nM,HANK-1为36nM LFS-1107对正常PBMC在4μM时几乎无毒性 LFS-1107浓度达500μM对人血小板无明显影响 siCRM1敲低显著减弱LFS-1107的细胞活性 LFS-1107在异种移植模型中剂量为10mg/kg/周

摘要

背景:NF-κB信号通路的过度激活是结外自然杀伤/T细胞淋巴瘤(ENKTL)发病的关键特征,ENKTL是一种侵袭性很强的非霍奇金淋巴瘤亚型,但治疗策略相当有限。此前,我们发现失调的exportin-1(也称为CRM1)主要负责肿瘤细胞逃避凋亡并促进肿瘤相关通路如NF-κB信号。方法:在此我们报告了一种高效小分子CRM1抑制剂LFS-1107的发现和生物学评价。我们通过生物层干涉法(BLI)验证了CRM1是LFS-1107的主要细胞靶点,并且敲低CRM1使肿瘤细胞对LFS-1107产生耐药性。结果:我们发现LFS-1107能在低纳摩尔浓度下强烈抑制ENKTL细胞生长,但对人血小板和健康外周血单个核细胞影响甚微。用LFS-1107处理ENKTL细胞导致IκBα核滞留,并随之强烈抑制NF-κB转录活性、下调NF-κB靶基因并减弱肿瘤细胞生长和增殖。此外,LFS-1107在接种人ENKTL细胞的免疫缺陷小鼠中表现出强效活性。结论:因此,LFS-1107在ENKTL治疗中具有很大前景,并可能值得转化为临床试验。

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
本研究旨在发现一种高效小分子CRM1抑制剂,并评估其选择性消除结外NK/T细胞淋巴瘤(ENKTL)的潜力。
核心机制
LFS-1107通过抑制CRM1导致IκBα核滞留,从而抑制NF-κB转录活性,下调NF-κB靶基因和促炎细胞因子,最终抑制肿瘤生长。
主要证据
体外实验显示LFS-1107在纳摩尔浓度下抑制ENKTL细胞生长,且对正常细胞影响小;机制上通过BLI验证CRM1结合,Western blot和免疫荧光显示IκBα核积累和NF-κB靶蛋白下调;体内异种移植模型显示LFS-1107延长小鼠存活并减轻脾肿大。
研究意义
LFS-1107可能成为ENKTL治疗的潜在候选药物,值得进一步临床转化研究。

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

化合物设计与合成

利用深度强化学习模型设计并合成新型CRM1抑制剂LFS-1107。

采用深度强化学习分子从头设计模型生成候选芳香片段,经BLI实验筛选,选择四唑片段与莱菔硫烷母体结构合成LFS-1107。

2

CRM1结合活性验证

验证LFS-1107与CRM1的特异性结合,并与其他含活性半胱氨酸蛋白对照。

使用BLI实验测定LFS-1107与CRM1的结合亲和力,并与KPT-330比较;同时检测LFS-1107与IκBα和Keap1的结合。

3

细胞活性与选择性评估

评估LFS-1107对ENKTL细胞的抑制活性及对正常细胞的选择性。

用CCK-8法测定LFS-1107对SNK6和HANK-1细胞的IC50,并评估对PBMC和血小板的毒性。

4

机制验证

验证LFS-1107通过抑制CRM1导致IκBα核滞留并抑制NF-κB信号通路。

通过Western blot检测CRM1、p65、COX-2、c-Myc、Survivin表达,免疫荧光和细胞分级实验检测IκBα核定位,ELISA检测促炎细胞因子水平。

5

体内药效评估

评估LFS-1107在异种移植小鼠模型中对ENKTL的治疗效果。

将SNK6细胞静脉注射至NOD/SCID小鼠,腹腔注射LFS-1107,监测生存期、肿瘤负荷和脾肿大情况。

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Hyclone--
DMEM培养基Hyclone--
胎牛血清Hyclone--
Cox2抗体Cell Signaling Technology4842
NF-κB p65 (D14E12) XP兔单克隆抗体Cell Signaling Technology8424
c-Myc/N-Myc (D3N8F)兔单克隆抗体Cell Signaling Technology13987
抗Survivin抗体AbcamAb76424
IκBα (L35A5)小鼠单克隆抗体Cell Signaling Technology4814
Exportin-1/CRM1 (D6V7N)兔单克隆抗体Cell Signaling Technology46249
Histone H3 (D1H2) XP兔单克隆抗体Cell Signaling Technology60932
CD45 (胞内域) (D9M8I) XP兔单克隆抗体Cell Signaling Technology13917
FITC标记的山羊抗小鼠IgG (H+L)ABclonalAS001
人KEAP1重组蛋白(His & GST标签)Sinobiological11981-H20B
人IκBα重组蛋白(His标签)Sinobiological12045-H07E
细胞计数试剂盒-8BeyotimeC0037
TNF-α ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H2305c
IFN-1γ ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H0108c
p65 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H1388c
IL-1α ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H0088c
IL-1β ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H0149c
IL-6 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H6156
IL-8 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H6008
MCP-1 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H6005
NE-PER核和胞质提取试剂Thermo78833
KPT330Targetmol1421923-86-5
DAPIBeyotimeC1005
Octet K2系统Molecular Device--
超级链霉亲和素传感器ForteBIO--
Infinite F50酶标仪Tecan--
Cytomics FC500流式细胞仪Beckman--
ECL Western blot检测试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Histopaque-1077Sigma Diagnostics--

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
细胞活力测定
SNK6和HANK-1细胞接种密度、LFS-1107浓度范围(0-800 nM)和处理时间(72小时)
阅读提示:Materials and methods: Cell viability assay
细胞毒性测定
PBMC和血小板的分离方法、处理浓度(4 μM和9 μM;血小板500 μM)和处理时间(24小时)
阅读提示:Materials and methods: Cytotoxicity assay
CRM1敲低实验
siRNA序列、转染方法、细胞密度和敲低后检测时间(48小时)
阅读提示:Materials and methods: RNA Interference experiment
GSH/GSSG检测
SNK6细胞密度(100,000细胞/孔)、LFS-1107处理浓度梯度(1:2稀释从10 mM)和处理时间(48小时)
阅读提示:Materials and methods: GSH/GSSG ratio detection
动物实验
小鼠品系(NOD/SCID)、移植方式(静脉注射)、LFS-1107剂量(10 mg/kg/周)
阅读提示:Materials and methods: In vivo efficacy studies