长链非编码RNA IRAIN通过抑制NF-κB/CD44通路克服慢性髓性白血病的伊马替尼耐药

LncRNA IRAIN overcomes imatinib resistance in chronic myeloid leukemia via NF-κB/CD44 pathway inhibition.

作者信息Xijia Wang, Yutong Hou, Yizhu Lyu, Jiayin Zhou, Xin Zhang, Mohammad Arian Hassani, Dan Huang, Zhijia Zhao, Dong Zhou, Fang Xie, Xuehong Zhang, Jinsong Yan
PMID38784023
期刊iScience
发布时间2024-04-30
DOI10.1016/j.isci.2024.109851

实验完整度

包含细胞系体外实验、患者样本检测、CD34+原代细胞离体实验,以及RNA pull-down和RIP等机制验证。

主要模型

K562细胞系 K562/G01伊马替尼耐药细胞系 MEG-01细胞系 CML患者骨髓单个核细胞及CD34+细胞

重点核对

IRAIN表达水平与伊马替尼耐药的相关性 IRAIN敲低和过表达对伊马替尼敏感性的影响 IRAIN对CD44表达的调控作用 IRAIN与NF-κB p65的结合机制

摘要

酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)的开发革命性地提高了慢性髓性白血病(CML)患者的总生存率。然而,耐药性仍然是主要障碍。在此,我们证明了一种BCR-ABL1非依赖的长链非编码RNA IRAIN在CML中组成性低表达,导致伊马替尼耐药。IRAIN敲低降低了CD34+ CML原始细胞和细胞系对伊马替尼的敏感性,而IRAIN过表达显著增加了敏感性。机制上,IRAIN通过结合核因子κB亚基p65来下调CD44(一种有利于TKI耐药的膜受体),从而降低p65和磷酸化p65的表达。因此,去甲基化药物地西他滨(可上调IRAIN)与伊马替尼联合使用,形成了一种可用于对TKI耐药的CML的双重治疗策略。

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
BCR-ABL1非依赖的lncRNA IRAIN在CML中低表达是否导致伊马替尼耐药及其机制。
核心机制
IRAIN通过结合NF-κB p65,降低p65和磷酸化p65水平,从而下调CD44表达,克服伊马替尼耐药。
主要证据
在CML细胞系(K562、MEG-01)和患者样本中,IRAIN低表达与耐药相关;IRAIN过表达增加伊马替尼敏感性并下调CD44;RNA pull-down和RIP证实IRAIN结合p65。
研究意义
IRAIN可作为CML治疗的潜在靶点,地西他滨联合伊马替尼形成双重治疗策略,克服TKI耐药。

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

检测IRAIN在CML患者和细胞系中的表达

评估IRAIN在CML中的表达水平及其与伊马替尼耐药的关系

使用qRT-PCR检测健康志愿者、CML和AML患者的骨髓单个核细胞中IRAIN表达;检测CD34+和CD34-细胞、伊马替尼敏感和耐药细胞系(K562和K562/G01)中IRAIN表达;并通过siRNA敲低BCR-ABL1验证对IRAIN表达的影响。

2

敲低IRAIN对伊马替尼耐药的影响

验证IRAIN低表达是否导致伊马替尼耐药

在K562和MEG-01细胞中通过siRNA敲低IRAIN,检测细胞增殖(CCK8)和凋亡(流式)对伊马替尼的响应。

3

过表达IRAIN对伊马替尼耐药的影响

验证IRAIN过表达是否克服伊马替尼耐药

在K562/G01和MEG-01细胞中通过慢病毒过表达IRAIN,检测细胞增殖、凋亡、IC50和克隆形成能力。

4

验证IRAIN通过CD44调控伊马替尼耐药

确定IRAIN对CD44的调控作用及其在耐药中的功能

RNA-seq分析IRAIN过表达K562细胞中差异基因,发现CD44下调;在CML细胞系和患者样本中检测CD44表达;通过siRNA敲低CD44检测对细胞增殖和凋亡的影响。

5

机制研究:IRAIN与NF-κB p65的相互作用

阐明IRAIN调控CD44的分子机制

使用RNA pull-down和RNA免疫沉淀(RIP)验证IRAIN与p65的结合;检测p65和磷酸化p65蛋白水平;使用NF-κB抑制剂Bay11-7082或siRNA敲低p65验证其对CD44的影响。

6

在CD34+ CML原始细胞中验证IRAIN作用

在患者来源细胞中确认IRAIN对伊马替尼敏感性的影响

从CML患者骨髓分离CD34+细胞,通过siRNA敲低或慢病毒过表达IRAIN,检测伊马替尼诱导的凋亡和细胞活力。

7

地西他滨联合伊马替尼的协同效应

探索地西他滨上调IRAIN并增强伊马替尼敏感性

检测地西他滨处理后IRAIN表达变化;在CML细胞系中联合用药检测凋亡和增殖;并在患者样本中验证地西他滨对IRAIN的影响。

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
Iscove改良Dulbecco培养基Biological Industries01-058-1A
RPMI-1640培养基VivaCell Biosciences--
Dulbecco改良Eagle培养基VivaCell Biosciences--
EasySep人CD34阳性分选试剂盒IISTEMCELL Technologies17856
甲磺酸伊马替尼Sigma Aldrich220127-57-1
地西他滨Sigma AldrichA3656-5mg
BAY11-7082APExBIOA4210
BIT 9500血清替代物STEMCELL Technologies09500
人重组IL-3STEMCELL Technologies78040
人重组IL-6STEMCELL Technologies78050
人重组G-CSFSTEMCELL Technologies78012
认证胎牛血清Biological Industries04-001-1ACS
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific11668-019
Opti-MEM I无血清培养基Thermo Fisher Scientific31985062
CCK-8试剂盒APE×BIOK1018
Annexin V-APC/PI凋亡检测试剂盒KeyGEN BioTECHKGA1030-50
Annexin V-AbFluor 488/PI凋亡检测试剂盒ElabscienceE-CK-A211
CD34 FITC抗体BD Biosciences555821
CD44 PE-Cy7抗体BD Biosciences560533
CD44兔单克隆抗体Abcamab157107
NF-κB p65兔单克隆抗体Cell Signaling Technology8242S
磷酸化NF-κB p65兔单克隆抗体Cell Signaling Technology3033S
GAPDH兔多克隆抗体Proteintech10494-1-AP
TRIzol试剂Accurate BiologyAG21101
Evo M-MLV逆转录试剂盒(含gDNA去除)Accurate BiologyAG11705
SYBR Green Pro Taq HS预混qPCR试剂盒Accurate BiologyAG11701
Dynabeads MyOne链霉亲和素C1Thermo Fisher Scientific35002D
AmpliScribe T7-Flash转录试剂盒EpicentreASF3507
卵清白蛋白亲和素Sigma Aldrich189725;
来自面包酵母的核糖核酸Sigma AldrichR6750;
蛋白A/G磁珠BimakeB23202
RNA酶抑制剂PromegaN2115
In-Fusion HD克隆试剂盒TakaRa639650
T4 DNA连接酶PromegaM1801
RIPA裂解液(强)Beyotime BiotechnologyP0013B
磷酸酶抑制剂混合物IIMedChemExpressHY-K0022
抗小鼠IgG HRP链接单抗Cell Signaling Technology7076S
HRP山羊抗兔IgGAbclonalAS014
Tanon ECL化学发光底物Tanon180-5001
MethoCult H4100甲基纤维素培养基STEMCELL Technologies04100
NEBNext Ultra RNA文库制备试剂盒(Illumina)NEBE7530L

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
培养基类型、血清浓度、细胞密度、培养条件
阅读提示:STAR Methods - Cell culture
RNA干扰
siRNA序列、浓度、转染试剂、转染时间
阅读提示:STAR Methods - Knockdown of IRAIN with small interfering RNAs
细胞增殖检测
细胞接种密度、CCK8孵育时间、检测波长
阅读提示:STAR Methods - Cell proliferation and viability
凋亡检测
凋亡试剂盒、染色时间、流式分析
阅读提示:STAR Methods - Apoptosis detection
Western blot
抗体稀释比例、封闭条件、曝光时间
阅读提示:STAR Methods - Western blotting
RNA pull-down
细胞裂解液成分、RNA与磁珠结合条件
阅读提示:STAR Methods - RNA pull-down assay
RIP
抗体、磁珠、交联条件
阅读提示:STAR Methods - RNA immunoprecipitation (RIP) assay
患者样本
患者纳入标准、样本类型、处理条件
阅读提示:Experimental model and study participant details