JAK2信号通路失调是原发性皮肤CD8+侵袭性亲表皮性细胞毒性T细胞淋巴瘤的基础

Deregulation of JAK2 signaling underlies primary cutaneous CD8

作者信息Armando N Bastidas Torres, Davy Cats, Jacoba J Out-Luiting, Daniele Fanoni, Hailiang Mei, Luigia Venegoni, Rein Willemze, Maarten H Vermeer, Emilio Berti, Cornelis P Tensen
PMID33792220
发布时间2022-03-01
DOI10.3324/haematol.2020.274506

实验完整度

结合WGS/RNA-seq基因组分析与Ba/F3细胞功能验证、抑制剂敏感性及IHC蛋白验证,证据层次多且相互独立。

主要模型

12例pcAECyTCL患者的肿瘤活检样本 Ba/F3小鼠前B细胞系 HEK-293T细胞 正常皮肤驻留CD8+ T细胞

重点核对

JAK2融合基因(KHDRBS1-JAK2、PCM1-JAK2、TFG-JAK2)在Ba/F3细胞中的异位表达 IL3撤除后Ba/F3细胞存活率检测(第7天) JAK1/2抑制剂鲁索利替尼和AZD1480的剂量反应实验(IC50值,n=3) Western blot检测JAK2和STAT5磷酸化水平 免疫组化检测肿瘤组织中pSTAT3和pSTAT5的表达

摘要

原发性皮肤CD8+侵袭性亲表皮性细胞毒性T细胞淋巴瘤(pcAECyTCL)是一种罕见的皮肤T细胞淋巴瘤变异型,具有侵袭性临床病程和极差的预后。迄今为止,既未对驱动pcAECyTCL的遗传改变进行系统表征,也未为患者定义有效的治疗方案。在此,我们通过全基因组和RNA测序,首次对pcAECyTCL进行了高分辨率遗传特征分析。我们的研究全面描述了该淋巴瘤中具有致病意义的遗传改变(即基因组重排、拷贝数改变和小规模突变),包括反复影响在细胞周期、染色质调控和JAK-STAT通路中发挥重要作用的基因的事件。特别是,我们表明涉及JAK2和SH2B3的互斥结构改变主要构成pcAECyTCL的基础。与基因组数据一致,转录组分析揭示了该癌症中细胞周期、JAK2信号传导、NF-κB信号传导的上调以及高炎症反应。功能研究证实了pcAECyTCL中鉴定的JAK2融合的致癌性及其对JAK抑制剂治疗的敏感性。我们的研究结果强烈表明,过度活跃的JAK2信号传导是pcAECyTCL的核心驱动因素,因此,患有这种肿瘤的患者可能会受益于JAK2抑制剂(如美国食品药品监督管理局批准的鲁索利替尼)的治疗。

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
驱动原发性皮肤CD8+侵袭性亲表皮性细胞毒性T细胞淋巴瘤(pcAECyTCL)的遗传改变及其功能后果是什么?
核心机制
涉及JAK2和SH2B3基因的互斥结构改变导致JAK2信号过度激活,为主要驱动机制。JAK2融合蛋白通过自我寡聚/二聚化实现配体非依赖性激活,SH2B3缺失则解除对JAK2激酶活性的抑制。
主要证据
在12例pcAECyTCL中,9例存在影响JAK2-SH2B3信号轴的遗传改变;RNA-seq显示JAK2信号通路上调;IHC检测到STAT3/STAT5激活;Ba/F3细胞功能实验证实JAK2融合赋予IL3非依赖性存活能力,并对鲁索利替尼和AZD1480敏感。
研究意义
研究首次系统描述了pcAECyTCL的遗传图谱,提出JAK2信号过度激活是核心驱动因素,提示患者可能从JAK2抑制剂(如鲁索利替尼)治疗中获益,并提出了联合NF-κB抑制剂的潜在治疗策略。

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

患者样本收集与基因组测序

鉴定pcAECyTCL中的基因组重排、拷贝数改变和小规模突变

对12例pcAECyTCL患者的冷冻肿瘤活检样本(肿瘤细胞≥70%)进行全基因组测序,其中6例样本额外进行RNA测序。

2

基因组结构变异和小规模突变验证

验证WGS鉴定的重排、缺失和单核苷酸变异

通过Sanger测序、液滴数字PCR和/或荧光原位杂交验证选定的重排、间质缺失和单核苷酸变异。

3

免疫组化验证JAK-STAT通路激活

验证肿瘤组织中JAK-STAT信号通路的激活状态

对8例可获取肿瘤组织的测序患者进行免疫组化染色,检测磷酸化STAT3和磷酸化STAT5的表达。

4

JAK2融合基因构建与病毒转导

在Ba/F3细胞中表达JAK2融合基因以评估其功能

构建TFG-JAK2、PCM1-JAK2、KHDRBS1-JAK2融合基因及对照基因eGFP、TFG-MET,插入慢病毒载体,转导Ba/F3细胞,嘌呤霉素筛选。

5

Ba/F3细胞存活实验

验证JAK2融合是否能赋予细胞在IL3撤除后的存活能力

在IL3撤除7天后,通过MTT法检测表达各JAK2融合基因的Ba/F3细胞存活率,并与亲本细胞和对照细胞比较。

6

JAK抑制剂敏感性实验

评估JAK融合驱动的细胞对JAK抑制剂的敏感性

用鲁索利替尼和AZD1480处理表达JAK2融合的IL3非依赖性Ba/F3细胞72小时,MTT法测细胞活力,计算IC50,并用Western blot检测JAK2和STAT5磷酸化变化。

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。

验证蛋白表达与信号通路激活
验证细胞功能变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
抗磷酸化STAT3抗体Cell Signaling Technology9145
抗磷酸化STAT5抗体Cell Signaling Technology9359
Dako REAL检测系统DakoK5005
Vectamount封片剂Vector LaboratoriesH5000
Ba/F3细胞DSMZACC-300
RPMI-1640培养基----
鲁索利替尼----
AZD1480----
MTT检测试剂盒PromegaG4000
抗JAK2抗体Abcamab108596
抗磷酸化JAK2抗体Cell Signaling Technology3776
抗STAT5抗体Cell Signaling Technology94205
抗磷酸化STAT5抗体Cell Signaling Technology9351
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology2118

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
基因组测序
样本类型、肿瘤细胞比例(≥70%)、测序平台和数据处理流程。
阅读提示:Methods - Patient selection and sequencing
免疫组化
抗体(pSTAT3 Cat#9145, pSTAT5 Cat#9359)稀释度及抗原修复条件未在Methods中明确,需查阅Online Supplementary Appendix或原始抗体说明书。
阅读提示:Methods - Immunohistochemistry
细胞培养
Ba/F3细胞培养基组成(RPMI-1640, 10% FBS, 10 ng/mL IL3),培养条件和传代方法。
阅读提示:Methods - Cell culture, fusion gene construction and viral transduction
细胞活力及抑制剂检测
MTT检测时细胞密度、孵育时间;抑制剂处理的浓度梯度、处理时长(72小时)和检测终点(IC50计算)。
阅读提示:Methods - Ba/F3 cell viability and inhibitor assays
Western blot
细胞处理条件(抑制剂处理90分钟)、裂解液成分、SDS-PAGE凝胶浓度和抗体稀释度。
阅读提示:Methods - Western blots