白细胞免疫球蛋白样受体B1(LILRB1)通过维持胆固醇稳态保护人多发性骨髓瘤细胞免受铁死亡

Leukocyte immunoglobulin-like receptor B1 (LILRB1) protects human multiple myeloma cells from ferroptosis by maintaining cholesterol homeostasis.

作者信息Miao Xian, Qiang Wang, Liuling Xiao, Ling Zhong, Wei Xiong, Lingqun Ye, Pan Su, Chuanchao Zhang, Yabo Li, Robert Z Orlowski, Fenghuang Zhan, Siddhartha Ganguly, Youli Zu, Jianfei Qian, Qing Yi
PMID38982045
发布时间2024-07-09
DOI10.1038/s41467-024-50073-x

实验完整度

高

包含患者数据集分析、多种MM细胞系体外实验、原代MM患者样本、NSG小鼠体内模型及机制验证(co-IP、LC-MS/MS、代谢物检测)

主要模型

人MM细胞系ARP-1、MOLP-8、MM.1R等 原代MM患者样本 NSG小鼠尾静脉注射MM细胞模型

重点核对

LILRB1敲低(shRNA #1和#3混合)或过表达后,MM细胞在体外对铁死亡诱导剂(RSL3、FIN56、erastin、AA)的敏感性和脂质过氧化水平 NSG小鼠尾静脉注射2×10^6个 luciferase表达CTR-KD或LILRB1-KD ARP-1(雄性)或MOLP-8(雌性)细胞,监测肿瘤负荷和生存 ferroptosis抑制剂liproxstatin-1(15 mg/kg,腹腔注射,每日)对LILRB1-KD MM-bearing小鼠肿瘤进展的逆转作用 LILRB1与LDLRAP1/LDLR的相互作用通过co-IP(内源和外源表达系统)和免疫荧光共定位验证 LDL/胆固醇摄取通过流式细胞术(pHrodo Red-LDL)、荧光微板读取细胞外/内胆固醇浓度检测

摘要

多发性骨髓瘤(MM)是一种以骨髓中浆细胞不受控制增殖为特征的血液系统恶性肿瘤。侵袭性进展的MM患者生存率低,这凸显了寻找新治疗靶点的迫切需求。在此,我们证明,白细胞免疫球蛋白样受体B1(LILRB1)——一种传导负向免疫应答的跨膜受体——是与MM患者不良预后相关的排名最靠前的基因之一。LILRB1缺失通过增强MM细胞的铁死亡在体内抑制MM进展。机制研究揭示,LILRB1与低密度脂蛋白受体(LDLR)和LDLR衔接蛋白1(LDLRAP1)形成复合物,以促进LDL/胆固醇摄取。LILRB1缺失损害胆固醇摄取,但激活从头胆固醇合成途径以维持细胞胆固醇稳态,导致抗铁死亡代谢物角鲨烯减少。我们的研究揭示了LILRB1在调节胆固醇代谢和保护MM细胞免受铁死亡中的作用,提示LILRB1作为MM患者有前景的治疗靶点。

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
LILRB1在MM进展中的作用及其是否可作为治疗靶点,以及其调控MM细胞铁死亡的机制。
核心机制
LILRB1与LDLR和LDLRAP1形成复合物促进LDL/胆固醇摄取;LILRB1缺失抑制胆固醇摄取,代偿性上调SQLE,减少抗铁死亡代谢物角鲨烯,从而增加MM细胞对铁死亡的敏感性。
主要证据
患者数据集分析显示LILRB1高表达与不良预后相关;LILRB1敲低在体外增加铁死亡诱导剂引起的脂质过氧化和细胞死亡,在体内抑制MM进展且该抑制可被liproxstatin-1逆转;LILRB1过表达则相反;co-IP和LC-MS/MS证实LILRB1与LDLRAP1/LDLR结合。
研究意义
揭示LILRB1在维持胆固醇稳态和保护MM细胞免受铁死亡中的作用,提示LILRB1作为MM患者有前景的治疗靶点。

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

患者数据集分析与LILRB1表达验证

确定LILRB1表达与MM患者预后及侵袭性行为的相关性。

分析Zhan、Carrasco、Broyl、MMRF等MM患者数据集,比较不同预后、分期、复发状态和细胞遗传学风险组中LILRB1表达;通过Western blot和流式细胞术检测MM细胞系和原代患者样本中LILRB1蛋白表达。

2

LILRB1敲低/过表达对MM体内进展的影响

验证LILRB1在MM体内发展中的作用。

在ARP-1和MOLP-8细胞中敲低LILRB1,在MM.1R细胞中过表达LILRB1,尾静脉注射入NSG小鼠,监测肿瘤负荷、骨髓浸润和生存。

3

LILRB1缺失对铁死亡敏感性的体外验证

确定LILRB1是否保护MM细胞免受铁死亡。

用铁死亡诱导剂RSL3、FIN56、erastin、AA或谷氨酰胺剥夺处理CTR-KD和LILRB1-KD MM细胞,检测脂质过氧化和细胞死亡;用铁死亡抑制剂Fer-1或DFO验证;在原代MM患者样本中检测LILRB1表达与脂质ROS的关系。

4

LILRB1相互作用蛋白鉴定与LDL摄取功能验证

鉴定LILRB1在MM细胞中的新型相互作用蛋白并验证其在LDL摄取中的作用。

用抗LILRB1或抗IgG抗体进行co-IP,LC-MS/MS鉴定相互作用蛋白;co-IP验证LILRB1与LDLRAP1和LDLR的结合;免疫荧光检测共定位;流式细胞术和免疫荧光检测LDL摄取;检测细胞外和细胞内胆固醇浓度。

5

胆固醇代谢重编程与角鲨烯水平分析

探究LILRB1缺失后胆固醇合成途径的变化及对角鲨烯的影响。

Western blot检测SQLE和HMGCR表达;用胆固醇合成途径抑制剂(simvastatin、terbinafine、NB598)处理细胞;HPLC-MS检测角鲨烯水平;ELISA检测CoQ10;13C6-葡萄糖同位素示踪分析角鲨烯和CoQ10合成。

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
Ficoll-Paque PREMIUM密度梯度离心液Cytiva17544202
RPMI-1640培养基MilliporeSigmaR8758
Teklad辐照全球无大豆蛋白挤压啮齿动物饲料inotivco2920X
Orbitrap Fusion三合一质谱仪Thermo Scientific--
Dionex UltiMate 3000二元RSLCnano系统Thermo Scientific--
抗FLAG抗体Proteintech66008-4-Ig; 20543-1-AP
抗LDLR抗体Proteintech10785-1-AP
抗LDLRAP1抗体Proteintech66932-2-Ig
抗APOB抗体Proteintech20578-I-AP
抗APOE抗体Proteintech66830-I-Ig
抗HMGCR抗体Proteintech13533-1-AP
抗His抗体Proteintech10001-0-AP; 66005-1-Ig
LILRB1/CD85j兔单克隆抗体Cell Signaling Technology78144
抗LILRB1抗体Abcamab238145
抗SQLE抗体Santa Cruz Biotechnologysc-271651
抗GAPDH抗体Santa Cruz Biotechnologysc-32233
抗小鼠二抗CytivaNA9311ML
抗兔二抗CytivaNA9341ML
抗FLAG抗体Sigma-AldrichF1804
抗LDLR抗体R&DAF2148
抗LDLRAP1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-514263
驴抗山羊二抗InvitrogenA32849
驴抗小鼠二抗InvitrogenA32773
驴抗兔二抗InvitrogenA-21206
APC标记Annexin VBioLegend640941
APC抗人CD85j抗体BioLegend333720
APC小鼠IgG2b, κ同型对照抗体BioLegend400322
PE抗人CD85j抗体BioLegend333708
PE小鼠IgG2b, κ同型对照抗体BioLegend400314
APC抗人CD138抗体BioLegend352308
PE抗人CD138抗体BioLegend352306
PE抗Apo E抗体BioLegend803405
MTS检测试剂盒Promega--
碘化丙啶溶液----
Thermo Vanquish超高效液相色谱系统Thermo Scientific--
Fortis SpeedCore PFP色谱柱Fortis--
Thermo Orbitrap Fusion Lumos三合一质谱仪Thermo Scientific--
BODIPY 665/676脂质过氧化传感器Thermo Fisher Scientific--
BODIPY 581/591 C11脂质过氧化传感器Thermo Fisher Scientific--
脂质过氧化(MDA)检测试剂盒Abcamab233471
去蛋白样本制备试剂盒Abcamab204708
pHrodo Red标记LDLThermo Fisher ScientificL34356
总胆固醇检测试剂盒CELL BIOLABS, INC.STA-390
人辅酶Q10 ELISA试剂盒NovusNBP3-21147
NuPAGE 4–12% Bis-Tris蛋白凝胶Invitrogen--
硝酸纤维素膜Bio-Rad--
Bradford蛋白浓度测定试剂盒Bio-Rad--
ANBL-6细胞系MilliporeSigmaSCC429

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
LILRB1敲低/过表达MM细胞体内模型
细胞系(ARP-1、MOLP-8、MM.1R)、注射细胞数(2×10^6)、注射途径(尾静脉)、小鼠性别(ARP-1雄性,MOLP-8/MM.1R雌性)、NSG小鼠周龄(6-8周)、终点指标(后肢瘫痪)
阅读提示:Methods 'MM mouse models'小节及Fig. 2图注
铁死亡诱导剂处理体外实验
RSL3浓度(400 nM)和处理时间(脂质过氧化4h,细胞死亡10h)、FIN56浓度(15 µM)和时间(18h/24h)、AA浓度(75 µM)和时间(4h/10h)、erastin浓度(文中未明确说明)
阅读提示:Fig. 3图注及Methods 'Detection of cell death'小节
LDL/胆固醇摄取检测
无FBS培养24h、pHrodo Red-LDL稀释比例(1:500)和孵育时间(2h)、LDL浓度梯度(0、15、30、45 µg/ml)、胆固醇浓度梯度(0、5、10、20 µM)
阅读提示:Methods 'LDL uptake assay by labeled LDL and flow cytometry'和'Detection of extracellular and intracellular LDL/cholesterol'小节及Fig. 4、Fig. 5图注
Co-IP与LC-MS/MS鉴定LILRB1相互作用蛋白
使用抗体(抗LILRB1或抗IgG)、细胞裂解液来源(ARP-1)、质谱仪器型号和数据分析参数(FDR 1% strict/5% relaxed)
阅读提示:Methods 'Mass spectrum analysis'小节及Fig. 4图注
角鲨烯和CoQ10检测
HPLC-MS色谱柱(Fortis SpeedCore PFP)、流动相、流速(300 mL/min)、质谱监测离子(squalene 411.3985 m/z, squalene-d6 417.4362 m/z)、同位素示踪13C6-葡萄糖孵育24h
阅读提示:Methods 'Analysis of squalene by HPLC-MS'和'Analysis of Squalene and CoQ10 by UHPLC-HRMS'小节及Fig. 7图注