糖皮质激素在侵袭性淋巴瘤中发挥治疗效力的分子靶点

Molecular targets of glucocorticoids that elucidate their therapeutic efficacy in aggressive lymphomas.

作者信息Jaewoo Choi, Michele Ceribelli, James D Phelan, Björn Häupl, Da Wei Huang, George W Wright, Tony Hsiao, Vivian Morris, Francesco Ciccarese, Boya Wang, Sean Corcoran, Sebastian Scheich, Xin Yu, Weihong Xu, Yandan Yang, Hong Zhao, Joyce Zhou, Grace Zhang, Jagan Muppidi, Giorgio G Inghirami, Thomas Oellerich, Wyndham H Wilson, Craig J Thomas, Louis M Staudt
PMID38701792
发布时间2024-05-13
DOI10.1016/j.ccell.2024.04.007

实验完整度

高

多细胞系体外模型、体内异种移植、患者来源异种移植及CRISPR筛选等多层级功能与机制验证。

主要模型

ABC DLBCL细胞系(HBL1、TMD8) GCB DLBCL细胞系(FL-318、DOHH2、SUDHL5) 伯基特淋巴瘤细胞系(Ramos) DLBCL异种移植模型(HBL1、FL-318)及患者来源异种移植模型

重点核对

CRISPR-Cas9全基因组筛选:Brunello sgRNA文库,prednisolone或CSKi处理,计算CSS 药物联合高通量筛选:Excess HSA评分,48小时细胞活力 CUT&RUN:prednisolone处理2h和18h,检测GR结合位点 RNA-seq:prednisolone处理0h、6h、24h,CSKi处理1h-24h 异种移植:HBL1和FL-318细胞皮下接种,肿瘤体积达150 mm3开始给药,n=4-5只/组

摘要

糖皮质激素已用于治疗淋巴瘤数十年,但其作用机制尚未确立。通过功能基因组学、蛋白质组学和化学筛选,我们发现糖皮质激素通过抑制B细胞受体(BCR)的致癌信号传导发挥作用,这是侵袭性B细胞恶性肿瘤(包括弥漫性大B细胞淋巴瘤和伯基特淋巴瘤)的一个反复出现的特征。糖皮质激素诱导糖皮质激素受体(GR)直接反式激活编码BCR稳定性负调控因子(LAPTM5;KLHL14)和PI3激酶通路(INPP5D;DDIT4)的基因。GR直接抑制CSK的转录,CSK是一种限制BCR近端Src家族激酶活性的激酶。CSK抑制通过过度激活Src家族激酶,触发其泛素化和降解,从而减弱淋巴瘤的组成性BCR信号传导。鉴于糖皮质激素可阻断致癌BCR信号传导,它们现在可以被合理地用于治疗BCR依赖的侵袭性淋巴瘤,并用于构建与BTK、PI3激酶、BCL2和CSK抑制剂的机制合理的联合方案。

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
糖皮质激素治疗淋巴瘤的分子作用机制是什么?
核心机制
糖皮质激素激活GR,直接反式激活LAPTM5、KLHL14、INPP5D、DDIT4等BCR负调控基因,并直接抑制CSK转录;CSK抑制导致Src家族激酶过度激活、泛素化及蛋白酶体降解,从而抑制BCR信号及下游NF-κB和PI3K通路。
主要证据
CRISPR筛选发现BCR通路组分失活增敏糖皮质激素;RNA-seq和CUT&RUN证实GR直接结合并调控靶基因;LAPTM5和CSK敲除/敲入实验验证功能;异种移植模型显示糖皮质激素与CSKi、venetoclax等联合增强抗肿瘤效果。
研究意义
阐明了糖皮质激素抗淋巴瘤的分子机制,为其合理纳入BCR依赖性侵袭性淋巴瘤的靶向联合方案提供了依据。

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

糖皮质激素与靶向药物的合成致死筛选

鉴定与糖皮质激素协同杀伤淋巴瘤的药物及基因。

在ABC和GCB DLBCL细胞系中进行prednisolone与MIPE化合物库的高通量联合筛选,计算Excess HSA;并进行全基因组CRISPR-Cas9筛选,鉴定调节糖皮质激素毒性的基因。

2

GR直接靶基因的鉴定

确定介导糖皮质激素毒性的GR直接转录靶点。

prednisolone处理细胞后进行RNA-seq和CUT&RUN,整合GR结合位点与表达变化数据,鉴定GR直接调控且影响prednisolone敏感性的基因。

3

LAPTM5介导BCR降解的功能验证

验证GR反式激活LAPTM5对BCR表达和信号的影响。

构建LAPTM5启动子区GRE/AP1结合位点敲除细胞,检测prednisolone对BCR亚基蛋白水平、表面表达和CD79A磷酸化的影响;并分析LAPTM5在DLBCL中的突变和肿瘤抑制功能。

4

CSK抑制的机制和功能验证

验证GR抑制CSK表达后对Src家族激酶和BCR信号的影响。

使用CSK敲除和CSK特异性抑制剂(CSKi)处理淋巴瘤细胞,检测细胞活力、信号通路磷酸化、Src家族激酶泛素化和降解,以及CSK抑制剂与糖皮质激素的协同作用。

5

体内联合治疗效果评估

评估糖皮质激素与CSKi、venetoclax等联合的体内抗肿瘤效果。

在HBL1和FL-318异种移植模型及患者来源异种移植模型中,给予地塞米松、CSKi、venetoclax等单药或联合,监测肿瘤生长。

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
Advanced RPMI 1640培养基Thermo Fisher Scientific12633012
胎牛血清R&D systemsS10350
青霉素-链霉素-谷氨酰胺Thermo Fisher Scientific10378016
高糖DMEM培养基Thermo Fisher Scientific11965092
MycoAlert支原体检测试剂盒LonzaLT07-318
泼尼松龙SelleckchemNSC-9900
地塞米松Millipore SigmaD2915
巴弗洛霉素A1SelleckchemS1413
MG132SelleckchemS2619
阿卡替尼SelleckchemS8116
库潘尼西SelleckchemS2802
依鲁替尼SelleckchemPCI-32765
维奈克拉SelleckchemGDC-0199
CSK抑制剂Advanced ChemblocksU103757
PP1类似物IV,3-IB-PP1Millipore Sigma529598
FITC抗人IgM抗体Biolegend314506
Alexa 647抗人CD79b抗体Biolegend341409
Amnis NFκB转位试剂盒CytekACS10000
磷酸化CD79A (Y182)抗体Cell Signaling Technology5173
GAPDH抗体Cell Signaling Technology5174
CD79B抗体Cell Signaling Technology96024
CD79A抗体Santa CruzSC-20064
IgM抗体Santa CruzSC-53347
LAPTM5抗体Novus BiologicalsNBP2-94465
磷酸化LYN (Y507)抗体Cell Signaling Technology2731
LYN抗体Santa CruzSC-7274
泛素抗体Santa CruzSC-8017
CSK抗体Cell Signaling Technology4980
磷酸化Src家族 (Y416)抗体Cell Signaling Technology6943
磷酸化SYK (Y352)抗体Cell Signaling Technology2717
SYK抗体Cell Signaling Technology80460
磷酸化BTK (Y551)抗体Cell Signaling Technology18805
BTK抗体Cell Signaling Technology56044
磷酸化AKT (S473)抗体Cell Signaling Technology4060
AKT抗体Cell Signaling Technology2920
磷酸化CD19 (Y531)抗体Cell Signaling Technology3571
CD19抗体Cell Signaling Technology3574
HCK抗体Cell Signaling Technology14643
KLHL14抗体MyBiosourceMBS710193
DDIT4 (REDD1)抗体Proteintech10638-1-AP
BLK抗体Cell Signaling Technology3262
FYN抗体Cell Signaling Technology4023
LCK抗体Cell Signaling Technology2787
SRC抗体Cell Signaling Technology2109
FGR抗体Cell Signaling Technology2755
c-Cbl抗体Cell Signaling Technology8447
Cbl-b抗体Cell Signaling Technology9498
磷酸化SHIP1 (Y1020)抗体Cell Signaling Technology3941
糖皮质激素受体抗体Cell Signaling Technology12041
兔IgG,HRP标记Cell Signaling Technology7074
鼠IgG,HRP标记Cell Signaling Technology7076
RNeasy Mini试剂盒Qiagen74104
TruSeq链特异性mRNA文库制备试剂盒Illumina20020594
CUTANA ChIC/CUT&RUN试剂盒Epicypher14-1048
CUTANA CUT&RUN文库制备试剂盒Epicypher14-1001
PTMScan泛素残基基序试剂盒Cell Signaling Technology5562
PTMScan磷酸化酪氨酸兔单抗试剂盒Cell Signaling Technology8803
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23225
CellTiter 96 AQueous One Solution细胞增殖实验(MTS)PromegaG3580
CellTiter-Glo发光细胞活力实验PromegaG7571
Caspase-Glo 3/7实验系统PromegaG8091
APC Annexin V凋亡检测试剂盒(含PI)Biolegend640932
TransIT-293转染试剂Mirus BioMIR 2704
Alt-R S.p. HiFi Cas9核酸酶Integrated DNA Technologies1081061
Alt-R Cas9电穿孔增强剂Integrated DNA Technologies1075915
Gibson组装克隆试剂盒New England biolabsE5510S
QuickChange定点突变试剂盒Agilent200518
Lenti-X浓缩试剂Takara631232
Dynabeads小鼠CD8 (Lyt 2)磁珠Thermo Fisher Scientific11447D
Neon转染系统Thermo Fisher ScientificMPK5000
Sony MA900流式细胞分选仪Sony Biotechnology--
Nextseq 2000测序仪Illumina--
Tecan Infinite 200 Pro酶标仪Tecan--
Echo 550声波液体处理器Beckman Coulter--
Viewlux成像仪PerkinElmer--
BD FACS Calibur流式细胞仪BD Biosciences--
Cytoflex S流式细胞仪Beckman Coulter--
Mini Trans-blot电泳转印槽Biorad1703930
ChemiDoc成像系统Biorad12003153
Q Exactive Orbitrap质谱仪Thermo Fisher Scientific--
UltiMate 3000 RSLCnano高效液相色谱系统Thermo Fisher Scientific--

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
药物联合高通量筛选
细胞系(HBL1、TMD8、DOHH2、FL-318)、药物浓度范围(5点1:4稀释)、处理时间48小时、Excess HSA评分方法
阅读提示:STAR Methods中“High-throughput drug combination screening”部分及Figure 1A
CRISPR-Cas9全基因组筛选
Brunello sgRNA文库、细胞系、prednisolone或CSKi浓度(IC50)、处理时间(prednisolone 8天,CSKi 14天)、生物学重复n=2
阅读提示:STAR Methods中“Genome-wide scale CRISPR-Cas9 screen”部分及Figure 1D、1E
RNA-seq
prednisolone浓度(10 μM或30 nM)、时间点(0h、6h、24h)、CSKi浓度500 nM、时间点(1h、3h、6h、24h)、生物学重复n=2
阅读提示:STAR Methods中“RNA-Seq and gene expression signatures”部分及Figure 2A、4F
CUT&RUN
prednisolone浓度(10 μM或30 nM)、时间点(2h、18h)、抗体(GR抗体、IgG对照)、生物学重复n=2(Ramos n=1)
阅读提示:STAR Methods中“CUT and RUN”部分及Figure 2C、3D、4A
异种移植联合治疗
细胞接种数量(HBL1和FL-318:10^7)、给药起始肿瘤体积(150 mm3)、药物剂量(地塞米松5 mg/kg腹腔注射每日;CSKi 50 mg/kg口服每日;venetoclax 50 mg/kg口服每日)、每组小鼠数n=4-5
阅读提示:STAR Methods中“Xenografts”部分及Figure 7A-7D