靶向CDK7的THZ1抑制STAT转录活性并使T细胞淋巴瘤对BCL2抑制剂敏感

THZ1 targeting CDK7 suppresses STAT transcriptional activity and sensitizes T-cell lymphomas to BCL2 inhibitors.

作者信息Florencia Cayrol, Pannee Praditsuktavorn, Tharu M Fernando, Nicholas Kwiatkowski, Rosella Marullo, M Nieves Calvo-Vidal, Jude Phillip, Benet Pera, Shao Ning Yang, Kaipol Takpradit, Lidia Roman, Marcello Gaudiano, Ramona Crescenzo, Jia Ruan, Giorgio Inghirami, Tinghu Zhang, Graciela Cremaschi, Nathanael S Gray, Leandro Cerchietti
PMID28134252
发布时间2017-01-30
DOI10.1038/ncomms14290

实验完整度

高

包含FDA药物库细胞筛选、多细胞系、患者组织IHC、RNA-seq、ChIP、离体原代培养及两种异种移植模型功能验证

主要模型

PTCL细胞系OCI-Ly12、OCI-Ly13.2等六种PTCL细胞系 293T细胞 PTCL-NOS与ALCL-ALKneg患者组织样本 OCI-Ly12与OCI-Ly13.2异种移植小鼠模型

重点核对

THZ1处理浓度500 nM及时间点3、6、12、24 h STAT3与JAK1突变状态(STAT3 Y640F/D66I、JAK1 L910P) THZ1与obatoclax联合给药方案及剂量 RNA-seq差异表达基因q值/FDR阈值 异种移植模型肿瘤体积AUC与给药剂量

摘要

外周T细胞淋巴瘤(PTCL)是侵袭性疾病,对化疗反应差,生存率极低。寻找有效靶向PTCL生物学特征的策略是迫切需求。本文报告PTCL对转录靶向药物敏感,尤其是对细胞周期蛋白依赖性激酶7(CDK7)的共价抑制剂THZ1敏感。即使携带激活性STAT3突变Y640F的PTCL细胞,其STAT信号通路也对THZ1高度敏感。在突变细胞中,CDK7抑制降低STAT3染色质结合以及高转录靶基因如MYC、PIM1、MCL1、CD30、IL2RA、CDC25A和IL4R的表达。在存活细胞中,THZ1降低STAT调控的抗凋亡BH3家族成员MCL1和BCL-XL的表达,使PTCL细胞对BH3模拟药物敏感。因此,THZ1与BH3模拟药物obatoclax联合在原发性PTCL离体培养和两个STAT3突变PTCL异种移植模型中改善淋巴瘤生长控制,为这些患者勾画了潜在的靶向药物联合治疗选择。

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
外周T细胞淋巴瘤(PTCL)是否存在可靶向的共同转录依赖通路,以及CDK7抑制能否作为治疗策略。
核心机制
CDK7活性维持STAT(STAT3、STAT1、STAT5)依赖的转录程序,THZ1抑制CDK7降低STAT3染色质结合及STAT靶基因(MYC、MCL1、BCL-XL等)表达,使存活细胞对BH3模拟药物敏感。
主要证据
PTCL细胞系药物筛选、RNA-seq、Q-ChIP、免疫共沉淀、STAT报告基因、原代ALCL离体培养及OCI-Ly12和OCI-Ly13.2异种移植模型显示THZ1与obatoclax联合增强抗淋巴瘤效果。
研究意义
为具有IL或突变驱动STAT程序激活的PTCL患者提出以CDK7抑制为基础联合BCL2抑制剂的潜在靶向治疗选择。

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

FDA批准药物库筛选

鉴定PTCL中具有抗增殖活性的药物及通路

在OCI-Ly12等PTCL细胞系中以三种浓度处理48 h,检测增殖抑制并扩展至其他细胞系计算GI50

2

CDK7靶点验证与凋亡检测

验证CDK7为PTCL治疗靶点并观察THZ1诱导凋亡

使用THZ1及对照物THZ1-R检测GI50,免疫印迹检测RNA POL2磷酸化,检测细胞死亡、PARP切割和caspase活性

3

STAT通路与转录调控分析

确定THZ1对STAT3转录程序及染色质结合的影响

RNA-seq、qRT-PCR、免疫印迹、STAT报告基因、免疫共沉淀和Q-ChIP检测STAT3及靶基因MYC

4

STAT1/STAT5及选择性STAT3抑制比较

比较THZ1与选择性STAT3抑制剂对STAT家族的影响

使用S31-201和cryptotanshinone处理细胞,检测STAT DNA结合活性及STAT1/STAT5磷酸化

5

BH3模拟药物联合及体内验证

评估THZ1与BH3模拟药物联合的协同效果

在PTCL细胞系、原代ALCL离体培养和两种异种移植模型中检测THZ1与obatoclax等联合效果

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----
Iscove改良Dulbecco培养基----
DMEM培养基----
CellTiter Blue试剂Promega--
Synergy4酶标仪Biotek--
CompuSyn软件Biosoft--
Caspase-Glo 3/7检测试剂盒Promega--
兔抗CDK7抗体Cell Signaling Technology2090
兔抗RNA Pol-2抗体Santa Cruz BiotechnologySC-899
兔抗磷酸化Ser2 RNA Pol-2抗体Bethyl LabA300-654A
兔抗磷酸化Ser5 RNA Pol-2抗体Bethyl LabA300-655A
兔抗PARP-1抗体Santa CruzSC-7150
兔抗STAT3抗体Cell Signaling Technology9132
兔抗磷酸化STAT3(Tyr705)抗体Cell Signaling Technology9131
兔抗磷酸化STAT3(Ser727)抗体Cell Signaling Technology9134
兔抗STAT1抗体Cell Signaling Technology9175
兔抗磷酸化STAT1(Tyr701)抗体Cell Signaling Technology9167
兔抗STAT5抗体Cell Signaling Technology9363
兔抗磷酸化STAT5(Tyr694)抗体Cell Signaling Technology9359
兔抗JAK1抗体Cell Signaling Technology3344
兔抗JAK2抗体Cell Signaling Technology3230
兔抗JAK3抗体Cell Signaling Technology8827
鼠抗MYC抗体Santa CruzSC-40
鼠抗MCL1抗体Santa CruzSC-12756
鼠抗BCL2抗体Santa CruzSC-7382
兔抗BCL-XL抗体Cell Signaling Technology2764
兔抗BAX抗体Cell Signaling Technology2772
兔抗BAK抗体Cell Signaling Technology3814
兔抗JUND抗体Cell Signaling Technology5000
兔抗TYK2抗体Santa CruzSC-169
兔抗Cyclin D1抗体Cell Signaling Technology2978
兔抗Cyclin E1抗体Cell Signaling Technology4129
兔抗Cyclin E2抗体Cell Signaling Technology4132
兔抗Cyclin B1抗体Cell Signaling Technology4138
鼠抗Cyclin A2抗体Cell Signaling Technology4656
鼠抗β-actin抗体Sigma-AldrichAC-74
山羊抗鼠IgG-HRPSanta CruzSC-2005
抗兔IgG-HRPSanta CruzSC-2004
TRIzol试剂Invitrogen--
RNeasy Micro试剂盒Qiagen--
Agilent 2,100生物分析仪Agilent Technologies--
TruSeq RNA样本制备试剂盒Illumina--
Illumina HiSeq2500测序仪Illumina--
Verso cDNA合成试剂盒Thermo scientific--
7,900 HT快速实时PCR系统Applied Biosystems--
蛋白A琼脂糖珠----
抗STAT3抗体Santa CruzSC-482
抗CDK7抗体Santa CruzSC-7344
IgG对照Santa Cruz--
STAT转录因子检测试剂盒Active Motif--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo scientific--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
聚乙烯亚胺Polysiciences--
基质胶BD biosciences--
NOD-SCID小鼠Taconic farms--
GraphPad PRISM 4.0软件GraphPad Software--
STAR----
edgeR----

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
药物筛选与细胞活力检测
药物浓度(10、1 μM、100 nM)、处理时间48 h、三次重复及检测方法
阅读提示:Methods 'Compound testing'与Figure 1图注
CDK7靶点验证
THZ1与THZ1-R浓度、处理时间及CDK7C312S突变构建
阅读提示:Results第一部分与Supplementary Fig. 1
RNA-seq分析
THZ1 500 nM处理3和6 h、三次重复、差异基因FDR阈值
阅读提示:Methods 'RNA-sequencing'与Figure 3图注
Q-ChIP与免疫共沉淀
THZ1 500 nM处理2 h、抗体用量、两次独立三次重复
阅读提示:Methods 'Co-immunoprecipitation'、'Q-ChIP'与Figure 4图注
联合用药与体内实验
THZ1与obatoclax剂量(10 mg/kg/day、2 mg/kg/day)、给药途径、随机分组及肿瘤体积AUC计算
阅读提示:Methods 'Mice experiments'与Figure 6g,h