阻断lncRNA-DOT1L-LAMP5轴增强自噬并促进MLL融合蛋白降解

Blockade of the lncRNA-DOT1L-LAMP5 axis enhances autophagy and promotes degradation of MLL fusion proteins

作者信息Tian-Qi Chen, Heng-Jing Huang, Shun-Xin Zhu, Xiao-Tong Chen, Ke-Jia Pu, Dan Wang, Yan An, Jun-Yi Lian, Yu-Meng Sun, Yue-Qin Chen, Wen-Tao Wang
PMID38374003
发布时间2024-02-19
DOI10.1186/s40164-024-00488-5

实验完整度

体外细胞实验、原代细胞实验、体内异种移植模型及多种分子机制验证(ChIRP、ChIP、RNA pull-down、FISH/IF等)

主要模型

MLL白血病细胞系(THP1、MOLM-13、MV4-11) MLL白血病患者原代细胞 NOD/SCID小鼠异种移植模型

重点核对

细胞系:THP1、MOLM-13、MV4-11,培养条件:RPMI-1640或IMDM+10%FBS,37°C,5% CO2 siRNA敲低LAMP5-AS1和LAMP5,Neon转染系统 慢病毒shRNA建立稳定敲低(pGreenPuro载体) 皮下或尾静脉注射2×10^6个细胞,每组10只小鼠 自噬抑制剂巴弗洛霉素A1处理浓度25nM,时间12小时

摘要

混合谱系白血病(MLL)融合基因由染色体易位引起,是白血病的主要致癌驱动因素。由于MLL重排多样且特征复杂,目前的治疗策略往往导致MLL白血病预后不良。因此,迫切需要寻找针对MLL重排血液恶性肿瘤的新治疗靶点。方法:采用qRT-PCR、western blot和Spearman相关性分析验证LAMP5-AS1对LAMP5表达的调控。通过体外和体内实验评估LAMP5-AS1在MLL白血病细胞存活中的功能相关性。利用染色质RNA纯化(ChIRP)实验、RNA pull-down实验、染色质免疫沉淀(ChIP)、RNA荧光原位杂交(FISH)和免疫荧光阐明LAMP5-AS1、DOT1L和LAMP5基因座之间的关系。通过LC3B斑点、透射电子显微镜(TEM)观察自噬溶酶体以及自噬流中的mRFP-GFP-LC3斑点评估LAMP5-AS1对自噬的调控。结果:该研究表明LAMP5-AS1在促进MLL白血病细胞存活中起关键作用。LAMP5-AS1作为一种新的自噬抑制因子,保护MLL融合蛋白免受自噬降解。敲低LAMP5-AS1显著诱导MLL白血病细胞系和原代细胞凋亡,并在体内延长小鼠生存期。机制上,LAMP5-AS1招募H3K79组蛋白甲基转移酶DOT1L至LAMP5基因座,直接激活LAMP5表达。重要的是,阻断LAMP5-AS1-LAMP5轴可通过增强MLL融合蛋白的降解来抑制其表达。结论:这些发现强调了LAMP5-AS1通过调控自噬通路在MLL白血病进展中的重要性。此外,本研究揭示了新的lncRNA-DOT1L-LAMP5轴作为降解MLL融合蛋白的有前景的治疗靶点。

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
LAMP5-AS1是否通过调控自噬影响MLL白血病细胞存活,并成为潜在治疗靶点?
核心机制
LAMP5-AS1与DOT1L相互作用,促进H3K79甲基化修饰LAMP5基因座,上调LAMP5表达,LAMP5抑制自噬,从而保护MLL融合蛋白免受自噬降解。
主要证据
敲低LAMP5-AS1诱导细胞凋亡和自噬,降低MLL融合蛋白水平;ChIRP和FISH实验证明LAMP5-AS1与DOT1L共定位于LAMP5基因座;体内实验显示敲低抑制肿瘤生长并延长小鼠生存期。
研究意义
揭示LAMP5-AS1-DOT1L-LAMP5轴为降解MLL融合蛋白提供了新策略,可能成为MLL白血病治疗靶点。

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

验证LAMP5-AS1对细胞凋亡和MLL融合蛋白的影响

确定LAMP5-AS1是否调控MLL白血病细胞存活和MLL融合蛋白水平。

使用siRNA或shRNA敲低LAMP5-AS1,通过流式细胞术检测细胞凋亡,通过western blot检测MLL融合蛋白水平,并通过qRT-PCR检测mRNA水平。

2

体内验证LAMP5-AS1敲低对白血病进展的影响

评估LAMP5-AS1敲低在体内的抗白血病效果。

将sh-LAMP5-AS1或sh-NC转染的细胞皮下或尾静脉注射NOD/SCID小鼠,监测肿瘤生长和存活,并分析器官中的白血病细胞浸润。

3

验证LAMP5-AS1对LAMP5表达的调控

确认LAMP5-AS1是否调控LAMP5表达及两者表达相关性。

通过qRT-PCR和western blot检测敲低或过表达LAMP5-AS1后LAMP5的mRNA和蛋白水平,并进行Spearman相关性分析。

4

阐明LAMP5-AS1与DOT1L结合并调节H3K79甲基化的机制

确定LAMP5-AS1是否通过DOT1L调节LAMP5基因座H3K79甲基化。

通过RNA pull-down和ChIRP验证LAMP5-AS1与DOT1L结合,用ChIP检测LAMP5基因座H3K79me2/3水平,并用FISH/IF观察共定位。

5

验证LAMP5-AS1-LAMP5轴对自噬和MLL融合蛋白降解的影响

确认LAMP5-AS1通过调控自噬影响MLL融合蛋白降解。

敲低LAMP5-AS1或LAMP5,检测LC3B斑点、自噬溶酶体形成、LC3B-II蛋白水平,并用mRFP-GFP-LC3检测自噬流,同时用巴弗洛霉素A1处理验证MLL融合蛋白降解依赖自噬。

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HyClone--
IMDM培养基HyClone--
胎牛血清HyClone--
TRIzol试剂盒Thermo Fisher--
PrimeScript RT试剂盒TakaraDDR047A
SYBR Premix ExTaq实时PCR试剂盒Takara--
Neon转染系统Invitrogen--
pGreenPuro shRNA克隆和表达载体System Biosciences--
pSIH1-H1-siLuc-copGFP----
pCDH-CMV-MCS-EF1-Puro真核表达载体----
RIPA裂解液Beyotime Biotechnology--
Halt蛋白酶抑制剂混合物Thermo Fisher--
MLL1抗体BETHYLA300-086A-3
LC3B抗体SigmaL7543
LAMP5抗体SigmaA78501
β微管蛋白抗体Invitrogen32-2600
β-肌动蛋白抗体SigmaA2228
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
DOT1L抗体CST90878S
H3抗体AbcamAb1791
H3K79me2抗体AbcamAb3594
H3K79me3抗体AbcamAb2621
IgG抗体CST3900
山羊抗小鼠IgG HRPThermo FisherH10007
山羊抗兔IgG HRPThermo FisherA18903
山羊抗兔IgG H&L DyLight 594Abcamab96885
山羊抗兔IgG H&L DyLight 647Abcamab150115
Pierce磁性RNA-蛋白质pull-down试剂盒Thermo Fisher--
Magna ChIP G染色质免疫沉淀试剂盒Merck Millipore17-611
Ribo荧光原位杂交试剂盒RiboBio--
Cy3标记LAMP5-AS1 FISH探针混合物RiboBio--
DIG High Prime DNA标记和检测试剂盒IIRoche--
DIG-FITCAbcamab119349
Zeiss7 DUO NLO共聚焦激光显微镜Carl Zeiss--
JEM1400电子显微镜JEOL--
抗LC3B抗体Novus Biologicals--
Annexin V/FITC和碘化丙啶(PI)Lianke--
BD FACSCelesta分析仪BD Biosciences--
mRFP-GFP-LC3质粒----

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
细胞培养与转染
细胞系来源、培养条件、转染方法、siRNA和shRNA序列
阅读提示:Methods中Cell isolation and culture和RNA interference and lentivector expression systems部分
凋亡实验
凋亡检测试剂、细胞处理时间、流式细胞仪型号
阅读提示:Methods中Flow cytometric analysis部分和Figure 1图注
体内实验
小鼠品系、年龄、性别、细胞数量、注射途径、观察时间、实验分组
阅读提示:Methods中Animal model部分和Figure 2图注
自噬检测
LC3B抗体、TEM操作、mRFP-GFP-LC3使用、巴弗洛霉素A1浓度和时长
阅读提示:Methods中Transmission electron microscopy、Flow cytometric analysis和Figure 5-7图注