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为探究 JAK2V617F环境下核酸感应通路作用,研究人员用 ON-GNPs 处理细胞,发现其可调节相关通路,为 Ph-MPNs 治疗提供新方向。
在医学研究的广阔领域中,血液疾病一直是科研人员重点攻克的难题。费城染色体阴性骨髓增殖性肿瘤(Philadelphia chromosome-negative myeloproliferative neoplasms,Ph-MPNs)就是这样一种令人棘手的疾病,它属于克隆性造血干细胞紊乱病症,特点是骨髓细胞过度生成,对细胞因子信号反应缺失,还伴随着基因组不稳定以及细胞质中核酸积累。
正常情况下,人体的免疫系统如同精密的防御堡垒,其中 Toll 样受体(Toll-like receptors,TLRs)家族,尤其是 TLR9,能识别病原体和内源性核酸,在先天免疫和适应性免疫中发挥关键作用。还有受体晚期糖基化终产物(receptor for advanced glycation end products,RAGE),它能帮助核酸进入细胞,激活免疫反应。另外,环鸟苷酸 - 腺苷酸合成酶(cyclic GMP-AMP synthase,cGAS)- 干扰素基因刺激蛋白(stimulator of interferon genes,STING)通路,也在检测细胞质 DNA、启动免疫反应中至关重要。然而,在 Ph-MPNs 患者体内,这些正常的免疫机制被打乱了。JAK2V617F突变让 JAK2 蛋白持续激活,不仅影响造血功能,还干扰免疫细胞功能和细胞因子生成,引发慢性炎症,推动疾病进展。
为了深入了解这些复杂的机制,找到治疗 Ph-MPNs 的新方法,来自伊斯坦布尔大学(Istanbul University)的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们把目光聚焦在寡核苷酸 - 金纳米颗粒结合物(oligonucleotide-gold nanoparticle conjugates,ON-GNPs)上,这种结合物稳定性好、能高效进入细胞,或许可以调节核酸感应通路,成为治疗 Ph-MPNs 的新希望。相关研究成果发表在《Immunogenetics》杂志上。
研究人员开展这项研究运用了多种关键技术方法。细胞培养技术方面,使用了携带不同 JAK2V617F等位基因的人红白血病细胞系(HEL)、人巨核细胞白血病细胞系(SET-2)和人慢性髓性白血病细胞系(K562),并在特定培养基中培养。mRNA 提取和实时定量逆转录聚合酶链反应(real-time quantitative RT-PCR)技术,用于分析关键基因的表达水平。还有流式细胞术,能够检测细胞表面和细胞质中 RAGE 和 TLR9 的表达。另外,通过 LEGENDplex? Human Inflammation Panel-1 检测细胞培养上清液中细胞因子的浓度。
研究结果主要从以下几个方面展开:
- 炎症相关基因的延迟激活:研究人员用靶向野生型 JAK2、JAK2V617F的 ON-GNPs 和对照序列处理细胞后发现,在处理后的前 24 小时,TLR9 的表达相对稳定,但在 24 - 48 小时显著增加,72 小时又回到基线水平,其中 SET2 细胞的变化最为明显。IRF7 的表达在早期变化不大,24 - 48 小时显著增加,72 小时恢复正常,JAK2V617F - GNPs 能让 HEL 和 SET2 细胞中的 IRF7 表达大幅提高。NFKB1 的表达在短时间处理时没变化,24 小时显著增加,72 小时又下降,不同细胞系对其表达的变化存在差异。
- cGAS-STING 通路的延迟激活:延长 ON-GNPs 处理时间至 72 小时,所有细胞系的 cGAS 表达都显著增加,但不同细胞系对不同处理的反应不同。STING 的表达大多不受影响,只在部分细胞系和特定处理条件下有变化。TBK1 表达总体稳定,IRF3 表达在不同细胞系和处理时间下呈现出不同的变化趋势。JAK2 的表达在处理后先被抑制,然后在部分细胞系中出现上调。
- 对 TLR9 和 RAGE 受体的影响:通过流式细胞术分析发现,用 JAK2 和 JAK2V617F - GNPs 处理 HEL 细胞后,细胞质中 TLR9 的表达以及细胞表面和细胞质中 RAGE 的蛋白水平在短期(2 小时)和长期(24 小时)刺激下都没有明显变化,这表明 TLR9 的调节机制可能不依赖 RAGE 介导的途径。
- 对炎症细胞因子的影响:研究人员检测了 HEL 和 SET2 细胞培养上清液中多种细胞因子的浓度,发现 ON-GNPs 处理后,HEL 细胞培养上清液中的 IL-8 水平显著升高,在 48 小时达到峰值,SET2 细胞的细胞因子谱也呈现出相应变化。
研究结论和讨论部分指出,这项研究揭示了 ON-GNPs 可以调节核酸感应通路,在短期抑制炎症信号,长期则诱导 TLR9 和 IRF7 激活。IRF7 在 JAK2V617F阳性的 HEL 和 SET2 细胞中显著上调,与 IL-8 分泌增加相关,反映了不同类型 Ph-MPNs 的炎症差异。cGAS/STING 通路在不同细胞系中的调节机制复杂,ON-GNPs 对其有间接调节作用。此外,ON-GNPs 调节 IL-8 等细胞因子的能力,显示出其在治疗 Ph-MPNs 炎症和增殖方面的潜力。
总的来说,该研究首次建立了 IRF7 与 MPNs 病理生理之间的联系,证明了 ON-GNPs 调节关键炎症通路的潜力,为基于 ON-GNPs 的疗法奠定了基础,有望为 Ph-MPNs 患者带来新的治疗方案,开启精准治疗的新篇章。
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