靶向寡糖基转移酶复合物:多发性骨髓瘤治疗的新曙光

《Molecular Therapy Oncology》:The oligosaccharyltransferase complex is an essential component of multiple myeloma plasma cells

【字体: 时间:2025年03月21日 来源:Molecular Therapy Oncology 5.3

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  多发性骨髓瘤(MM)难以治愈,研究发现寡糖基转移酶(OST)复合物是 MM 新靶点,抑制它联合硼替佐米或为 MM 治疗带来新希望。

  ### 多发性骨髓瘤现状与治疗困境
多发性骨髓瘤(Multiple Myeloma,MM)作为第二常见的血液系统恶性肿瘤,其特征为骨髓中恶性浆细胞克隆性增殖,进而导致异常免疫球蛋白大量产生。这些浆细胞过度增殖不仅使骨髓微环境发生改变,还引发了一系列严重的临床症状,如骨病变、高钙血症、贫血、免疫抑制以及多器官功能衰竭等。尽管当前治疗手段有所进步,但复发 / 难治性(RR)MM 仍然无法治愈,这迫切需要寻找新的治疗靶点和策略。

N - 糖基化与寡糖基转移酶复合物的作用


N - 糖基化是一种重要的蛋白质翻译后修饰,对分泌蛋白和膜结合蛋白的功能有着深远影响,其参与细胞信号传导、蛋白质折叠、降解、运输以及细胞间相互作用等多个关键过程。寡糖基转移酶(Oligosaccharyltransferase,OST)复合物在 N - 糖基化过程中发挥着核心作用,负责将聚糖转移到新生蛋白质上。哺乳动物细胞存在两种 OST 复合物,即 OST-A(催化亚基为 STT3A)和 OST-B(催化亚基为 STT3B),它们共享六个辅助亚基:RPN1、RPN2、OST4、DAD1、TMEM258 和 DDOST 。已有研究表明,OST 复合物表达异常与多种实体瘤相关,然而其在 MM 发病机制中的作用尚不明确。

OST 复合物在 MM 细胞中的表达特征


研究人员通过分析公共基因组数据发现,MM 细胞系和患者来源的细胞中,OST 复合物的所有共享亚基均呈高表达状态,且这种高表达与 RR MM 以及不良生存结局密切相关。在对 MM 患者转录组数据库的分析中发现,复发患者的 OST 复合物表达水平显著高于新诊断患者。进一步研究还发现,在 MM 疾病进展过程中,部分 OST 亚基如 DDOST、STT3B、RPN2 和 RPN1 的表达呈上升趋势。通过对正常组织的分析发现,OST 复合物在血细胞中的表达普遍高于其他组织,其中浆母细胞的表达最高。这些结果表明,OST 复合物可能是骨髓瘤细胞和浆细胞的共同脆弱点,并且高表达的 OST 复合物与 MM 患者的不良预后相关。

抑制 OST 复合物对 MM 细胞的影响


为探究 OST 复合物对 MM 细胞的影响,研究人员采用基因编辑和药物抑制两种方法。在基因编辑实验中,利用双报告系统删除 OST 复合物的共享亚基,结果显示,敲除这些亚基会导致 MM 细胞的生存和生长受到显著抑制,其中 DAD1 和 DDOST 敲除的影响最为明显。通过建立诱导敲除系统,发现敲除 DAD1 或 DDOST 会使 MM 细胞生长严重受阻,细胞周期停滞在 S 期的比例减少,同时凋亡细胞增多,这表明敲除这些基因具有强大的抗 MM 体外效应。

在药物抑制实验中,研究人员使用 NGI-1 抑制 OST 复合物。结果显示,MM 细胞对 NGI-1 高度敏感,无论 TP53 基因状态如何。NGI-1 处理 MM 细胞后,细胞生长受到抑制,细胞周期发生改变,G0/G1 期细胞积累,S 期细胞减少,并且随着处理时间延长,细胞死亡增加。此外,NGI-1 还能有效抑制 ITGB1 的 N - 糖基化,降低 DAD1、DDOST、STT3A 和 STT3B 的表达,减少全球表面和细胞内 N - 糖蛋白水平。对健康 CD34+细胞和人原代成纤维细胞的研究表明,NGI-1 对这些细胞的毒性相对较小。

联合抑制 OST 复合物与硼替佐米的协同效应


研究发现,NGI-1 可增加 MM 细胞中 XBP1 mRNA 的剪接,表明其能诱导内质网(ER)应激。而硼替佐米作为一种临床常用的蛋白酶体抑制剂,其作用机制之一是通过诱导过度的 ER 应激来触发细胞凋亡。基于此,研究人员推测联合使用 NGI-1 和硼替佐米可能具有协同消除 MM 细胞的作用。实验结果证实,联合治疗对 MM 细胞的抑制效果显著优于单一药物治疗,且这种协同效应在硼替佐米耐药的 MM 细胞系中同样存在。对原发性 MM 患者细胞的研究也发现,联合治疗能有效抑制细胞活力,降低硼替佐米的 GI50值,表明两者联合具有协同抑制作用。
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OST 复合物调节 MM 细胞的病理机制


通过对 MM 细胞进行 RNA 测序和蛋白质组学分析,研究人员发现抑制 OST 复合物会导致 MM 细胞中与细胞周期、代谢(如糖酵解和 mTORC1 信号通路)以及 NF-κB 通路相关的基因下调,同时上调与细胞凋亡、炎症和 TNF 信号通路相关的基因。进一步研究表明,OST 复合物通过 mTORC1 通路调节 MYC 的翻译。抑制 OST 复合物会导致 mTORC1 信号通路失活,减少 MYC 蛋白的表达,且这种调节并非通过影响 MYC mRNA 的稳定性或降解,而是通过改变其翻译过程实现的。

联合治疗在体内的效果


在体内实验中,研究人员利用皮下异种移植模型和播散性异种移植模型验证联合治疗的效果。在皮下异种移植模型中,敲除 DAD1 或 DDOST 能显著抑制 MM 肿瘤生长,延长荷瘤小鼠的生存期。联合使用 NGI-1 和硼替佐米治疗后,无论是对移植了 JJN3 细胞还是 JJN3-BortR 细胞的小鼠,肿瘤生长均受到明显抑制。在播散性异种移植模型中,联合治疗同样能有效抑制 MM 的进展,减少总生物发光指数、外周血人 λ 轻链浓度以及骨髓中人 CD138+细胞数量。这些结果表明,抑制 OST 复合物能使 MM 细胞对硼替佐米更敏感,联合治疗在体内具有显著的抗肿瘤效果。

OST 复合物与硼替佐米耐药相关基因的关系


研究发现,抑制 OST 复合物可显著下调与硼替佐米耐药相关的基因表达,这些基因在硼替佐米耐药细胞系中通常呈过表达状态。NGI-1 处理后,硼替佐米耐药细胞中的耐药相关基因表达明显降低,这为联合治疗的协同抗 MM 效应提供了理论依据。然而,关于 OST 复合物调节 MM 病理的具体机制,如对骨病变、归巢、迁移和转移等方面的影响,仍需进一步深入研究。

研究总结与展望


本研究首次提供了临床前证据,证明 OST 复合物是 MM 细胞的重要组成部分,其高表达与 MM 患者的不良预后相关。无论是基因编辑还是药物抑制 OST 复合物,都展现出强大的抗 MM 活性,并且联合硼替佐米治疗具有显著的协同效应。尽管目前对 NGI-1 的脱靶效应和潜在毒性了解有限,但该研究为 MM 的治疗提供了新的靶点和策略,有望为复发 / 难治性 MM 患者带来新的希望。未来,进一步深入研究 OST 复合物的作用机制以及开发更具特异性和安全性的抑制剂,将为 MM 的治疗开辟新的道路。

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