《Cell Communication and Signaling》:Decursin induces FLT3-ITD acute myeloid leukemia cell apoptosis by increasing the expression of the ubiquitin-conjugase UBE2L6
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为解决 FLT3 -ITD 突变型急性髓系白血病(AML)治疗难题,成都中医药大学等机构研究人员开展 Decursin 治疗 FLT3 -ITD AML 的研究。结果发现 Decursin 可诱导癌细胞凋亡,且与 Venetoclax 有协同作用,为相关治疗提供新策略。
白血病,一直以来都是威胁人类健康的重大疾病,其中急性髓系白血病(AML)尤为棘手。FLT
3 (Fms 相关受体酪氨酸激酶 3)基因内部串联重复序列突变(FLT
3 -ITD)在 AML 患者中较为常见,约 25% 的 AML 患者携带这种突变 ,它会导致患者预后较差,复发率高。目前,针对 FLT
3 -ITD 阳性 AML 的治疗主要依赖 FLT
3 靶向抑制剂,然而这些抑制剂存在诸多问题。第一代抑制剂如 Midostaurin 和 Sorafenib,会非选择性地靶向多种激酶,产生脱靶效应和不良反应;第二代抑制剂如 Quizartinib、Gilteritinib 和 Crenolanib,虽然特异性有所提高,但单药治疗时抗白血病活性有限且短暂,还容易因二次突变或信号补偿产生耐药性。因此,寻找新的治疗策略迫在眉睫。
为了解决这些难题,成都中医药大学附属医院、成都中医药大学医学技术学院等机构的研究人员展开了深入研究。他们将目光聚焦在一种从当归(Angelica gigas Nakai)根中提取的天然产物
Decursin 上,探究其对 FLT
3 -ITD AML 的治疗效果。研究成果发表在《Cell Communication and Signaling》杂志上。
研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,利用多种携带不同突变的细胞系,如 MV4-11、MOLM-13 等,通过细胞活力检测、细胞周期和凋亡检测、蛋白质印迹(Western blot)等技术,研究 Decursin 对细胞的影响;在动物实验方面,构建了小鼠异种移植模型和患者来源的异种移植(PDX)模型,通过体内成像和对相关组织细胞的检测,评估 Decursin 的体内治疗效果;此外,还进行了蛋白质组学分析、实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)等实验,从分子水平探究 Decursin 的作用机制。
Decursin 优先抑制 FLT3 -ITD 阳性 AML 细胞增殖 :研究人员用 Decursin 处理多种 AML 细胞系,发现它对 FLT
3 -ITD 阳性的 MV4-11 和 MOLM-13 细胞活力抑制作用显著,IC
50 值分别为 26.81 μM 和 33.66 μM,而对 FLT
3 -ITD 阴性细胞几乎无影响。进一步研究发现,Decursin 还能抑制 FLT
3 -ITD 阳性细胞的克隆形成能力,表明其对这类细胞具有优先细胞毒性。
Decursin 诱导 FLT3 -ITD AML 细胞周期阻滞 :通过分析细胞内 DNA 含量,发现 Decursin 可使 FLT
3 -ITD 阳性细胞周期阻滞在 G
0 /G
1 期,同时降低细胞周期相关蛋白 Cyclin E2、Cyclin E1、Cyclin D1 以及细胞周期蛋白依赖性激酶 4 和 6(CDK4、CDK6)的表达,增加 P21 表达,而对 FLT
3 -ITD 阴性细胞影响较小。
Decursin 促进 FLT3 -ITD AML 细胞凋亡 :在 MV4-11 和 MOLM-13 细胞中,Decursin 呈剂量依赖性诱导细胞凋亡,同时降低 Caspase3 和 PARP1 表达,增加其裂解形式表达。但对 FLT
3 -ITD 阴性细胞,高浓度 Decursin 仅轻微诱导 HL-60 细胞凋亡,对 THP-1 细胞无明显作用。
Decursin 降低 FLT3 -ITD 蛋白水平 :蛋白质组学分析显示,Decursin 处理 MV4-11 细胞后,FLT
3 水平显著下降,同时其下游蛋白如 STAT5、AKT、ERK 的磷酸化水平以及下游靶蛋白 C-MYC 和 PIM1 表达也降低。而在 FLT
3 -ITD 阴性的 HL-60 细胞中,Decursin 对 FLT
3 通路影响不一致。这表明 Decursin 对 FLT
3 -ITD 阳性细胞增殖的抑制与 FLT
3 -ITD 水平降低及其下游通路抑制有关。
Decursin 通过蛋白酶体途径降解 FLT3 -ITD :RT-qPCR 结果显示,Decursin 不影响 FLT
3 mRNA 水平,说明其可能在转录后水平调控 FLT
3 -ITD 表达。用蛋白酶体抑制剂 MG132 和自噬抑制剂 CQ 处理细胞后发现,MG132 可抑制 Decursin 诱导的 FLT
3 -ITD 降解,表明该过程由蛋白酶体途径介导。进一步实验证实,Decursin 可加速 FLT
3 -ITD 蛋白周转,降低其稳定性。
Decursin 诱导的细胞凋亡与 UBE2L6 增加有关 :研究人员检测相关基因 mRNA 水平,发现 Decursin 处理后 UBE2L6(一种 E2 泛素结合酶)mRNA 水平显著升高。敲低 UBE2L6 后,Decursin 诱导的细胞增殖抑制、凋亡以及 FLT
3 -ITD 降解和下游通路抑制均得到缓解,表明 UBE2L6 在 Decursin 诱导的 FLT
3 -ITD 降解中起关键作用。
Decursin 在体内对 AML 有效 :在小鼠 AML 模型中,Decursin 显著抑制白血病进展,延长小鼠生存时间,降低外周血、脾脏和骨髓中白血病细胞比例,减少骨髓中白血病细胞分布。在 PDX 模型中也得到类似结果,证实了 Decursin 在体内的抗白血病活性。
Decursin 在原发性 AML 细胞中的作用 :在 FLT
3 -ITD 患者的原发性样本中,Decursin 可诱导细胞凋亡,且对野生型原发性细胞和健康人外周血单个核细胞(PBMCs)无明显影响。同时,Decursin 可诱导 FLT
3 -ITD 原发性细胞中 UBE2L6 升高,抑制 FLT
3 -ITD 下游通路。
Decursin 协同增强 Venetoclax 诱导的细胞凋亡 :研究发现,Decursin 与 BCL-2 抑制剂 Venetoclax 联合使用,可协同抑制 MV4-11 和 MOLM-13 细胞增殖,促进细胞凋亡。机制研究表明,联合治疗可下调抗凋亡蛋白 MCL-1 表达,可能与 Decursin 抑制 STAT5 激活有关。
研究结论表明,Decursin 可通过增加 UBE2L6 表达,降解 FLT
3 -ITD,优先诱导 FLT
3 -ITD 阳性 AML 细胞凋亡,在临床前 AML 小鼠模型中具有抗白血病活性,且与 Venetoclax 联合有协同作用。这为开发针对 FLT
3 -ITD 的靶向药物提供了新方向,有望成为 AML 治疗的新策略。然而,目前仍存在一些问题,如 Decursin 与 UBE2L6 是否存在直接相互作用影响其结合底物的能力尚不明确,且现有小鼠模型难以完全模拟 FLT
3 -ITD 阳性白血病的发病机制,未来需要进一步研究解决这些问题,推动 Decursin 从基础研究走向临床应用。
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