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TUhjnbcbe - 2023/10/9 17:53:00

撰文

Qi

#急性髓性白血病#(AML)是一种预后极差的侵袭性血液系统恶性肿瘤。尽管包括IDH1/2、BCL2抑制剂等靶向药物已获批用于AML的靶向治疗,但大多数患者还是会产生耐药性并伴随疾病复发,且迄今为止仍没有很好的解决办法。

年12月22日,来自纪念斯隆·凯特琳癌症中心的OmarAbdel-Wahab团队等多个团队在CancerCell杂志上合作发表ModulationofRNAsplicingenhancesresponsetoBCL2inhibitioninleukemia的文章,利用遗传筛选以确定对AML药物反应的基因组决定因素,证明RNA剪接因子XIAP的缺失或抑制剪接激酶家族CLK和DYRK可以增强对BCL2抑制剂维奈托克的反应,提供了一种克服BCL2抑制剂耐药性的策略。

为了确认对AML疗法产生反应的药物-基因相互作用,研究人员将包含靶向个基因的个sgRNA的全基因组CRISPR文库转导入人AML细胞系,在8天后对细胞施加获批AML治疗药物,并在第20天测定sgRNA丰度变化。在验证了几个先前表征的可介导耐药性的基因后,作者进一步对筛选中得分最高负命中进行GO分析,结果显示与RNA剪接和mRNA调控相关途径与维奈托克敏感相关。为了进一步确认这点,作者利用之前构建的靶向种RNA结合蛋白(RBP)功能域的个sgRNA进行CRISPR筛选,发现RNA剪接因子RBM10的功能丧失增强了对维奈托克治疗的敏感性。基于此,作者敲除了移植AML细胞的小鼠体内的RBM10,在维奈托克治疗的情况下,RBM10缺失减少了白血病负担并延长了生存期,同时不会影响正常的造血功能。

那么这种RBM10缺失后对维奈托克反应增强的分子机制是什么呢?作者首先从结构入手,发现其RNA结合域的重要性。随后,作者通过RNA-seq评估用维奈托克或DMSO处理的RBM10缺失的AML细胞的转录和剪接情况,能很明显的观察到外显子排除事件增加,尤其是凋亡抑制蛋白XIAP第一个外显子,于是作者在AML细胞中过表达XIAPFL(全长)或XIAPΔexon1,前者可以使得细胞在维奈托克治疗后存活,而后者导致细胞凋亡增加,强调了XIAP水平在BCL2抑制剂敏感性中的重要性。

接下来,作者利用CRISPR筛选来识别药理学可干预的剪接因子以增强维奈托克反应,并发现几种富含含丝氨酸/精氨酸(SR)的蛋白质(SRSF8和SRSF11等)的失活增加了AML细胞对维奈托克的敏感性。SR剪接因子家族的活性受到如CLK和DYRK1A等蛋白对它们的磷酸化修饰的严格调控。为此,作者开发了SM(泛CLK和DYRK抑制剂),它的处理导致AML细胞中CLK活性和SR蛋白磷酸化的剂量依赖性降低,它的单独或与维奈托克联用导致RNA剪接效率显著降低,表现为盒式外显子跳跃和内含子保留。需要注意的是,SM还可以使AML中必需致癌因子MYB和MYCmRNA水平下调,在血液肿瘤中上调并赋予对BCL2抑制剂抗性的几种关键凋亡蛋白也发生下调,以及XIAP也表现出剂量依赖性降低。

除了上述研究主要使用的MOLM-13AML细胞系外,作者还测试了SM在一系列人类AML细胞系中的功效。结果显示SM产生了广泛的抗白血病作用,具有跨AML亚型的强效抑制活性,其中也不乏对维奈托克治疗高度耐药的细胞系。作者进一步将这些发现扩展到来自对维奈托克联合方案(5-氮杂胞苷或低剂量阿糖胞苷)产生耐药性的AML患者来源的异种移植小鼠模型中,与对照相比,SM导致小鼠外周血和骨髓中的hCD45AML细胞显着减少,还可以显示出与维奈托克联合使用时的协同效应。

总的来说,这项工作表明抑制CLK/DYRK与维奈托克联合使用或作为单一药物是一种有效的避免维奈托克耐药性的治疗策略,有助于改善AML患者的临床结局。

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