Summary
目的:
多发性骨髓瘤(MM)是一类骨髓中异常浆细胞(PC)过多为特征的疾病。MM约占所有癌症的1%,占所有癌症死亡的2%,只有2%的死亡发生在40岁以下人群中,其中位生存期约为5年。未折叠蛋白质反应(UPR)和内质网应激通路(ER)可以提供一个独特的通路,可以用来杀死MM细胞。转录因子X结合蛋白(XBP1)是PC和UPR分化的核心蛋白。肌醇酶(IRE1α)是一种具有丝氨酸-苏氨酸激酶和内切核糖核酸酶活性的ER跨膜蛋白,通过切割XBP1 mRNA形成活性XBP1来调节XBP1的活化。我们抑制XBP1和IRE1α的表达以及对MM细胞高度依赖的IRE1α/XBP1通路进行调控,导致新的凋亡信号的产生。通过对能够进行此种调控的药物的开发可用于未来高效治疗MM。
方法:
在多组MM细胞系和大量MM患者中测定IRE1α,总XBP1,XBP1u和XBP1s的表达水平。此外,IRE1α的突变状态被确定与患者临床特征和结果相关。另外,XBP1s/u的表达水平被证实与患者生存水平相关。XBP1在MM发病机制中起重要作用,通过使用siRNA介导的敲除(KD)方法,使用RNA干扰慢病毒,并使用PCR技术,在mRNA和蛋白质水平上抑制这些基因的表达,可能导致靶向MM细胞死亡。XBP1的shRNA转染效率,通过蛋白质印迹分析证实了选择性基因敲除XBP1s。为了分析药物开发体外测定中所使用的XBP1s/u mRNA样品的表达情况,使用RNA6000纳米测定Labchip。Pearson's/Spearman检验来确定MM细胞系和患者中IRE1α与总XBP1,IRE1α和XBP1s/u mRNA表达水平的相关性分析。所有统计学分析均采用SPSS v16.0进行。
结果:
1-所有细胞系和患者均高表达1-IRE1α(信号强度范围:53~7845),总XBP1(信号强度范围:1842-15042)。
2-比较剪切过的(XBP1s)和未剪接形式(XBP1u)显示,所有MM患者的XBP1s表达高于XBP1u。
3-与低比例(P=0.03,中位生存期56month VS40month,HR=1.75,95%CI=1.07-2.85)相比,XBP1s/u高于1.33的3例患者的总体生存期(OS)较短。提供完整的XBP1s KD的
4-构建完整的XBP1s KD的4-shRNA重组体使细胞存活率降低50%,而提供部分XBP1s KD的shRNA构建体将存活率降低30%,证实XBP1s功能在MM存活中的“靶标”效应。
结论:
该试验着重于MM浆细胞的中心途径,因此确定了一系列MM患者中IRE1α,总XBP1,XBP1u和XBP1s的基因表达水平以及与突变状态相关的蛋白表达水平,以及临床特征和患者结局。
该试验概述了可以有效地提出针对UPR的有效治疗MM的两种方法。
第一种方法包括沉默UPR,IRE1α和XBP1等两个主要成分旨在诱导凋亡,并降低在压力条件下已经生长的肿瘤治疗额外ER应激的能力。
该试验已经成功地证明通过抑制XBP1的表达导致MM细胞增殖减少,突出了XBP1在MM患者中的关键作用。此外发现,通过使用诸如硼替佐米等关键的抗骨髓瘤药物,MM细胞增殖可以进一步降低。
尽管IRE1α的抑制对MM细胞的存活没有即时的影响,但大概是由于其参与了UPR中的许多途径,所以加入已知的ER应激物证明了该受损系统对MM细胞死亡的易感性。
这些研究结果表明,单独或与ER应激诱导剂组合的靶向重要的UPR通路,可以被用作MM的靶向治疗,如IRE1α-XBP1通路。
第二种方法通过使用具有酶活性的蛋白质小分子抑制物如IRE1α来抑制UPR组分。
为了确定调节ER应激的最佳方法是治疗MM的癌症治疗策略,可能需要结合上述两种方法。因此靶向ER应激作为一种抗癌策略似乎非常有希望。