Cell 引用解析 | 清除白血病干细胞药物有望开发

《细胞•干细胞》（CellStemCell，IF:23.393）近日发表了由美国爱荷华大学Hai-HuiXue教授与Chen-Zhao教授合作完成的，关于清除白血病干细胞的最新研究成果。该成果阐明了前列腺素（PGE1）及其类似物通过激活EP4受体进而抑制导致白血病干细胞(LSCs)增殖的AP-1因子；这为进一步设计并杀伤LSCs提出了新的学说。本文根据作者研究思路进行解析：基于LSCs的增殖极度依赖Tcf1和Lef1开展的研究，寻找出具有杀伤LSCs的潜在药物。要完成这项工作，首先需要明确Tcf1和Lef1处于细胞调控网络中的特点，推测调控路径；其次，需要寻找并设计调控的工具；需要根据前期的设计逐一条件进行探索并证明。作者根据前期Tcf1/Lef1的敲除技术以及病毒转染技术，设计出HSPCs与LSCs的野生型与缺失型细胞，并通过RNA测序比较并解码所转录的差异化基因来确定Tcf1/Lef1特征性的转录调控，作者通过对比并选定对最具有差异化的AP-1家族基因进行研究并通过qRT-PCR分析发现LSCs中的Fosb和Fos的表达一致升高。作者认定针对Tcf1、Lef1下游基因进行调控，一定程度上可以破坏LSCs的转录程序，进而破坏LSCs细胞。于是从所表达的差异化基因中以转录调控、信号传统、代谢等模拟Tcf1/Lef1缺失所引起的小分子的变化；于是从CMAP中筛选出3种物质，最终通过体外实验筛选出了具有目标功能的PGE1；并通过功能性实验发现伊马替尼与PGE1具有协同作用；针对LSCs确实是有效果的。为进一步明确PGE1是针对LSCs，而非普通的CML，并确定治疗效果，作者直接选定具有GFP标记的LSCs进行作用分析，作者将相同数量的LSCs注射到同源次级宿主中，并在没有额外治疗情况下检测其存活。因为伊马替尼（IM）这种酪氨酸激酶抑制剂对LSCs敏感性较小，几乎没作用，可以看做基点；此时证实PGE1可有效抑制LSC得活性。从功能上来讲，针对CML的伊马替尼与针对CMLLSCs的PGE1是两种不同的调控途径，作者于是对调控途径进行了探索。首先通过PGE1刺激LSCs进行RNA测序分析以及RT-PCR分析所得的结果与前文一致，刺激后LSCs的Fosb,Fos和Egr1表达减少；并通过双顺反子病毒实验证实Fosb,Fos的强制过量表达引起LSCs对PGE1不敏感。由于Fosb,Fos组合成AP-1行使其功能，这些数据表明AP-1因子是PGE1作用于LSCs的靶点。PGE1作为小分子怎样作用于AP-1？根据分子构效的比对了解到PGE1属于E型前列腺受体的激动剂，但此类前列腺受体有4种，作者试想PGE1作用的受体会很容易检测；于是作者取小鼠外周血，40mm过滤器过滤出BM单细胞悬浮液，使用荧光染料标记的抗体对细胞表面的受体通过流式进行检测。通过FACS分析，结果发现EP1、EP3、EP4都能在LSCs上检测到。根据文献总结，推断PGE1最有可能作用于EP4，于是构建了敲除EP4基因的细胞，此类细胞得出的数据表明EP4剔除后移植后的同源小鼠死亡速度加快；尽管如此，作者承认EP4是负责PGE1诱导LSCs的主要受体（如果不是唯一）。随后作者探讨了PGE1与EP4相互作用的途径，并发现PGE1没有传统前列腺激动剂所刺激的β-catemin的积累，也不影响Tcf1/Lef1的表达；这表明PGE1不直接影响Tcf1/Lef1转录本身，也说明PGE1是通过不同于传统前列腺激动剂作用的途径。作者用PKA抑制剂H89，MEK抑制剂PD98059，PI3K抑制剂Ly294002及钙离子螯合剂BAPTA分别预处理LSCs细胞，然后用PGE1刺激这些细胞，结果发现，PGE1诱导的Fos和Fosb不受PKA抑制剂的影响，但经MEK、PI3K抑制剂及钙离子螯合剂作用后，PGE1的作用出现了消除甚至逆转；这说明PGE1在LSCs中整合了多个信号级联通路调节下游基因的表达。最终文章我们把作者所描述的细胞激活通路简集汇总如下：首先PGE1作用于EP4，之后以不连接蛋白的方式作用于Tcf1、Lef1，进而抑制LSC中的AP-1因子；另外，PGE1对MEK、PI3K及细胞内Ca2+的综合信号通路，也被验证出可实现对AP-1因子的抑制。这个治疗能否用于临床，作者通过患者治疗的早晚期设计了两种方案论证了针对CMLLSCS的PGE1单独用于治疗疗效不显著，但同样能将Fosb,Fos表达降低，再次确认了PGE1通过抑制AP-1来抑制CMLLSCs的增殖，而且晚期患者仍然有效的抑制CMLLSCs的增殖。因为TKI的出现，CML常被认为是“易于治疗”的疾病，但因为LSCs的存在，导致了终生对TKI的依赖，并且患者还存在对TKI耐药性的风险；而作者通过系统的探索寻找出攻克LSCs的方法，怎能不令人兴奋，而且PGE1（前列地尔，现为血小板聚集抑制药，已入药典）的安全性已在临床中被证明！文章唯一存在的疑惑是PGE1的受体是否仅为EP4，相信这个问题会很快被解决。 Bioss抗体，品质媲美国际顶尖抗体品牌（2018第一届中国抗体验证大会）论文中使用Bioss抗体流式数据图：PEG1与LSCS相关研究方向的Bioss精品抗体：2017年博奥森（Bioss）抗体高分引用文献部分展示：Bioss抗体引用文献近万篇。除了Cell系列杂志，还多次被Nature、Cell、Leukemia等权威杂志上的学术论文所引用！博奥森生物（Bioss）将继续跟进此项工作，致力于提供最优品质的抗体及其服务，博奥森生物（Bioss）有FITC,PE,PE-Cy5,PE-Cy5.5,PE-Cy7,APC,APC-Cy5.5,APC-Cy7,Cy5等20多种可供抗体（酶）任意蛋白靶标选择的荧光标记产品及服务，并且直标一抗为现货；作为国内最大最专业抗体生产商的博奥森生物（Bioss），我们将以最优质的服务与产品竭诚为您的科研保驾护航。 温馨提示：87%用户都在生物谷APP上阅读，扫描立刻下载!天天精彩！医药网新闻