中南大學劉靜團隊:單細胞測序揭示多發(fā)性骨髓瘤治療的新靶點
2024年9月14日,中南大學生命科學學院劉靜團隊在期刊《Cell Death & Disease》上發(fā)表了題為“Single-cell sequencing analysis of multiple myeloma heterogeneity and identification of new theranostic targets”的研究論文。團隊的研究,為MM中B細胞的發(fā)育和漿細胞的異質性,提供了新的見解,并表明WNK1是MM的潛在治療靶點。
研究介紹
多發(fā)性骨髓瘤(MM)是一種常見的臨床惡性腫瘤,起源于B淋巴細胞來源的漿細胞惡性增生,在歐美國家血液腫瘤中發(fā)病率排名第2。在美國,每年約有35,000例新診斷MM(NDMM)病例,超過12,000例患者死于MM。隨著蛋白酶體抑制劑、免疫療法、CAR-T細胞、自體造血干細胞移植和雙特異性抗體等治療方法的出現,MM的管理得到了顯著改善。超過50%的患者有5年的總生存期 。然而,MM在現階段仍然是一種難以治愈的疾病。
單細胞RNA測序(scRNA-seq)技術是一項革命性的技術,使科學家能夠更好地了解腫瘤和微環(huán)境之間的差異 。目前,它已應用于各種血癌,包括白血病、多發(fā)性骨髓瘤、骨髓增生異常綜合征和其他高度異質性疾病 。許多研究使用scRNA-seq來調查MM。Gai等人將來自小鼠單核細胞的scRNA-seq數據,與來自512 NDMM的PET-CT和基因表達譜數據相結合。他們發(fā)現,由MM細胞分泌的CST6,通過阻斷破骨細胞分化,來抑制溶骨性疾病和其他疾病的發(fā)展。Liu等人報道了MM對治療和復發(fā)的反應中CD4+ T細胞的不同變化。
團隊使用scRNA-seq,分析了MM和健康供體(HD)骨髓中B淋巴細胞譜系細胞,這些細胞涵蓋了從造血干細胞祖細胞(HSPCs)到漿細胞的完整B淋巴細胞譜系。團隊還在MM漿細胞中,鑒定了惡性增殖的重要亞群。該亞群在疾病進展過程中,表現出逐漸增加的比例、高拷貝數變異(CNV)評分、活躍的細胞周期、多個頻繁突變基因的高表達和強大的葡萄糖代謝活性。此外,團隊通過激酶組學確定了新的治療診斷靶點,例如WNK1。WNK1的特異性抑制劑WNK-IN-11,在體內和體外均顯示出有希望的抗MM作用。
研究進展
WNK1在MM細胞中的生物學功能
團隊發(fā)現,WNK1在MM患者的mRNA水平中高度表達,WNK1也在各種MM細胞系的蛋白水平中表達。這些發(fā)現進一步表明,WNK1可能在MM中發(fā)揮重要作用。團隊用shRNA-WNK1或WNK-IN-11(WNK1的特異性抑制劑)處理MM細胞系ARP1和MM.1S。團隊觀察到MM細胞系的活性和增殖受到抑制。流式細胞術分析顯示,抑制WNK1活性,可通過阻斷G中的MM細胞周期,導致細胞周期停滯0/G1相位。WNK-IN-11可以顯著降低GLUT1在MM細胞膜上的定位 。WNK-IN-11還可以通過Western Blot測定,降低細胞通訊分子PECAM1和CD74的蛋白表達水平。此外,WNK-IN-11處理后,MM患者骨髓單核細胞的活性,受到顯著抑制。
WNK1對MM細胞的生物學效應。
WNK-IN-11在體內發(fā)揮抗MM作用
WNK-IN-11在體內具有抗MM作用。
研究結論
團隊確定了,WNK1是MM的潛在治療靶點。特異性抑制劑WNK-IN-11在皮下和全身性腫瘤模型中,均可顯著抑制MM腫瘤細胞的生長,并阻止MM的進展。這減輕了荷瘤小鼠的負擔,并延長了它們的生存期。此外,團隊發(fā)現,使用WNK-IN-11不會引起MM細胞凋亡。
團隊對MM患者的B淋巴細胞譜系,進行了scRNA-seq,并從多個角度分析了MM漿細胞的異質性。這項研究的結果,為MM的未來探索提供了見解,揭示了新的治療診斷靶點,并為MM的診斷和治療,提出了創(chuàng)新思路。
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