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急性髓系白血病(AML)患者采用维奈克拉(VEN)联合阿扎胞苷(AZA)治疗常出现耐药问题。研究人员探究 (R)-WAC-224 联合 VEN 和 AZA 的疗效。结果显示该联合用药能克服 VEN 耐药,或为 AML 患者带来新希望。
在白血病治疗领域,急性髓系白血病(AML)一直是个棘手的难题。AML 由克隆性造血干细胞和祖细胞积累遗传和表观遗传异常发展而来。目前,维奈克拉(VEN,一种 BCL-2 抑制剂)联合阿扎胞苷(AZA,一种低甲基化剂)是新诊断的不适合传统化疗和 / 或异基因干细胞移植的 AML 患者的标准治疗方案,因其缓解率高且安全性良好。但令人头疼的是,患者很容易对这种联合疗法产生原发性或获得性耐药,一旦复发或难治,预后极差。其中,VEN 耐药的关键机制之一是 MCL-1(BCL-2 家族成员)在 VEN 耐药细胞中频繁上调。因此,寻找新的治疗方法来克服 VEN 耐药,成为 AML 治疗领域亟待解决的问题。
为了攻克这一难题,广岛大学辐射生物学和医学研究所血液学和肿瘤学系以及和歌山制药有限公司药物发现实验室的研究人员开展了一项重要研究。他们聚焦于一种新型抗癌喹诺酮类药物 (R)-WAC-224,探究其单独使用以及与 AZA 和 VEN 联合使用对 AML 的疗效,试图确定添加 (R)-WAC-224 能否克服 VEN 耐药性。研究成果发表在《Scientific Reports》上,为 AML 的治疗带来了新的曙光。
研究人员开展此项研究时,运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,通过建立 VEN 耐药的 AML 细胞系,采用细胞生长实验(如使用 Cell Counting Kit-8 检测细胞增殖,计算半数抑制浓度 (IC50) 和组合指数 (CI) )、凋亡实验(利用 MEBCYTO Apoptosis Kit 染色结合流式细胞仪检测细胞凋亡)、蛋白质免疫印迹(Western blot)分析(检测相关蛋白表达水平)以及 RNA 测序(分析基因表达谱)等技术深入探究药物作用机制。在动物实验方面,构建了 MV4-11 细胞和 MV4-11R 细胞的异种移植小鼠模型,通过测量肿瘤体积评估药物的体内抗肿瘤效果。
下面来看看具体的研究结果:
- VEN 耐药的 AML 细胞 MCL-1 水平上调:研究人员成功建立了 VEN 耐药的 AML 细胞系(HEL92.1.7R、KG-1R、HL-60R、TF-1R、MV4-11R 和 MOLM13R),这些耐药细胞系的 IC50值显著高于其亲本细胞系。Western blot 分析显示,与亲本细胞系相比,VEN 耐药细胞(MV4-11、HL-60 和 MOLM13)中 MCL-1 蛋白水平升高,而其他 BCL-2 家族蛋白(BCL-xL 和 BCL-2)的表达在不同细胞系中变化不一致12。
- (R)-WAC-224 抑制 VEN 耐药的 AML 细胞生长:(R)-WAC-224 和 AZA 在亲本 AML 细胞和 VEN 耐药细胞中均表现出相似的细胞生长抑制作用。(R)-WAC-224 与 VEN 联合使用,在亲本 MV4-11、HL60 和 MOLM13 细胞以及部分 VEN 耐药细胞中,比单一疗法展现出更强的细胞生长抑制效果,且组合指数低于 1.0,具有协同效应,表明 (R)-WAC-224 可能克服 AML 中的 VEN 耐药性3。
- (R)-WAC-224 降低亲本和 VEN 耐药的 AML 细胞中 MCL-1 的表达:(R)-WAC-224 以剂量依赖的方式下调亲本和 VEN 耐药的 AML 细胞中 MCL-1 蛋白水平,且这种下调作用可被蛋白酶体抑制剂 MG-132 阻断,说明 MCL-1 的下调是通过蛋白酶体降解途径实现的4。
- (R)-WAC-224 与 VEN 联合通过 DNA 损伤强烈诱导细胞凋亡:RNA 测序分析发现,(R)-WAC-224 单药治疗和 (R)-WAC-224 联合 VEN 治疗均显著上调了与细胞周期、DNA 复制、p53 信号通路等相关的基因,同时激活了内在凋亡信号通路。流式细胞术分析证实,(R)-WAC-224 联合 VEN 比单药治疗在 MV4-11、KG-1 和 HL60 细胞及其耐药细胞系中诱导更强的细胞凋亡。进一步研究发现,(R)-WAC-224 通过激活 caspase-3 通路下调 MCL-1 水平,且这种作用可被泛半胱天冬酶抑制剂 Z-VAD-FMK 抑制56。
- (R)-WAC-224 联合 AZA 和 VEN 在异种移植小鼠模型中显示出抗肿瘤功效:在 MV4-11 细胞和 MV4-11R 细胞的异种移植小鼠模型中,(R)-WAC-224 联合 VEN 和 AZA 治疗展现出强大的抗白血病效果,且未增加毒性。与 VEN 联合 AZA 治疗相比,(R)-WAC-224 联合 VEN 和 AZA 治疗使肿瘤体积显著减小,表明该联合治疗方案可能是治疗 VEN 耐药 AML 的有前景的策略78。
综合上述研究,研究人员得出结论:(R)-WAC-224 在体外和体内均通过下调 MCL-1 对 VEN 耐药的 AML 发挥抗白血病作用。AZA、VEN 和 (R)-WAC-224 的联合使用可能是 AML 患者有前景的治疗策略。不过研究也存在一些局限性,比如 (R)-WAC-224 的长期疗效和潜在耐药机制有待进一步研究,其他可能导致 VEN 耐药的途径未充分探索,体内实验使用的异种移植模型不能完全模拟 AML 患者的肿瘤微环境,还需临床样本和临床试验来验证其临床应用潜力 。但尽管如此,这项研究仍具有重要意义,它为克服 AML 患者的 VEN 耐药问题提供了新的方向和潜在治疗方案,有望改善 AML 患者的预后,推动白血病治疗领域的发展,为后续相关研究和临床实践奠定了坚实基础。