《CELL DEATH AND DIFFERENTIATION》:Targeting the circ_0042819-PLA2G6 axis sensitizes multiple myeloma to proteasome inhibitors through ferroptosis induction
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多发性骨髓瘤(multiple myeloma, MM)是一种难治性浆细胞肿瘤,以频繁发生耐药和不良临床结局为特征。铁死亡(ferroptosis)是一种由脂质过氧化驱动、铁依赖的调节性细胞死亡形式,已成为颇具前景的肿瘤治疗策略。研究人员发现,环状RNA ci
多发性骨髓瘤(multiple myeloma, MM)是一种难治性浆细胞肿瘤,以频繁发生耐药和不良临床结局为特征。铁死亡(ferroptosis)是一种由脂质过氧化驱动、铁依赖的调节性细胞死亡形式,已成为颇具前景的肿瘤治疗策略。研究人员发现,环状RNA circ_0042819在MM患者骨髓与外周血血浆中高表达,且其高表达与疾病进展及不良预后密切相关。机制上,circ_0042819直接结合Up-frameshift蛋白1(UPF1),该circ_0042819–UPF1复合物通过互作并稳定磷脂酶A2Ⅵ组(PLA2G6)的mRNA,上调PLA2G6表达。circ_0042819–PLA2G6轴通过磷脂重塑抑制铁死亡。重要的是,在体内外实验中,敲低circ_0042819或PLA2G6均可促进铁死亡,从而增强MM对蛋白酶体抑制剂(bortezomib与carfilzomib)的敏感性。综上,circ_0042819可作为MM诊断与预后的潜在无创标志物,抑制circ_0042819–PLA2G6轴能够通过增敏铁死亡克服MM对蛋白酶体抑制剂的耐药,为新型治疗策略提供依据。
研究背景与立项依据
多发性骨髓瘤(multiple myeloma, MM)是起源于骨髓克隆性浆细胞的血液系统恶性肿瘤,临床虽已广泛使用蛋白酶体抑制剂(proteasome inhibitors, PIs)如硼替佐米(bortezomib)与卡非佐米(carfilzomib),但耐药问题仍导致疾病难以治愈。铁死亡(ferroptosis,一种铁依赖、脂质过氧化驱动的细胞死亡方式)在MM代谢重编程中的作用逐渐受到关注,但circRNA(环状RNA)能否通过调控脂质代谢影响PI耐药尚不清楚。该研究旨在鉴定MM中异常表达的circRNA,解析其通过RNA结合蛋白与脂质代谢酶调控铁死亡、参与PI耐药的分子链路,并具有无创标志物转化价值。论文发表于《CELL DEATH AND DIFFERENTIATION》。
主要关键技术方法
研究人员依托上海长征医院队列,分离CD138+原代浆细胞与外周血血浆,开展高通量circRNA测序与qRT-PCR验证;结合RNA pull-down联合质谱、RIP(RNA免疫沉淀)与FISH(荧光原位杂交)解析RNA–蛋白互作;通过mRNA测序、放线菌素D追踪mRNA稳定性及非靶向脂质组学(LC-MS)分析磷脂重塑;利用慢病毒shRNA/过表达、可诱导shPLA2G6系统,配合流式检测死亡与脂质ROS(C11-BODIPY);并在裸鼠移植瘤中联用bortezomib与Liproxstatin-1进行体内验证。
研究结果
Circ_0042819 is stable and upregulated in MM
经测序筛选与独立数据集交叉,研究人员确认circ_0042819(来源于SSH2外环化)在MM细胞系、骨髓及血浆中稳定高表达;RNase R与放线菌素D实验证明其环状结构与高稳定性,主要定位于胞质。
High expression of circ_0042819 is associated with the progression of MM and poor prognosis
扩大血浆队列显示,初诊与进展期患者circ_0042819水平升高,缓解后下降;高表达预示更短无进展生存(PFS),且与ISS/R-ISS分期、β2-微球蛋白、LDH、钙及M蛋白等临床参数正相关,具备诊断与分层潜力。
Knockdown of circ_0042819 inhibits the proliferation of MM cells both in vitro and in vivo
稳定敲低circ_0042819后,CCK-8、EdU与集落形成能力减弱;裸鼠皮下成瘤实验显示肿瘤体积与重量显著下降。
circ_0042819 interacts with UPF1 in MM cells
RNA pull-down-质谱与数据库交集锁定UPF1(RNA结合蛋白)为高亲和力结合者;截断实验定位其N端1–295区域为结合结构域,且circ_0042819不改变UPF1总量。
Screening and validating transcripts regulated by UPF1 and circ_0042819
交集mRNA测序与KEGG显示花生四烯酸代谢通路富集;验证发现该复合物特异性结合并稳定PLA2G6 mRNA,而非EPHX2,FISH确认三者胞质共定位。
Inhibition of PLA2G6 induces ferroptosis in MM cells through lipid remodeling
脂质组学显示PLA2G6敲低后氧化型磷脂酰乙醇胺(PE-AAs)积累、溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)下降;脂质ROS升高,Fer-1(ferrostatin-1)与DFO(去铁胺)可逆转死亡,证实PLA2G6通过清除促铁死亡氧化磷脂逃逸 ferroptosis。
The circ_0042819-PLA2G6 axis modulates ferroptosis in MM cells
救援实验表明,circ_0042819敲低所诱导的增殖抑制与铁死亡可被PLA2G6过表达回补;双敲低效果更强,并经PI3K-AKT通路介导。
Knockdown of circ_0042819 or PLA2G6 enhances the sensitivity of multiple myeloma cells to proteasome inhibitors by promoting ferroptosis
体外联用bortezomib或carfilzomib时,敲低circ_0042819/PLA2G6显著提升细胞死亡与脂质ROS;Liproxstatin-1可逆转增敏效应,证明铁死亡是PI增敏的核心机制,(S)-BEL抑制PLA2G6酶活性有同等效果。
Depletion of endogenous circ_0042819 or PLA2G6 sensitizes cancer cells to bortezomib in vivo
移植瘤中,sh-circ_0042819或Dox诱导shPLA2G6联合bortezomib抑瘤最强;IHC见PLA2G6下调、PTGS2与4-HNE(脂质过氧化标志物)上调,Liproxstatin-1部分恢复肿瘤生长。
讨论与结论翻译
讨论指出,MM耐药仍是治疗瓶颈,该研究首次将circ_0042819定义为MM促癌circRNA与无创标志物。其通过结合UPF1稳定PLA2G6 mRNA,驱动磷脂重塑并抑制铁死亡,构成PI耐药屏障。靶向该轴可重启铁死亡、增敏bortezomib/carfilzomib,且PLA2G6具小分子抑制可行性,circRNA也可借ASO/LNP策略干预。结论如下:研究人员确认circ_0042819是MM中新型致癌circRNA,通过直接结合UPF1并靶向PLA2G6抑制铁死亡;靶向circ_0042819–PLA2G6轴可恢复铁死亡、增敏蛋白酶体抑制剂,为克服PI耐药与改善预后提供理论与转化依据。