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1. 文章中文标题
蛋白酶体与组蛋白去乙酰化酶双重抑制:克服BCR::ABL1驱动白血病细胞系中酪氨酸激酶抑制剂耐药的新策略
《Journal of Cellular and Molecular Medicine》:Dual Proteasome and Histone Deacetylase Inhibition Overcomes Tyrosine Kinase Inhibitor Resistance in Breakpoint Cluster Region: Abelson 1-Driven Leukaemia Cell Lines
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语
本研究聚焦慢性髓系白血病(CML)治疗的核心难题——酪氨酸激酶抑制剂(TKI)耐药。通过联合使用蛋白酶体抑制剂硼替佐米(bortezomib)和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂帕比司他(panobinostat),研究者成功在多种TKI耐药的白血病细胞模型(包括携带T315I突变及Asciminib耐药株)中诱导了显著的线粒体凋亡并抑制了克隆形成。这为临床应对多药耐药CML提供了一种不依赖于BCR::ABL1靶点的、极具潜力的联合治疗新思路。
5. 文章内容归纳总结
引言
慢性髓系白血病(CML)由BCR::ABL1融合基因编码的组成型活性酪氨酸激酶驱动。虽然靶向BCR::ABL1的酪氨酸激酶抑制剂(TKI)改善了CML预后,但耐药问题,尤其是由激酶结构域突变(如T315I看门突变)、BCR::ABL1扩增或结构改变以及激酶非依赖性适应等因素导致的耐药,仍是重大临床挑战。第三代TKI如普纳替尼(ponatinib,一种有效的ATP竞争性抑制剂)和阿西米尼(asciminib,一种靶向ABL肉豆蔻酰口袋的新型变构STAMP抑制剂)为治疗带来新选择,但部分患者仍会出现难治性疾病。因此,亟需寻找一种不依赖BCR::ABL1信号、能广泛克服耐药的替代治疗策略。
材料与方法
研究使用了多种CML细胞模型,包括亲本K562细胞、普纳替尼耐药(K562 PR)和伊马替尼耐药(K562 IR)的K562衍生细胞株,以及表达野生型或T315I突变型BCR::ABL1的Ba/F3细胞系和阿西米尼耐药Ba/F3细胞(Ba/F3 asc-R)。通过药物筛选,从1900种化合物中鉴定出蛋白酶体抑制剂硼替佐米和HDAC抑制剂帕比司他作为潜在候选药物。研究评估了阿西米尼、普纳替尼、硼替佐米和帕比司他单药及联合用药对细胞活力、细胞毒性、caspase-3/7活性、线粒体膜电位、克隆形成及细胞凋亡的影响。数据统计采用GraphPad Prism进行。
结果
3.1 CML细胞系对阿西米尼和普纳替尼的敏感性差异
阿西米尼在亲本K562和Ba/F3 BCR::ABL1细胞中能降低细胞活力,但对伊马替尼、普纳替尼耐药细胞效果有限,对阿西米尼耐药细胞几乎无效。阿西米尼诱导的细胞毒性(通过LDH释放评估)在耐药细胞系中显著低于亲本细胞。相反,普纳替尼在亲本、T315I突变和阿西米尼耐药细胞中均能显著降低细胞活力,但对普纳替尼耐药细胞无效。
3.2 药物筛选鉴定硼替佐米与帕比司他及硼替佐米在CML细胞中的疗效评估
药物筛选在Ba/F3 asc-R细胞中鉴定出硼替佐米和帕比司他。硼替佐米能够降低包括Ba/F3 asc-R和K562 PR在内的亲本及耐药CML细胞系的活力,并呈剂量依赖性诱导细胞毒性和caspase-3/7活性,表明其具有克服TKI耐药的潜力。
3.3 帕比司他在TKI敏感和耐药CML细胞中有效诱导细胞毒性和凋亡
帕比司他同样能降低亲本及耐药细胞系的活力,在所有细胞系中呈剂量依赖性诱导细胞毒性,并在亲本和T315I突变细胞中效果更为明显。耐药细胞对帕比司他仍保持部分敏感性。caspase-3/7活性检测证实帕比司他可诱导敏感及耐药细胞发生凋亡。
3.4 硼替佐米与帕比司他联合治疗增强对CML细胞的毒性
硼替佐米与帕比司他联合使用,在除K562细胞外的其他细胞系中,比单药更显著地降低了细胞活力,并诱导了更强的细胞毒性。根据Chou-Talalay方法计算,联合指数(CI)小于1,表明两药存在协同作用。联合治疗也显著增加了caspase-3/7活性,提示其通过协同作用诱导更强的抗白血病效应,并可能克服CML细胞耐药。
3.5 硼替佐米与帕比司他联合治疗抑制CML细胞克隆形成并诱导凋亡
联合治疗显著减少了K562细胞的克隆数量和大小,明显抑制了克隆生长。同时,联合处理显著降低了线粒体膜电位,表明引发了线粒体功能障碍。流式细胞术检测进一步显示,联合治疗组中凋亡细胞比例较单药处理组大幅增加。这些结果证明,硼替佐米与帕比司他能协同诱导线粒体功能障碍和细胞凋亡,有效抑制CML细胞生长。
讨论
本研究证明,蛋白酶体与组蛋白去乙酰化酶抑制剂的联合使用,能有效削弱CML细胞的生存能力,并解决对ABL TKI的耐药问题。TKI耐药机制可分为BCR::ABL1依赖性和非依赖性两类,其中包含T315I在内的复合突变是导致对现有TKI(包括普纳替尼和阿西米尼)完全耐药的重要原因。泛素-蛋白酶体系统(UPS)对于维持癌细胞(包括CML细胞)的蛋白质稳态至关重要,是抗癌药物开发的诱人靶点。硼替佐米在CML中可通过下调SKP2、累积p27Kip1等方式促进凋亡。帕比司他作为口服pan-HDAC抑制剂,在临床上已与硼替佐米在多发骨髓瘤治疗中显示出协同效应,在CML中也能增强伊马替尼的细胞毒性。
硼替佐米和帕比司他各自均能在TKI敏感和耐药CML细胞中诱导凋亡,其机制可能独立于经典的BCR::ABL1信号通路。两药联合进一步增强了细胞毒性、线粒体功能障碍和克隆抑制,突出了双重抑制蛋白酶体和表观遗传调控作为克服TKI耐药(尤其是对大多数已批准TKI耐药的复合突变细胞)的潜在途径。机制上,联合治疗导致泛素化蛋白大量积累和促凋亡基因表达增加。
结论
蛋白酶体和组蛋白去乙酰化酶抑制剂通过促进线粒体凋亡和抑制克隆形成潜能,协同克服ABL TKI耐药。这种联合治疗方案代表了一种有前景的策略,可用于靶向那些逃避当前TKI疗法的持续存在的白血病细胞。