2021-04-28
期刊：Blood
影響因子：17.573
派森諾生物與廣州醫(yī)科大學(xué)攜手合作，于近期在期刊Blood上發(fā)表Otub1/c-Maf軸可能是多發(fā)性骨髓瘤的潛在治療靶點(diǎn)的研究成果，影響因子17.573。
文章題目：Targeting the Otub1/c-Maf axis for the treatment of multiple myeloma
多發(fā)性骨髓瘤(MM)是一種克隆性漿細(xì)胞的惡性腫瘤，由未定性的單克隆免疫球蛋白病(MGUS)和悶燃型(無癥狀)骨髓瘤演變而來（smoldering MM）。c-Maf是一種致癌轉(zhuǎn)錄因子，與MM患者預(yù)后不良的高風(fēng)險相關(guān)。致癌轉(zhuǎn)錄因子c-Maf被認(rèn)為是多發(fā)性骨髓瘤(MM)的理想治療靶點(diǎn)，但如何實(shí)現(xiàn)它仍是一個難題。在本研究中發(fā)現(xiàn)，Otub1為c-Maf的一種新的去泛素酶，并提示Otub1/c-Maf軸可能是MM潛在的治療靶點(diǎn)。
名詞解釋
Multiple myeloma (MM) ：多發(fā)性骨髓瘤
Lanatoside C (LanC)：毛花苷C
Deubiquitinases（Dubs）：去泛素化酶
關(guān)鍵點(diǎn)
Otub1是c-Maf的一個新的Dub，并促進(jìn)其致癌轉(zhuǎn)錄活性。
Otub1/c-Maf軸是MM潛在的治療靶點(diǎn)
技術(shù)路線
研究結(jié)果
Otub1與c-Maf相互作用并降低其k48連接的多聚泛素化
通過AP-MS測定c-Maf（圖1A）識別出Dub Otub1，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證c-Maf-Otub1的相互作用（圖1B-D）。慢病毒Otub1感染細(xì)胞，降低c-Maf多聚泛素化（圖1E-F）。此外，Otub1降低了c-Maf在K48-上的泛素化，而不是k63連接的泛素化(圖1G-H)。此外，當(dāng)Otub1被其特異的sgRNA敲除后，c-Maf泛素化明顯增加(圖1I)。多個實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，Otub1與c-Maf相互作用，降低了其多聚泛素化。
圖1 Otub1與c-Maf相互作用并抑制其k48連接的多聚泛素化
Otub1穩(wěn)定c-Maf蛋白
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Otub1需要多聚泛素化來穩(wěn)定c-Maf，Otub1以時間和濃度依賴的方式增加了c-Maf的穩(wěn)定性，此外，蛋白酶體抑制劑MG132可以消除siOtub1誘導(dǎo)的c-Maf降解。并通過一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Otub1通過降低c-Maf的多聚泛素化并阻止其在蛋白酶體中的降解來穩(wěn)定c-Maf。
Otub1促進(jìn)c-Maf轉(zhuǎn)錄活性
通過與c-Maf和Maf識別元件驅(qū)動的熒光素酶報告基因共轉(zhuǎn)染，Otub1顯著提高了熒光素酶活性(圖2G,2H)。Otub1顯著上調(diào)了c-Maf調(diào)節(jié)的CCND2、ITGB7和ARK5這3個典型基因的表達(dá)(圖2I)。此外，當(dāng)敲除Otub1時，這些基因則顯著下調(diào)，c-Maf降解(圖2I)。此外，通過轉(zhuǎn)錄組測序驗(yàn)證了Otub1誘導(dǎo)的CCND2在RPMI-8226細(xì)胞中的表達(dá)。因此，所有這些發(fā)現(xiàn)都表明，Otub1通過降低c-Maf的多聚泛素化，增加其穩(wěn)定性，從而上調(diào)c-Maf的轉(zhuǎn)錄活性。
圖2 Otub1穩(wěn)定c-Maf并促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄活性
Otub1不與UBE2O相互作用，但通過標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)途徑降低c-Maf泛素化
為了找出Otub1在c-Maf泛素化中起重要作用的機(jī)制，通過突變體共轉(zhuǎn)染、環(huán)己酰亞胺追蹤實(shí)驗(yàn)、IP/IB等實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，Otub1不與UBE2O相互作用，可能通過典型過程和非典型過程對c-Maf多聚泛素化和穩(wěn)定性具有較強(qiáng)的作用。
Otub1促進(jìn)MM細(xì)胞存活，與MM患者預(yù)后不良相關(guān)
通過評估在MM不同階段的Otub1表達(dá)譜（圖3A-B）、qRT-PCR(圖3C)和常規(guī)RT-PCR，結(jié)果表明Otub1可能促進(jìn)MM細(xì)胞的存活和MM腫瘤的生長。通過分析數(shù)據(jù)集，并對慢病毒GFP-Otub1穩(wěn)定感染的MM細(xì)胞系注射的小鼠存活分析進(jìn)行驗(yàn)證(圖3F-G)，結(jié)果顯示，Otub1與c-Maf共同預(yù)測MM患者預(yù)后不良。慢病毒Otub1感染細(xì)胞，敲除Otub1來檢測細(xì)胞凋亡等研究顯示，Otub1通過去泛素化和穩(wěn)定c-Maf促進(jìn)MM細(xì)胞存活。
圖3 Otub1在MM中過表達(dá)，導(dǎo)致MM患者預(yù)后不良
LanC是Otub1/c-Maf軸的抑制劑
以上結(jié)果表明，Otub1/c-Maf軸促進(jìn)MM的存活和生長，而抑制Otub1/c-Maf則導(dǎo)致MM細(xì)胞凋亡;因此，靶向Otub1/c-Maf軸可能是治療MM的潛在策略。為了探索這一概念，作者在表達(dá)MARE的HEK293T細(xì)胞中建立了藥物篩選系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)證明LanC是通過靶向c-Maf蛋白的穩(wěn)定性來抑制其轉(zhuǎn)錄活性的，此外，LanC還破壞了c-Maf與Otub1之間的相互作用，這可能是LanC抑制Otub1/c-Maf軸從而降低MM細(xì)胞活力的機(jī)制。
LanC靶向Otub1/c-Maf軸導(dǎo)致MM細(xì)胞凋亡
實(shí)驗(yàn)檢測了LanC誘導(dǎo)的MM細(xì)胞凋亡，研究進(jìn)一步表明LanC作用于Otub1/c-Maf軸。集落形成單位試驗(yàn)顯示LanC顯著抑制了MM患者骨髓細(xì)胞集落的形成，但沒有抑制hd患者的集落形成(圖4E)，同時c-Maf對于LanC誘導(dǎo)的菌落形成減少至關(guān)重要(圖4F)。此外，c-Maf的強(qiáng)制表達(dá)顯著消除了LanC誘導(dǎo)的PARP在典型MM細(xì)胞中的裂解(圖4G-H)，與凋亡分析結(jié)果一致(圖4D)。這些結(jié)果表明LanC通過靶向Otub1/ c-Maf軸誘導(dǎo)MM細(xì)胞凋亡。
圖4 LanC抑制Otub1/c-Maf軸可誘導(dǎo)MM細(xì)胞凋亡
靶向Otub1/c-Maf軸的LanC在體內(nèi)顯示出強(qiáng)大的抗骨髓瘤活性
以上結(jié)果表明LanC在體外通過Otub1/c-Maf軸誘導(dǎo)MM細(xì)胞凋亡。為了在體內(nèi)驗(yàn)證這一效應(yīng)，本研究在小鼠身上檢測了2個MM模型。通過將LP1和RPMI-8226細(xì)胞皮下注射到嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷裸鼠體內(nèi)建立皮下模型，與裸鼠尾靜脈注射gfp標(biāo)記的KMS11或RPMI-8226建立彌散性MM模型，所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果共同表明，LanC靶向Otub1/c-Maf軸在體內(nèi)具有強(qiáng)大的抗MM活性。
本研究的RNA測序和數(shù)據(jù)分析工作由上海派森諾生物科技有限公司完成。
原文索引：
Xu Y, Xu M, Tong J, Tang X, Chen J, Chen X, Zhang Z, Cao B, Stewart AK, Moran MF, Wu D, Mao X. Targeting the Otub1/c-Maf axis for the treatment of multiple myeloma. Blood. 2021 Mar 18;137(11):1478-1490. doi: 10.1182/blood.2020005199.
文章鏈接：
https://ashpublications.org/blood/article-abstract/137/11/1478/463463/Targeting-the-Otub1-c-Maf-axis-for-the-treatment?redirectedFrom=fulltext
