主题：【分享】【金秋计划】藤黄酸靶向USP2诱导KRAS泛素化降解治疗多发性骨髓瘤

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发表于：2024/09/10 13:00:58 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

1、GA诱导KRAS降解作者首先通过筛选了一个自制的化合物库，用含有 KRAS^G12A突变的MM细胞系MM.1S和RPMI 8226鉴定可以降低KRAS水平的化合物，发现藤黄酸（Gambogic acid，GA，）处理可降低两种细胞系中KRAS的水平，而其他化合物没有表现出相似或较弱的效果。进一步实验表明，GA可以以浓度和时间依赖性方式降低两种细胞系中KRAS的水平，以及 KRAS的下游p-ERK（MAPK通路）和p-AKT（PI3K通路）。此外，qPCR显示GA不会改变KRAS的转录水平，表明GA可能在转录后水平降低KRAS。进一步使用蛋白酶体抑制剂MG132发现MG132 部分挽救了GA诱导的KRAS蛋白下调，表明 KRAS 蛋白降解与泛素-蛋白酶体途径有关，此外，我们采用放线菌酮（CHX）测定评估显示GA处理后，KRAS的半衰期显著缩短。这些数据表明GA可以诱导KRAS的蛋白酶体降解，进而损害MM细胞中的下游信号转导
2、鉴定USP2作为GA的新靶标为了确定GA诱导KRAS降解的靶标，作者合成了生物素标记的GA，发现它保留了在MM细胞中诱导KRAS降解的能力，进一步利用该探针开展Pulldown+MS，鉴定到的互作蛋白中，HSP90和USP2这两种与蛋白质降解相关。HSP90是一个已知的GA靶点，作为伴侣蛋白，它可以调节各种蛋白的稳定性，然而HSP90抑制剂STA9090处理不能降低MM.1S细胞中KRAS的蛋白水平，表明KRAS不是 HSP90的底物。因此，作者更加关注USP2，一种新型的GA互作蛋白。通过Pulldown+WB、免疫荧光共定位、竞争实验、CETSA、DARTS实验共同证实了USP2是GA的直接相互作用蛋白。此外，GA在体外相对特异性地抑制USP2的去泛素化活性（
3、半胱氨酸284对于GA与USP2的共价结合至关重要然后，作者研究了GA和USP2之间的相互作用模式，发现碘乙酸（IAA，一种半胱氨酸烷化剂）与USP2的预孵育完全抑制了GA与USP2的结合，表明GA可能与USP2的半胱氨酸共价结合，这与之前的报道一致，即GA可以通过半胱氨酸残基与其靶标共价结合。接着，通过USP2蛋白与GA一起孵育后质谱鉴定，发现Cys284残基被GA共价修饰。此外，通过构建USP2的两个突变体（C276S、C284S），发现GA 与 USP2（C276S）结合，而不是USP2（C284S），表明GA可以与USP2的Cys284残基特异性形成共价键。结合动力学显示GA 以剂量和时间依赖性方式与 USP2 共价结合，分子对接显示P565和 R289对于形成GA与USP2结合的口袋至关重要。同样通过蛋白点突变实验发现P565 和 R289对GA-USP2相互作用至关重要
4、USP2调节KRAS的稳定性前面发现GA降低MM细胞中KRAS蛋白水平并抑制USP2活性，表明USP2可能调节KRAS的稳定性。作者利用CRISPR/Cas9敲除MM.1S和RPMI 8226细胞系中的USP2，发现敲除USP2导致KRAS蛋白水平降低，mRNA水平不变， KRAS的下游效应子p-ERK水平也显著降低。此外，敲除诱导的KRAS下调可被两种细胞系中的蛋白酶体抑制剂MG132挽救。结果表明USP2可以增强KRAS的蛋白质稳定性。进一步研究发现USP2与KRAS互作并使KRAS去泛素化，表明KRAS是USP2的底物
5、USP2敲除抑制MM细胞的增殖鉴于KRAS在MM细胞增殖和存活中的关键作用，作者假设USP2敲除可能会使KRAS不稳定，从而导致MM细胞增殖抑制。结果显示USP2敲除显著抑制MM.1S和RPMI 8226细胞系的增殖，诱导这两种MM细胞系凋亡。此外，MM.1S 细胞的异种移植 MM 模型发现，USP2敲除显著抑制肿瘤生长，免疫组化染色也显示USP2敲除组的KRAS水平降低，这些数据共同表明USP2在MM细胞的增殖和存活中起着关键作用
6、GA通过靶向USP2和破坏KRAS的稳定性来诱导MM细胞凋亡据报道，GA通过抑制PI3K/Akt/mTOR、NF-κB 和其他信号通路诱导MM细胞凋亡。作者发现GA处理可以以剂量依赖性方式降低MM.1S和RPMI 8226细胞的活力并促进细胞凋亡。此外，过表达USP2的细胞对GA诱导的活力降低和KRAS降解表现出部分抗性，且GA处理可以提高 KRAS的泛素化水平。KRAS^G12C的过表达可以部分消除USP2敲除诱导的细胞生长抑制。这些数据表明，GA在 MM 细胞中诱导的细胞毒性至少部分归因于其靶向USP2，这降低了KRAS的稳定性。最后，作者探讨了USP2在MM中的临床意义。通过GSE13591数据集发现MM患者骨髓样本中的USP2 mRNA水平明显更高。此外，作者发现原发性骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞系中USP2的蛋白水平高于正常外周血单核细胞（PBMC）和正常骨髓活检，且高USP2水平的MM患者的总生存期降低，这些结果共同表明USP2表达增加与MM中较差的结局之间存在很强的相关性，表明USP2可能是MM治疗的有前途的靶点。