多發(fā)性骨髓瘤(MM),一種血液惡性腫瘤,其特點是骨髓中的漿細胞發(fā)生多階段變化,導致多器官受損。雖然臨床上蛋白酶體抑制劑如硼替佐米(BZB)取得了一定的療效,但耐藥性問題仍然是一個主要障礙,使得MM成為一種無法治愈的疾病。先前的研究已經(jīng)逐漸揭示了非編碼基因,尤其是長非編碼RNA(lncRNA)在MM的腫瘤發(fā)生和藥物反應性中的作用,它們不僅調(diào)控基因表達,還具有成為治療靶點的潛力。然而,目前對MM中大多數(shù)非編碼RNA的功能認識仍然不足。
一、長非編碼RNA的缺失CRISPR-Cas9篩選在多發(fā)性骨髓瘤細胞系中的應用研究團隊使用經(jīng)過驗證的第三代慢病毒CRISPR-Cas9文庫,在多發(fā)性骨髓瘤(MM)細胞系AMO-1及其抗BZB亞克隆(ABZB)上對671個長非編碼RNA(lncRNA)進行了隱性集合CRISPR-Cas9篩選。30天轉(zhuǎn)導后,他們通過NGS測序技術(shù)追蹤了存活細胞中的pgRNA盒,以量化lncRNA對細胞生長的影響。篩選結(jié)果符合預期,證實了方法的有效性。在篩選中,與非靶向和對照基因相比,靶向lncRNA的pgRNA顯示出廣泛的損耗對折變化(logFC)。排除核糖體蛋白基因和其他對照基因后,研究人員確定了42個顯著減少細胞生長或誘導MM細胞死亡的非蛋白編碼位點,其中9個在兩個細胞系同存在,具有統(tǒng)計學意義,突出了這些依賴性在MM特異性和基因組背景獨立性方面的關鍵作用。
圖1 LncRNA的缺失CRISPR-Cas9篩選在多發(fā)性骨髓瘤細胞系中的應用
二、篩選結(jié)果和依賴性分析研究小組利用MAGeCK分析方法確定了對MM細胞健康有顯著影響的lncRNA,過濾掉了控制必需基因和沒有表現(xiàn)出顯著影響的非靶向lncRNA,進一步縮小了候選基因的范圍。隨后,他們重點研究了在768名MM患者中基礎表達水平顯示出顯著預后能力的lncRNA,最終確定了8個具有潛在致癌潛力的未表征lncRNA作為多發(fā)性骨髓瘤的候選基因。該過程不僅通過基因表達分析確定了lncRNA的致癌潛力,還為后續(xù)的功能研究和臨床驗證提供了基礎。對每個候選基因的表達進行深入分析,發(fā)現(xiàn)一些lncRNAs在MM患者中明顯上調(diào),與疾病的嚴重程度和預后相關。通過對這些lncRNA的研究,研究人員希望能夠揭示其在MM病理過程中的具體功能。
三、篩選高優(yōu)先級的致癌 lncRNA 候選者在AMO-1和/或ABZB細胞的關鍵lncRNA中,之前未被特征化的RP11-350G8.5(別名IL6R-AS1)因其在AMO-1和ABZB中的顯著必要性和與MM患者預后的顯著相關性而成為頂級候選者。RP11-350G8.5在這些細胞系中的損耗對折變化(logFC)分別為-1.53和-2.02,MAGeCK假發(fā)現(xiàn)率(FDR)為6.5 × 10^-4和2.6 × 10^-4。此外,該lncRNA在MM患者中的上調(diào)與不良預后密切相關,暗示其在腫瘤發(fā)展中的關鍵作用。研究團隊比較了RP11-350G8.5與其反義基因(IL-6R)的表達,未發(fā)現(xiàn)明顯證據(jù)表明RP11-350G8.5對IL-6R有負向調(diào)節(jié)作用。值得注意的是,IL-6R在AMO-1中不是必需基因,這進一步表明RP11-350G8.5的致癌作用與其反義基因的調(diào)控無關。
研究人員通過qRT-PCR分析了ABZB和AMO-1細胞系中RP11-350G8.5和LINC00467的過表達情況,并將其與健康供體的外周血單核細胞(PBMC)進行了比較。分析結(jié)果表明,這些lncRNA在MM細胞中的表達水平顯著高于正常細胞,這可能暗示它們在多發(fā)性骨髓瘤(MM)的發(fā)病和發(fā)展中扮演著關鍵角色。特別是RP11-350G8.5在MM細胞中的高表達水平可能表明其在腫瘤微環(huán)境中具有潛在的致癌特性。此外,與LINC00467相比,RP11-350G8.5的基礎表達水平較低,這可能表明它們在細胞過程中的不同作用。盡管當前的研究結(jié)果充滿希望,但對這兩個lncRNA的具體作用機制和它們之間的相互作用仍需進一步探究。這些發(fā)現(xiàn)為深入了解MM中l(wèi)ncRNA的功能,尤其是在耐藥性和細胞增殖方面,提供了新的線索。在比較硼替佐米(BZB)治療患者的表達水平的研究中,研究人員發(fā)現(xiàn),與正常組織相比,RP11-350G8.5在MM患者中明顯升高。這一結(jié)果表明,RP11-350G8.5在腫瘤細胞存活過程中起著關鍵作用,可能與耐藥性的產(chǎn)生密切相關。此外,LINC00467的高表達與RP11-350G8.5之間存在正相關關系,表明這兩個lncRNA可能共同影響MM的進展。因此,針對RP11-350G8.5的靶向療法可為克服BZB耐藥性提供新策略,并為臨床治療方法提供新見解。
圖4 RP11-350G8.5的潛在致癌作用:體外驗證及來自體內(nèi)模型的初步數(shù)據(jù)五、RP11-350G8.5和LINC00467在多發(fā)性骨髓瘤中的作用研究人員進一步探討了RP11-350G8.5和LINC00467在多發(fā)性骨髓瘤(MM)中的功能及其相互作用。這兩個lncRNA的表達水平與腫瘤細胞的生存能力、增殖能力及對化療藥物的耐藥性密切相關。特別是RP11-350G8.5的高表達與MM患者的不良預后相關,提示其在腫瘤發(fā)生和進展中的潛在致癌作用。通過基因敲除實驗,他們發(fā)現(xiàn)抑制RP11-350G8.5的表達可以顯著降低MM細胞的增殖能力,增加細胞凋亡率。這一發(fā)現(xiàn)表明,RP11-350G8.5不僅對MM細胞的生存至關重要,而且可能通過調(diào)控關鍵生存信號通路影響腫瘤的耐藥性。同樣,LINC00467的過表達也與細胞存活相關,且其在MM細胞中的功能亟待進一步研究。此外,他們還考慮了這兩個lncRNA在不同腫瘤微環(huán)境中的作用,尤其是在與骨髓基質(zhì)細胞(BMSCs)相互作用時的影響。BMSCs能夠為腫瘤細胞提供保護性信號,而RP11-350G8.5和LINC00467的表達水平可能影響這一相互作用,進一步影響MM的耐藥性和細胞存活。這兩種lncRNA的相互作用和功能特點為治療MM提供了新的視角,特別是針對這些lncRNA開發(fā)靶向療法,可能會產(chǎn)生顯著的臨床療效。研究團隊還在考慮利用基因編輯技術(shù)驗證這些lncRNA在不同MM細胞系中的特異功能,從而為后續(xù)的臨床應用提供理論支持。
圖5RP11-350G8.5敲除(KO)后ABZB細胞系的差異表達和通路富集分析
總體來說,本研究通過對長非編碼RNA(lncRNA)進行CRISPR-Cas9篩選,揭示了RP11-350G8.5和LINC00467在多發(fā)性骨髓瘤(MM)細胞中的重要作用。這兩個lncRNA的表達與腫瘤細胞的生存、增殖及對Bortezomib(BZB)耐藥性密切相關。研究表明,RP11-350G8.5的高表達與MM患者的不良預后顯著相關,且抑制其表達可顯著降低細胞增殖能力,增加細胞凋亡。此外,LINC00467的高表達也與細胞存活密切相關,說明其在腫瘤進展中可能發(fā)揮重要作用。研究顯示,這兩個lncRNA可能在多發(fā)性骨髓瘤(MM)的發(fā)生和發(fā)展中具有協(xié)同效應。未來的研究應致力于深入探究這兩個lncRNA的功能機制,并評估它們在MM治療中的潛力,特別是如何通過靶向這些lncRNA來克服耐藥性。此外,通過結(jié)合臨床數(shù)據(jù),研究團隊可以為個體化治療提供新的策略,以改善MM患者的治療效果和生活質(zhì)量。
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