Cell 引用解析 | 清除白血病干細胞藥物有望開發(fā)
《細胞 ? 干細胞》（Cell Stem Cell，IF: 23.393）近日發(fā)表了由美國愛荷華大學Hai-Hui Xue教授與Chen-Zhao教授合作完成的，關于清除白血病干細胞的最新研究成果。該成果闡明了前列腺素（PGE1）及其類似物通過激活EP4受體進而抑制導致白血病干細胞(LSCs)增殖的AP-1因子；這為進一步設計并殺傷LSCs提出了新的學說。
本文根據(jù)作者研究思路進行解析：
基于LSCs的增殖極度依賴Tcf1和Lef1開展的研究，尋找出具有殺傷LSCs的潛在藥物。
要完成這項工作，首先需要明確Tcf1和Lef1處于細胞調(diào)控網(wǎng)絡中的特點，推測調(diào)控路徑；其次，需要尋找并設計調(diào)控的工具；需要根據(jù)前期的設計逐一條件進行探索并證明。作者根據(jù)前期Tcf1/ Lef1的敲除技術以及病毒轉(zhuǎn)染技術，設計出HSPCs與LSCs的野生型與缺失型細胞，并通過RNA測序比較并解碼所轉(zhuǎn)錄的差異化基因來確定Tcf1/ Lef1特征性的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，作者通過對比并選定對最具有差異化的AP-1家族基因進行研究并通過qRT-PCR分析發(fā)現(xiàn)LSCs中的Fosb和Fos的表達一致升高。
作者認定針對Tcf1、Lef1下游基因進行調(diào)控，一定程度上可以破壞LSCs的轉(zhuǎn)錄程序，進而破壞LSCs細胞。于是從所表達的差異化基因中以轉(zhuǎn)錄調(diào)控、信號傳統(tǒng)、代謝等模擬Tcf1/ Lef1缺失所引起的小分子的變化；于是從CMAP中篩選出3種物質(zhì)，最終通過體外實驗篩選出了具有目標功能的PGE1；并通過功能性實驗發(fā)現(xiàn)伊馬替尼與PGE1具有協(xié)同作用；針對LSCs確實是有效果的。
為進一步明確PGE1是針對LSCs，而非普通的CML，并確定治療效果，作者直接選定具有GFP標記的LSCs進行作用分析，作者將相同數(shù)量的LSCs注射到同源次級宿主中，并在沒有額外治療情況下檢測其存活。因為伊馬替尼（IM）這種酪氨酸激酶抑制劑對LSCs敏感性較小，幾乎沒作用，可以看做基點；此時證實PGE1可有效抑制LSC得活性。
從功能上來講，針對CML的伊馬替尼與針對CML LSCs的PGE1是兩種不同的調(diào)控途徑，作者于是對調(diào)控途徑進行了探索。
首先通過PGE1刺激LSCs進行RNA測序分析以及RT-PCR分析所得的結(jié)果與前文一致，刺激后LSCs的Fosb, Fos和Egr1表達減少；并通過雙順反子病毒實驗證實Fosb, Fos的強制過量表達引起LSCs對PGE1不敏感。由于Fosb, Fos組合成AP-1行使其功能，這些數(shù)據(jù)表明AP-1因子是PGE1作用于LSCs的靶點。
PGE1作為小分子怎樣作用于AP-1？
根據(jù)分子構效的比對了解到PGE1屬于E型前列腺受體的激動劑，但此類前列腺受體有4種，作者試想PGE1作用的受體會很容易檢測；于是作者取小鼠外周血，40mm過濾器過濾出BM單細胞懸浮液，使用熒光染料標記的抗體對細胞表面的受體通過流式進行檢測。
通過FACS分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)EP1、EP3、EP4都能在LSCs上檢測到。
根據(jù)文獻總結(jié)，推斷PGE1最有可能作用于EP4，于是構建了敲除EP4基因的細胞，此類細胞得出的數(shù)據(jù)表明EP4剔除后移植后的同源小鼠死亡速度加快；盡管如此，作者承認EP4是負責PGE1誘導LSCs的主要受體（如果不是唯一）。
作者用PKA抑制劑H89，MEK抑制劑PD98059，PI3K抑制劑Ly294002及鈣離子螯合劑BAPTA分別預處理LSCs細胞，然后用PGE1刺激這些細胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PGE1誘導的Fos和Fosb不受PKA抑制劑的影響，但經(jīng)MEK、PI3K抑制劑及鈣離子螯合劑作用后，PGE1的作用出現(xiàn)了消除甚至逆轉(zhuǎn)；這說明PGE1在LSCs中整合了多個信號級聯(lián)通路調(diào)節(jié)下游基因的表達。
最終文章我們把作者所描述的細胞激活通路簡集匯總?cè)缦拢?/span>
首先PGE1作用于EP4，之后以不連接蛋白的方式作用于Tcf1、Lef1，進而抑制LSC中的AP-1因子；另外，PGE1對MEK、PI3K及細胞內(nèi)Ca2 +的綜合信號通路，也被驗證出可實現(xiàn)對AP-1因子的抑制。
這個治療能否用于臨床，作者通過患者治療的早晚期設計了兩種方案論證了針對CMLLSCS的PGE1單獨用于治療療效不顯著，但同樣能將Fosb, Fos表達降低，再次確認了PGE1通過抑制AP-1來抑制CML LSCs的增殖，而且晚期患者仍然有效的抑制CML LSCs的增殖。
因為TKI的出現(xiàn)，CML常被認為是“易于治療”的疾病，但因為LSCs的存在，導致了終生對TKI的依賴，并且患者還存在對TKI耐藥性的風險；而作者通過系統(tǒng)的探索尋找出攻克LSCs的方法，怎能不令人興奮，而且PGE1（前列地爾，現(xiàn)為血小板聚集抑制藥，已入藥典）的安全性已在臨床中被證明！文章唯一存在的疑惑是PGE1的受體是否僅為EP4，相信這個問題會很快被解決。
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論文中使用Bioss抗體流式數(shù)據(jù)圖：
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