低剂量干扰素-γ维持急性髓系白血病干细胞自我更新
实际上,尽管KD导致SET蛋白水平减少90%,FTY720在Kasumi1中并不降低SET蛋白的表达。在KMT2A-R细胞中,FTY720导致细胞周期停滞并促进细胞死亡。因此,作者在KMT2A-R模型中的磷酸化蛋白质组学和RNA测序分析显示,FTY720降低了参与细胞分裂的激酶的活性,并增强了促进细胞周期停滞和凋亡的基因的表达。具体而言,磷酸化蛋白质组学数据显示,FTY720对AURB、PLK1、ERK1和MYC介导的信号传导具有抑制作用,提示其上游负调节子PP2A的重新激活。使用PP2A抑制剂奥卡地酸(okadaic acid)的rescue实验,以及通过沉默编码PP2A催化亚单位α的PPP2CA基因,证明了FTY720对KMT2A-R细胞的某些效应取决于PP2A的激活。
作者观察到一些蛋白质组学变化可能不是由于PP2A激活,或者它们可能是补偿性效应。需要在PPP2CA和PPP2R1A KD细胞中进行进一步研究,以验证PP2A是否介导了这些前述信号通路。值得注意的是,磷酸化蛋白质组学分析表明FTY720影响与基因转录有关的通路。RNA-seq分析显示FTY720降低SET mRNA的表达,这是通过RT-qPCR在KMT2A-R和KMT2A-wt白血病细胞中得到的结果。有趣的是,免疫印迹实验证明FTY720仅在KMT2A-R白血病细胞中持续且特异性地降低SET蛋白的表达。后一结果揭示了FTY720作用的一个新的分子机制,与当前对FTY720作为一种拟拟神经酰胺,能够破坏SET和PP2A之间相互作用而不影响SET水平的理解不同。
MYC是SET的转录激活因子,FTY720对SET转录的影响可以通过调节MYC来解释。先前的研究将MYC识别为癌症中PP2A复合物的关键底物。在胰腺和乳腺癌细胞中,通过SET的KD或SET拮抗剂OP449激活PP2A减少了MYC的Ser62和Thr58磷酸化,并导致MYC向泛素介导的蛋白酶体降解。作者的数据支持一个在PP2A、AURB、PLK1、MYC和SET之间的前馈回环,FTY720通过减少AURB的活性,降低了MYC的转录,并通过降低AURB、PLK1、ERK1和GSK3β的活性降低了MYC的稳定性,这些激酶通过对S62和T58的磷酸化调节MYC。MYC的泛素介导降解抑制了MYC依赖的基因转录,因此抑制了下游靶基因PLK1和SET的表达,这可能进一步导致PP2A的激活,从而显著影响了白血病细胞的生存和增殖。
作者的模型没有完全解释SET KD或FTY720通过调节KMT2A特征基因的表达。作者的数据表明,SET与KMT2A wt和KMT2A融合蛋白相互作用,并且被招募到HOXA10的启动子上,这表明SET可能招募KMT2A到这个基因的启动子,反之亦然。这些结论得到了酵母双杂交筛选的支持,该筛选将KMT2A识别为SET相互作用蛋白,以及在HeLa细胞中进行的实验,显示SET和KMT2A之间的相互作用对激活HOXA基因表达有协同作用。最近的研究表明,在一些T-ALL患者中发现了HOXA基因簇异常表达的SET::NUP214致癌融合蛋白,该蛋白招募了KMT2A和DOT1L到HOXA9和HOXA10启动子区域 。值得注意的是,在HeLa细胞中进行的一项磷酸化蛋白质组学研究,通过RNAi降低SET,鉴定了直接参与RNA聚合酶II(RNAPII)介导的转录和RNA处理的多个靶蛋白,提供了SET、PP2A和基因转录之间的可能联系。此外,一项研究发现CDK9,是RNAPII的重要调节因子,也是KMT2A融合蛋白介导的转录中的关键因子,是PP2A的一个靶标,证实了磷酸化与转录之间的相互作用。
此外,在最近的一项研究中,AAkula等人结合了两项磷酸化蛋白质组学研究的数据,其中包括在HeLa中通过siRNA降低SET的研究,以识别由RAS和PP2A共同调控的磷酸化蛋白,其中包括DOT1L复合物。Aakula等人的研究指出,PP2A和RAS介导的磷酸化在表观遗传复合物上汇聚,包括DOT1L复合物。通过siSET在研究中降低的DOT1L磷酸化位点Ser900和Ser1104,在THP1中也被FTY720降低,支持SET通过调节相关的表观遗传因子来介导其抗肿瘤作用的概念。Aakula等人鉴定的另一个SET依赖的DOT1L磷酸化位点Ser1001与KMT2A-R-AML患者中HOXA基因表达呈正相关。因此,SET介导的KMT2A转录标志的分子机制需要进一步研究。整合这些已发表的磷酸化蛋白组学,验证其中一些磷酸化位点的功能角色,可能揭示SET和PP2A抑制在白血病转录和染色质可及性中的作用的进一步机制洞察,需在未来的研究中进行探讨。
与其抗增殖效应一致,研究表明FTY720治疗与实体肿瘤中的细胞毒性化疗药物多柔比星(doxorubicin)呈协同作用。作者证明了FTY720增强了KMT2A-R细胞对多柔比星的响应,多柔比星是KMT2A-R患者诱导和巩固治疗中使用的标准化疗药物。
作者观察到一些蛋白质组学变化可能不是由于PP2A激活,或者它们可能是补偿性效应。需要在PPP2CA和PPP2R1A KD细胞中进行进一步研究,以验证PP2A是否介导了这些前述信号通路。值得注意的是,磷酸化蛋白质组学分析表明FTY720影响与基因转录有关的通路。RNA-seq分析显示FTY720降低SET mRNA的表达,这是通过RT-qPCR在KMT2A-R和KMT2A-wt白血病细胞中得到的结果。有趣的是,免疫印迹实验证明FTY720仅在KMT2A-R白血病细胞中持续且特异性地降低SET蛋白的表达。后一结果揭示了FTY720作用的一个新的分子机制,与当前对FTY720作为一种拟拟神经酰胺,能够破坏SET和PP2A之间相互作用而不影响SET水平的理解不同。
MYC是SET的转录激活因子,FTY720对SET转录的影响可以通过调节MYC来解释。先前的研究将MYC识别为癌症中PP2A复合物的关键底物。在胰腺和乳腺癌细胞中,通过SET的KD或SET拮抗剂OP449激活PP2A减少了MYC的Ser62和Thr58磷酸化,并导致MYC向泛素介导的蛋白酶体降解。作者的数据支持一个在PP2A、AURB、PLK1、MYC和SET之间的前馈回环,FTY720通过减少AURB的活性,降低了MYC的转录,并通过降低AURB、PLK1、ERK1和GSK3β的活性降低了MYC的稳定性,这些激酶通过对S62和T58的磷酸化调节MYC。MYC的泛素介导降解抑制了MYC依赖的基因转录,因此抑制了下游靶基因PLK1和SET的表达,这可能进一步导致PP2A的激活,从而显著影响了白血病细胞的生存和增殖。
作者的模型没有完全解释SET KD或FTY720通过调节KMT2A特征基因的表达。作者的数据表明,SET与KMT2A wt和KMT2A融合蛋白相互作用,并且被招募到HOXA10的启动子上,这表明SET可能招募KMT2A到这个基因的启动子,反之亦然。这些结论得到了酵母双杂交筛选的支持,该筛选将KMT2A识别为SET相互作用蛋白,以及在HeLa细胞中进行的实验,显示SET和KMT2A之间的相互作用对激活HOXA基因表达有协同作用。最近的研究表明,在一些T-ALL患者中发现了HOXA基因簇异常表达的SET::NUP214致癌融合蛋白,该蛋白招募了KMT2A和DOT1L到HOXA9和HOXA10启动子区域 。值得注意的是,在HeLa细胞中进行的一项磷酸化蛋白质组学研究,通过RNAi降低SET,鉴定了直接参与RNA聚合酶II(RNAPII)介导的转录和RNA处理的多个靶蛋白,提供了SET、PP2A和基因转录之间的可能联系。此外,一项研究发现CDK9,是RNAPII的重要调节因子,也是KMT2A融合蛋白介导的转录中的关键因子,是PP2A的一个靶标,证实了磷酸化与转录之间的相互作用。
此外,在最近的一项研究中,AAkula等人结合了两项磷酸化蛋白质组学研究的数据,其中包括在HeLa中通过siRNA降低SET的研究,以识别由RAS和PP2A共同调控的磷酸化蛋白,其中包括DOT1L复合物。Aakula等人的研究指出,PP2A和RAS介导的磷酸化在表观遗传复合物上汇聚,包括DOT1L复合物。通过siSET在研究中降低的DOT1L磷酸化位点Ser900和Ser1104,在THP1中也被FTY720降低,支持SET通过调节相关的表观遗传因子来介导其抗肿瘤作用的概念。Aakula等人鉴定的另一个SET依赖的DOT1L磷酸化位点Ser1001与KMT2A-R-AML患者中HOXA基因表达呈正相关。因此,SET介导的KMT2A转录标志的分子机制需要进一步研究。整合这些已发表的磷酸化蛋白组学,验证其中一些磷酸化位点的功能角色,可能揭示SET和PP2A抑制在白血病转录和染色质可及性中的作用的进一步机制洞察,需在未来的研究中进行探讨。
与其抗增殖效应一致,研究表明FTY720治疗与实体肿瘤中的细胞毒性化疗药物多柔比星(doxorubicin)呈协同作用。作者证明了FTY720增强了KMT2A-R细胞对多柔比星的响应,多柔比星是KMT2A-R患者诱导和巩固治疗中使用的标准化疗药物。