多发性骨髓瘤(MM),一种血液恶性肿瘤,其特点是骨髓中的浆细胞发生多阶段变化,导致多器官受损。虽然临床上蛋白酶体抑制剂如硼替佐米(BZB)取得了一定的疗效,但耐药性问题仍然是一个主要障碍,使得MM成为一种无法治愈的疾病。先前的研究已经逐渐揭示了非编码基因,尤其是长非编码RNA(lncRNA)在MM的肿瘤发生和药物反应性中的作用,它们不仅调控基因表达,还具有成为治疗靶点的潜力。然而,目前对MM中大多数非编码RNA的功能认识仍然不足。
一、长非编码RNA的缺失CRISPR-Cas9筛选在多发性骨髓瘤细胞系中的应用研究团队使用经过验证的第三代慢病毒CRISPR-Cas9文库,在多发性骨髓瘤(MM)细胞系AMO-1及其抗BZB亚克隆(ABZB)上对671个长非编码RNA(lncRNA)进行了隐性集合CRISPR-Cas9筛选。30天转导后,他们通过NGS测序技术追踪了存活细胞中的pgRNA盒,以量化lncRNA对细胞生长的影响。筛选结果符合预期,证实了方法的有效性。在筛选中,与非靶向和对照基因相比,靶向lncRNA的pgRNA显示出广泛的损耗对折变化(logFC)。排除核糖体蛋白基因和其他对照基因后,研究人员确定了42个显著减少细胞生长或诱导MM细胞死亡的非蛋白编码位点,其中9个在两个细胞系同存在,具有统计学意义,突出了这些依赖性在MM特异性和基因组背景独立性方面的关键作用。
图1 LncRNA的缺失CRISPR-Cas9筛选在多发性骨髓瘤细胞系中的应用
二、筛选结果和依赖性分析研究小组利用MAGeCK分析方法确定了对MM细胞健康有显著影响的lncRNA,过滤掉了控制必需基因和没有表现出显著影响的非靶向lncRNA,进一步缩小了候选基因的范围。随后,他们重点研究了在768名MM患者中基础表达水平显示出显著预后能力的lncRNA,最终确定了8个具有潜在致癌潜力的未表征lncRNA作为多发性骨髓瘤的候选基因。该过程不仅通过基因表达分析确定了lncRNA的致癌潜力,还为后续的功能研究和临床验证提供了基础。对每个候选基因的表达进行深入分析,发现一些lncRNAs在MM患者中明显上调,与疾病的严重程度和预后相关。通过对这些lncRNA的研究,研究人员希望能够揭示其在MM病理过程中的具体功能。
三、筛选高优先级的致癌 lncRNA 候选者在AMO-1和/或ABZB细胞的关键lncRNA中,之前未被特征化的RP11-350G8.5(别名IL6R-AS1)因其在AMO-1和ABZB中的显著必要性和与MM患者预后的显著相关性而成为顶级候选者。RP11-350G8.5在这些细胞系中的损耗对折变化(logFC)分别为-1.53和-2.02,MAGeCK假发现率(FDR)为6.5 × 10^-4和2.6 × 10^-4。此外,该lncRNA在MM患者中的上调与不良预后密切相关,暗示其在肿瘤发展中的关键作用。研究团队比较了RP11-350G8.5与其反义基因(IL-6R)的表达,未发现明显证据表明RP11-350G8.5对IL-6R有负向调节作用。值得注意的是,IL-6R在AMO-1中不是必需基因,这进一步表明RP11-350G8.5的致癌作用与其反义基因的调控无关。
研究人员通过qRT-PCR分析了ABZB和AMO-1细胞系中RP11-350G8.5和LINC00467的过表达情况,并将其与健康供体的外周血单核细胞(PBMC)进行了比较。分析结果表明,这些lncRNA在MM细胞中的表达水平显著高于正常细胞,这可能暗示它们在多发性骨髓瘤(MM)的发病和发展中扮演着关键角色。特别是RP11-350G8.5在MM细胞中的高表达水平可能表明其在肿瘤微环境中具有潜在的致癌特性。此外,与LINC00467相比,RP11-350G8.5的基础表达水平较低,这可能表明它们在细胞过程中的不同作用。尽管当前的研究结果充满希望,但对这两个lncRNA的具体作用机制和它们之间的相互作用仍需进一步探究。这些发现为深入了解MM中lncRNA的功能,尤其是在耐药性和细胞增殖方面,提供了新的线索。在比较硼替佐米(BZB)治疗患者的表达水平的研究中,研究人员发现,与正常组织相比,RP11-350G8.5在MM患者中明显升高。这一结果表明,RP11-350G8.5在肿瘤细胞存活过程中起着关键作用,可能与耐药性的产生密切相关。此外,LINC00467的高表达与RP11-350G8.5之间存在正相关关系,表明这两个lncRNA可能共同影响MM的进展。因此,针对RP11-350G8.5的靶向疗法可为克服BZB耐药性提供新策略,并为临床治疗方法提供新见解。
图4 RP11-350G8.5的潜在致癌作用:体外验证及来自体内模型的初步数据五、RP11-350G8.5和LINC00467在多发性骨髓瘤中的作用研究人员进一步探讨了RP11-350G8.5和LINC00467在多发性骨髓瘤(MM)中的功能及其相互作用。这两个lncRNA的表达水平与肿瘤细胞的生存能力、增殖能力及对化疗药物的耐药性密切相关。特别是RP11-350G8.5的高表达与MM患者的不良预后相关,提示其在肿瘤发生和进展中的潜在致癌作用。通过基因敲除实验,他们发现抑制RP11-350G8.5的表达可以显著降低MM细胞的增殖能力,增加细胞凋亡率。这一发现表明,RP11-350G8.5不仅对MM细胞的生存至关重要,而且可能通过调控关键生存信号通路影响肿瘤的耐药性。同样,LINC00467的过表达也与细胞存活相关,且其在MM细胞中的功能亟待进一步研究。此外,他们还考虑了这两个lncRNA在不同肿瘤微环境中的作用,尤其是在与骨髓基质细胞(BMSCs)相互作用时的影响。BMSCs能够为肿瘤细胞提供保护性信号,而RP11-350G8.5和LINC00467的表达水平可能影响这一相互作用,进一步影响MM的耐药性和细胞存活。这两种lncRNA的相互作用和功能特点为治疗MM提供了新的视角,特别是针对这些lncRNA开发靶向疗法,可能会产生显著的临床疗效。研究团队还在考虑利用基因编辑技术验证这些lncRNA在不同MM细胞系中的特异功能,从而为后续的临床应用提供理论支持。
图5RP11-350G8.5敲除(KO)后ABZB细胞系的差异表达和通路富集分析
总体来说,本研究通过对长非编码RNA(lncRNA)进行CRISPR-Cas9筛选,揭示了RP11-350G8.5和LINC00467在多发性骨髓瘤(MM)细胞中的重要作用。这两个lncRNA的表达与肿瘤细胞的生存、增殖及对Bortezomib(BZB)耐药性密切相关。研究表明,RP11-350G8.5的高表达与MM患者的不良预后显著相关,且抑制其表达可显著降低细胞增殖能力,增加细胞凋亡。此外,LINC00467的高表达也与细胞存活密切相关,说明其在肿瘤进展中可能发挥重要作用。研究显示,这两个lncRNA可能在多发性骨髓瘤(MM)的发生和发展中具有协同效应。未来的研究应致力于深入探究这两个lncRNA的功能机制,并评估它们在MM治疗中的潜力,特别是如何通过靶向这些lncRNA来克服耐药性。此外,通过结合临床数据,研究团队可以为个体化治疗提供新的策略,以改善MM患者的治疗效果和生活质量。
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