小动物活体成像
△ 图1
Nature子刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》(IF:18.187,JCR 1区)
胶质瘤是最常见的脑肿瘤,2016年世界卫生组织(World Health Organization,WHO)将其分为四级(I-IV)。数字越大,恶性程度越高,预后越差,其中,GBM属于IV级。GBM恶性程度高、侵袭性强,患者的平均生存期约为15个月,5年生存率不到5%,因此,探究GBM的发生、发展机制,寻找复发相关的分子标志物,针对相关靶点进行转化研究,具有重要的意义。
在临床上,大多数GBM患者(约90%)被诊断为野生型IDH1/2,定义为原发或新发的GBM;大约10%的GBM患者携带IDH1/2突变,定义为继发性GBM。根据癌症基因组图谱计划(The Cancer Genome Atlas,TCGA)中脑胶质瘤基因转录组,可以将GBM分为4种亚型:前神经元型、神经元型、经典型、间质型。经典型以EGFR基因扩增/突变为特征,前神经元型主要表现为PDGFRA(Platelet-derived growth factor receptor α)突变或IDH1/2 突变,间质型主要存在神经纤维蛋白1(Neurofibromatosis type 1,NF1 )突变。
血小板衍生生长因子受体α(PDGFRA) 和受体β(PDGFRB) 属于受体酪氨酸激酶(Receptor tyrosine kinase,RTK)家族,并作为血小板衍生生长因子(Platelet-derived growth factor,PDGF)的受体发挥作用。哺乳动物中的四种 PDGF 基因(PDGFA、PDGFB、PDGFC 和 PDGFD)分别编码四种肽(PDGFA、PDGFB、PDGFC 和 PDGFD),它们形成五种功能同源或异源二聚体:PDGF-AA、PDGF- AB、PDGF-BB、PDGF-CC 和 PDGF-DD。
研究发现PDGFA 和 PDGFRA 在胶质瘤发生和进展中起关键作用。实验也表明,PDGFA 和 PDGFRA 的过表达成功地诱导了小鼠模型中GBM的发育,这些结果表明PDGFRA 在GBM中的关键作用,并将 PDGFA/PDGFRA 轴确定为 GBM 的潜在治疗靶点。
虽然已经开发出几种针对 PDGFRA 的抗肿瘤药物,体外和体内的数据也支持靶向PDGFRA对GBM细胞的有效抑制作用,然而,单一PDGFRA抑制剂的临床试验均未显示出抗肿瘤作用。
基于上述背景,研究人员对GBM 中 PDGFA 和 PDGFRA 的调控机制进行了详细研究。首先开展的实验数据表明,PDGFRA 的活性或表达缺陷并没有有效地阻断PDGFA活性,所以推测PDGFRA 可能不是 PDGFA 功能所必需的。
为了分析参与 PDGFA 功能的蛋白质,研究人员进行了免疫共沉淀 (Co-IP) 和质谱 (MS)实验,并首次描绘了 PDGFA 相关蛋白网络。令人惊讶的是,实验结果表明,即使没有激活 PDGFRA 和 AKT,EPHA2 也可以被 PDGFA 暂时激活。此外,MS、Co-IP、体外结合热力学(In vitro binding thermodynamics)和邻近连接实验(Proximity ligation assay)都一致地证明了EPHA2与PDGFA的相互作用,EPHA2的高表达导致 TCGA-GBM 数据库和临床 GBM 样本中 PDGF 信号靶标的上调。
由于 PDGFA 诱导的 EPHA2 活化,通过抑制剂阻断 PDGFRA 不能有效抑制 GBM细胞的增殖,但同时抑制 EPHA2 和 PDGFRA后,在体外和体内的实验结果都显示出对GBM 细胞的协同抑制作用。因此,靶向PDGFRA 和 EHA2的双重抑制剂有望作为未来GBM的治疗新策略。
△ 图2
PDGFRA和EPHA2联合抑制对GBM细胞的协同抑制作用。
a、MTT实验测量过表达EPHA2(左)或敲低EPHA2(右)的LN18细胞的IC50。
b、抗体阵列分析载体、EPHA2抑制剂(ALW)和PDGFRA抑制剂(IMA)处理的LN18细胞,显著变化的蛋白质用框架标记并单独列出。
c、MTT实验评价联合药物在四种GBM细胞株的作用。
d、载体、IMA、ALW 或 IMA + ALW 处理过的 U251 细胞原位生长的代表性图像(使用博鹭腾AniView100多模式动物活体成像系统拍摄)。
e、生物发光信号强度绘制的肿瘤大小统计图。
f、载体、IMA、ALW或IMA+ALW治疗的小鼠原位GBM肿瘤组织切片上Ki67的代表性免疫组织化学图像。
论文链接
https://www.nature.com/articles/s41392-021-00855-2
广州博鹭腾
博鹭腾作为一家集生命科学仪器设备的研发、生产、服务于一体的国家高新技术企业,目前已开发并上市了多款具有自主知识产权的产品,形成了活体成像、分子影像、蛋白凝胶预制及印迹处理系统、发光检测四个系列,用户包括清华大学、中山大学、西北农林科技大学等上百家高校及科研单位。
[来源:广州博鹭腾生物科技有限公司]
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