IF11+:丹参酮I作为新型EZH2抑制剂通过上调MMP9和ABCG2限制白血病造血功能

OA期刊，审稿周期一般为2~5个月。版面费:研究性文章$AUD 3000。

【题目及作者信息】

Tanshinone I, a new EZH2 inhibitor restricts normal and malignant hematopoiesis through upregulation of MMP9 and ABCG2

【摘要】

背景目的：丹参酮是丹参的一种二萜，是一种特别有前途的草药化合物，用于治疗包括急性髓系白血病(AML)在内的癌症。然而，丹参酮在AML中的治疗作用和潜在机制尚不清楚，丹参酮的毒性作用限制了其临床应用。

方法：我们利用人类白血病细胞系、斑马鱼转基因和异种移植模型来研究丹参酮如何影响正常和异常造血功能的细胞和分子机制。用WISH、苏丹黑和o-戴尼西苷染色测定斑马鱼胚胎上造血基因的表达。RNA-seq分析显示，TanI处理后存在差异表达基因和富集基因特征。使用表面等离子体共振(SPR)方法与BIAcoreT200(GE医疗保健)一起测量TanI的结合亲和力。通过体外甲基转移酶实验，验证了TanI抑制了PRC2复合物的组蛋白酶活性。采用ChIP-qPCR法检测EZH2靶基因的H3K27me3水平。

结果：我们发现丹参酮I (Tan I)是丹参酮之一，它在体外和异种移植斑马鱼模型中可以抑制人白血病细胞的增殖，并抑制斑马鱼正常和恶性的造血功能。机制研究表明，Tan I通过直接与众所周知的组蛋白H3K27甲基转移酶EZH2结合，抑制PRC2酶活性来调节正常和恶性造血功能。此外，我们还鉴定出MMP9和ABCG2可能是TanI对EZH2影响的两个下游基因。

结论：综上所述，本研究证实了TanI是一种新的EZH2抑制剂，并提示MMP9和ABCG2是髓系恶性疾病的两个潜在治疗靶点。

【前言】

近年来，天然产物在癌症治疗中受到了广泛的关注，许多草药产品已被证明具有抗癌的作用。例如，vibsanine A通过激活PKC信号诱导髓系白血病细胞分化。贯叶金丝桃素促进来自各种实体肿瘤和血液系统恶性肿瘤的癌细胞凋亡，包括b细胞慢性淋巴细胞白血病。天然草药的成分和化合物是巨大的药物资源，对其药理机制的不断研究将为治疗方法的发展提供更好的研究基础。

丹参是中国和其他一些亚洲国家最受欢迎的草药之一。丹参提取物已广泛应用于冠心病、脑缺血和早期肝硬化的临床治疗。丹参酮是丹参的主要亲脂性成分，已被证明具有抗炎、抗氧化、抗癌等多种药理活性。在主要的丹参酮中，隐丹参酮(CPT)可抑制小鼠肝癌细胞的增殖，激活适应性抗肿瘤免疫防御。丹参酮IIA可诱导人白血病细胞系的G1/G0阻滞、细胞分化和凋亡。虽然丹参酮的抗癌作用能力越来越强，但其分子机制尚未很清楚，主要是丹参酮的分子靶点仍未得到很好的阐明。

我们关注了一个毒性最小但对造血功能有显著影响的药物，丹参酮I(TanI)，我们利用人类白血病细胞系、斑马鱼髓系恶性肿瘤和异种移植模型，研究了TanI的药理功能和作用机制。发现TanI可以通过直接与EZH2结合并随后抑制PRC2复合物的组蛋白H3K27甲基转移酶活性来抑制正常和恶性造血功能。此外，我们注意到两个已知的EZH2下游基因MMP9和ABCG2都在TanI处理下表达上调。这两个基因在人白血病细胞系中的过表达可诱导细胞凋亡和分化，提示这两个基因有可能作为抗白血病治疗的新靶点。

【方法材料】（部分）

主要看下测算丹参酮I(TanI)结合亲和力：

The Surface Plasmon Resonance (SPR) method was used with a BIAcore T200 (GE Healthcare) to measure the binding affinities. Zebrafish EZH2(Detai Bio) or SUZ12 (Detai Bio) was diluted in sodium acetate solution (pH 5.0) with a final concentration of 50 μg/mL. EZH2 or SUZ12 was immobilized on a CM5 sensor chip (GE Healthcare) by amine coupling to reach target densities of 12000 resonance units (RU). Immobilized EZH2 or SUZ12 was used tocapture the chemical compound. Human EED (ProSpec-Tany) was diluted in sodium acetate solution (pH 5.0) with a final concentration of 200 μg/mL. EED was immobilized on a CM5 sensor chip (GE Healthcare) by amine coupling to reach target densities of 9100 resonance units (RU). The running buffer contained PBS-T (10 mM sodium phosphate, 150 mM NaCl, 0.005% Tween-20, pH 7.4) and 2% DMSO. Data were recorded at 25 °C.

Then injected 7 concentrations of the Tan I (0.78 µM, 1.56 µM, 3.125 µM, 6.25 µM, 12.5 µM, 25 µM, 50 µM) at a flow rate of 30 μL/min, the contact time was 2 min for EZH2 and SUZ12 and 2.5 min for EED, respectively. The dissociation time was 2 min for EZH2 and SUZ12 and 5 min for EED, respectively. EPZ6438 (0.78 µM, 1.56 µM, 3.125 µM, 6.25 µM, 12.5 µM, 25 µM) was monitored as positive control. A blank immobilization was performed for one of the sensor chip surfaces to use for correction of the binding response. Sensorgrams were analyzed using the Igor Pro version 6.1 (WaveMatrix).

【结果部分】

1.Tan I治疗导致斑马鱼的最终造血功能降低。

2.Tan I 处理可以抑制c-myb过度活跃和pu.1G242D斑马鱼中扩大的骨髓细胞生成。

3.TanI在体外和斑马鱼异种移植模型中抑制人白血病细胞系的增殖。

4.TanⅠ处理的人白血病细胞系和斑马鱼的转录组学分析。

5.TanI直接与EZH2结合，抑制PCR2酶活性。

6.TanI影响EZH2下游基因调控区的H3K27me3修饰。

7.用ezh2及其下游基因mmp9或abcg2进行斑马鱼的拯救实验和人白血病细胞系的过表达实验。

【结论与讨论】

丹参酮是有价值的中药库中的众多成分之一，其治疗功能已得到广泛认可。我们的工作利用细胞系和动物模型来阐明其药理功能的机制。我们的研究结果将为丹参酮I更好的临床应用提供信息。然而，仍有问题如Tan I结合位点EZH2蛋白质，如何实现这种绑定的特异性，不同丹参酮的化学结构公式是相似的，Tan I在其他类型的癌细胞有效吗？进一步的研究仍然需要解决这些问题。返回搜狐，查看更多