DNA-PK介导的cGAS在受损染色质上的滞留抑制了cGAS-STING依赖的抗多发性骨髓瘤作用

【作者】 董蒙蒙； 张锦娜； 谢安勇； 蔡真；

【机构】 浙江大学医学院附属第一医院,骨髓移植中心； 浙江大学医学院,转化医学研究院；

【摘要】 背景:炎症小体是一种由胞质内模式识别受体参与组装的多蛋白复合物......多发性骨髓瘤(MM)是一种无法治愈的浆细胞恶性肿瘤,具有基因组不稳定性的特征。复发耐药或出现髓外浸润的MM患者病情往往很难控制。DNA损伤诱导的化疗应用于MM的质量,包括拓扑异构酶Ⅱ(TOP2)抑制剂阿霉素,然而其疗效仍非常有限。作为具有基因组不稳定性特征的MM,靶向其异常的DNA损伤修复为治疗提供了新的选择。DNA依赖性蛋白激酶(DNA-PK)是经典的非同源末端连接(c-NHEJ)修复的核心蛋白,在MM中抑制DNA-PK催化亚基(DNA-PKcs)能增强MM对化疗的敏感性,但其详细的分子机制尚不清楚。环状GMP-AMP合成酶(cGAS)是一种启动固有免疫的胞质DNA传感器,DNA-PK被认为在cGAS介导的抗病毒免疫中发挥重要的调节作用,然而,先前的研究揭示的调节作用和机制是非常复杂且存在矛盾的,因此需待进一步研究。研究目的:探究DNA-PK抑制剂在cGAS-STING依赖的抗多发性骨髓瘤作用中的作用,及cGAS在受损染色质上的滞留在其中的作用及机制。材料和方法:我们采用通过RT-qPCR,细胞分选,免疫共沉淀,质谱,免疫印记,免疫荧光,体内小鼠实验和大数据分析等方法完成本研究。结果:我们研究发现在骨髓瘤中,DNA-PKcs的高表达与MM不良预后相关。体外和体内实验均能发现抑制DNA-PKcs可协同增强阿霉素诱导的MM细胞的死亡。随后,我们发现抑制DNA-PKcs的作用可通过cGAS-STING途径,增强了MM细胞的I型干扰素反应。进一步探究下游反应,我们发现cGAS-STING通路的激活通过IRF3-NOXA-BCL2轴使促进MM细胞凋亡。NU7441,作为一种DNA-PKcs的抑制剂,可联合阿霉素在MM细胞中激活cGAS-STING信号,同时也能诱导了肿瘤微环境中的巨噬细胞的向M1极化,从而减弱了微环境中巨噬细胞对MM的保护作用。进一步机制研究表明,阿霉素诱发MM细胞的DNA损伤后,原本与核染色质上组蛋白结合的失活cGAS被动员到细胞质中,且NU7441可促进了cGAS从细胞质染色质片段中解离,从而释放了cGAS的活性,促进其结合更多的胞质DNA,从而引起cGAS-STING的下游反应。破坏胞质中cGAS与核小体的结合则减弱了NU7441对阿霉素诱导的cGAS-STING信号激活的促进作用。结论:综上,我们研究结果表明MM中抑制DNA-PKcs通过促进cGAS从染色质组蛋白中的释放,增强了阿霉素诱导的cGAS-STING介导的信号传导,发挥了显著的抗骨髓瘤作用,这为MM未来治疗提供了新的选择。更多还原