【Nature子刊】中南大学刘静团队：单细胞测序揭示多发性骨髓瘤治疗的新靶点

【导读】多发性骨髓瘤（MM）是一种异质性且无法治愈的肿瘤，其特征是浆细胞恶性增殖。有必要阐明MM的异质性，并确定新的治疗诊断靶点。团队确定了与浆细胞恶性增殖相关的关键亚群。此外，团队证明了WNK1作为靶点的治疗潜力。

2024年9月14日，中南大学生命科学学院刘静团队在期刊《Cell Death & Disease》上发表了题为“Single-cell sequencing analysis of multiple myeloma heterogeneity and identification of new theranostic targets”的研究论文。团队的研究，为MM中B细胞的发育和浆细胞的异质性，提供了新的见解，并表明WNK1是MM的潜在治疗靶点。

https://www.nature.com/articles/s41419-024-07027-4

研究介绍

01

多发性骨髓瘤（MM）是一种常见的临床恶性肿瘤，起源于B淋巴细胞来源的浆细胞恶性增生，在欧美国家血液肿瘤中发病率排名第2。在美国，每年约有35,000例新诊断MM（NDMM）病例，超过12,000例患者死于MM。随着蛋白酶体抑制剂、免疫疗法、CAR-T细胞、自体造血干细胞移植和双特异性抗体等治疗方法的出现，MM的管理得到了显著改善。超过50%的患者有5年的总生存期 。然而，MM在现阶段仍然是一种难以治愈的疾病。

单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术是一项革命性的技术，使科学家能够更好地了解肿瘤和微环境之间的差异 。目前，它已应用于各种血癌，包括白血病、多发性骨髓瘤、骨髓增生异常综合征和其他高度异质性疾病 。许多研究使用scRNA-seq来调查MM。Gai等人将来自小鼠单核细胞的scRNA-seq数据，与来自512 NDMM的PET-CT和基因表达谱数据相结合。他们发现，由MM细胞分泌的CST6，通过阻断破骨细胞分化，来抑制溶骨性疾病和其他疾病的发展。Liu等人报道了MM对治疗和复发的反应中CD4+ T细胞的不同变化。

团队使用scRNA-seq，分析了MM和健康供体（HD）骨髓中B淋巴细胞谱系细胞，这些细胞涵盖了从造血干细胞祖细胞（HSPCs）到浆细胞的完整B淋巴细胞谱系。团队还在MM浆细胞中，鉴定了恶性增殖的重要亚群。该亚群在疾病进展过程中，表现出逐渐增加的比例、高拷贝数变异（CNV）评分、活跃的细胞周期、多个频繁突变基因的高表达和强大的葡萄糖代谢活性。此外，团队通过激酶组学确定了新的治疗诊断靶点，例如WNK1。WNK1的特异性抑制剂WNK-IN-11，在体内和体外均显示出有希望的抗MM作用。

研究进展

02

WNK1在MM细胞中的生物学功能

团队发现，WNK1在MM患者的mRNA水平中高度表达，WNK1也在各种MM细胞系的蛋白水平中表达。这些发现进一步表明，WNK1可能在MM中发挥重要作用。团队用shRNA-WNK1或WNK-IN-11（WNK1的特异性抑制剂）处理MM细胞系ARP1和MM.1S。团队观察到MM细胞系的活性和增殖受到抑制。流式细胞术分析显示，抑制WNK1活性，可通过阻断G中的MM细胞周期，导致细胞周期停滞0/G1相位。WNK-IN-11可以显著降低GLUT1在MM细胞膜上的定位 。WNK-IN-11还可以通过Western Blot测定，降低细胞通讯分子PECAM1和CD74的蛋白表达水平。此外，WNK-IN-11处理后，MM患者骨髓单核细胞的活性，受到显著抑制。

WNK1对MM细胞的生物学效应。

WNK-IN-11在体内发挥抗MM作用

团队使用荧光素标记的ARP1-LUC细胞的NCG小鼠皮下肿瘤发生模型，在体内探索了WNK-IN-11对MM的治疗效果。当在肿瘤形成部位观察到肿瘤肿块时，每两天腹膜内注射WNK-IN-11（1mg/kg和5mg/kg），每天称量小鼠的体重和肿瘤体积。WNK-IN-11显著减弱了肿瘤的生长速度和体积。WNK-IN-11对荷瘤小鼠的体重也没有显著影响。WNK-IN-11治疗显著抑制了肿瘤生长。随着WNK-IN-11剂量的增加，肿瘤组织中Ki67的表达降低。这些结果都表明，WNK-IN-11对皮下肿瘤发生小鼠模型具有显著的治疗作用。

此外，团队使用尾静脉注射ARP1-LUC细胞和腹膜内注射WNK-IN-11，构建了NCG的全身性肿瘤形成模型。治疗20天后，与对照组相比，WNK-IN-11治疗显著抑制了肿瘤进展，减轻了肿瘤负荷，延长了荷瘤小鼠的生存期。这些发现充分证明了，WNK-IN-11在体内对MM具有抑制作用。

WNK-IN-11在体内具有抗MM作用。

研究结论

03

团队确定了，WNK1是MM的潜在治疗靶点。特异性抑制剂WNK-IN-11在皮下和全身性肿瘤模型中，均可显著抑制MM肿瘤细胞的生长，并阻止MM的进展。这减轻了荷瘤小鼠的负担，并延长了它们的生存期。此外，团队发现，使用WNK-IN-11不会引起MM细胞凋亡。

团队对MM患者的B淋巴细胞谱系，进行了scRNA-seq，并从多个角度分析了MM浆细胞的异质性。这项研究的结果，为MM的未来探索提供了见解，揭示了新的治疗诊断靶点，并为MM的诊断和治疗，提出了创新思路。

参考资料：

1.Giaquinto AN, Miller KD, Tossas KY, Winn RA, Jemal A, Siegel RL. Cancer statistics for African American/Black People 2022. CA Cancer J Clin. 2022;72:202–29.

2.Cowan AJ, Green DJ, Kwok M, Lee S, Coffey DG, Holmberg LA, et al. Diagnosis and management of multiple myeloma: a review. J Am Med Assoc. 2022;327:464–77.

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