單細胞蛋白質分析系統Milo助力抗癌機制研究發表

近日，由希望之城綜合癌癥中心系統生物學系、波士頓達納法伯癌癥研究所、哈佛醫學院、加州大學舊金山分校檢驗醫學系、劍橋大學血液學系、匹茲堡大學藥物發現研究所及東芬蘭大學分子科學研究所等多中心研究所，利用Milo，探討治療急性B淋巴細胞白血病（B-ALL）的新型抑癌機制，并在Nature（IF：42.778）上發表：Signalling input from divergent pathways subverts B cell transformation, Nature. 2020 Jul;583(7818):845-851.
 

--研究內容--

細胞的惡性轉化通常涉及一些基因的病變，其綜合活性會導致癌癥。本研究分析了1,148例患者來源的急性B淋巴細胞白血病（B-ALL）的樣本，發現單個基因的突變不會促進白血病的發生，除非它們在表征B細胞分化階段的單一致癌途徑。與主要致癌驅動因子不一致的突變則會激活不同的信號通路，從而直接破壞B細胞的轉化。B-ALL中的致癌病變通常模仿前B細胞階段的細胞因子受體（通過激活信號轉導蛋白STAT5）或更成熟細胞中的前B細胞受體中（通過激活蛋白激酶ERK）的信號傳導。STAT5和ERK激活性病變很常見，但二者僅在約3％的病例中同時發生。單細胞突變和磷酸化蛋白分析顯示致癌的STAT5和ERK激活與競爭性克隆分離。STAT5和ERK參與相反的生化和轉錄過程，且分別由轉錄因子MYC和BCL6調控。當不同的信號通路被重激活時，主要致癌驅動因子受到抑制，從而逆轉了B細胞轉化。相反，不同途徑組分的缺失會加速白細胞生成。因此，不同信號通路的持久性成為了B細胞轉化的強大障礙，而在一個主要驅動因素上的趨同則促使了白血病發作。不同信號通路的藥理學重激活，可以與抑制主要致癌驅動因子產生協同作用。因此，差異信號通路的重新激活可以作為先前未被認可的策略來增強B-ALL治療反應。

--Milo實驗方法--

實驗目的:

為了測試在同一細胞中是否同時發生STAT5和ERK雙通路激活的罕見情況

實驗條件：

細胞密度: 25萬個細胞/ml

試劑盒: K500

多細胞落空率<2%

沉降時間: 7-10 min

裂解時間: 10s

電泳分離時間: 60s

檢測靶點: STAT5 phosphorylation (Y694) and ERK phosphorylation (T202/Y204)，同一熒光通道，不同分子量大小進行區分

一抗孵育條件:1:15, 4度過夜

二抗孵育條件: 1:20,室溫1hr

定義“陽性孔”的方法: 內參Histone H3和TOTO DNA staining

--實驗結論--

Milo檢測結果發現，STAT5和ERK雙通路激活的概率為2%，與雙細胞落空率相當，故在同一個細胞中發生雙通路激活幾乎不可能，STAT5和ERK激活信號通路互不兼容。

結論：

未轉化的B細胞不斷與周圍的環境交換信息，這取決于參與幾種不同的信號途徑（例如細胞因子受體和BCR途徑）。因此，多種多樣的信號輸入反映了正常細胞與其環境的相互作用，而在一個中心途徑上的融合則是B細胞轉化的標志。與主要致癌驅動因子不一致的趨異途徑的失活是B細胞轉化過程中的關鍵步驟。分歧和潛在沖突的信號通路的重新激活是B細胞惡性轉化的強大障礙。因此，從治療的角度來看，有針對性的重新激活發散途徑以干擾主要的致癌驅動因子可能是擴大治療反應的一種有前途的策略。