Cdc37分子通过Ire1-Xbp1s通路影响浆细胞分化进而参与多发性骨髓瘤细胞对硼替佐米耐药的机制研究

Bortezomib (BTZ), as the representative of the proteasome inhibitor (PI), has become one of the main therapeutic regimens for multiple myeloma (MM). However, virtually all of the MM patients will experience treatment failure eventually, due to drug resistance. Therefore, the study on the mechanism of BTZ resistance and its reversal strategy is critical for MM treatment. Our previous study found that Cdc37 was down-regulated in some relapsed and remission MM patients, especially in BTZ resistant MM patients and MM cell lines. Further study demonstrated that Cdc37 suppression resulted in BTZ resistance and plasma cell immaturation and dedifferentiation through Ire1-Xbp1s pathway in MM cell lines. However, the exact mechanisms remain unclear. In this study, by down and up-regulating Cdc37 expression in MM cells, we are going to explore the relationship between Cdc37 and BTZ resistance, and explore the mechanism of BTZ resistance from the perspective of plasma cell differentiation. Our study will provide a novel clue for overcoming BTZ resistance.

以硼替佐米（BTZ）为代表的蛋白酶体抑制剂（PI）是多发性骨髓瘤（MM）治疗的主要药物。但最终绝大多数患者会对药物产生耐药而导致治疗失败。因此，对BTZ耐药机制的探讨和其逆转策略的研究对于MM的治疗至关重要。我们的前期工作发现，细胞分裂周期蛋白Cdc37在部分复发、缓解期MM患者，尤其是在BTZ耐药的MM患者及MM细胞系中低表达；抑制MM细胞系中Cdc37的表达可以导致MM细胞对BTZ的敏感性降低，并可能通过抑制Ire1-Xbp1s通路引起浆细胞去分化，提示Cdc37低表达可能通过抑制浆细胞分化参与了BTZ的耐药过程，但其具体的分子机制尚不明确。本课题拟通过在MM细胞系中上调或下调Cdc37基因的表达水平，在体内、体外两个层面上观察Cdc37对BTZ敏感性的影响，并从Cdc37影响浆细胞分化的角度寻找Cdc37引起BTZ耐药的可能分子机制及其逆转策略。研究结果将为MM的治疗及克服BTZ耐药提供新的思路。

多发性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）是一种常见于中老年人群的恶性浆细胞肿瘤，大约占血液系统恶性肿瘤的10%，至今不能治愈。耐药是MM不能治愈的重要原因，也是临床中面临的巨大挑战。自2003年以来，以硼替佐米（bortezomib，BTZ）为基础的化疗方案已成为一线治疗，但在复发难治患者中，BTZ的耐药率高达70%，预后极差，给患者造成了巨大的经济和心理负担。在前期，我们发现细胞分裂周期蛋白37 （Cell division cycle protein 37，Cdc37）在部分复发MM患者及BTZ耐药细胞株中低表达,提示Cdc37可能与BTZ耐药相关。我们通过对MM患者B细胞、浆母细胞及浆细胞中Cdc37表达水平的检测发现，Cdc37在异常浆细胞分化过程中逐渐上调表达，提示Cdc37可能参与了浆细胞的分化过程。因此本课题通过慢病毒感染技术在MM细胞系中下调或者上调Cdc37基因的表达水平，在体外和体内两个层面上明确Cdc37基因是否参与了MM细胞对BTZ的耐药过程，并进一步明确Cdc37基因是否通过Xbp1s通路参与浆细胞的成熟过程进而影响BTZ的敏感性。本课题研究发现，在MM细胞系中下调Cdc37的表达或者采用HSP90-Cdc37抑制剂Celastrol抑制Cdc37的功能，将导致MM细胞G0/G1周期阻滞，细胞干性调控基因Nanog、Oct4表达上调，对BTZ的敏感性降低。对于机制的探讨，我们发现MM原代细胞中Cdc37的表达与浆细胞分化关键基因Xbp1s的表达呈显著正相关（r=0.53，p<0.001），且BTZ耐药的原代CD138+细胞中Cdc37及Xbp1s呈现显著低表达状态，并与不良预后相关。在MM细胞中抑制Cdc37的表达或功能，将导致免疫球蛋白分泌减少，Xbp1s及其他浆细胞分化成熟的分子标志表达下调。而在Cdc37敲减的MM细胞中上调Xbp1s的表达，则可以促进浆细胞的分化成熟，增加免疫球蛋白的分泌，部分逆转MM细胞对BTZ耐药。同时我们建立了5T33MMvt小鼠模型，在体内验证了Cdc37与BTZ耐药之间的关系。本课题明确了Cdc37低表达可通过Xbp1s通路影响浆细胞的分化成熟进而导致MM细胞对BTZ耐药。对于该机制的阐明，将有利于我们寻找分子标志以预测MM患者对BTZ的敏感性，同时为克服BTZ耐药提供新的思路和实验室依据。