REGγ在多发性骨髓瘤中的作用及分子机制研究

Multilpe myeloma (MM) is the most common hematologic malignancy characterized by clonal proliferation of immunoglobulin-secreting plasma cells within the bone marrow (BM). Advanced reports showed critical role of BM microenvironment angiogenesis in MM progress, including MM cell metabolism and metastasis. Moreover, anti-angiogenesis therapy is wildly accepted in MM treatment. We recently found that proteasome activator REGγ regulates VEGF-mediate cell adhesion molecule VCAM-1 expression via PKA/FoxO1 signaling, plays an important role in angiogenesis, suggest that REGγ may modulate MM progression through regulation of angiogenesis. To the best of our knowledge, there is no related research focused on this field. Our group attempts to identify the role of REGγ in MM progression via multiple experimental methods combined biochemistry, molecular biology and cell biology, particularly in the regulation of MM tumor cell and endothelial cell. Additionally, we are planning to characterize the molecular mechanism to better understand the REGγ-mediated signal transduction in MM cells. To explore the pathophysiological significance of REGγ, we design to generate a MM xenograft mouse model. Together, this project could provide a theoretical basis to develop an anti-MM medicine based on the regulation of REGγ.

多发性骨髓瘤（Multiple Myeloma, MM）是浆细胞克隆性扩增而导致的恶性肿瘤。近期研究表明，骨髓微环境血管新生在MM发生、发展，代谢及侵润转移中扮演重要的作用，针对抗血管新生的药物已经被广泛应用于MM的治疗。申请人新近研究成果发现，蛋白酶体激活因子REGγ通过PKA/ FoxO1信号通路调控VEGF介导的细胞粘附因子VCAM-1等的表达，在血管新生过程中有着重要意义，提示REGγ可能通过影响血管新生而调控MM。到目前为止，REGγ调控MM的研究尚未见报道。本课题拟采用生物化学、分子生物学和细胞生物学研究方法研究MM细胞中REGγ的作用，探讨REGγ对MM进程中肿瘤细胞及内皮细胞的影响；阐明REGγ调控MM的分子机制，建立MM细胞中REGγ介导的信号传导通路；通过建立免疫缺陷小鼠MM肿瘤模型，探索REGγ在MM中的病理生理学意义，为开发调节REGγ的抗MM新药奠定理论基础。

REGγ是一种蛋白酶体激活因子，可以通过非泛素和ATP依赖的蛋白酶体降解途径直接降解靶蛋白，在多种实体性肿瘤的发生发展中扮演了重要的作用，但在血液系统相关肿瘤中的作用尚未明确。本项研究主要内容是探讨REGγ在多发性骨髓瘤（MM）发生发展中的作用及其机制。研究结果表明，REGγ在MM初诊患者体内高表达（89.29% vs 0%，p＜0.001），提示REGγ和MM的发生发展密切相关；经硼替佐米治疗有效的MM患者体内的REGγ显著下降（＞5倍，p＜0.01），说明REGγ可以作为评估MM患者预后的指标。接着我们设计了两条针对REGγ的shRNA，结果表明两条shRNA均能有效的抑制REGγ的表达。在利用慢病毒shRNA敲低REGγ的表达后，MM细胞株RPMI-8226的细胞增殖明显降低（对照组vs 实验组1 vs 实验组2=100% vs 64.6% vs 58.2%，p＜0.05）。进一步实验证明，REGγ敲低时细胞增殖的下降是通过上调MM细胞的凋亡引起的（对照组vs 实验组1 vs 实验组2=12.68% vs 17.51% vs 19.07%，p＜0.05），而对RPMI-8226的细胞周期没有影响。另外，REGγ敲低抑制了RPMI-8226细胞的迁移对照组vs 实验组1 vs 实验组2=488 vs 98 vs 87，单位：细胞/视野，p＜0.01）。机制上，我们发现REGγ敲低上调了NFkB（p65）的磷酸化水平。这一作用可能和REGγ敲低时IĸBε蛋白质稳定性降低相关。最后，我们证实了REGγ敲低影响了NFkB信号通路下游基因MMP2，XIAP，Bcl-xL的表达，这些基因分别和细胞的迁移以及凋亡密切相关。本项研究填补了MM细胞增殖，凋亡，迁移过程中相关调控机制的空白，首次揭示了非泛素依赖的蛋白酶体降解途径在MM细胞中的作用，阐明了REGγ通过调控IĸBε蛋白质稳定性影响NFkB（p65）的磷酸化水平，并调控NFkB下游基因的表达。这项充满前景的研究为MM的治疗提供了一个新的思路和靶点，接下来可以通过开发调节REGγ的药物来研究以REGγ为靶点的MM治疗策略是否可行，具有重大的临床转化意义。