E3连接酶TRIM21调控巨噬细胞极化在多发性骨髓瘤硼替佐米耐药中的作用及机制研究

Multiple myeloma (MM) is a universally clonal B-cell neoplasm characterized by the expansion of malignant plasma cells in the hematopoietic bone marrow. The proteasome inhibitor Bortezomib (Bort) is one of the best effective treatments for MM, however, a number of patients develop a resistance to it. Myeloma-associated macrophages (MΦs) have been proofed to be M2-like phenotype, can promote tumor growth and induce drug resistance. Our study showed that the expression of TRIM21, an E3 ligase, was obviously increased during MΦs differentiation. And TRIM21-knocked down MΦs preferentially to be M1 type and resulted in reduced ability in protecting MM cells against bort-induced apoptosis, indicating that TRIM21 might have important roles in MM Bort resistance through modulating the polarization of MΦs. This project works on the phenotype and function of MΦs, to demonstrate the role and mechanism of TRIM21 in MΦs-mediated Bort resistance in MM, to explore the interaction of TRIM21 on possible substrate proteins influencing polarization of MΦs, and to provide a basis for therapeutic approach by effectively modulating the TRIM21-substrate proteins interaction.

多发性骨髓瘤（MM）是骨髓中恶性浆细胞异常增生的B细胞肿瘤，蛋白酶体抑制剂硼替佐米（Bort）是目前治疗MM最有效的药物之一，但MM细胞对Bort耐药仍然是治疗中存在的关键问题。已证实MM骨髓微环境中的巨噬细胞（MΦs）以M2型为主，能够促进MM细胞的增殖和诱导Bort耐药。我们最新的研究发现E3连接酶TRIM21在MΦs诱导过程中表达逐渐增加，敲低MΦs中TRIM21的表达可促使其向M1型极化并减弱对MM细胞的保护作用，Bort诱导的凋亡增加，提示TRIM21可能通过调控MΦs的极化，在MM对Bort的耐药上发挥重要作用。本项目拟在前期研究的基础上深入探讨TRIM21调控MΦs中的底物蛋白影响MΦs极化，介导MM细胞Bort耐药的作用及机制，寻求是否可以通过有效调控MΦs中TRIM21与底物蛋白的相互作用，改变MΦs的极化状态，增强Bort抗MM效应，为MM的有效治疗提供新的理论依。

多发性骨髓瘤(MM)是骨髓中恶性浆细胞异常增生的B细胞肿瘤，蛋白酶体抑制剂硼替佐米(Bort)是目前治疗MM最有效的药物之一，但MM细胞对Bort耐药仍然是治疗中存在的关键问题。已证实MM骨髓微环境中的巨噬细胞(MΦs)以M2型为主，能够促进MM细胞的增殖和诱导Bort耐药。我们最新的研究中，首先通过免疫组化及免疫荧光检测，发现E3连接酶TRIM21在新诊断MM患者巨噬细胞中的表达高于复发难治MM患者巨噬细胞中的表达；TRIM21在MΦs诱导过程中表达逐渐增加，敲低MΦs中TRIM21的表达可促使其向M1型极化，M1型分子标记CD80、TNFα表达增加，M2型分子标记CD200、MRC-1表达下降，流式细胞术及Western-blot检测发现MΦs-siTRIM21对MM细胞（ARP-1、MM.1S）的保护作用减弱，Bort诱导的凋亡细胞及凋亡蛋白均增加；同时我们也发现，MΦs中TRIM21的过表达可促使其向M2型极化，M2型分子标记CD200、MRC-1表达增加，M1型分子标记CD80、TNF表达下降，流式细胞术及Western-blot检测发现MΦs-TRIM21对MM细胞的保护作用增强，Bort诱导的凋亡细胞及凋亡蛋白均减少。通过突变TRIM21环状锌指结构域，我们发现MΦs中TRIM21对MM细胞的保护作用依赖于其泛素酶活性。其次，我们在动物实验中验证了MΦs-TRIM21使MM移植瘤小鼠对Bort的敏感性下降，瘤体体积结果显示MM/ MΦs-TRIM21 Bort组肿瘤负荷较MM/ MΦs-TRIM21NC Bort组肿瘤负荷大。进一步机制研究中，RNA-Seq检测发现MΦs中TRIM21的过表达引起NF-κB、JAK-STAT信号通路的改变，Western-blot结果显示MΦs-TRIM21中pSTAT3表达升高，且STAT3磷酸化酶抑制剂C188-9抑制了其像M2型极化，而MΦs-siTRIM21中pSTAT3表达下降，SOCS3蛋白水平增高，且敲减SOCS3的表达恢复了其对MM细胞的保护作用，最后通过CO-IP验证了在MΦs中TRIM21通过泛素化降解SOCS3影响STAT3信号通路。综上，我们的研究发现MΦs中TRIM21泛素化降解SOCS3，使MΦs向M2型极化，降低了Bort治疗MM的敏感性，为MM的有效治疗提供新的理论依据。