IF50.5｜LSD1与GSK3双抑制协同诱导AML分化

同时抑制LSD1和GSK3可重编程转录网络，协同诱导AML细胞分化并抑制WNT通路。

这篇按生信解读号的读法拆：先看背景和问题，再看作者怎么做、做出了哪几条硬发现，最后把数据和代码收走。

研究背景

急性髓系白血病（AML）以分化阻滞为特征，传统分化治疗（如ATRA/ATO）仅在急性早幼粒细胞白血病中有效，对多数AML亚型疗效有限。LSD1抑制剂可诱导AML分化，但单药毒性大、疗效不足。GSK3抑制剂虽能稳定β-catenin并抑制细胞周期，但单药临床效果不佳，且可能激活WNT通路。已有研究表明LSD1在AML中高表达，对白血病干细胞维持至关重要，而GSK3在部分AML亚型中具有致癌功能。因此，联合靶向LSD1和GSK3可能同时促进分化并抑制自我更新，但具体机制和协同效应尚未阐明。

科学问题

卡在哪里： LSD1抑制剂单药疗效有限且毒性明显，GSK3抑制剂单药临床获益不足，且可能激活WNT通路。两者联合能否协同诱导AML分化、其分子机制及对正常造血的影响尚不清楚。

本文要回答： 验证LSD1抑制剂与GSK3抑制剂联合用药在AML中的协同分化效应，并阐明其转录调控机制及临床转化潜力。

技术路线

作者主要用了：小分子筛选、RNA-seq、ATAC-seq、CUT&RUN、CRISPR、PDX模型。

作者首先在ER-HOXA9细胞系中利用小分子文库筛选与LSD1抑制剂GSK–LSD1协同诱导分化的化合物，发现GSK3抑制剂LY2090314协同效果最强。随后在多种AML细胞系和原代样本中验证联合用药对增殖、克隆形成和分化标志物的影响，并通过RNA-seq、ATAC-seq和CUT&RUN解析转录组和染色质变化，鉴定关键转录因子IRF7和β-catenin的共定位，最后在PDX模型中评估体内疗效和生存获益。

图 1　Fig. 1。图1展示联合用药在ER-HOXA9细胞中随时间协同上调分化标志物lysozyme–GFP、CD11b和Gr-1，并抑制增殖。在6种人AML细胞系中，联合用药降低LY2090314的EC50并协同诱导CD11b，药物洗脱后克隆形成能力持续下降，表明自我更新被不可逆抑制。

核心亮点

亮点 1｜联合用药协同诱导分化

在ER-HOXA9细胞中，50 nM GSK–LSD1与LY2090314联合处理5天，显著上调lysozyme–GFP、CD11b和Gr-1表达，并协同抑制增殖和克隆形成。在6种人AML细胞系中，联合用药均降低LY2090314的EC50，协同评分>10，并诱导CD11b高表达。药物洗脱后，联合处理细胞的克隆形成能力持续耗竭，表明自我更新被不可逆地抑制。

图 2　Fig. 2。图2显示联合用药对小鼠AML细胞增殖抑制显著，但对正常骨髓来源巨噬细胞和LSK细胞无显著影响，提示选择性。联合用药在同基因AML模型中显著延长生存期。此外，其他LSD1抑制剂（bomedemstat、TAK-418）和GSK3抑制剂（9-ING-41）组合也协同抑制增殖并诱导CD11b。

亮点 2｜对白血病细胞具有选择性

联合用药对RN2和HOXA9–MEIS1小鼠AML细胞增殖抑制显著，但对正常骨髓来源巨噬细胞增殖无影响。对正常小鼠LSK细胞的克隆形成和分化也无显著影响。在体内同基因移植模型中，联合用药显著延长生存期，且未观察到明显毒性。

图 3　Fig. 3。图3的RNA-seq PCA显示联合用药诱导独特的转录状态，GSEA显示髓系分化特征上调、LSC特征下调。联合用药特异性上调I型IFN通路基因，ATAC-seq显示这些基因启动子区染色质可及性增加，而WNT通路TCF/LEF基序未富集。

亮点 3｜激活I型干扰素通路

RNA-seq显示联合用药协同上调I型干扰素通路基因，包括Stat1、Irf7、Irf9及多个ISG。ATAC-seq显示这些基因启动子区染色质可及性增加。联合用药还诱导dsRNA积累和IFNB1表达，提示LSD1抑制解除对dsRNA和IFN通路的抑制。

图 4　Fig. 4。图4的CUT&RUN显示联合用药后IRF7和β-catenin在STAT1、STAT2等启动子区共定位显著增加，且与基因表达上调相关。共免疫沉淀证实IRF7与β-catenin物理相互作用。STAT1敲除或ruxolitinib阻断联合用药诱导的分化和ISG表达。

亮点 4｜IRF7与β-catenin共定位驱动分化

CUT&RUN显示联合用药后IRF7和β-catenin在STAT1、STAT2等关键IFN基因启动子区共定位显著增加，且与基因表达上调相关。共免疫沉淀证实联合用药诱导IRF7与β-catenin物理相互作用。STAT1敲除或JAK抑制剂ruxolitinib均阻断联合用药诱导的分化和ISG表达，表明STAT1是必需的下游效应分子。

图 5　Fig. 5。图5显示在16例原代AML样本中，11例对联合用药响应显著，DNMT3A突变样本响应更佳。联合用药在DNMT3A突变PDX模型中显著降低肿瘤负荷并延长生存，3/5小鼠达到完全清除。在OHSU队列中，联合用药特征与IFN通路正相关、与LSC和WNT通路负相关，高特征评分患者生存期更长。

亮点 5｜DNMT3A突变预示更好响应

在16例原代AML样本中，11例对联合用药响应显著（CD11b+细胞增加>5倍），其中DNMT3A突变样本响应更佳。DNMT3A突变样本基线内源性逆转录元件和ISG表达较高，可能预激活IFN通路从而增强敏感性。在DNMT3A突变PDX模型中，联合用药显著降低肿瘤负荷并延长生存，3/5小鼠达到完全清除。

亮点 6｜抑制WNT通路并改善预后

联合用药下调TCF1表达，抑制WNT3A诱导的TCF/LEF报告基因活性，表明其抑制经典WNT通路。在OHSU患者队列中，联合用药诱导的转录特征与I型IFN通路正相关，与LSC和WNT通路负相关。高联合用药特征评分的患者总生存期显著延长。

生信可带走

这一块是给做分析的人用的，不是科普点缀。

• 方法栈： 小分子筛选、RNA-seq、ATAC-seq、CUT&RUN、CRISPR、PDX模型
• 公开数据： 原文未给出公开组学登录号
• 代码： 原文未给出公开 GitHub/GitLab 仓库
• 谁该点开原文： 从事AML表观遗传、分化治疗或转录调控研究的科研人员及临床转化研究者。

带走一句

联合靶向表观遗传与信号通路可重编程转录网络，将促癌的WNT信号转向促分化的IFN通路，为AML分化治疗提供新范式。