title: "HIF1α-mediated chemoresistance to crizotinib in chronic myeloid leukemia"
authors: "Avinery L., Regev D., Khamaisi H., Gopas J., Mahajna J."
journal: "Hematol Transfus Cell Ther"
year: "2026"
doi: "10.1016/j.htct.2025.106240"
tags: '精读', 'Cancer', 'CML', 'HIF1a', 'crizotinib', 'imatinib', 'chemoresistance', 'doi:10.1016/j.htct.2025.106240'
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updated: "2026-07-02"
缺氧诱导 HIF1α 介导慢性髓系白血病对 Crizotinib 的耐药——而对 Imatinib 影响有限
Avinery L., Regev D., Khamaisi H., Gopas J., Mahajna J. | Hematol Transfus Cell Ther 2026;48(2):106240 | DOI: 10.1016/j.htct.2025.106240
标签: #慢性髓系白血病 #Bcr/Abl #HIF1α #缺氧微环境 #Crizotinib #Imatinib #JAK1/2 #药物重定位 #2ME2
头部信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 研究机构 | 以色列 Migal Galilee Research Institute + Tel-Hai College + Ben Gurion University of the Negev（Mahajna 团队） |
| 研究类型 | Research Article（CC BY，Elsevier España 出版，巴西血液学会期刊） |
| 关键模型 | CML 细胞系 K562、BV173；K562/HIF1α 稳定过表达系；K562/SiJAK2 CRISPR 敲减系；3D 软琼脂集落培养 |
| 核心药物 | Imatinib（第一代 Abl TKI）vs Crizotinib（ALK/c-Met/JAK2 多激酶抑制剂，已知对野生型+T315I 突变型 Bcr/Abl 均有抑制） |
| 缺氧模拟 | 100 μM CoCl₂ 化学诱导 + BioSpherix OxyCycler 2% O₂ 培养舱（12 h） |
| HIF1α 抑制 | 2-Methoxyestradiol（2ME2，Cayman）、Everolimus（Afinitor，mTOR 抑制剂） |
| 核心发现 | 缺氧通过稳定 HIF1α 显著削弱 Crizotinib 诱导凋亡的能力，但 Imatinib 的杀伤效力几乎不受影响；JAK1/2 抑制剂 Ruxolitinib 反而加剧 Crizotinib 耐药；HIF1α 抑制剂 2ME2 可恢复 Crizotinib 敏感性 |
一、做什么 🔬
1. 他们想解决什么具体问题
慢性髓系白血病（CML）的标准治疗是 Bcr/Abl 酪氨酸激酶抑制剂（TKI，如 Imatinib），但骨髓微环境缺氧会介导获得性耐药。Crizotinib 已知能克服可溶性因子介导的耐药（因其能抑制 JAK2），作者想验证一个临床相关问题：如果把 Crizotinib 用到缺氧骨髓微环境里，它还能不能保持优势？Imatinib 和 Crizotinib 谁在缺氧下更稳？——这是一个"Crizotinib 老药新用 + 微环境耐药"的转化药理学问题。
2. 他们怎么设计的实验
| 要素 | 说明 |
|---|---|
| 模型体系 | CML 细胞系 K562、BV173；K562 稳定过表达 HIF1α 突变体（P402A/P564A，逃逸 VHL 降解）；K562 CRISPR 敲减 JAK2 |
| 缺氧处理 | CoCl₂（100 μM，化学缺氧模拟） + BioSpherix OxyCycler 2% O₂ 培养舱（12 h）；12 h 时长统一 |
| 药物处理 | Imatinib / Crizotinib / Ruxolitinib（1 μM）/ 2ME2 / Everolimus；2D 培养 + 3D 软琼脂集落培养双模式 |
| 终点指标 | HIF1α + VEGF/Bcl2 实时定量；pAbl 免疫荧光（Zeiss Cell Discoverer 7）；c-PARP 凋亡（Western blot）；克隆形成（MTT 显色 570/630 nm） |
| 统计 | Student t-test；*p<0.01, **p<0.001；每实验重复 2 次独立运行 |
3. 为什么值得读
- Crizotinib 老药新用的边界条件——之前已知能克服可溶性因子耐药，本文揭示其在缺氧/HIF1α 高背景下反而失效，划定了临床适应症边界
- JAK1/2 抑制剂配伍悖论——Ruxolitinib 是治疗骨髓增殖性肿瘤的常用药，与 Crizotinib 联用反而促耐药——这是临床配伍警示信号
- HIF1α 是独立耐药轴——Bcr/Abl 活性被完全抑制，但凋亡仍不发生——证明 HIF1α 是独立于激酶靶点的耐药驱动因子
- 2ME2 恢复敏感性的转化潜力——2ME2 已在多种实体瘤逆转耐药，本文首次在 CML 缺氧模型验证
二、发现什么 📊
故事线概览
Figure 1 建立"缺氧→HIF1α 稳定→pAbl 变化"的分子起点；Figure 2 在 CML 细胞系上证实 CoCl₂ 模拟缺氧让 Crizotinib 耐药而 Imatinib 不变；Figure 3 用 K562/HIF1α 稳定系复现表型，并扩展到 3D 培养；Figure 4 用 JAK2 敲减证明 JAK2-HIF1α 轴是耐药核心；Figure 5 用 2ME2 阻断 HIF1α 即可恢复 Crizotinib 敏感性，并揭示 Bcl2/MCL1 是下游效应分子。
Figure 1：CoCl₂ 与 2% O₂ 均能稳定 HIF1α，且不影响 pAbl 总水平
| 维度 | 说明 |
|---|---|
| 做了什么 | K562 用 100 μM CoCl₂ 或 2% O₂ 处理 12 h；免疫荧光 + Western 测 HIF1α；实时定量 PCR 测 HIF1 响应基因 VEGF、Bcl2；pAbl 免疫荧光量化 |
| 发现什么 | HIF1α 蛋白显著累积（图 1A-B）；VEGF mRNA ↑>4 倍、Bcl2 mRNA ↑>20 倍（图 1C）；pAbl 总水平在常氧/缺氧下相近（图 1D, E vs F, G）——说明缺氧不影响 Bcr/Abl 蛋白丰度 |
| 说明什么 | 成功建立"缺氧-HIF1α 激活"模型，且 pAbl 总水平变化不是耐药候选机制——把后续焦点锁定到 HIF1α 下游效应 |
Figure 2：CoCl₂ 让 Crizotinib 耐药、Imatinib 不变；Ruxolitinib 联用反而加剧 Crizotinib 耐药
| 维度 | 说明 |
|---|---|
| 做了什么 | K562 + BV173 在 CoCl₂ 存在/缺失下用 Imatinib / Crizotinib / Ruxolitinib 单药或组合处理 12 h；台盼蓝排斥测活力 + c-PARP Western |
| 发现什么 | K562：Imatinib 单独 + CoCl₂ 仍能抑制增殖；Crizotinib + CoCl₂ 增殖抑制显著减弱（图 2A）；c-PARP 切割量在 Crizotinib+CoCl₂ 下明显低于无 CoCl₂ 组；BV173 重现相同模式（图 2C） |
| 反直觉发现 | Ruxolitinib + Crizotinib 联用不但没恢复敏感性，反而进一步增加 Crizotinib 耐药（图 2B） |
| 说明什么 | 1）Crizotinib 在缺氧下失去对 CML 的杀伤优势——这是与 Imatinib 的关键药理学分野；2）JAK1/2 抑制 + Crizotinib 是"配伍雷区"——临床转化必须避开 |
图间逻辑：为什么从 Figure 1 走到 Figure 2
Figure 1 证明"缺氧能稳定 HIF1α 但不影响 pAbl 总水平"。下一个必须回答的问题是：pAbl 总水平不变，那 Crizotinib 和 Imatinib 在缺氧下还能不能正常杀伤？——这就是 Figure 2 直接验证药物功能输出的核心意义。结果是两种 TKI 的缺氧耐受性差异显著——这是后续 JAK2/HIF1α 机制追踪的临床动机。
Figure 3：K562/HIF1α 过表达重现耐药表型 + CD44 上调 + 3D 培养放大 Ruxolitinib 协同耐药
| 维度 | 说明 |
|---|---|
| 做了什么 | K562 稳定过表达 HA-HIF1α P402A/P564A（逃逸降解，常氧下持续活化）；FACS 测 CD44；2D 增殖 + 3D 软琼脂集落形成 |
| 发现什么 | K562/HIF1α 中 HA-HIF1α 高表达（图 3A）+ CD44 显著上调（图 3B）—— 验证 HIF1α 转录活性；pAbl 仍被 Imatinib/Crizotinib 完全抑制（图 3C）；但 c-PARP 切割在 K562/HIF1α 中显著降低——凋亡解耦于 Bcr/Abl 抑制（图 3C）；3D 培养下 Ruxolitinib + Crizotinib 协同耐药显著放大（图 3D） |
| 说明什么 | 1）HIF1α 单独足以介导耐药——不需要全细胞缺氧微环境；2）耐药机制是"Bcr/Abl 抑制正常但凋亡程序不启动"——经典 TKI 靶点完好但下游凋亡路径断链；3）3D 培养是更敏感的耐药检测平台——2D 漏检的协同耐药在 3D 才显形 |
Figure 4：JAK2 敲减重现 Crizotinib 部分耐药；HIF1α 过表达加重耐药
| 维度 | 说明 |
|---|---|
| 做了什么 | K562/SiJAK2（CRISPR 敲减 JAK2）+ K562/HIF1α + K562 亲本，三系对比；用 6 种 AKI（Imatinib/Crizotinib/Ponatinib/GNF-5 等）处理 72 h 测活力 |
| 发现什么 | 500 nM Crizotinib 72 h 处理：K562 亲本活力 23.4%；K562/SiJAK2 = 57.9%；K562/HIF1α = 63.4%——JAK2 缺失重现部分耐药（图 4B-C）；其他 AKI（Imatinib/Ponatinib/GNF-5）在三种细胞间活力差异不显著 |
| 说明什么 | 1）Crizotinib 的缺氧耐药特异性依赖 JAK2/HIF1α 轴——其他 TKI 不受影响；2）Imatinib/Ponatinib/GNF-5 对缺氧相对耐受——它们的临床优势在缺氧骨髓微环境依然成立；3）从临床角度，Ponatinib/GNF-5 可能是优于 Crizotinib 的缺氧微环境选择 |
图间逻辑：为什么从 Figure 3 走到 Figure 4
Figure 3 已经证明"过表达 HIF1α 即重现耐药"。但要拆出"JAK2 → HIF1α"这条信号轴的因果链，必须做 JAK2 敲减的 rescue 实验——Figure 4 同时跑 JAK2 缺失 + HIF1α 过表达两个方向，双向证明 JAK2 失活导致 Crizotinib 耐药、HIF1α 激活加剧耐药——这种正反互补是机制验证的金标准。
Figure 5：2ME2 恢复 Crizotinib 敏感性；下游 Bcl2/MCL1 是效应分子
| 维度 | 说明 |
|---|---|
| 做了什么 | K562 与 K562/HIF1α 用 2ME2（10 μM）/Everolimus（10 nM）+ Crizotinib 组合处理；c-PARP Western + 实时定量 PCR 测 Bcl2/MCL1 |
| 发现什么 | 2ME2 + Crizotinib 显著增加 K562/HIF1α 的 c-PARP 切割（图 5A）——恢复凋亡敏感性；Everolimus 几乎无救活作用；Crizotinib 单独处理 K562/HIF1α 时 Bcl2 mRNA 反而上调（图 5B）——这是与 Imatinib 处理 K562/HIF1α 时的关键差异 |
| 说明什么 | 1）靶向 HIF1α（用 2ME2）可解除耐药——证明 HIF1α 是耐药的功能性驱动因子，不是伴随现象；2）Bcl2/MCL1 上调是 HIF1α 介导 Crizotinib 耐药的下游效应——解释了为什么 Bcr/Abl 被抑制但凋亡不启动；3）2ME2 是已用于临床试验的化合物（多种实体瘤）——CML 缺氧模型中的救活数据支持其转化探索 |
三、说明什么 💡
1. 这个结论改变了什么
- Crizotinib 临床定位需重新校准：之前文献把 Crizotinib 定位为"克服微环境耐药的候选药"；本文证明缺氧微环境本身就会让 Crizotinib 失效——这把它的优势场景从"全微环境"收窄到"非缺氧微环境"。
- Ruxolitinib 配伍警示：Ruxolitinib 是骨髓增殖性肿瘤（MPN）和 GVHD 的标准治疗，本研究提示与 Crizotinib 联用是雷区——3D 培养放大效应提示该风险可能被 2D 筛选低估。
- HIF1α 是缺氧耐药的独立枢纽：区别于 Bcr/Abl 突变型耐药（Ponatinib 解决），HIF1α 介导的耐药需要与微环境/HIF1α 通路抑制剂联用——这开辟了一条全新的耐药分层治疗路径。
2. 还有什么没解决
- 临床转化数据缺失——全部数据来自 K562/BV173 两个 CML 细胞系，缺乏原代 CML 干细胞或 PDX 模型验证
- EMT 机制推测未验证——Discussion 中提出"Crizotinib 可能诱导 EMT"的假说，尚未在 CML 系统中做 EMT marker 验证
- 2ME2 临床安全性已知（多种实体瘤 I/II 期），但CML 适应症下与 Crizotinib 联用的剂量/给药节奏未优化
- 患者异质性未涉及——本文用单一 HIF1α 突变体过表达系，临床 CML 患者 HIF1α 表达谱异质性极大，分层策略待研究
3. 与我们的产品
| 产品 | 关联度 | 具体应用场景 |
|---|---|---|
| CelVivo ClinoStar | ⭐⭐ | 潜在应用。如果未来要构建 CML 患者来源 3D 缺氧微环境球体（模拟骨髓龛位缺氧），ClinoStar 的多腔旋转悬浮培养可以替代本研究 3D 软琼脂系统，提供更均一、可动态监测的缺氧模拟平台。但目前 Robin 主营方向没有 CML 客户。 |
| Cellink BIO X | ⭐ | 勉强相关。本研究未涉及生物打印，仅用于常规 3D 培养。无直接对接场景。 |
| FemtoBiomed CellShot | ⭐ | 勉强相关。若要构建 K562/HIF1α 稳定系或批量 CRISPR 敲减 JAK2，CellShot 高效电转染可以加速工程化建系。但本文用的是经典慢病毒体系。 |
| 3Brain MEA | — | 不相关。3Brain 主战场是电生理（神经/心肌/视网膜），CML 是悬浮血液细胞培养，不涉及电生理记录。强行对接会硬凑。 |
关联度评估说明：
- 本文为 CML 体外细胞系药理学研究，与 9X Bio 主营的"类器官/3D 培养/MEA 电生理/3D 生物打印"4 大产品线无核心对接场景
- 唯一潜在交叉是 CelVivo 替代 3D 软琼脂做 CML 球体缺氧模型，但目前无客户需求信号
- 不写"对接推荐"，仅列潜在扩展方向供 Robin 评估
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参考文献
- Ng KP, Manjeri A, Lee KL, et al. Physiologic hypoxia promotes maintenance of CML stem cells despite effective BCR-ABL1 inhibition. Blood. 2014;123(21):3316-3326. DOI: 10.1182/blood-2013-07-511907
- Regev O, Kidan N, Nicola M, Khamisie H, Mahajna J. Crizotinib overcomes microenvironment-mediated drug resistance in ph-positive leukemia. Cancer Sci Ther. 2018;10. （本文前期工作，Crizotinib 克服可溶性因子耐药的首次报道）
- Traer E, Javidi-Sharifi N, Agarwal A, et al. Ponatinib overcomes FGF2-mediated resistance in CML patients without kinase domain mutations. Blood. 2014;123(10):1516-1524. DOI: 10.1182/blood-2013-07-518381
- Jeong W, Park SR, et al. JAK1 interacts with HIF-1/2 and reduces HIF protein expression under hypoxia. （Discussion 引用 50）
- Ricker JL, Chen Z, Yang XP, et al. 2-methoxyestradiol inhibits hypoxia-inducible factor-1α and tumor growth in clear cell ovarian carcinoma. Mol Cancer Ther. （2ME2 机制原始文献）
转发语：这篇来自以色列团队的 CML 转化药理学研究揭示了一个被忽视的临床雷区——Crizotinib 虽然被定位为"克服微环境耐药"的候选药，但在缺氧骨髓微环境中反而失效；同时 JAK1/2 抑制剂 Ruxolitinib 与 Crizotinib 联用会加剧耐药（3D 培养放大该效应）。机制核心是 HIF1α 独立于 Bcr/Abl 介导抗凋亡（Bcl2/MCL1 上调），2ME2 阻断 HIF1α 可恢复敏感性。对 Ponatinib/GNF-5 在缺氧下的稳定性也是正面信号。
联系人：李东伟
📞 18045130660 🌐 https://www.biokingdom.top