细胞凋亡是由促凋亡的BCL-2家族蛋白的表达水平和相互作用控制的。特异性BCL-2抑制剂Venetoclax（VEN）在BCL-2依赖性癌症如慢性淋巴细胞白血病（CLL）或套细胞淋巴瘤（MCL）中显示出高效率。尽管它对CLL和MCL有很高的疗效，但还是会出现难治性疾病。BCL-2突变已被描述为介导CLL病例的耐药性，然而这些突变只在一部分VEN耐药病例和一小部分细胞中发现。为了设计克服耐药性的替代治疗策略，有必要更好地了解介导VEN耐药的机制。
通过长期暴露于越来越多的VEN（高达3µM），产生了耐VEN（VEN-R）的MCL细胞系（MINO和MAVER-1）。在MINO和MAVER-1抗性细胞系中看到BCL-XL mRNA和蛋白的显著和稳定上调（mRNA分别增加2和4倍，蛋白增加2.6和4.5倍）。我们使用BH3分析结合VEN处理4小时来研究亲代和VEN-R细胞系中抗和促凋亡信号的差异。此外，在shRNA介导的BCL-XL敲除后，对VEN的敏感性得以恢复。这些结果证实了BCL-XL上调对介导抗性的重要性。此外，我们没有通过靶向NGS检测到对VEN耐药后BCL-2的突变，这与VEN-R CLL患者获得的结果相反（Blombery等，Cancer Discovery 2019和Tausch等， Hematologica 2019）。
然而，通过动态BH3剖析（VEN治疗与BH3剖析相结合）获得的结果表明，BCL-XL的增加很可能不是使细胞对VEN产生抗性的唯一必要改变。此外，BAX和BAK等促凋亡蛋白的激活减少可能有助于对VEN的抵抗。
为了研究VEN的耐药性是否可以通过药物介导的BCL-XL的抑制来克服，我们采用了不同的治疗方法。用BCL-XL抑制剂A-1331852和VEN联合治疗或用Navitoclax（BCL-2、BCL-W和BCL-XL的联合抑制剂）单次治疗48小时后，VEN-R MINO和MAVER-1细胞系的细胞活力下降。此外，BDA-366，一种BH4结构域的BCL-2抑制剂，以剂量依赖的方式有效降低了亲代和VEN-R细胞系48小时后的细胞活力。BDA-366与抗凋亡的BCL-2蛋白结合后，通过暴露该蛋白的BH3结构域，导致其构象改变为促凋亡分子。
尽管VEN以独立于TP53的方式介导细胞凋亡，但在存在TP53畸变的情况下，CLL的VEN治疗与劣质的结果有关。为了解决TP53功能障碍在介导VEN抗性方面的作用，我们通过CRISPR/Cas9基因编辑产生了p53敲除细胞系（N=2）。与p53 WT细胞系相比，这明显降低了对VEN的敏感性。此外，p53被敲除后，对BDA-366的敏感性也明显降低，这表明p53对BCL-2的下游有干扰。
总的来说，VEN的抗性是由MCL中BCL-XL mRNA和蛋白水平的永久性增加所介导的。重要的是，BDA-366将抗凋亡的BCL-2分子转化为类似BAX的死亡分子，即使对VEN耐药，也可以成为BCL-2依赖性癌症的潜在替代治疗策略。尽管VEN以独立于p53的方式介导细胞凋亡，但在p53缺陷的细胞中似乎效果较差，强调了进一步调查这些群体的治疗组合的重要性。
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