“Биполярное” действие ингибитора васкулогенной мимикрии на экспрессию генов в клетках меланомы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Внешние воздействия влияют на характер экспрессии генов с помощью разных, еще недостаточно изученных, механизмов. Мы использовали метод РНК-сек для изучения изменений в экспрессии генов в клетках меланомы, способных формировать васкулярные каналы, имитирующие кровоснабжение эмбриона (васкулогенная мимикрия), которые подвергаются обратному развитию вскоре после воздействия ингибитора васкулогенной мимикрии. С помощью анализа дифференциальной экспрессии генов обнаружено, что под воздействием ингибитора значительно усиливается экспрессия 50 генов, которые контролируют клеточный цикл и формирование цитоскелета. Одновременно 50 генов, регулирующих разные клеточные процессы, подвергаются значительной репрессии. Оказалось, что гены, экспрессия которых усиливается, регулируются одновременно в разной комбинации большим набором факторов транскрипции. В то же время репрессируемые гены одновременно регулируются другим набором факторов транскрипции. Таким образом, препарат вызывает изменения экспрессии больших групп генов, обусловленные одновременным воздействием множества факторов транскрипции. Полученные нами результаты указывают на то, что репрессия васкулогенной мимикрии в клетках меланомы сопровождается сайленсингом или активацией больших групп генов, вызванными действием множества факторов транскрипции.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. А. Чуриков

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: tchurikov@eimb.ru
Россия, Москва, 119991

А. А. Вартанян

Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: tchurikov@eimb.ru
Россия, Москва, 115478

Е. С. Клушевская

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Email: tchurikov@eimb.ru
Россия, Москва, 119991

И. Р. Алембеков

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Email: tchurikov@eimb.ru
Россия, Москва, 119991

А. Н. Кретова

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Email: tchurikov@eimb.ru
Россия, Москва, 119991

В. Р. Чечеткин

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Email: tchurikov@eimb.ru
Россия, Москва, 119991

Г. И. Кравацкая

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Email: tchurikov@eimb.ru
Россия, Москва, 119991

В. С. Косоруков

Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: tchurikov@eimb.ru
Россия, Москва, 115478

Ю. В. Кравацкий

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Email: tchurikov@eimb.ru
Россия, Москва, 119991

Список литературы

  1. Kosak S.T., Scalzo D., Alworth S.V., Li F., Palmer S., Enver T., Lee J.S., Groudine M. (2007) Coordinate gene regulation during hematopoiesis is related to genomic organization. PLoS Biol. 5(11), e309. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0050309
  2. Tchurikov N.A., Fedoseeva D.M., Sosin D.V., Snezhkina A.V., Melnikova N.V., Kudryavtseva A.V., Kravatsky Y.V., Kretova O.V. (2015) Hot spots of DNA double-strand breaks and genomic contacts of human rDNA units are involved in epigenetic regulation. J. Mol. Cell. Biol. 7, 366‒382. doi: 10.1093/jmcb/mju038
  3. Xu P., Wu Q., Yu J., Rao Y., Kou Z., Fang G., Shi X., Liu W., Han H. (2020) A systematic way to infer the regulation relations of miRNAs on target genes and critical miRNAs in cancers. Front. Genet. 11, 278. doi: 10.3389/fgene.2020.00278
  4. Tchurikov N.A., Kretova O.V. (2007) Suffix-specific RNAi leads to silencing of F element in Drosophila melanogaster. PLoS One. 2(5), e476. doi: 10.1371/journal.pone.0000476
  5. Bartel D.P. (2018) Metazoan microRNAs. Cell. 173, 20–51. doi: 10.1016/j.cell.2018.03.006
  6. Vartanian A., Baryshnikova M., Burova O., Afanasyeva D., Misyurin V., Belyаvsky A., Shprakh Z. (2017) Inhibitor of vasculogenic mimicry restores sensitivity of resistant melanoma cells to DNA-damaging agents. Melanoma Res. 27, 8‒16. doi: 10.1097/CMR.0000000000000308
  7. Kalitin N.N., Ektova L.V., Kostritsa N.S., Sivirinova A.S., Kostarev A.V., Smirnova G.B., Borisova Y.A., Golubeva I.S., Ermolaeva E.V., Vergun M.A., Babaeva M.A., Lushnikova A.A., Karamysheva A.F. (2022) A novel glycosylated indolocarbazole derivative LCS1269 effectively inhibits growth of human cancer cells in vitro and in vivo through driving of both apoptosis and senescence by inducing of DNA damage and modulating of AKT/mTOR/S6K and ERK pathways. Chem. Biol. Interact. 364, 10056. doi: 10.1016/j.cbi.2022.110056
  8. Maniotis A.J., Folberg R., Hess A., Seftor E.A., Gardner L.M., Pe’er J., Trent J.M., Meltzer P.S., Hendrix M.J. (1999) Vascular channel formation by human melanoma cells in vivo and in vitro: vasculogenic mimicry. Am. J. Pathol. 155(3), 739–752. doi: 10.1016/S0002-9440(10)65173-5
  9. Вартанян А., Хоченкова Ю., Кособокова Е., Барышникова М., Косоруков В. (2021) СД437 снижает метастатический потенциал клеток меланомы. Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 2. Химия. 62(4), 333–340.
  10. Ramirez F., Ryan D.P., Gruning B., Bhardwaj V., Kilpert F., Richter A.S., Heyne S., Dundar F., Manke T. (2016) deepTools2: a next generation web server for deep-sequencing data analysis. Nucl. Acids Res. 44, W160–165.
  11. Cui H., Zhao J. (2020) LncRNA TMPO-AS1 serves as a ceRNA to promote osteosarcoma tumorigenesis by regulating miR-199a-5p/WNT7B axis. J. Cell Biochem. 121, 2284–2293. doi: 10.1002/jcb.2945110
  12. Gkika D., Lemonnier L., Shapovalov G., Gordienko D., Poux C., Bernardini M., Bokhobza A., Bidaux G., Degerny C., Verreman K., Guarmit B., Benahmed M., de Launoit Y., Bindels R.J., Fiorio Pla A., Prevarskaya N. (2015) TRP channel-associated factors are a novel protein family that regulates TRPM8 trafficking and activity. J. Cell Biol. 208, 89–107. 10.1083/jcb.201402076' target='_blank'>https://doi: 10.1083/jcb.201402076
  13. Hu F., Fong K.O., Cheung M.P.L., Liu J.A., Liang R., Li T.W., Sharma R., Ip P.P., Yang X., Cheung M. (2022) DEPDC1B promotes melanoma angiogenesis and metastasis through sequestration of ubiquitin ligase CDC16 to stabilize secreted SCUBE3. Adv. Sci. 9, 2105226. https://doi.org/10.1002/advs.202105226
  14. Xu Y., Sun W., Zheng B., Liu X., Luo Z., Kong Y., Xu M., Chen Y. (2019) DEPDC1B knockdown inhibits the development of malignant melanoma through suppressing cell proliferation and inducing cell apoptosis. Exp. Cell. Res. 379(1), 48–54. doi: 10.1016/j.yexcr.2019.03.021
  15. Musa J., Aynaud M.M., Mirabeau O., Delattre O., Grünewald T.G. (2017) MYBL2 (B-Myb): a central regulator of cell proliferation, cell survival and differentiation involved in tumorigenesis. Cell Death Dis. 8, e2895 (2017). https://doi.org/10.1038/cddis.2017.244
  16. Thurlings I., Martínez-López L., Westendorp B., Hien B.T., Martínez-López L.M., Zijp M., Thurlings I., Thomas R.E., Schulte-Merker S., Bakker W.J., de Bruin A. (2017) Synergistic functions of E2F7 and E2F8 are critical to suppress stress-induced skin cancer. Oncogene. 36, 829–839. https://doi.org/10.1038/onc.2016.251
  17. Vartanian A., Stepanova E., Grigorieva I., Solomko E., Belkin V., Baryshnikov A., Lichinitser M. (2011) Melanoma vasculogenic mimicry capillary-like structure formation depends on integrin and calcium signaling. Microcirculation. 18, 390–399. doi: 10.1111/j.1549-8719.2011.00102.x
  18. Bera K., Kiepas A., Godet I., Li Y., Mehta P., Ifemembi B., Paul C.D., Sen A., Serra S.A., Stoletov K., Tao J., Shatkin G., Lee S.J., Zhang Y., Boen A., Mistriotis P., Gilkes D.M., Lewis J.D., Fan C.M., Feinberg A.P., Valverde M.A., Sun S.X., Konstantopoulos K. (2022) Extracellular fluid viscosity enhances cell migration and cancer dissemination. Nature. 611, 365–373. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05394-6
  19. Lachmann A., Torre D., Keenan A.B., Jagodnik K.M., Lee H.J., Wang L., Silverstein M.C., Ma’ayan A. (2018) Massive mining of publicly available RNA-seq data from human and mouse. Nat. Commun. 9, 1366.
  20. Tchurikov N.A., Klushevskaya E.S., Alembekov I.R., Kretova A.N., Chechetkin V.R., Kravatskaya G.I., Kravatsky Y.V. (2023) Induction of the erythroid differentiation of K562 Cells is coupled with changes in the inter-chromosomal contacts of rDNA clusters. Int. J. Mol. Sci. 24(12), 9842. https://doi.org/10.3390/ijms24129842

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Тепловая карта изменений экспрессии генов в клетках меланомы под действием ингибитора васкулогенной мимикрии. Отобрано по 50 генов, экспрессия которых максимально изменилась (повысилась либо снизилась) под действием ингибитора. Приведена цветная шкала изменений экспрессии в log2FC. 50 генам, экспрессия которых усилилась, соответствует критерий logFC > 1.71 (т. е., их экспрессия повысилась более чем в 3.27 раза). 50 генам, экспрессия которых снизилась, соответствует критерий log2FC < 1.89 (т. е. экспрессия снизилась более чем в 3.7 раза).

Скачать (189KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Гены, экспрессия которых изменилась под воздействием ингибитора (Input Genes), регулируются одновременно многими ФТ (Enriched Terms). а – Гены, экспрессия которых усилилась. б – Гены, экспрессия которых снизилась. Результаты получены с помощью базы данных Enrichr (https://maayanlab.cloud/Enrichr/enrich) для поиска ФТ, одновременно регулирующих гены (Enrichr Submissions TF-Gene Coocurrence).

Скачать (270KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема, показывающая, как добавление ингибитора нарушает баланс генной экспрессии и как это сказывается на фенотипе клеток меланомы. а – Баланс экспрессии генов до добавления ингибитора. Клетки веретеновидной формы на Матригеле формируют сосудоподобные структуры. б – Нарушение баланса экспрессии генов вызывает изменение поведения клеток (нарушается образование сосудоподобных структур) и их формы (клетки более округлые).

Скачать (196KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024