Сочинение на тему Гены, экспрессирующиеся при раке легких

Нуклеофосмин / B23 (Npm1) кодирует белок, который участвует в различных клеточных функциях, включая биогенез рибосом и синтез белка, репликацию ДНК, дублирование центросом и пролиферацию клеток. В дополнение к этому NPM1 вместе с несколькими рибосомными белками являются транскрипционными мишенями MYC (Zeller KI et al. 2001, PMID: 11604407, Grisendi S et al. 2006, PMID: 16794633). В качестве еще одной функции было обнаружено, что активация нуклеофосмина 1 ингибирует опосредованное р53 клеточное старение при раке толстой кишки (Wong JC et al. 2013, PMID: 23536448). В PLACs, существенная 4-кратная активация нуклеофосмина 1 (Npm1) была идентифицирована и предсказана как один из семи потенциальных главных регуляторов (см. Рисунок 8). Что касается функции обработки и сборки рибосом, этот ядрышковый фосфопротеин действует как молекулярный шаперон и предотвращает агрегацию белков в ядрышке (Grisendi S et al. 2006, PMID: 16794633). Однако белок Npm1 часто экспрессируется с повышенным уровнем в различных солидных опухолях, но транслокации специфически наблюдаются при лейкозах (Grisendi S. et al. 2006, PMID: 16794633, Jeong EG et al. 2007, PMID: 17504301). Примечательно, что недавний отчет продемонстрировал, что YTR107-опосредованное нацеливание NPM1 снижает восстановление двухцепочечных разрывов ДНК – это многообещающий метод радиосенсибилизации для терапии NSCLC (Sekhar KR et al. 2014, PMID: 25035215). Активность связывания ДНК c-Myc на геноспецифическом промоторе Npm1 и Npm3 подтверждается данными различных экспериментальных методик, которые включают сильные полосы EMSA (рисунок 5 публикации III) и независимые результаты ChIP-seq (дополнительная таблица S7 публикации III).

Другим геном, кодирующим биогенез рибосомы, является нуклеолин / C23 (Ncl), нуклеолярный фосфопротеин, повышающий регуляцию в PLAC и предсказанный как главный регулятор (см. рисунок 8), который, как сообщается, является транскрипционной мишенью c-Myc (Greasley). PJ и др. 2000, PMID: 10606642). Сверхэкспрессия нуклеолина наблюдается при различных раках, и исследования показали, что уровень экспрессии нуклеолина положительно коррелирует с восстановлением повреждения ДНК (то есть ДНК-зависимых протеинкиназ); следовательно, нуклеолин может служить многообещающей мишенью для лечения, а также прогностическим фактором для НМРЛ человека (Xu JY et al. 2016, PMID: 26846099).

Сверхэкспрессия генов для репарации ДНК, стабильности генома и ремоделирования хроматина

Как показано в Таблице 1 Publicatiob III и на Рисунке 10, это указывает на то, что c-Myc влияет на эксцизионное восстановление на основе ДНК (BER) и негомологичное соединение концов (NHEJ) двухцепочечных разрывов ДНК. В этом отношении гены, кодирующие ферменты ДНК-BER, были усилены, включая апуриновую / апиримидиновую эндонуклеазу 1 (Apex1) и субъединицу 4 фактора репликации C (Rfc4). Кроме того, гены кодируют базовые ферменты эксцизионной репарации, такие как Rfc5, специфичная для структуры лоскута эндонуклеаза 1 (Fen1) и белок-полимераза дельта-взаимодействующий белок 2 (Poldip2), которые были значительно (P <0,001) повышены почти в 2 раза, однако не прошли пороговые критерии (3-кратные), установленные для Таблицы 1 Публикации III. Помимо BER, в поддержку ангиогенеза и прогрессирования опухоли, Apex1 также увеличивает ДНК-связывающую активность нескольких транскрипционных факторов и может быть потенциальной мишенью для консолидации химиотерапии на основе цисплатина у пациентов с NSCLC (Wang D et al. 2009, PMID: 19324449). Важно отметить, что код гена ДНК-топоизомеразы II-альфа (Top2a) сильно повышен в PLAC более чем в 10 и 7 раз в малых и крупных опухолях, соответственно. Это хорошо известный ядерный фермент, который катализирует временное разрушение и воссоединение двойных цепей ДНК и позволяет изменять топологию ДНК. Важно отметить, что высокая экспрессия Top2a часто обнаруживается в высокопролиферативных клетках, включая NSCLC (Giaccone G et al. 1995, PMID: 8547322) и многообещающие мишени для противораковых агентов (таких как антрациклины), которые связывают и блокируют активность TopIIα. Кроме того, положительная корреляция между экспрессией маркеров пролиферации клеток TopIIα и Ki67 была зарегистрирована у пациентов с NSCLC, где экспрессия TopIIα может использоваться в качестве прогностического биомаркера для химиотерапии (Yan S et al. 2010, PMID: 21067592). Соответственно, гены, кодирующие белок Ki67 (публикация II) и взаимодействующий с Ki67 белок, были строго активированы в PLAC (таблица 1 публикации III). Кроме того, в ответ на двухцепочечные разрывы ДНК, кодируют ген и репаративные ферменты NHEJ, такие как нуклеаза восстановления двойного нити Mre11a, член комплекса Mre11-Rad50-NBS1, и АТФ-зависимая субъединица KDa геликазы ДНК II 80 (KU80 или Xrcc5 ) и субъединица 70 кДа (KU70 или Xrcc6) были значительно повышены в PLAC.

Кроме того, наблюдалась измененная экспрессия генов для структурных изменений в нуклеосоме и измененный доступ к ДНК, ассоциированной с нуклеосомой, для репликации, транскрипции и репарации, и включала в себя активированный линкерный гистон H1fx и подавленный ядром гистон H2b1. Также наблюдалась индуцированная экспрессия Smarcc1, и кодированный белок демонстрирует активности геликазы и АТФазы и, благодаря ремоделированию хроматина, участвует в активации транскрипции и репрессии генов. Напротив, специальный AT-богатый белок, связывающий последовательность 1 (SATB1), который представляет собой белок, ассоциированный с ядерным матриксом, участвует в ремоделировании хроматина и тканеспецифической экспрессии генов (Cai S et al. 2003, PMID: 12692553), а также богатый лейцином кислый ядерный белок (ANP32A), который является опухолевым супрессором и ингибитором гистонацетилтрансфераз (Seo SB et al. 2002, PMID: 11830591), подавлялся на уровне транскрипта. Отметим, что ранее сообщалось, что потеря экспрессии SATB1 является многообещающим маркером плохой выживаемости при раке легких (Selinger CI et al. 2011, PMID: 21597389), и siRNA-опосредованное молчание SATB1 ингибирует пролиферацию и инвазию в клетках рака легких (Huang B et al. 2013, PMID: 23379909). Аналогично, ANP32A является мишенью для микроРНК-21 (Schramedei K et al. 2011, PMID: 21317927). В целом, в ответ на гиперактивность c-Myc, измененная экспрессия SATB1 и ANP32A будет влиять на ремоделирование хроматина, чтобы инициировать чрезмерную экспрессию генов.

Регуляторные генные сети

В промоторах генов с повышенной регуляцией в PLAC трансгенных мышей c-Myc конструкцию составного модуля определяли с помощью генетического алгоритма, который значительно различает нормальную и онкогенную активность c-Myc. Кроме того, был проведен поиск для идентификации совместно занятых сайтов связывания TF, включая c-Myc и его соседних партнеров в геноспецифичных промоторах; В результате мы предлагаем кооперативность c-Myc с E2F1 / E2F3-TFDP1 для повышенных генов в PLAC, поэтому определяем молекулярные правила для транскрипционных ответов в промоторах, нацеленных на c-Myc. Примечательно, что предлагаемый составной модуль в основном регулирует гены, связанные с метаболизмом, включая биосинтез нуклеотидов и метаболизм ДНК (см. Дополнительную таблицу S5 в публикации III). В этой поддержке в исследовании предполагалось, что механизм репликации ДНК, а также регуляция нуклеотидного пула были транскрипционно регулируемыми обоими факторами, т.е. MYC и E2F (Liu YC et al. 2008, PMID: 18628958). Эти два фактора транскрипции содержат разные сайты связывания в промоторах одних и тех же нуклеотидных генов.