Article | OPEN | Published:
Повышенная экспрессия NAF1 способствует возникновению злокачественных фенотипов глиомы
клетки путем стимулирования синтеза белка и ассоциируется с плохой выживаемостью пациентов.
Wei J1, Yang Q1, Shi J1, Shi B1, Ji M2, Hou P3.
полная версия исследования можно найти тут: (6443650)
Неядерная субъединица NAF1 комплекса H / ACA рибонуклеопротеин (RNP) является незаменимым фактором при созревании RNP H / ACA, и одной из широко известных функций RNP H / ACA является модулирование биосинтеза рибосом. Однако конкретная биологическая роль и точный механизм NAF1 при раке человека, включая глиому, остаются в значительной степени неясными. В этом исследовании мы обнаружили, что NAF1 был высоко экспрессирован в глиомах по сравнению с нормальными тканями мозга, и продемонстрировали, что повышенная экспрессия NAF1 сильно коррелирует с плохой выживаемостью пациентов. Дальнейшие исследования показали, что NAF1 транскрипционно регулируется c-Myc, NRF2 и теломеразной обратной транскриптазой (TERT), которые являются ключевыми молекулами, связанными со злокачественным прогрессированием глиом. Кроме того, мы продемонстрировали, что NAF1 является функциональным онкогеном в клетках глиомы благодаря стимулированию роста клеток in vitro и in vivo, выживанию, миграции и инвазии. Механически, NAF1 действовал как ограничивающий скорость регулятор роста и инвазивности клеток посредством усиления сборки субъединиц 40S и синтеза белка, включая c-Myc, NRF2, TERT, POLR1A и POLR2A. Эти молекулы, в свою очередь, усиливают транскрипцию и трансляцию NAF1, тем самым формируя петли положительной обратной связи между ними, способствуя злокачественным фенотипам клеток глиомы. Кроме того, наши данные также показали, что истощение NAF1 может вызывать стресс рибосомы, не только нарушая рибосомный биосинтез, но также реактивируя передачу сигналов p53 посредством блокирования MDM2. Взятые вместе, мы продемонстрировали, что NAF1 способствует онкогенезу и прогрессированию глиомы посредством модулирования сборки рибосом и синтеза белка, и предсказали, что NAF1 может быть потенциальной терапевтической мишенью и ценным прогностическим биомаркером при глиомах.
NAF1 — это рибонуклеопротеин фактора 1 ядерной сборки [Homo sapiens (человек)](HGNC)
Вступление
Глиомы, на которые приходится около 2–4% всех системных злокачественных опухолей, составляют около 30% всех опухолей головного мозга и опухолей центральной нервной системы и 75% всех злокачественных опухолей головного мозга(30060998). В целом, уровень заболеваемости глиомами составляет около шести на каждый тип опухоли головного мозга 100 000 в год, и ежегодно диагностируется 17 000 новых случаев мультиформной глиобластомы(29117289). Несмотря на значительный прогресс в комплексной терапии, 5-летний прогноз пациентов с глиомой все еще остается плохим(28821944, 22510398). Таким образом, необходимо четко проиллюстрировать механизм онкогенеза глиомы и выявить более ценные прогностические биомаркеры и эффективные терапевтические мишени для этого заболевания.
Биогенез рибосомы и синтез белка играют незаменимую роль как в нормальном росте клеток, так и в онкогенезе(9914170,17519961). Повышенная восприимчивость к опухоли связана с изменениями рибосомальной активности, которые могут быть вызваны ускоренной скоростью синтеза белка и повышенной трансляцией специфических связанных с раком мРНК(19011615, 18784653). Мутации в биогенезе рибосом связаны с несколькими рибосомными генетическими заболеваниями человека, включая наследственные синдромы недостаточности костного мозга9. Кроме того, нарушение регуляции рибосомы также может быть связано с истощением мышц10.
Ясно, что эффективный биогенез субъединицы рибосом имеет ключевое значение для экспрессии генов и играет незаменимую роль в жизненном цикле клеток5. Кроме того, было показано, что изменения в биогенезе рибосом способствуют возникновению и прогрессированию опухоли (12612653, 27313041). Naf1p, гомолог дрожжей млекопитающих NAF1, необходим для биогенеза рибосом и роста дрожжей(12515383). Однако у людей физиологическая функция NAF1 и ее связь с важнейшими биологическими процессами во время канцерогенеза остаются неопределенными; таким образом, мы предполагаем, что NAF1 способствует онкогенезу и прогрессированию глиомы посредством регуляции сборки и функции рибосом. Во-первых, мы наблюдали рибосомы в клетках SF295 с помощью электронной микроскопии. Как показано на рис. 4а, клетки, трансфицированные si-NC, обладали цитоплазмой, переполненной рибосомами, и некоторые из них образовывали более длинные и воздействовали на линейные структуры, которые были готовы к трансляции, тогда как клетки, трансфицированные si-NAF1, демонстрировали равномерно распределенные рибосомы и менее полирибосома в цитоплазме. Хотя интегральное измерение общего числа рибосом является неадекватным показанием, так как количество существовавших и вновь синтезированных рибосом очень велико (24095898), это явление вдохновит нас на исследование ассоциации аберрантной экспрессии NAF1 с синтезом рибосом.
Очевидно, что на общую выживаемость пациентов с глиомой могут влиять многие важные клинические и генетические факторы, такие как возраст, степень опухоли, статус ATRX, статус IDH1 / 2, статус теломеразной обратной транскриптазы (TERT) и т. д. (29616301, 27157931). Поэтому мы исследовали корреляцию экспрессии NAF1 с клинико-патологическими и генетическими характеристиками в глиомах с использованием набора данных TCGA. Экспрессия NAF1 была значительно снижена у пациентов с LGGs (P = 0,005) и мутациями ATRX (P = 0,001) по сравнению с пациентами с GBM и ATRX дикого типа, хотя, очевидно, была связана с плохой выживаемостью пациентов ( Р = 0,006). Это было подтверждено предыдущими исследованиями, согласно которым у пациентов с глиомой с мутациями LGG и ATRX прогноз был лучше, чем у пациентов с GBM и ATRX18 дикого типа. Кроме того, нам не удалось найти какую-либо связь между экспрессией NAF1 и другими клинико-патологическими и генетическими характеристиками .
NAF1 транскрипционно регулируется c-Myc, NRF2 и TERT в клетках глиомы
Учитывая, что индуцированный промотор является одним из самых простых и эффективных способов инициации экспрессии генов, мы попытались предсказать факторы транскрипции, регулирующие активность промотора NAF1, с помощью онлайн-инструментов (http://www.genecards.org и http: //jaspar2014.genereg .сеть). Среди многочисленных предсказанных факторов транскрипции мы уделили большое внимание c-Myc и NRF2, потому что они широко изучались при раке человека(26279298, 28504720) и продемонстрировали, что они играют критическую роль в злокачественном прогрессировании глиом (23617883, 27344172). Затем мы исследовали связь между их экспрессией и экспрессией NAF1 в глиомах с использованием набора данных TCGA. Как показано на дополнительной фиг. S1, экспрессия NAF1 была значительно положительно связана с экспрессией c-Myc и NRF2. Кроме того, результаты показали, что нокдаун c-Myc и NRF2 в клетках SF295 и U87 резко снижал экспрессию мРНК и белка NAF1 по сравнению с контролем. С другой стороны, избыточная экспрессия c-Myc и NRF2 в клетках SF295 и U87 значительно повышала экспрессию NAF1 по сравнению с контролями (Fig. 2e-h). В целом наши результаты показали, что NAF1 транскрипционно регулируется c-Myc и NRF2 в клетках глиомы.
выводы:
В совокупности мы продемонстрировали, что NAF1 способствует онкогенезу и прогрессированию глиомы посредством модулирования сборки рибосом и синтеза белка, и предсказали, что NAF1 может быть потенциальной терапевтической мишенью и ценным прогностическим биомаркером при глиомах.
В настоящем исследовании мы наблюдаем, что NAF1 резко повышается при глиомах, и обнаруживаем тесную связь между повышенной экспрессией NAF1 и плохой выживаемостью пациентов. Кроме того, с помощью серии экспериментов in vitro и in vivo мы демонстрируем, что NAF1 может быть сильным онкогеном в клетках глиомы. Дальнейшие исследования показывают, что NAF1 способствует онкогенезу и прогрессированию глиомы посредством усиления биогенеза рибосом и синтеза белка.
