扫码下载APP

您的位置

资讯详情

本人可编辑资讯

仅支持在APP编辑资讯扫描二维码即可下载APP

四川大学,重磅Molecular Cancer(IF=41!)!Luo, Jingjing和周红梅等学者做出重大贡献

论论资讯 | 2024-05-28 14677热度

Molecular Cancer

Explore content

About the journal

Publish with us

DNMT1-targeting remodeling global DNA hypomethylation for enhanced tumor suppression and circumvented toxicity in oral squamous cell carcinoma

Liu Y.; Sun Y.; Yang J.; Wu D.; Yu S.; Liu J.; Hu T.; Luo J.; Zhou H.

Published:2024-12-01
DOI:10.1186/s12943-024-01993-1

研究背景

在当今社会,口腔鳞状细胞癌(OSCC)等癌症的治疗一直是一个备受关注的话题。然而,目前在这一研究领域存在一个问题,即如何利用DNA甲基转移酶1(DNMT1)相关的全局DNA甲基化来调控口腔鳞状细胞癌。

研究内容

这项研究旨在使用shRNA特异性DNMT1敲除和DNMT1抑制剂来针对口腔癌细胞,建立了一个移植的OSCC小鼠模型,以确定对肿瘤抑制的影响。研究表明,DNMT1的过表达伴随着口腔癌发生过程中癌症特异性DNA低甲基化的积累;相反,DNMT1的敲除导致癌细胞和移植瘤中异常广泛的全基因组DNA低甲基化。通过针对DNMT1的治疗,实现了比PI3K抑制剂更大的抗癌功效,并减少了由PI3K抑制剂或PI3K和CDK抑制剂联合治疗引起的血糖变化毒性以及不良胰岛素反馈。

研究意义

这项研究的创新点在于发现,通过靶向DNMT1,可以重塑一种新的全局DNA低甲基化模式,以促进抗癌功效并最小化潜在的毒性效应。研究提示DNMT1在口腔鳞状细胞癌的发展和治疗结果中起着至关重要的作用,为未来口腔癌的治疗提供了新的思路。 这篇文章简明扼要地介绍了一项关于口腔鳞状细胞癌治疗的重要研究成果,希望能对中学生们理解科学研究的重要性有所帮助。

图片赏析

图1 DNMT1表达随口腔肿瘤转化的增加而增加,其过度表达与肿瘤生长有关. 具有代表性的IHC图像和对口腔人体样本中DNMT1的分析,包括正常(n = 15),增生(n = 6),发育不良(n = 7)和OSCC组织(n = 22). 刻度条,100 μm. B OSCC细胞系中BrdU和Ki67的免疫荧光. 这些数据是三个独立实验的平均值±SD. 刻度条,100 μm. C球体形成测定和OSCC细胞系的统计定量. 刻度条,100 μm. D 显示异种移植的 OSCC 鼠标模型的示意图 n = 每组5只小鼠. 肿瘤生长曲线. OSCC异种移植肿瘤的呈现和肿瘤体积统计在研究的终点. G 免疫荧光和BrdU和TUNEL在OSCC异种移植肿瘤的分析. 刻度条,100 μm. DNMT1在致癌的多个阶段中的mRNA表达,包括正常(n = 45),口腔发育不良(n = 17)和OSCC(n = 167)(数据由GSE30784提供). I DNMT1在OSCC中的mRNA表达(n = 350)与口腔正常组织中的mRNA表达(n = 15)(数据来自TCGA). J平滑曲线拟合显示了DNMT1表达与OSCC患者死亡风险之间的相关性. K 限制立方体样条分析,表明DNMT1表达与OSCC患者总生存危险比的相关性. 在HR=1.*P<0.05、**P<0.01、**P<0.001、**P<0.001时,DNMT1 RNA表达值分别为2.64和3.54.
图2 DNMT1抑制剂均能显著抑制口腔鳞癌细胞的增殖并促进其凋亡. OSCC细胞中DNMT1、Ki67和CC3的蛋白质印迹分析. GSK-3484862和GSK-3685032在DMSO中以不同浓度稀释. 数据显示为平均值±SEM. OSCC细胞中Ki67和CC3的B和C免疫荧光和统计定量. 比例尺,100μm. OSCC细胞的D和E球形成分析和统计定量. 比例尺,100μm. *P<0.05,**P<0.01,***P<.001,和**p<0. 0001采用Tukey多重比较检验的单因素方差分析
图3(参见上页图例. )
图4(见上一页的图例.
PI3K-AKT途径参与DNMT1修饰的DNA低甲基化模式,以调节口腔肿瘤转化及肿瘤生长. 气泡图显示了与Cal27和NOK之间以及sh-DNMT1和sh-NC细胞之间的差异DNA甲基化位点相关的前3000个重叠基因的KEGG富集. B Western blot 分析 Cal27 和 FaDu 细胞在不同条件下指示的蛋白质. 用1M BEZ235或25 µg/ml 740 Y-P处理细胞24小时,GAPDH作µ内控. 上部面板:代表性污点;下部面板: 三个独立实验的平均值±SD的密度测量定量. C 显示异种移植的 OSCC 模型的示意图 n = 5小鼠在WT,sh-NC,sh-DNMT1和sh-DNMT1 + 740 Y-P组,和n = 3小鼠在sh-NC + BEZ235组. 肿瘤生长曲线. E 代表异种移植OSCC肿瘤中Ki67,TUNEL,p-AKT和p-mTOR染色图像和定量. 刻度条,100 μm. F 代表三个通道的 mIHC 图像,即 DAPI、DNMT1 或 5-mC,以及口腔人体样本中的 p-AKT,包括正常、发育不良和 OSCC 组织. 刻度条,50 μm. *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001 通过使用 Tukey 的多重比较检验的单向方差分析
图6抑制CDK2-Rb信号通路有助于增强由DNMT1重塑的整体DNA低甲基化引起的肿瘤抑制. 图中显示了在不同条件下Cal27和FaDu细胞中所示蛋白质的Western印迹分析. 用1µM BEZ235或25µg/mL 740 Y-P处理细胞24小时或用1µM AT7519处理细胞8小时. 使用β-微管蛋白作为内部对照. 上图:代表性印迹下图:三个独立实验的平均值±SDS的密度测定定量. B三个通道(即DAPI、DNMT1或5-MC和p-Rb)的代表性mIHC图像,包括正常的口腔人类样本,发育异常和OSCC组织. 比例尺,50μm. C肿瘤生长曲线. 对于SH-NC+BEZ235和SH-NC BEZ235+740Y-P组,n=5只小鼠,对于SH-NC和SH-DNMT1组,n=4只小鼠. 05通过非配对学生t检验. D和E研究终点的大体异种移植肿瘤(D)和肿瘤体积统计(E). 异种移植OSCC肿瘤中Ki67、裂解的caspase 3(CC3)和p-Rb的代表性IHC图像和分析. 比例尺,50μm. *p<0.05,**p<0.05. 经Tukey多重比较检验的单因素方差分析,P<0.001.
图7 DNMT1击倒导致GSK3β失活导致肿瘤中糖原过度聚集和凋亡. 异种移植OSCC肿瘤中糖原、PFK和PKM2的p-GSK3β和PAS/IHC图像的代表性IF图像. 下面是相应的统计分析结果. 刻度条,50 μm. B 如原理图所示,DNMT1敲除通过上调p-GSK3β来阻止PI3K抑制下游的GSK3β激活,导致肿瘤中过多的糖原聚集(AB-PAS染色),肿瘤位于凋亡周围,远离增殖(IHC染色). C Western blot 分析 Cal27 和 FaDu 细胞在不同条件下指示的蛋白质. 用1FM BEZ235处理24小时,1FM AT7519处理8小时,GAPDH作µ内控剂. 上部面板:具有代表性的污点;下部面板:至少三个独立实验的均值±SD的密度测量定量. D 代表性 mIHC 图像显示口腔人体样本中的 DAPI、DNMT1 或 5-mC、p-AKT 和 p-GSK3β,包括正常、发育不良和 OSCC 组织. 刻度条,50 μm. *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001 通过使用 Tukey 的多重比较检验的单向方差分析
图8 DNMT1击倒的GSK3β失活抑制PI3K抑制引起的胰岛素反馈. 肿瘤小鼠血糖和血清胰岛素检测的实验示意图 n = 每组4只小鼠. B 给药后3小时内血糖的线图 C和D给药后小鼠在2小时(C)和3小时(D)时的血糖. e 注射后5小时小鼠血清胰岛素水平. F–H 代表性 PAS/IHC 图像 (f ) 和给药后 5 小时小鼠肝脏中糖原/对 GSK3β 的分析 (g,h ) . 刻度条,50 μm. I 如原理图所示,PI3K抑制剂通过去磷酸化激活GSK3β,阻碍糖原合成并引起有害的高血糖效应. 血糖水平升高可以诱导胰岛素反馈,最终导致肝糖原积累. DNMT1沉默可以通过促进GSK3β磷酸化来阻止这一过程. *P < 0.05, **P < 0.01, **P < 0.001 通过使用 Tukey 的多重比较检验的单向方差分析
图9 DNMT1介导的信号协同模式和口腔癌变和抗癌功效的示意图PI3K - AKT、mTOR、CDK-Rb - E2F和糖酵解信号通路的AUCell评分的伪时间轨迹分析. DNMT1、PTEN、AKT1、CDK2和GSK3B表达的C伪时间轨迹分析. DAPI、p-AKT、p-Rb和p- GSK3 α在异种移植OSCC肿瘤中的代表性mIHC染色图像. 刻度条,20 μm. 说明DNMT1依赖的全基因组甲基化模式在口腔癌变和口腔鳞癌的治疗中起作用,并涉及协同信号转导. 红色箭头表示sh - DNMT1的效果;黑色箭头代表自然生物过程. 该示意图由BioRender创建

微信扫码即可查看