超生理剂量雄激素通过抑制cMYC和募集DREAM复合物促进雄激素受体的肿瘤抑制活性

Supraphysiological Androgens Promote the Tumor Suppressive Activity of the Androgen Receptor through cMYC Repression and Recruitment of the DREAM Complex

作者信息Michael D Nyquist, Ilsa M Coleman, Jared M Lucas, Dapei Li, Brian Hanratty, Hannah Meade, Elahe A Mostaghel, Stephen R Plymate, Eva Corey, Michael C Haffner, Peter S Nelson
PMID37352376
发布时间2023-09-01
DOI10.1158/0008-5472.CAN-22-2613

实验完整度

包含体外细胞增殖实验、细胞周期分析、RNA-seq转录组分析、CUT&RUN/ChIP-seq染色质分析、RIME蛋白互作分析等多个独立证据层级,并结合基因敲除/过表达进行功能验证和机制验证。

主要模型

LNCaP人前列腺癌细胞系及其RB1/TP53/RBL1/RBL2基因敲除衍生系 VCaP人前列腺癌细胞系及其RB1基因敲除衍生系 患者来源异种移植瘤(PDX)模型 LNCaPDKO-MYC(MYC过表达)细胞模型

重点核对

SPA处理浓度:10 nmol/L R1881 RB1、TP53、RBL1、RBL2基因敲除状态 MYC过表达是否恢复SPA抗性 细胞培养条件:RPMI1640 + 10% FBS,37°C,5% CO2 处理时间:生长实验5天,RNA-seq和CUT&RUN为48小时

摘要

雄激素受体(AR)通路调控前列腺上皮的关键细胞存活程序。AR是转移性前列腺癌中近乎普遍的驱动因素和治疗弱点,靶向AR具有显著的治疗指数。尽管大多数针对AR的方法侧重于抑制AR信号,实验室和临床数据显示,高剂量、超生理水平的雄激素治疗(SPA)可在一部分前列腺癌患者中引起生长抑制并改善预后。更好地理解SPA反应和耐药的机制有助于指导患者选择和联合治疗以提高疗效。为表征SPA信号,我们整合了SPA诱导的基因表达变化指标、cistrome数据和蛋白互作组。这些分析表明,二聚化伴侣、RB样、E2F和多发性外阴B类(DREAM)复合物介导了SPA反应中的生长抑制和E2F靶基因的下调。值得注意的是,RB1完全基因组缺失的前列腺癌对SPA治疗有反应,而DREAM复合物组分如RBL1/2的缺失则促进耐药。MYC过表达导致对SPA完全耐药,并减弱SPA/AR介导的E2F靶基因抑制。这些发现支持一个SPA介导的生长抑制模型,该模型依赖于AR对MYC的负调控,进而通过DREAM复合物抑制E2F1信号。因此,MYC信号和DREAM复合物组装的完整性可能作为SPA反应的决定因素以及介导SPA耐药的途径。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
超生理剂量雄激素(SPA)通过何种分子机制抑制前列腺癌细胞增殖,以及RB1、TP53、RBL1/2和MYC在其中的作用。
核心机制
SPA通过AR抑制MYC表达,解除MYC对DREAM复合物的抑制,从而促进DREAM复合物组装并抑制E2F靶基因表达,进而导致细胞周期阻滞。
主要证据
在LNCaP和VCaP细胞中,SPA抑制RB1缺失细胞的增殖;敲除RBL1/2导致SPA耐药;MYC过表达导致完全耐药;ChIP-seq和CUT&RUN显示SPA减少E2F1结合,增加DREAM复合物结合;RIME实验显示DREAM复合物与SIN3A-HDAC复合物互作。
研究意义
MYC信号和DREAM复合物组装的完整性可能作为SPA治疗反应的生物标志物,并为联合治疗策略提供理论基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

验证SPA对RB1缺失细胞的生长抑制

确定RB1缺失是否足以介导SPA耐药

在LNCaP、LNCaP-RB1-/-、LNCaP-DKO细胞中用10 nmol/L R1881处理5天,进行细胞计数检测;同时在PDX模型中评价SPA对RB1不同状态的肿瘤生长的影响。

2

基因敲除RBL1/RBL2并测定SPA敏感性

验证DREAM复合物是否介导SPA的生长抑制效应

在LNCaP-DKO基础上用CRISPR/Cas9敲除RBL1和/或RBL2,进行5天生长实验、细胞周期分析和剂量反应实验。

3

ChIP-seq/CUT&RUN分析DREAM复合物结合位点

确定SPA处理下DREAM复合物是否结合至细胞周期基因启动子

对LNCaP和基因敲除细胞进行ChIP-seq(E2F1、LIN37、LIN9)和CUT&RUN(RBL1、RBL2、RB1),分析全基因组结合位点与SPA抑制基因的关联。

4

RIME分析DREAM复合物互作蛋白

鉴定DREAM复合物的相互作用蛋白,阐明其抑制机制

在LNCaP-DKO细胞中用LIN37抗体进行RIME实验,结合质谱鉴定互作蛋白,比较SPA和对照处理下的差异。

5

MYC过表达对SPA敏感性的影响

验证MYC是否作为SPA反应的关键决定因素

在LNCaP-DKO细胞中慢病毒介导MYC过表达,进行生长曲线、RNA-seq和GSEA分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI1640培养基Thermo Fisher Scientific11835030
胎牛血清Thermo Fisher Scientific10437-02
pLenti6.3载体Thermo Fisher ScientificV53306
RB1过表达慢病毒GenecopoeiaLPP-B0065-Lv105-200-S
HiPerFect转染试剂Qiagen301705
plentiCRISPRv2载体Addgene52961
Vi-CELL细胞计数器Beckman-Coulter--
CellTiter-Glo发光法细胞活力检测试剂盒PromegaG7572
RNeasy小提试剂盒Qiagen--
pAG-MNaseEpiCypher15-1016
RB1抗体Thermo Fisher ScientificPA5-27215
RBL1抗体InvitrogenPA5-84228
RBL2抗体Atlas AntibodiesHPA019703
IgG抗体Cell Signaling Technology3900S
iDeal ChIP-seq转录因子试剂盒DiagenodeC01010170
MicroPlex文库制备试剂盒v3DiagenodeC05010014
E2F1抗体BD Biosciences554213
LIN9抗体Bethyl LaboratoriesA300-BL2981
LIN37抗体Bethyl LaboratoriesA300-BL2983
Covaris M220超声破碎仪Covaris--
NuPAGE 4%-12% Bis-Tris凝胶Thermo Fisher ScientificNP0321
MOPS电泳缓冲液Thermo Fisher ScientificNP0001
硝酸纤维素膜Thermo Fisher ScientificLC2000
SuperSignal Pico化学发光底物Thermo Fisher ScientificPI34080
GAPDH抗体Cell Signaling Technology2118L
RB1抗体Cell Signaling Technology9309S
RBL1抗体Cell Signaling Technology89798S
RBL2抗体Cell Signaling Technology13610S
TP53抗体Santa Cruz Biotechnologysc-126
AR抗体Cell Signaling Technology5153S
p27抗体Abcamab32034
Click-iT EdU Alexa Fluor 488流式细胞术检测试剂盒Thermo Fisher ScientificC10420
FxCycle Violet染料Thermo Fisher ScientificF10347
索尼SH800流式细胞仪Sony--
Proteome Discoverer软件Thermo Fisher Scientific--
STAR比对软件----
TopHat比对软件----
R语言----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系来源、培养基成分(RPMI1640+10% FBS)、培养条件(37°C、5% CO2)
阅读提示:Materials and Methods: 'In vitro models and cell culture'
SPA处理
R1881浓度(10 nmol/L)、处理时间(5天生长实验、48小时RNA-seq)、载体(乙醇)
阅读提示:Results: 'SPAs repress the proliferation of prostate cancers with loss of RB1 and TP53' 及图例
基因编辑
CRISPR/Cas9靶序列、载体、克隆筛选方法
阅读提示:Materials and Methods: 'In vitro models and cell culture' 和 'Isogenic knockouts'
RNA测序
RNA提取试剂盒、建库方法、测序平台、比对软件、差异表达阈值
阅读提示:Materials and Methods: 'RNA sequencing'
染色质分析
CUT&RUN/ChIP-seq抗体、细胞数、处理时间、建库试剂盒、测序平台、数据处理参数
阅读提示:Materials and Methods: 'Cleavage under targets and release using nuclease assays (CUT&RUN)' 和 'Chromatin immunoprecipitation sequencing'
蛋白质互作分析
RIME方法、抗体(LIN37)、处理条件、质谱分析流程
阅读提示:Materials and Methods: 'RIME'