FTO-mediated cytoplasmic m6Am demethylation adjusts stem-like properties in colorectal cancer cell

AbstractCancer stem cells (CSCs) are a small but critical cell population for cancer biology since they display inherent resistance to standard therapies and give rise to metastases. Despite accruing evidence establishing a link between deregulation of epitranscriptome-related players and tumorigenic process, the role of messenger RNA (mRNA) modifications in the regulation of CSC properties remains poorly understood. Here, we show that the cytoplasmic pool of fat mass and obesity-associated protein (FTO) impedes CSC abilities in colorectal cancer through its N6,2’-O-dimethyladenosine (m6Am) demethylase activity. While m6Am is strategically located next to the m7G-mRNA cap, its biological function is not well understood and has not been addressed in cancer. Low FTO expression in patient-derived cell lines elevates m6Am level in mRNA which results in enhanced in vivo tumorigenicity and chemoresistance. Inhibition of the nuclear m6Am methyltransferase, PCIF1/CAPAM, fully reverses this phenotype, stressing the role of m6Am modification in stem-like properties acquisition. FTO-mediated regulation of m6Am marking constitutes a reversible pathway controlling CSC abilities. Altogether, our findings bring to light the first biological function of the m6Am modification and its potential adverse consequences for colorectal cancer management.

Download Full-text

FTO-mediated cytoplasmic m6Am demethylation adjusts stem-like properties in colorectal cancer cell

10.1101/2020.01.09.899724 ◽

2020 ◽

Cited By ~ 1

Author(s):

Sébastien Relier ◽

Julie Ripoll ◽

Hélène Guillorit ◽

Amandine Amalric ◽

Florence Boissière ◽

...

Keyword(s):

Colorectal Cancer ◽

Messenger Rna ◽

Cancer Biology ◽

Biological Function ◽

Translation Efficiency ◽

Cancer Management ◽

Demethylase Activity ◽

Fine Tune

ABSTRACTCancer stem cells (CSCs) are a small but critical cell population for cancer biology since they display inherent resistance to standard therapies and give rise to metastases. Despite accruing evidence establishing a link between deregulation of epitranscriptome-related players and tumorigenic process, the role of messenger RNA (mRNA) modifications dynamic in the regulation of CSC properties remains poorly understood. Here, we show that the cytoplasmic pool of fat mass and obesity-associated protein (FTO) impedes CSC abilities in colorectal cancer through its m6Am (N6,2’-O-dimethyladenosine) demethylase activity. While m6Am is strategically located next to the m7G-mRNA cap, its biological function is not well understood and has not been addressed in cancer. Low FTO expression in patient-derived cell lines elevates m6Am level in mRNA which results in enhanced in vivo tumorigenicity and chemoresistance. Inhibition of the nuclear m6Am methyltransferase, PCIF1/CAPAM, partially reverses this phenotype. FTO-mediated regulation of m6Am marking constitutes a novel, reversible pathway controlling CSC abilities that does not involve transcriptome remodeling, but could fine-tune translation efficiency of selected m6Am marked transcripts. Altogether, our findings bring to light the first biological function of the m6Am modification and its potential adverse consequences for colorectal cancer management.

Download Full-text

Identification of circRNA circ-CSPP1 as a potent driver of colorectal cancer by directly targeting the miR-431/LASP1 axis

Open Life Sciences ◽

10.1515/biol-2021-0053 ◽

2021 ◽

Vol 16 (1) ◽

pp. 523-536

Author(s):

Minghao Li ◽

Jianbin Zhuang ◽

Di Kang ◽

Yuzhuo Chen ◽

Weiliang Song

Keyword(s):

Colorectal Cancer ◽

Cancer Biology ◽

Spindle Pole ◽

Circular Rnas ◽

Cell Progression ◽

Crc Management ◽

Common Malignancy

Abstract Colorectal cancer (CRC) is the third most common malignancy worldwide. Circular RNAs (circRNAs) have been implicated in cancer biology. The purpose of the current work is to investigate the precise parts of circRNA centrosome and spindle pole-associated protein 1 (circ-CSPP1) in the progression of CRC. Our data showed that circ-CSPP1 was significantly overexpressed in CRC tissues and cells. The knockdown of circ-CSPP1 attenuated cell proliferation, migration, invasion and promoted apoptosis in vitro and weakened tumor growth in vivo. circ-CSPP1 directly targeted miR-431, and circ-CSPP1 knockdown modulated CRC cell progression in vitro via upregulating miR-431. Moreover, LIM and SH3 protein 1 (LASP1) was a functional target of miR-431 in modulating CRC cell malignant progression. Furthermore, circ-CSPP1 in CRC cells functioned as a posttranscriptional regulator on LASP1 expression by targeting miR-431. Our present study identified the oncogenic role of circ-CSPP1 in CRC partially by the modulation of the miR-431/LASP1 axis, providing evidence for circ-CSPP1 as a promising biomarker for CRC management.

Download Full-text

Abstract 1083: A novel role of SRC in mediating bypass resistance to MEK inhibition in colorectal cancer stem cells

10.1158/1538-7445.am2021-1083 ◽

2021 ◽

Author(s):

Mingli Yang ◽

Thomas B. Davis B. Davis ◽

Michael V. Nebozhyn ◽

Andrey Loboda ◽

Heiman Wang ◽

...

Keyword(s):

Colorectal Cancer ◽

Stem Cells ◽

Cancer Stem Cells ◽

Mek Inhibition ◽

Colorectal Cancer Stem Cells

Download Full-text

The role of ProMyelocytic Leukemia (PML) protein in breast cancer and breast cancer stem cells

10.12681/eadd/45111 ◽

2018 ◽

Author(s):

Νικολέτα-Νίκη Σαχίνη

Keyword(s):

Breast Cancer ◽

Stem Cells ◽

Cancer Stem Cells ◽

Promyelocytic Leukemia ◽

Breast Cancer Stem Cells ◽

Forkhead Box ◽

Forkhead Box M1

Ο καρκίνος του μαστού αποτελεί την πιο συχνή μορφή καρκίνου στις γυναίκες. Πρόκειται για μια ετερογενή ασθένεια όσον αφορά το φαινότυπό της και το γενετικό της υπόβαθρο. Καρκινικά χαρακτηριστικά, όπως ο ρυθμός πολλαπλασιασμού, η διεισδυτικότητα, η μεταστατικότητα, η ανθεκτικότητα στα φάρμακα και συγκεκριμένες ογκογόνες μεταλλαγές διαφέρουν μεταξύ περιπτώσεων καρκίνου του μαστού. Τέτοιου είδους ετερογένεια (ενδο-ογκική και δι-ογκική) μεταξύ των όγκων προκύπτει από στοχαστικές γενετικές και επιγενετικές αλλαγές οι οποίες προσδίδουν κληρονομήσιμες φαινοτυπικές και λειτουργικές διαφορές μεταξύ των καρκινικών κυττάρων. Παρ’ όλο που υπάρχουν θεραπευτικά σχήματα που αντιμετωπίζουν επιτυχώς την ασθένεια, η ετερογενής της φύση την καθιστά δύσκολο θεραπευτικό στόχο. Επομένως, η κατανόηση των παθογενετικών και μοριακών μηχανισμών οι οποίοι διέπουν τη νόσο και τους διαφορετικούς υποτύπους της είναι απαραίτητη για την ανακάλυψη νέων φαρμακευτικών στόχων και το σχεδιασμό εξατομικευμένης θεραπείας.Η πρωτεΐνη της προμυελοκυτταρικής λευχαιμίας (PML) περιγράφεται συνήθως ως ογκοκατασταλτικός παράγοντας λόγω των προ-αποπτωτικών, ανασταλτικών του κυτταρικού κύκλου και προγηραντικών ιδιοτήτων της. Συνεπώς, η έκφρασή της απουσιάζει από πρωτοπαθή δείγματα διαφόρων νεοπλασιών, συμπεριλαμβανομένου και του καρκίνου του μαστού. Παρ’ όλα αυτά σε πρόσφατες βιβλιογραφικές αναφορές η PML χαρακτηρίζεται ως ογκογόνος παράγοντας. Συγκεκριμένα, στη χρόνια μυελογενή λευχαιμία, σε γλοιοβλαστώματα και σε ορισμένες περιπτώσεις τριπλά αρνητικού καρκίνου του μαστού η PML εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα. Οι προ-ογκογόνες ιδιότητες της PML φαίνεται να σχετίζονται με τη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου των φυσιολογικών και καρκινικών βλαστοκυττάρων αλλά και τη διατήρηση της αυτο-ανανέωσης, μέσω μεταβολικών οδών π.χ. οξείδωση των λιπαρών οξέων. Επομένως, προκύπτει ότι υπό συγκεκριμένες συνθήκες η PML έχει διττό ρόλο στην ογκογένεση εκδηλώνοντας ογκοκατασταλτική ή ογκογόνα δράση.Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η αποσαφήνιση των μοριακών και επιγενετικών μηχανισμών με τους οποίους η PML ρυθμίζει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και τα μονοπάτια αυτό-ανανέωσης στον καρκίνο του μαστού. Τα πειραματικά μας δεδομένα υποστηρίζουν ότι η υπερέκφραση (ΥΕ) της PML αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και μπλοκάρει τον κυτταρικό κύκλο της τριπλά αρνητικά κυτταρικής σειράς καρκίνου του μαστού, MDA-MB-231. Από την ανάλυση του μεταγραφικού προφίλ αυτών των κυττάρων προκύπτει ότι σημαντικά σηματοδοτικά μονοπάτια και βιολογικές λειτουργίες, όπως και οι ρυθμιστές τους, διαταράσσονται μετά από ΥΕ PML. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι πολλά από τα γονίδια σχετιζόμενα με τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό των οποίων η έκφραση μειώνεται μετά από ΥΕ PML είναι και, θετικά, ρυθμιζόμενοι στόχοι του μεταγραφικού παράγοντα FOXM1 (Forkhead Box M1). Η λειτουργική αλληλεπίδραση της PMLIV με την επικράτεια πρόσδεσης του FOXM1 στο DNA, καθώς και η μείωση του FOXM1 σε επίπεδο mRNA και πρωτεΐνης, υποδεικνύουν ότι η PMLIV είναι ένας καταστολέας του FOXM1. Επιπλέον, δείξαμε ότι η PMLIV YE επηρεάζει το μεταγραφικό πρόγραμμα του μεταγραφικού παράγοντα, FOXO3, o οποίος δρα ανοδικά του FOXM1. Συμπερασματικά, προτείνουμε ότι η PML επηρεάζει την ισορροπία των FOXO3 και FOXM1 μεταγραφικών προγραμμάτων στοχεύοντας διακριτά υποσύνολα γονιδίων. Τα αποτελέσματα μας δείχνουν ότι υψηλά επίπεδα PML μπορούν να επηρεάσουν ταυτόχρονα ποικίλα σηματοδοτικά μονοπάτια στοχεύοντας τον άξονα FOXO3-FOXM1, ο οποίος συνδέει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό (FOXM1) με την απόπτωση, διακοπή του κυτταρικού κύκλου και μηχανισμούς επιβίωσης (FOXO3). Βρήκαμε ακόμη ότι εκτός από τους FOXO3 και FOXM1, η ΥΕ PML στοχεύει κι άλλους καίριους μεταγραφικούς παράγοντες (NFYA,E2F,TBP) με γενικό ρόλο στη μεταγραφή και στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Συνεπώς, θεωρούμε ότι η PMLIV ΥΕ επιδρά σε σημαντικές βιολογικές διεργασίες μέσω ενός σύνθετου δικτύου μεταγραφικών παραγόντων και επιγενετικών αλλαγών. Αρχικά πειράματα PMLIV YE σε κύτταρα διαφορετικού τύπου καρκίνου του μαστού, τα Τ47D, έδειξαν ότι η PMLIV YE οδηγεί σε αναστολή του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, αλλά προκαλεί και διαφορετικές αποκρίσεις σε σχέση με τα MDA-MB-231 κύτταρα.Μελετήσαμε ακόμη το ρόλο της PMLIV σε βλαστικά καρκινικά κύτταρα του μαστού. Παρατηρήσαμε ότι η PMLIV YE μειώνει την ικανότητα σχηματισμού ογκοσφαιρών στην καρκινική σειρά MDA-MB-231, υποδηλώνοντας ότι η PMLIV μειώνει την αυτό-ανανέωση των βλαστικών καρκινικών κυττάρων. Επιπλέον, ερευνήσαμε την επίδραση της PMLIV σε απομονωμένους, με βάση την έκφραση των επιφανειακών δεικτών EpCAM/CD24, υποπληθυσμούς καρκινικών κυττάρων και διαπιστώσαμε ότι η PMLIV YE επηρεάζει με διαφορετικό τρόπο την έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται στη διαφοροποίηση του επιθηλίου, στην επιθηλιακή προς μεσεγχυματική μετάβαση, στον πολλαπλασιασμό και στη βλαστικότητα του κάθε υποπληθυσμού, καθώς και την ικανότητα αυτο-ανανέωσης η οποία καθορίστηκε in vitro με τη δοκιμασία σφαιρογένεσης και in vivo με ξενομοσχεύματα. Επομένως, τα αρχικά μας δεδομένα, σε αντίθεση με προηγούμενες αναφορές, υποστηρίζουν την άποψη ότι πολύ ογκογόνοι κυτταρικοί υποπληθυσμοί εμπίπτουν σε περισσότερους από έναν EpCAM/CD24 υπότυπους οι οποίοι επηρεάζονται από την PMLIV με διαφορετικό τρόπο.Συμπερασματικά, η ερευνά μας δίνει πληροφορίες για τη ρύθμιση της ανάπτυξης των όγκων από την PML στον καρκίνο του μαστού. Προσδιορίσαμε τους FOXO3 και FOXM1 σαν αλληλεπιδρώντες παράγοντες της PML, οι οποίοι προσδιορίζουν και το λειτουργικό αποτέλεσμα της PML στο κυτταρικό υπόβαθρο των MDA-MB-231 κυττάρων και αναδείξαμε έναν καινούριο, ρυθμιστικό άξονα στον πολλαπλασιασμό του καρκίνου του μαστού, PML/FOXO3/FOXM1, ο οποίος μπορεί να είναι θεραπευτικός στόχος. Επιπλέον, οι αρχικές παρατηρήσεις στα T47D κύτταρα, ενισχύουν την άποψη περί κυτταρικού υποβάθρου εξαρτώμενης δράσης της PML. Η PMLIV YE επηρέασε πολύ λιγότερο τη δημιουργία σφαιρών, ένδειξη αυτο-ανανέωσης, στα T47D σε σχέση με τα MDA-MB-231. Επιπλέον, συγκρίνοντας το μεταγραφικό προφίλ των δύο κυτταρικών σειρών, οι οποίες αντιπροσωπεύουν διαφορετικούς μοριακούς υποτύπους του καρκίνου του μαστού, μετά από PMLIV YE διαπιστώσαμε ότι η PMLIV επηρεάζει τόσο κοινές αλλά και διακριτές ομάδες γονιδίων. Προτείνουμε ότι η PML ευνοεί τόσο την αναστολή της ανάπτυξης του όγκου όσο και μηχανισμούς επιβίωσης σε διαφορετικό βαθμό, ο οποίος καθορίζεται από το εκάστοτε γενετικό και επιγενετικό υπόβαθρο των κυττάρων.

Download Full-text

MicroRNA-28-5p Regulates Liver Cancer Stem Cell Expansion via IGF-1 Pathway

Stem Cells International ◽

10.1155/2019/8734362 ◽

2019 ◽

Vol 2019 ◽

pp. 1-16 ◽

Cited By ~ 2

Author(s):

Qing Xia ◽

Tao Han ◽

Pinghua Yang ◽

Ruoyu Wang ◽

Hengyu Li ◽

...

Keyword(s):

Stem Cells ◽

Cancer Stem Cells ◽

Liver Cancer ◽

Critical Role ◽

Self Renewal ◽

Sorafenib Treatment ◽

The Impact

Background. MicroRNAs (miRNAs) play a critical role in the regulation of cancer stem cells (CSCs). However, the role of miRNAs in liver CSCs has not been fully elucidated. Methods. Real-time PCR was used to detect the expression of miR-miR-28-5p in liver cancer stem cells (CSCs). The impact of miR-28-5p on liver CSC expansion was investigated both in vivo and in vitro. The correlation between miR-28-5p expression and sorafenib benefits in HCC was further evaluated in patient-derived xenografts (PDXs). Results. Our data showed that miR-28-5p was downregulated in sorted EpCAM- and CD24-positive liver CSCs. Biofunctional investigations revealed that knockdown miR-28-5p promoted liver CSC self-renewal and tumorigenesis. Consistently, miR-28-5p overexpression inhibited liver CSC’s self-renewal and tumorigenesis. Mechanistically, we found that insulin-like growth factor-1 (IGF-1) was a direct target of miR-28-5p in liver CSCs, and the effects of miR-28-5p on liver CSC’s self-renewal and tumorigenesis were dependent on IGF-1. The correlation between miR-28-5p and IGF-1 was confirmed in human HCC tissues. Furthermore, the miR-28-5p knockdown HCC cells were more sensitive to sorafenib treatment. Analysis of patient-derived xenografts (PDXs) further demonstrated that the miR-28-5p may predict sorafenib benefits in HCC patients. Conclusion. Our findings revealed the crucial role of the miR-28-5p in liver CSC expansion and sorafenib response, rendering miR-28-5p an optimal therapeutic target for HCC.

Download Full-text

Role of cancer stem cells in age-related rise in colorectal cancer

World Journal of Gastrointestinal Pathophysiology ◽

10.4291/wjgp.v6.i4.86 ◽

2015 ◽

Vol 6 (4) ◽

pp. 86 ◽

Cited By ~ 1

Author(s):

Pratima Nangia-Makker

Keyword(s):

Colorectal Cancer ◽

Stem Cells ◽

Cancer Stem Cells ◽

Age Related

Download Full-text

Requirement of splicing factor hnRNP A2B1 of hnRNPs for tumorigenesis of melanoma stem cells

10.21203/rs.3.rs-92870/v1 ◽

2020 ◽

Author(s):

Mengqi Chu ◽

Haitao Wan ◽

Xiaobo Zhang

Keyword(s):

Stem Cells ◽

Cancer Stem Cells ◽

Tumor Therapy ◽

Cycle Arrest ◽

Genome Wide ◽

A Genome ◽

Rna Immunoprecipitation ◽

Wide Scale

Abstract Background: Cancer stem cells play essential roles in tumorigenesis, thus being the important targets for tumor therapy. The hnRNP family proteins, the important splicing factors, are found to be associated with tumor progression. However, the influence of hnRNPs on cancer stem cells has not been extensively explored.Methods: Quantitative real-time PCR and Western blot were used to examine the gene expression level. RNA immunoprecipitation assay and RNA sequencing were conducted to identify the RNAs interacted with hnRNP A2B1 on a genome-wide scale. The in vivo assays were performed in nude mice.Results: In this study, the results showed that hnRNP A2B1 of 19 hnRNPs was significantly upregulated in melanoma stem cells compared with non-stem cells, suggesting the important role of hnRNP A2B1 in cancer stem cells. The hnRNP A2B1 silencing triggered the cell cycle arrest in G2 phase, leading to apoptosis of melanoma stem cells. The results revealed that hnRNP A2B1 could bind to the precursor mRNAs of pro-apoptosis genes (DAPK1, SYT7 and RNF128) and anti-apoptosis genes (EIF3H, TPPP3 and DOCK2) to regulate the splicing of these 6 genes, thus promoting the expressions of anti-apoptosis genes and suppressing the expressions of pro-apoptosis genes. The in vivo data indicated that hnRNP A2B1 was required for tumorigenesis of melanoma stem cells in vivo by affecting the splicing of TPPP3, DOCK2, EIF3H, RNF128, DAPK1 and SYT7, thus suppressing apoptosis of melanoma stem cells.Conclusions: HnRNP A2B1 was required for tumorigenesis of melanoma stem cells. Therefore our findings presented novel molecular insights into the roles of hnRNPs in cancer stem cells.

Download Full-text

Salinomycin suppresses tumorigenicity of liver cancer stem cells and Wnt/beta-catenin signaling

Current Stem Cell Research & Therapy ◽

10.2174/1574888x15666200123121225 ◽

2020 ◽

Vol 15 ◽

Cited By ~ 1

Author(s):

Qiuping Liu ◽

Jinghui Sun ◽

Qing Luo ◽

Yang Ju ◽

Guanbin Song

Keyword(s):

Stem Cells ◽

Cancer Stem Cells ◽

Liver Cancer ◽

Signaling Pathway ◽

Chemotherapy Resistance ◽

Antitumor Agent ◽

Beta Catenin ◽

Liver Cancer Stem Cells

Background: Accumulating evidence has revealed the important role of cancer stem cells (CSCs) in driving tumor initiation and tumor relapse or metastasis. Therapeutic strategies that selectively target CSCs may be effective approaches to eliminate cancer. Salinomycin, an antitumor agent, was identified as a selective inhibitor of several types of CSCs. We previously reported that salinomycin inhibits the migration and invasiveness of liver cancer stem cells (LCSCs). Objective: This study was conducted to explore the role of salinomycin in supressing stemness properties of LCSCs and the mechanism. Methods: LCSCs were identified and enriched from MHCC97H cells. Salinomycin was used to treat LCSCs at the indicated concentrations. Sphere formation ability, chemotherapy resistance, expression of CSC surface markers, Young's modulus and tumorigenicity of LCSCs were assessed to evaluate the effect of salionmycin on LCSCs. The expression of β-catenin was evaluated by western blotting. LiCl was used to activate the Wnt/β-catenin signaling pathway. Results: Salinomycin suppresses the stemness properties of LCSCs. Moreover, salinomycin could also inhibit the activation of Wnt/β-catenin signaling in LCSCs. Nevertheless, the stemness properties of LCSCs could be recovered when Wnt/β-catenin signaling was activated by LiCl. Further studies demonstrated that salinomycin also significantly reduces the tumorigenicity of LCSCs in vivo by suppressing the Wnt/β-catenin signaling pathway. Conclusion: Salinomycin could suppress stemness properties and induce differentiation of LCSCs through the Wnt/β-catenin signaling pathway, which provides evidence that salinomycin may serve as a potential drug for liver cancer therapy targeting LCSCs in the clinic.

Download Full-text