scholarly journals In vivo NCL targeting affects breast cancer aggressiveness through miRNA regulation

2013 ◽  
Vol 210 (5) ◽  
pp. 951-968 ◽  
Author(s):  
Flavia Pichiorri ◽  
Dario Palmieri ◽  
Luciana De Luca ◽  
Jessica Consiglio ◽  
Jia You ◽  
...  

Numerous studies have described the altered expression and the causal role of microRNAs (miRNAs) in human cancer. However, to date, efforts to modulate miRNA levels for therapeutic purposes have been challenging to implement. Here we find that nucleolin (NCL), a major nucleolar protein, posttranscriptionally regulates the expression of a specific subset of miRNAs, including miR-21, miR-221, miR-222, and miR-103, that are causally involved in breast cancer initiation, progression, and drug resistance. We also show that NCL is commonly overexpressed in human breast tumors and that its expression correlates with that of NCL-dependent miRNAs. Finally, inhibition of NCL using guanosine-rich aptamers reduces the levels of NCL-dependent miRNAs and their target genes, thus reducing breast cancer cell aggressiveness both in vitro and in vivo. These findings illuminate a path to novel therapeutic approaches based on NCL-targeting aptamers for the modulation of miRNA expression in the treatment of breast cancer.

Author(s):  
Jun-Xian Du ◽  
Yi-Hong Luo ◽  
Si-Jia Zhang ◽  
Biao Wang ◽  
Cong Chen ◽  
...  

Abstract Background Intensive evidence has highlighted the effect of aberrant alternative splicing (AS) events on cancer progression when triggered by dysregulation of the SR protein family. Nonetheless, the underlying mechanism in breast cancer (BRCA) remains elusive. Here we sought to explore the molecular function of SRSF1 and identify the key AS events regulated by SRSF1 in BRCA. Methods We conducted a comprehensive analysis of the expression and clinical correlation of SRSF1 in BRCA based on the TCGA dataset, Metabric database and clinical tissue samples. Functional analysis of SRSF1 in BRCA was conducted in vitro and in vivo. SRSF1-mediated AS events and their binding motifs were identified by RNA-seq, RNA immunoprecipitation-PCR (RIP-PCR) and in vivo crosslinking followed by immunoprecipitation (CLIP), which was further validated by the minigene reporter assay. PTPMT1 exon 3 (E3) AS was identified to partially mediate the oncogenic role of SRSF1 by the P-AKT/C-MYC axis. Finally, the expression and clinical significance of these AS events were validated in clinical samples and using the TCGA database. Results SRSF1 expression was consistently upregulated in BRCA samples, positively associated with tumor grade and the Ki-67 index, and correlated with poor prognosis in a hormone receptor-positive (HR+) cohort, which facilitated proliferation, cell migration and inhibited apoptosis in vitro and in vivo. We identified SRSF1-mediated AS events and discovered the SRSF1 binding motif in the regulation of splice switching of PTPMT1. Furthermore, PTPMT1 splice switching was regulated by SRSF1 by binding directly to its motif in E3 which partially mediated the oncogenic role of SRSF1 by the AKT/C-MYC axis. Additionally, PTPMT1 splice switching was validated in tissue samples of BRCA patients and using the TCGA database. The high-risk group, identified by AS of PTPMT1 and expression of SRSF1, possessed poorer prognosis in the stage I/II TCGA BRCA cohort. Conclusions SRSF1 exerts oncogenic roles in BRCA partially by regulating the AS of PTPMT1, which could be a therapeutic target candidate in BRCA and a prognostic factor in HR+ BRCA patient.


Cancers ◽  
2021 ◽  
Vol 13 (6) ◽  
pp. 1330
Author(s):  
Filipe Pinto ◽  
Liliana Santos-Ferreira ◽  
Marta T. Pinto ◽  
Catarina Gomes ◽  
Celso A. Reis

Biglycan (BGN gene), an extracellular proteoglycan, has been described to be associated with cancer aggressiveness. The purpose of this study was to clarify the clinical value of biglycan as a biomarker in multiple independent GC cohorts and determine the in vitro and in vivo role of biglycan in GC malignant features. We found that BGN is commonly over-expressed in all analyzed cohorts, being associated with disease relapse and poor prognosis in patients with advanced stages of disease. In vitro and in vivo experiments demonstrated that biglycan knock-out GC cells display major phenotypic changes with a lower cell survival, migration, and angiogenic potential when compared with biglycan expressing cells. Biglycan KO GC cells present increased levels of PARP1 and caspase-3 cleavage and a decreased expression of mesenchymal markers. Importantly, biglycan deficient GC cells that were supplemented with exogenous biglycan were able to restore biological features, such as survival, clonogenic and migratory capacities. Our in vitro and in vivo findings were validated in human GC samples, where BGN expression was associated with several oncogenic gene signatures that were associated with apoptosis, cell migration, invasion, and angiogenesis. This study provided new insights on biglycan role in GC that should be taken in consideration as a key cellular regulator with major impact in tumor progression and patients’ clinical outcome.


2021 ◽  
Vol 43 (1) ◽  
Author(s):  
Hussein Sabit ◽  
Shaimaa Abdel-Ghany ◽  
Huseyin Tombuloglu ◽  
Emre Cevik ◽  
Amany Alqosaibi ◽  
...  

AbstractCRISPR/Cas9 has revolutionized genome-editing techniques in various biological fields including human cancer research. Cancer is a multi-step process that encompasses the accumulation of mutations that result in the hallmark of the malignant state. The goal of cancer research is to identify these mutations and correlate them with the underlying tumorigenic process. Using CRISPR/Cas9 tool, specific mutations responsible for cancer initiation and/or progression could be corrected at least in animal models as a first step towards translational applications. In the present article, we review various novel strategies that employed CRISPR/Cas9 to treat breast cancer in both in vitro and in vivo systems.


2016 ◽  
Vol 38 (3) ◽  
pp. 1003-1014 ◽  
Author(s):  
Aiyu Zhu ◽  
Yan Li ◽  
Wei Song ◽  
Yumei Xu ◽  
Fang Yang ◽  
...  

Background/Aims: Androgen receptor (AR), a steroid hormone receptor, has recently emerged as prognostic and treatment-predictive marker in breast cancer. Previous studies have shown that AR is widely expressed in up to one-third of triple-negative breast cancer (TNBC). However, the role of AR in TNBC is still not fully understood, especially in mesenchymal stem-like (MSL) TNBC cells. Methods: MSL TNBC MDA-MB-231 and Hs578T breast cancer cells were exposed to various concentration of agonist 5-α-dihydrotestosterone (DHT) or nonsteroidal antagonist bicalutamide or untreated. The effects of AR on cell viability and apoptosis were determined by MTT assay, cell counting, flow cytometry analysis and protein expression of p53, p73, p21 and Cyclin D1 were analyzed by western blotting. The bindings of AR to p73 and p21 promoter were detected by ChIP assay. MDA-MB-231 cells were transplanted into nude mice and the tumor growth curves were determined and expression of AR, p73 and p21 were detected by Immunohistochemistry (IHC) staining after treatment of DHT or bicalutamide. Results: We demonstrate that AR agonist DHT induces MSL TNBC breast cancer cells proliferation and inhibits apoptosis in vitro. Similarly, activated AR significantly increases viability of MDA-MB-231 xenografts in vivo. On the contrary, AR antagonist, bicalutamide, causes apoptosis and exerts inhibitory effects on the growth of breast cancer. Moreover, DHT-dependent activation of AR involves regulation in the cell cycle related genes, including p73, p21 and Cyclin D1. Further investigations indicate the modulation of AR on p73 and p21 mediated by direct binding of AR to their promoters, and DHT could make these binding more effectively. Conclusions: Our study demonstrates the tumorigenesis role of AR and the inhibitory effect of bicalutamide in AR-positive MSL TNBC both in vitro and in vivo, suggesting that AR inhibition could be a potential therapeutic approach for AR-positive TNBC patients.


2019 ◽  
Vol 39 (2) ◽  
Author(s):  
Xiao-Fei Liu ◽  
Jing-Wei Li ◽  
Hong-Zhi Chen ◽  
Zi-Yuan Sun ◽  
Guang-Xi Shi ◽  
...  

Abstract Background: Yanghe Huayan Decoction (YHD), a traditional Chinese medicine, is one of the most common complementary medicine currently used in the treatment of breast cancer (BC). It has been recently linked to suppress precancerous lesion and tumor development. The current study sought to explore the role of YHD on trans-endothelium and angiogenesis of BC. Methods: HER2+ BC cells were treated with YHD, Trastuzumab, or the combination in vitro and in vivo to compare the effects of them on trans-endothelium and angiogenesis features. The present study also investigated the potential molecular mechanism of YHD in inhibiting angiogenesis of BC. Results: YHD significantly suppressed the invasion and angiogenesis of BC cells via elevated pAkt signaling. Administration of YHD in vivo also strikingly repressed angiogenesis in tumor grafts. Conclusion: YHD could partially inhibit and reverse tumorigenesis of BC. It also could inhibit Akt activation and angiogenesis in vitro and in vivo. Its effect was superior to trastuzumab. Thus it was suitable for prevention and treatment of BC.


Author(s):  
Sha Sumei ◽  
Kong Xiangyun ◽  
Chen Fenrong ◽  
Sun Xueguang ◽  
Hu Sijun ◽  
...  

Background/AimsThe role of DHRS3 in human cancer remains unclear. Our study explored the role of DHRS3 in gastric cancer (GC) and its clinicopathological significance and associated mechanisms.MaterialsBisulfite-assisted genomic sequencing PCR and a Mass-Array system were used to evaluate and quantify the methylation levels of the promoter. The expression levels and biological function of DHRS3 was examined by both in vitro and in vivo assays. A two-way hierarchical cluster analysis was used to classify the methylation profiles, and the correlation between the methylation status of the DHRS3 promoter and the clinicopathological characteristics of GC were then assessed.ResultsThe DHRS3 promoter was hypermethylated in GC samples, while the mRNA and protein levels of DHRS3 were significantly downregulated. Ectopic expression of DHRS3 in GC cells inhibited cell proliferation and migration in vitro, decreased tumor growth in vivo. DHRS3 methylation was correlated with histological type and poor differentiation of tumors. GC patients with high degrees of CpG 9.10 methylation had shorter survival times than those with lower methylation.ConclusionDHRS3 was hypermethylated and downregulated in GC patients. Reduced expression of DHRS3 is implicated in gastric carcinogenesis, which suggests DHRS3 is a tumor suppressor.


2018 ◽  
Author(s):  
Νικολέτα-Νίκη Σαχίνη

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.


2020 ◽  
Author(s):  
Hui Guo ◽  
Jianping Zou ◽  
Ling Zhou ◽  
Yan He ◽  
Miao Feng ◽  
...  

Abstract Background:Nucleolar and spindle associated protein (NUSAP1) is involved in tumor initiation, progression and metastasis. However, there are limited studies regarding the role of NUSAP1 in gastric cancer (GC). Methods: The expression profile and clinical significance of NUSAP1 in GC were analysed in online database using GEPIA, Oncomine and KM plotter, which was further confirmed in clinical specimens.The functional role of NUSAP1 were detected utilizing in vitro and in vivo assays. Western blotting, qRT-PCR, the cycloheximide-chase, immunofluorescence staining and Co-immunoprecipitaion (Co-IP) assays were performed to explore the possible molecular mechanism by which NUSAP1 stabilizes YAP protein. Results:In this study, we found that the expression of NUSAP1 was upregulated in GC tissues and correlates closely with progression and prognosis. Additionally, abnormal NUSAP1 expression promoted malignant behaviors of GC cells in vitro and in a xenograft model. Mechanistically, we discovered that NUSAP1 physically interacts with YAP and furthermore stabilizes YAP protein expression, which induces the transcription of Hippo pathway downstream target genes. Furthermore, the effects of NUSAP1 on GC cell growth, migration and invasion were mainly mediated by YAP. Conclusions:Our data demonstrates that the novel NUSAP1-YAP axis exerts an critical role in GC tumorigenesis and progression, and therefore could provide a novel therapeutic target for GC treatment.


Author(s):  
Evert Njomen ◽  
Theresa A. Lansdell ◽  
Allison Vanecek ◽  
Vanessa Benham ◽  
Matt P. Bernard ◽  
...  

SUMMARYEnhancing proteasome activity is a potential new therapeutic strategy to prevent the accumulation of aberrant high levels of protein that drive the pathogenesis of many diseases. Herein, we examine the use of small molecules to activate the 20S proteasome to reduce aberrant signaling by the undruggable oncoprotein c-MYC, to treat c-MYC driven oncogenesis. Overexpression of c-MYC is found in more than 50% of all human cancer but remains undruggable because of its highly dynamic intrinsically disordered 3-D conformation, which renders traditional therapeutic strategies largely ineffective. We demonstrate herein that small molecule activation of the 20S proteasome targets dysregulated intrinsically disordered proteins (IDPs), including c-MYC, and reduces cancer growth in vitro and in vivo models of multiple myeloma, and is even effective in bortezomib resistant cells and unresponsive patient samples. Genomic analysis of various cancer pathways showed that proteasome activation results in downregulation of many c-MYC target genes. Moreover, proteasome enhancement was well tolerated in mice and dogs. These data support the therapeutic potential of 20S proteasome activation in targeting IDP-driven proteotoxic disorders, including cancer, and demonstrate that this new therapeutic strategy is well tolerated in vivo.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document