scholarly journals TB-2 Patient-derived meningioma organoid model demonstrates FOXM1 dependent tumor proliferation

2021 ◽  
Vol 3 (Supplement_6) ◽  
pp. vi5-vi6
Author(s):  
Shintaro Yamazaki ◽  
Fumiharu Ohka ◽  
Masaki Hirano ◽  
Yukihiro Shiraki ◽  
Kazuya Motomura ◽  
...  

Abstract Recent comprehensive studies have revealed several molecular alterations that are frequently found in meningiomas. However, effective treatment reagents targeting specific molecular alterations have not yet been identified because of the limited number of representative research models of meningiomas. We established 18 organoid models comprising of two malignant meningioma cells (HKBMM and IOMM-Lee), 10 benign meningiomas, four malignant meningiomas, and two solitary fibrous tumors (SFTs). Using immunohistochemistry and molecular analyses consisting of whole exome sequencing, RNA-seq, and DNA methylation analyses, we compared the histological findings and molecular profiling of organoid models with those of parental tumors. The organoids exhibited consistent histological features and molecular profiles with those of the parental tumors. Using a public database of meningioma, we identified that upregulated forkhead box M1 (FOXM1) was correlated with increased tumor proliferation. Overexpression of FOXM1 in benign meningioma organoids increased organoid proliferation; depletion of FOXM1 in malignant organoids decreased proliferation. Additionally, thiostrepton, a FOXM1 inhibitor combined with radiation therapy, significantly inhibited proliferation of malignant meningioma organoid models (P<0.01). An organoid model for meningioma enabled us to elucidate the tumor biology of meningioma along with potent treatment targets for meningioma.

2020 ◽  
Vol 2 (Supplement_3) ◽  
pp. ii7-ii7
Author(s):  
Shintaro Yamazaki ◽  
Fumiharu Ohka ◽  
Masaki Hirano ◽  
Kazuya Motomura ◽  
Kuniaki Tanahashi ◽  
...  

Abstract Meningioma is the most frequently occurring intracranial neoplasms in adults. Tumor removal surgery and radiotherapy were the widely accepted standard treatment for meningioma. Most meningioma cases were cured by extended total removal. However, some tumors develop in locations less amenable to resection, resulting in tumor recurrence after incomplete tumor removal followed by radiotherapy. Although several comprehensive studies have revealed frequently found molecular alterations of meningiomas, effective treatment reagents targeting specific molecular alterations have not been identified yet because of limited number of representative research models such as tumor cell lines or animal models of meningiomas. Recently developed 3D culture technologies have led to the development of novel cancer models, termed organoid models, due to their quite high efficiency of establishment. In this study, we established primary organoid culture methods using malignant meningioma cell lines (e.g. HKBMM and IOMM-Lee) and patient-derived meningioma tissues. Using this novel method, we have been able to establish six organoid models (four WHO grade I meningiomas, one WHO grade III one and one solitary fibrous tumor (SFT)) using tumor tissues derived from six consecutive patients with 100% success rate. Histological analyses, whole exome sequencing and copy number analyses revealed that these organoids exhibited consistent histological features and molecular profiling with those of parental tumors. Using public database, we identified upregulated FOXM1 was correlated with increased tumor proliferation. Over-expression of FOXM1 in benign meningioma organoids increased organoid proliferation, while depletion of FOXM1 in malignant ones decreased their proliferation. We revealed that novel organoid model for meningioma enable to shed light on the tumor biology of meningioma.


Cancers ◽  
2021 ◽  
Vol 13 (13) ◽  
pp. 3122
Author(s):  
Yongjin Yoo ◽  
Sang-Yoon Park ◽  
Eun Byeol Jo ◽  
Minji Choi ◽  
Kyo Won Lee ◽  
...  

Liposarcoma (LPS) is an adult soft tissue malignancy that arises from fat tissue, where well-differentiated (WD) and dedifferentiated (DD) forms are the most common. DDLPS represents the progression of WDLPS into a more aggressive high-grade and metastatic form. Although a few DNA copy-number amplifications are known to be specifically found in WD- or DDLPS, systematic genetic differences that signify subtype determination between WDLPS and DDLPS remain unclear. Here, we profiled the genome and transcriptome of 38 LPS tumors to uncover the genetic signatures of subtype differences. Replication-dependent histone (RD-HIST) mRNAs were highly elevated and their regulation was disrupted in a subset of DDLPS, increasing cellular histone molecule levels, as measured using RNA-seq (the averaged fold change of 53 RD-HIST genes between the DD and WD samples was 10.9) and immunohistochemistry. The change was not observed in normal tissues. Integrated whole-exome sequencing, RNA-seq, and methylation analyses revealed that the overexpressed HMGA2 (the fold change between DD and WD samples was 7.3) was responsible for the increased RD-HIST level, leading to aberrant cell proliferation. Therefore, HMGA2-mediated elevation of RD-HISTs were crucial events in determining the aggressiveness of DDLPS, which may serve as a biomarker for prognosis prediction for liposarcoma patients.


2017 ◽  
Vol 38 (2) ◽  
pp. 837-842 ◽  
Author(s):  
Yi Zhou ◽  
Zhigang Ji ◽  
Weigang Yan ◽  
Zhien Zhou ◽  
Hanzhong Li ◽  
...  

2017 ◽  
Vol 23 (22) ◽  
pp. 6923-6933 ◽  
Author(s):  
Kirsi Ketola ◽  
Ravi S.N. Munuganti ◽  
Alastair Davies ◽  
Ka Mun Nip ◽  
Jennifer L. Bishop ◽  
...  

2016 ◽  
Vol 7 (7) ◽  
pp. 823-830 ◽  
Author(s):  
Takamichi Ito ◽  
Kenichi Kohashi ◽  
Yuichi Yamada ◽  
Takeshi Iwasaki ◽  
Akira Maekawa ◽  
...  

2013 ◽  
Vol 11 (1) ◽  
pp. 265 ◽  
Author(s):  
MinRan Zhou ◽  
JiPing Zeng ◽  
XiaoMing Wang ◽  
Qing Guo ◽  
Tao Huang ◽  
...  

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.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document