Mapping a functional cancer genome atlas of tumor suppressors in mouse liver using AAV-CRISPR–mediated direct in vivo screening

ΙΣΤΟΡΙΚΟ: Η πρωτεΐνη SMYD5 είναι μια μεθυλοτρανσφεράση των ιστονών που περιέχει τις δομικές περιοχές Su(Var)3-9, Enhancer-of-zeste και Trithorax (SET) και Myeloid, Nervy, και DEAF-1 (MYND) και η οποία αρχικά περιγράφηκε ως συστατικό του συμπλόκου πυρηνικού υποδοχέα (NCoR) που καταλύει την τριμεθυλίωση της λυσίνης 20 της ιστόνης 4 (H4K20me3). ΛΟΓΙΚΗ: Με βάση τη δομή και τα στοιχεία που έχουν δημοσιευτεί στο παρελθόν που δείχνουν το ρόλο της πρωτεΐνης SMYD5 ως μεθυλοτρανσφεράση, επιδιώξαμε να εντοπίσουμε εν δυνάμει υποστρώματα μεθυλίωσης του μορίου SMYD5 in vitro. Επιπλέον, δεδομένου ότι άλλα μέλη της οικογένειας SMYD, όπως η SMYD2 και η SMYD3 πρωτεΐνες, έχει δειχθεί ότι παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του καρκίνου, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου του ήπατος και του παχέος εντέρου, διερευνήσαμε την πιθανή επίπτωση του SMYD5 στην καρκινογένεση χρησιμοποιώντας μοντέλα ποντικών και ανθρώπινα δείγματα. ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ: Πραγματοποιήσαμε μια δοκιμασία in vitro μεθυλίωσης χρησιμοποιώντας την ανασυνδυασμένη ανθρώπινη πρωτεΐνη SMYD5 με υποστρώματα ιστονών και μη ιστονικά υποστρώματα. Επιπλέον, δημιουργήσαμε ανασυνδυασμένους ποντικούς με έλλειψη του Smyd5 γονιδίου, στους οποίους το γονίδιο Smyd5 απενεργοποιήθηκε είτε σε όλους τους ιστούς (Smyd5flox / MX-Cre) είτε συγκεκριμένα στο ήπαρ (Smyd5flox / Alfp-Cre and Smyd5flox / Alb-Cre). Επιπλέον, δημιουργήσαμε ποντίκια με έλλειψη Smyd5 ειδικά για το έντερο (Smyd5flox / Villin-Cre). Η ανάλυση της έκφρασης του γονιδίου SMYD5 σε ανθρώπινο ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα (HCC) και καρκίνο του παχέος εντέρου πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τα σύνολα δεδομένων The Human Cancer Genome Atlas (TCGA). ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Στην παρούσα μελέτη παρουσιάζουμε ότι η υπερεκφρασμένη με βακιλοϊό και καθαρισμένη SMYD5 πρωτεΐνη μεθυλιώνει, κατά προτίμηση, τις ιστόνες 2Α και 2Β (H2A και H2B) in vitro. Και τα τέσσερα στελέχη SMYD5 knockout (KO) ποντικών που δημιουργήθηκαν αναπτύχθηκαν κανονικά και δεν εμφάνισαν ορατό φαινότυπο. Ωστόσο, όταν υποβλήθηκε σε πρωτόκολλο χημικώς επαγόμενης καρκινογένεσης diethylnitrosamine (DEN), τα ποντίκια με πλήρη έλλειψη του γονιδίου Smyd5 από όλους τους ιστούς καθώς και μεμονωμένα στο ήπαρ, παρουσίασαν καθυστερημένη ανάπτυξη όγκου του ήπατος σε σύγκριση με ποντίκια άγριου τύπου (WT) που εκτέθηκαν στην ίδια θεραπεία. Τα ποντίκια υποβλήθηκαν σε μακροσκοπική και ιστολογική ανάλυση, συμπεριλαμβανομένων των κηλίδων για την αξιολόγηση της ηπατικής βλάβης του DNA και του πολλαπλασιασμού, καθώς και σε ανάλυση του προτύπου έκφρασης του μεταγραφώματος με αλληλούχιση RNA (RNA-seq) και με ποσοτική αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης αντίστροφης μεταγραφάσης (qPCR). Ορισμένα γονίδια που σχετίζονται με τον καρκίνο και τον πολλαπλασιασμό έδειξαν μειωμένη έκφραση στο ήπαρ ποντικών με έλλειψη του Smyd5 γονιδίου σε σύγκριση με ποντίκια WT. Ανάλυση ποντικών Smyd5flox / Villin-Cre που υποβλήθηκαν σε χημική θεραπεία προκαλώντας καρκινογένεση του παχέος εντέρου δεν έδειξε εμφανείς φαινοτυπικές διαφορές σε σύγκριση με τα ποντίκια WT που έλαβαν την ίδια θεραπεία.Σύμφωνα με τα δεδομένα από την ανάλυση των ανασυνδυασμένων ποντικών, βρήκαμε μια σημαντική συσχέτιση μεταξύ της έκφρασης του SMYD5 και της επίπτωσης στον ηπατοκυτταρικό καρκίνο. Η έκφραση του SMYD5 γονιδίου σε δείγματα από όγκο ανθρώπινου ήπατος σχετίζεται αρνητικά με τη συνολική επιβίωση του ασθενούς και την πιθανότητα επιβίωσης “χωρίς όγκο” μετά από χημειοθεραπεία για ένα δεδομένο χρονικό πλαίσιο, αλλά σχετίζεται θετικά με την πιθανότητα προόδου σε όγκους υψηλού βαθμού (G3/G4). Επιπλέον, βάσει των πειραμάτων ποντικών και των δειγμάτων καρκίνου του παχέος εντέρου από την TCGA, καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι το γονίδιο SMYD5 δεν φαίνεται να παίζει ρόλο στον καρκίνο του παχέος εντέρου, χρησιμοποιώντας τουλάχιστον τις συγκεκριμένες παραμέτρους της ανάλυσής μας. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Στην παρούσα διδακτορική διατριβή διαπιστώσαμε ότι η πρωτεΐνη SMYD5 παρουσιάζει δραστικότητα μεθυλοτρανσφεράσης των ιστονών in vitro, με τα in vivo δεδομένα από μοντέλα SMYD5 KO ποντικών και δείγματα από καρκίνο στον άνθρωπο να υποστηρίζουν το ρόλο της και τη σημασία της στην καρκινογένεση του ήπατος.

Download Full-text

NKX6-1 mediates cancer stem-like properties and regulates sonic hedgehog signaling in leiomyosarcoma

Journal of Biomedical Science ◽

10.1186/s12929-021-00726-6 ◽

2021 ◽

Vol 28 (1) ◽

Author(s):

Po-Hsuan Su ◽

Rui-Lan Huang ◽

Hung-Cheng Lai ◽

Lin-Yu Chen ◽

Yu-Chun Weng ◽

...

Keyword(s):

Tumor Growth ◽

Sonic Hedgehog ◽

Poor Prognosis ◽

Cancer Genome ◽

The Cancer Genome Atlas ◽

Shh Pathway ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Genome Atlas

Abstract Background Leiomyosarcoma (LMS), the most common soft tissue sarcoma, exhibits heterogeneous and complex genetic karyotypes with severe chromosomal instability and rearrangement and poor prognosis. Methods Clinical variables associated with NKX6-1 were obtained from The Cancer Genome Atlas (TCGA). NKX6-1 mRNA expression was examined in 49 human uterine tissues. The in vitro effects of NXK6-1 in LMS cells were determined by reverse transcriptase PCR, western blotting, colony formation, spheroid formation, and cell viability assays. In vivo tumor growth was evaluated in nude mice. Results Using The Cancer Genome Atlas (TCGA) and human uterine tissue datasets, we observed that NKX6-1 expression was associated with poor prognosis and malignant potential in LMS. NKX6-1 enhanced in vitro tumor cell aggressiveness via upregulation of cell proliferation and anchorage-independent growth and promoted in vivo tumor growth. Moreover, overexpression and knockdown of NKX6-1 were associated with upregulation and downregulation, respectively, of stem cell transcription factors, including KLF8, MYC, and CD49F, and affected sphere formation, chemoresistance, NOTCH signaling and Sonic hedgehog (SHH) pathways in human sarcoma cells. Importantly, treatment with an SHH inhibitor (RU-SKI 43) but not a NOTCH inhibitor (DAPT) reduced cell survival in NKX6-1-expressing cancer cells, indicating that an SHH inhibitor could be useful in treating LMS. Finally, using the TCGA dataset, we demonstrated that LMS patients with high expression of NKX6-1 and HHAT, an SHH pathway acyltransferase, had poorer survival outcomes compared to those without. Conclusions Our findings indicate that NKX6-1 and HHAT play critical roles in the pathogenesis of LMS and could be promising diagnostic and therapeutic targets for LMS patients.

Download Full-text

Special Report: The Cancer Genome Atlas Begins with 3-Year, $100 Million Pilot

PsycEXTRA Dataset ◽

10.1037/e481292006-009 ◽

2005 ◽

Author(s):

Keyword(s):

Cancer Genome ◽

The Cancer Genome Atlas ◽

Special Report ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Genome Atlas

Download Full-text

Differences in endometrial cancer molecular portraits based on ethnicity in The Cancer Genome Atlas

10.26226/morressier.59ba7298d462b80296ca20c6 ◽

2017 ◽

Author(s):

David Guttery

Keyword(s):

Endometrial Cancer ◽

Cancer Genome ◽

The Cancer Genome Atlas ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Genome Atlas

Download Full-text

Cancer Genome Atlas of China:Lung Cancer

Case Medical Research ◽

10.31525/ct1-nct04266483 ◽

2020 ◽

Author(s):

Keyword(s):

Cancer Genome ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Genome Atlas

Download Full-text

Exceptional Chemotherapy Response in Metastatic Colorectal Cancer Associated With Hyper-Indel–Hypermutated Cancer Genome and Comutation of POLD1 and MLH1

JCO Precision Oncology ◽

10.1200/po.16.00015 ◽

2017 ◽

pp. 1-12

Author(s):

Manish R. Sharma ◽

James T. Auman ◽

Nirali M. Patel ◽

Juneko E. Grilley-Olson ◽

Xiaobei Zhao ◽

...

Keyword(s):

Colorectal Cancer ◽

Colon Cancer ◽

Somatic Mutation ◽

Mutation Rate ◽

Germ Line ◽

Cancer Genome ◽

The Cancer Genome Atlas ◽

Response To Chemotherapy ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Genome Atlas

Purpose A 73-year-old woman with metastatic colon cancer experienced a complete response to chemotherapy with dose-intensified irinotecan that has been durable for 5 years. We sequenced her tumor and germ line DNA and looked for similar patterns in publicly available genomic data from patients with colorectal cancer. Patients and Methods Tumor DNA was obtained from a biopsy before therapy, and germ line DNA was obtained from blood. Tumor and germline DNA were sequenced using a commercial panel with approximately 250 genes. Whole-genome amplification and exome sequencing were performed for POLE and POLD1. A POLD1 mutation was confirmed by Sanger sequencing. The somatic mutation and clinical annotation data files from the colon (n = 461) and rectal (n = 171) adenocarcinoma data sets were downloaded from The Cancer Genome Atlas data portal and analyzed for patterns of mutations and clinical outcomes in patients with POLE- and/or POLD1-mutated tumors. Results The pattern of alterations included APC biallelic inactivation and microsatellite instability high (MSI-H) phenotype, with somatic inactivation of MLH1 and hypermutation (estimated mutation rate > 200 per megabase). The extremely high mutation rate led us to investigate additional mechanisms for hypermutation, including loss of function of POLE. POLE was unaltered, but a related gene not typically associated with somatic mutation in colon cancer, POLD1, had a somatic mutation c.2171G>A [p.Gly724Glu]. Additionally, we noted that the high mutation rate was largely composed of dinucleotide deletions. A similar pattern of hypermutation (dinucleotide deletions, POLD1 mutations, MSI-H) was found in tumors from The Cancer Genome Atlas. Conclusion POLD1 mutation with associated MSI-H and hyper-indel–hypermutated cancer genome characterizes a previously unrecognized variant of colon cancer that was found in this patient with an exceptional response to chemotherapy.

Download Full-text