scholarly journals Participation of BMI-1 protein in cancer

2017 ◽  
Vol 71 (0) ◽  
pp. 0-0 ◽  
Author(s):  
Agnieszka Zaczek ◽  
Paweł Jóźwiak ◽  
Anna Krześlak

BMI-1 (B-lymphoma Mo-MLV insertion region 1) protein is a constituent of Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1) that via ubiquitination of histone H2A affects expression of many genes. BMI-1 is involved in cellular processes such as DNA repair, proliferation, growth, senescence and apoptosis. BMI-1 plays a key role in biology of stem cells including cancer stem cells by regulation of their self-renewal and differentiation. Accumulating evidence has revealed that overexpression of BMI-1 in many human cancers correlates with disease progression and therapy failure. The results of in vitro and in vivo studies confirm the involvement of BMI-1 in tumor initiation as well as invasion, metastasis and chemoresistance. Taking into account significant role of BMI1 in tumorigenesis, especially associated with cancer stem cells, it seems that this gene may be a promising target of anticancer therapies.

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.


2019 ◽  
Vol 2019 ◽  
pp. 1-16 ◽  
Author(s):  
Qing Xia ◽  
Tao Han ◽  
Pinghua Yang ◽  
Ruoyu Wang ◽  
Hengyu Li ◽  
...  

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.


Gut ◽  
2021 ◽  
pp. gutjnl-2020-321175
Author(s):  
Shumei Song ◽  
Qiongrong Chen ◽  
Yuan Li ◽  
Guang Lei ◽  
Ailing Scott ◽  
...  

ObjectiveGastro-oesophageal cancers (GEC) are resistant to therapy and lead to poor prognosis. The cancer stem cells (CSCs) and antiapoptotic pathways often confer therapy resistance. We sought to elucidate the antitumour action of a BCL-2 inhibitor, AT101 in GEC in vitro, in vivo and in a clinical trial.MethodsExtensive preclinical studies in vitro and in vivo were carried out to establish the mechanism action of AT101 on targeting CSCs and antiapoptotic proteins. A pilot clinical trial in patients with GEC was completed with AT-101 added to standard chemoradiation.ResultsOverexpression of BCL-2 and MCL-1 was noted in gastric cancer tissues (GC). AT-101 induced apoptosis, reduced proliferation and tumour sphere formation in MCL-1/BCL-2 high GC cells. Interestingly, AT101 dramatically downregulated genes (YAP-1/Sox9) that control CSCs in GEC cell lines regardless of BCL-2/MCL-1 expression. Addition of docetaxel to AT-101 amplified its antiproliferation and induced apoptosis effects. In vivo studies confirmed the combination of AT101 and docetaxel demonstrated stronger antitumour activity accompanied with significant decrease of CSCs biomarkers (YAP1/SOX9). In a pilot clinical trial, 13 patients with oesophageal cancer (EC) received AT101 orally concurrently with chemoradiation. We observed dramatic clinical complete responses and encouraging overall survival in these patients. Clinical specimen analyses revealed that AT-101 dramatically reduced the expression of CSCs genes in treated EC specimens indicating antitumour activity of AT101 relies more on its anti-CSCs activity.ConclusionsOur preclinical and clinical data suggest that AT-101 overcomes resistance by targeting CSCs pathways suggesting a novel mechanism of action of AT101 in patients with GEC.


Molecules ◽  
2021 ◽  
Vol 26 (4) ◽  
pp. 972
Author(s):  
Maryam Ghanbari-Movahed ◽  
Zahra Ghanbari-Movahed ◽  
Saeideh Momtaz ◽  
Kaitlyn L. Kilpatrick ◽  
Mohammad Hosein Farzaei ◽  
...  

The dysregulation of Notch signaling is associated with a wide variety of different human cancers. Notch signaling activation mostly relies on the activity of the γ-secretase enzyme that cleaves the Notch receptors and releases the active intracellular domain. It is well-documented that γ-secretase inhibitors (GSIs) block the Notch activity, mainly by inhibiting the oncogenic activity of this pathway. To date, several GSIs have been introduced clinically for the treatment of various diseases, such as Alzheimer’s disease and various cancers, and their impacts on Notch inhibition have been found to be promising. Therefore, GSIs are of great interest for cancer therapy. The objective of this review is to provide a systematic review of in vitro and in vivo studies for investigating the effect of GSIs on various cancer stem cells (CSCs), mainly by modulation of the Notch signaling pathway. Various scholarly electronic databases were searched and relevant studies published in the English language were collected up to February 2020. Herein, we conclude that GSIs can be potential candidates for CSC-targeting therapy. The outcome of our study also indicates that GSIs in combination with anticancer drugs have a greater inhibitory effect on CSCs.


2021 ◽  
Vol 21 (1) ◽  
Author(s):  
Yantao Liu ◽  
Yuping Yang ◽  
Lingli Zhang ◽  
Jiaqiang Lin ◽  
Bin Li ◽  
...  

Abstract Background Non-small cell lung cancer (NSCLC) is a major cause of cancer-related death worldwide, and cancer stem cell is responsible for the poor clinical outcome of NSCLC. Previous reports indicated that long noncoding RNAs (lncRNAs) play important roles in maintaining cancer stemness, however, the underlying mechanisms remain unclear. This study investigates the role of ASAP1 Intronic Transcript 1 (ASAP1-IT1) in cancer cell stemness of NSCLC. Methods The expression of ASAP1-IT1, microRNA-509-3p (miR-509-3p) and apoptosis-/stemness-related genes was analyzed by qRT-PCR in NSCLC tissues, cancer cells and spheres of cancer stem cells. Knockdown of ASAP1-IT1 or overexpression of miR-509-3p in NSCLC cells by infection or transfection of respective plasmids. Sphere formation and colony formation were used to detect NSCLC stem cell-like properties and tumor growth in vitro. Luciferase reporter assays, RNA immunoprecitation (RIP) and qRT-PCR assays were used to analyze the interaction between lncRNA and miRNA. The expression of expression of regulated genes of ASAP1-IT1/miR-509-3p axis was evaluated by qRT-PCR and Western blot. The NSCLC xenograft mouse model was used to validate the role of ASAP1-IT1 in NSCLC stemness and tumor growth in vivo. Results ASAP1-IT1 was up-regulated in NSCLC tissues, cancer cells, and in spheres of A549-derived cancer stem cells. Downregulation of ASAP1-IT1 or overexpression of miR-509-3p significantly decreased cell colony formation and stem cell-like properties of A549-dereived stem cells with decreased expression of stem cell biomarkers SOX2, CD34, and CD133, and suppressing the expression of cell growth-related genes, Cyclin A1, Cyclin B1, and PCNA. Furthermore, knockdown of ASAP1-IT1 or overexpression of miR-509-3p repressed tumor growth in nude mice via reducing expression of tumorigenic genes. ASAP1-IT1 was found to interact with miR-509-3p. Moreover, overexpression of ASAP1-IT1 blocked the inhibition by miR-509-3p on stem cell-like properties and cell growth of A549-dereived stem cells both in vitro and in vivo. Finally, the level of YAP1 was regulated by ASAP1-IT1 and miR-509-3p. Conclusions YAP1-involved ASAP1-IT1/miR-509-3p axis promoted NSCLC progression by regulating cancer cell stemness, and targeting this signaling pathway could be is a promising therapeutic strategy to overcome NSCLC stemness.


2019 ◽  
Vol 2019 ◽  
pp. 1-15 ◽  
Author(s):  
Rayana L. Bighetti-Trevisan ◽  
Lucas O. Sousa ◽  
Rogerio M. Castilho ◽  
Luciana O. Almeida

A frequent observation in several malignancies is the development of resistance to therapy that results in frequent tumor relapse and metastasis. Much of the tumor resistance phenotype comes from its heterogeneity that halts the ability of therapeutic agents to eliminate all cancer cells effectively. Tumor heterogeneity is, in part, controlled by cancer stem cells (CSC). CSC may be considered the reservoir of cancer cells as they exhibit properties of self-renewal and plasticity and the capability of reestablishing a heterogeneous tumor cell population. The endowed resistance mechanisms of CSC are mainly attributed to several factors including cellular quiescence, accumulation of ABC transporters, disruption of apoptosis, epigenetic reprogramming, and metabolism. There is a current need to develop new therapeutic drugs capable of targeting CSC to overcome tumor resistance. Emerging in vitro and in vivo studies strongly support the potential benefits of combination therapies capable of targeting cancer stem cell-targeting agents. Clinical trials are still underway to address the pharmacokinetics, safety, and efficacy of combination treatment. This review will address the main characteristics, therapeutic implications, and perspectives of targeting CSC to improve current anticancer therapeutics.


2002 ◽  
Vol 130 (2) ◽  
pp. 233-240 ◽  
Author(s):  
E. GRUNEBAUM ◽  
M. BLANK ◽  
S. COHEN ◽  
A. AFEK ◽  
J. KOPOLOVIC ◽  
...  

2020 ◽  
Vol 22 (Supplement_2) ◽  
pp. ii201-ii202
Author(s):  
Miranda Tallman ◽  
Abigail Zalenski ◽  
Amanda Deighen ◽  
Morgan Schrock ◽  
Sherry Mortach ◽  
...  

Abstract Glioblastoma (GBM) is a malignant brain tumor with nearly universal recurrence. GBM cancer stem cells (CSCs), a subpopulation of radio- and chemo-resistant cancer cells capable of self-renewal, contribute to the high rate of recurrence. The anti-cancer agent, CBL0137, inhibits the FACT (facilitates chromatin transcription) complex leading to cancer cell specific cytotoxicity. Here, we show that CBL0137 sensitized GBM CSCs to radiotherapy using both in vitro and in vivo models. Treatment of CBL0137 combined with radiotherapy led to increased DNA damage in GBM patient specimens and failure to resolve the damage led to decreased cell viability. Using clonogenic assays, we confirmed that CBL0137 radiosensitized the CSCs. To validate that combination therapy impacted CSCs, we used an in vivo subcutaneous model and showed a decrease in the frequency of cancer stem cells present in tumors as well as decreased tumor volume. Using an orthotopic model of GBM, we confirmed that treatment with CBL0137 followed by radiotherapy led to significantly increased survival compared to either treatment alone. Radiotherapy remains a critical component of patient care for GBM, even though there exists a resistant subpopulation. Radio-sensitizing agents, including CBL0137, pose an exciting treatment paradigm to increase the efficacy of irradiation, especially by inclusively targeting CSCs.


2021 ◽  
Vol 6 (1) ◽  
Author(s):  
Miao-Miao Zhao ◽  
Wei-Li Yang ◽  
Fang-Yuan Yang ◽  
Li Zhang ◽  
Wei-Jin Huang ◽  
...  

AbstractTo discover new drugs to combat COVID-19, an understanding of the molecular basis of SARS-CoV-2 infection is urgently needed. Here, for the first time, we report the crucial role of cathepsin L (CTSL) in patients with COVID-19. The circulating level of CTSL was elevated after SARS-CoV-2 infection and was positively correlated with disease course and severity. Correspondingly, SARS-CoV-2 pseudovirus infection increased CTSL expression in human cells in vitro and human ACE2 transgenic mice in vivo, while CTSL overexpression, in turn, enhanced pseudovirus infection in human cells. CTSL functionally cleaved the SARS-CoV-2 spike protein and enhanced virus entry, as evidenced by CTSL overexpression and knockdown in vitro and application of CTSL inhibitor drugs in vivo. Furthermore, amantadine, a licensed anti-influenza drug, significantly inhibited CTSL activity after SARS-CoV-2 pseudovirus infection and prevented infection both in vitro and in vivo. Therefore, CTSL is a promising target for new anti-COVID-19 drug development.


Viruses ◽  
2021 ◽  
Vol 13 (3) ◽  
pp. 357
Author(s):  
Muddassar Hameed ◽  
Abdul Wahaab ◽  
Mohsin Nawaz ◽  
Sawar Khan ◽  
Jawad Nazir ◽  
...  

Japanese encephalitis (JE) is a vaccine-preventable disease caused by the Japanese encephalitis virus (JEV), which is primarily prevalent in Asia. JEV is a Flavivirus, classified into a single serotype with five genetically distinct genotypes (I, II, III, IV, and V). JEV genotype III (GIII) had been the most dominant strain and caused numerous outbreaks in the JEV endemic countries until 1990. However, recent data shows the emergence of JEV genotype I (GI) as a dominant genotype and it is gradually displacing GIII. The exact mechanism of this genotype displacement is still unclear. The virus can replicate in mosquito vectors and vertebrate hosts to maintain its zoonotic life cycle; pigs and aquatic wading birds act as an amplifying/reservoir hosts, and the humans and equines are dead-end hosts. The important role of pigs as an amplifying host for the JEV is well known. However, the influence of other domestic animals, especially birds, that live in high abundance and close proximity to the human is not well studied. Here, we strive to briefly highlight the role of birds in the JEV zoonotic transmission, discovery of birds as a natural reservoirs and amplifying host for JEV, species of birds susceptible to the JEV infection, and the proposed effect of JEV on the poultry industry in the future, a perspective that has been neglected for a long time. We also discuss the recent in vitro and in vivo studies that show that the newly emerged GI viruses replicated more efficiently in bird-derived cells and ducklings/chicks than GIII, and an important role of birds in the JEV genotype shift from GIII to GI.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document