Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các kiểu hình huyết học bất thường ở chuột knockout ba gen Pim kinase
Tóm tắt
Các kinase Pim (p roviral i nsertion in m urine lymphoma) là một nhóm nhỏ của các kinase oncogenic serine/threonine hoạt động liên tục và rất bảo tồn, với 3 thành viên: Pim1, Pim2 và Pim3. Các kinase Pim cũng liên quan đến việc điều chỉnh đáp ứng của tế bào B và tế bào T với cytokine và các yếu tố tăng trưởng huyết học. Vai trò của các kinase Pim trong việc điều chỉnh tế bào gốc huyết học nguyên thủy (HSC) vẫn chưa được biết nhiều. Trong nghiên cứu hiện tại, chuột knockout ba gen Pim1−/−2−/−3−/− được sử dụng để xác định vai trò của các kinase Pim trong quá trình huyết học. Các thông số huyết học của máu ngoại vi được đo ở chuột Pim TKO và nhóm đối chứng loại hoang dã (WT) với độ tuổi tương đương. Việc cấy ghép sơ cấp, thứ cấp và cạnh tranh được thực hiện để kiểm tra khả năng tái tạo HSC lâu dài trong chuột Pim TKO. Các xét nghiệm gắn BrdU trong cơ thể (in vivo) và nhuộm Ki67 ex vivo cùng với việc đánh dấu caspase 3 được thực hiện để đánh giá sự tăng trưởng và apoptosis của HSC trong chuột Pim TKO. So với nhóm đối chứng WT tương ứng về tuổi, chuột Pim TKO có số lượng tiểu cầu trong máu ngoại vi thấp hơn và cho thấy tình trạng erythrocyte hypochromic microcytosis. Các tế bào tủy xương từ chuột Pim TKO thể hiện khả năng hình thành thuộc địa tiền thân huyết học giảm. Quan trọng là, các tế bào tủy xương Pim TKO có khả năng cứu sống chuột bị chiếu xạ chết người và tái tạo huyết học trong các mô hình cấy ghép sơ cấp, thứ cấp và cạnh tranh bị suy giảm đáng kể. Gắn BrdU trong HSC lâu dài cũng bị giảm ở chuột Pim TKO. Cuối cùng, các HSC nuôi cấy từ chuột Pim TKO cho thấy sự tăng trưởng giảm khi được đánh giá bằng nhuộm Ki67 và tỷ lệ apoptosis cao hơn thông qua sự kích hoạt caspase 3. Các kinase Pim không chỉ thiết yếu trong sự phát triển của dòng tế bào huyết học mà còn quan trọng trong sự mở rộng HSC, tự tái tạo và tái tạo lâu dài.
Từ khóa
#Pim kinases #HSC #hematopoiesis #knockout mouseTài liệu tham khảo
Cuypers HT, Selten G, Quint W, Zijlstra M, Maandag ER, Boelens W, van Wezenbeek P, Melief C, Berns A: Murine leukemia virus-induced T-cell lymphomagenesis: integration of proviruses in a distinct chromosomal region. Cell. 1984, 37 (1): 141-150. 10.1016/0092-8674(84)90309-X.
Breuer ML, Cuypers HT, Berns A: Evidence for the involvement of pim-2, a new common proviral insertion site, in progression of lymphomas. EMBO J. 1989, 8 (3): 743-748.
Mikkers H, Allen J, Knipscheer P, Romeijn L, Hart A, Vink E, Berns A: High-throughput retroviral tagging to identify components of specific signaling pathways in cancer. Nat Genet. 2002, 32 (1): 153-159. 10.1038/ng950.
Mikkers H, Nawijn M, Allen J, Brouwers C, Verhoeven E, Jonkers J, Berns A: Mice deficient for all PIM kinases display reduced body size and impaired responses to hematopoietic growth factors. Mol Cell Biol. 2004, 24 (13): 6104-6115. 10.1128/MCB.24.13.6104-6115.2004.
Brault L, Gasser C, Bracher F, Huber K, Knapp S, Schwaller J: PIM serine/threonine kinases in the pathogenesis and therapy of hematologic malignancies and solid cancers. Haematologica. 2010, 95 (6): 1004-1015. 10.3324/haematol.2009.017079.
Eichmann A, Yuan L, Breant C, Alitalo K, Koskinen PJ: Developmental expression of pim kinases suggests functions also outside of the hematopoietic system. Oncogene. 2000, 19 (9): 1215-1224. 10.1038/sj.onc.1203355.
Macdonald A, Campbell DG, Toth R, McLauchlan H, Hastie CJ, Arthur JS: Pim kinases phosphorylate multiple sites on Bad and promote 14-3-3 binding and dissociation from Bcl-XL. BMC Cell Biol. 2006, 7: 1-10.1186/1471-2121-7-1.
van Lohuizen M, Verbeek S, Krimpenfort P, Domen J, Saris C, Radaszkiewicz T, Berns A: Predisposition to lymphomagenesis in pim-1 transgenic mice: cooperation with c-myc and N-myc in murine leukemia virus-induced tumors. Cell. 1989, 56 (4): 673-682. 10.1016/0092-8674(89)90589-8.
Allen JD, Verhoeven E, Domen J, van der Valk M, Berns A: Pim-2 transgene induces lymphoid tumors, exhibiting potent synergy with c-myc. Oncogene. 1997, 15 (10): 1133-1141. 10.1038/sj.onc.1201288.
Laird PW, van der Lugt NM, Clarke A, Domen J, Linders K, McWhir J, Berns A, Hooper M: In vivo analysis of Pim-1 deficiency. Nucleic Acids Res. 1993, 21 (20): 4750-4755. 10.1093/nar/21.20.4750.
Hammerman PS, Fox CJ, Birnbaum MJ, Thompson CB: Pim and Akt oncogenes are independent regulators of hematopoietic cell growth and survival. Blood. 2005, 105 (11): 4477-4483. 10.1182/blood-2004-09-3706.
Grundler R, Brault L, Gasser C, Bullock AN, Dechow T, Woetzel S, Pogacic V, Villa A, Ehret S, Berridge G: Dissection of PIM serine/threonine kinases in FLT3-ITD-induced leukemogenesis reveals PIM1 as regulator of CXCL12-CXCR4-mediated homing and migration. J Exp Med. 2009, 206 (9): 1957-1970. 10.1084/jem.20082074.
An N, Kang Y: Using quantitative real-time PCR to determine donor cell engraftment in a competitive murine bone marrow transplantation model. J Vis Exp. 2013, In press
Kang Y, Chen BJ, Deoliveira D, Mito J, Chao NJ: Selective enhancement of donor hematopoietic cell engraftment by the CXCR4 antagonist AMD3100 in a mouse transplantation model. PLoS One. 2010, 5 (6): e11316-10.1371/journal.pone.0011316.
Adolfsson J, Borge OJ, Bryder D, Theilgaard-Monch K, Astrand-Grundstrom I, Sitnicka E, Sasaki Y, Jacobsen SE: Upregulation of Flt3 expression within the bone marrow Lin(-)Sca1(+)c-kit(+) stem cell compartment is accompanied by loss of self-renewal capacity. Immunity. 2001, 15 (4): 659-669. 10.1016/S1074-7613(01)00220-5.
Byrne P, Huang W, Wallace VM, Shean MK, Zhang Z, Zhong Q, Theodossiou C, Blakesley H, Kolls JK, Schwarzenberger P: Chimerism analysis in sex-mismatched murine transplantation using quantitative real-time PCR. Biotechniques. 2002, 32 (2): 279-280-282-274, 286.
Schuster JA, Stupnikov MR, Ma G, Liao W, Lai R, Ma Y, Aguila JR: Expansion of hematopoietic stem cells for transplantation: current perspectives. Exp Hematol Oncol. 2012, 1 (1): 12-10.1186/2162-3619-1-12.
Amson R, Sigaux F, Przedborski S, Flandrin G, Givol D, Telerman A: The human protooncogene product p33pim is expressed during fetal hematopoiesis and in diverse leukemias. Proc Natl Acad Sci U S A. 1989, 86 (22): 8857-8861. 10.1073/pnas.86.22.8857.
Hu YL, Passegue E, Fong S, Largman C, Lawrence HJ: Evidence that the Pim1 kinase gene is a direct target of HOXA9. Blood. 2007, 109 (11): 4732-4738. 10.1182/blood-2006-08-043356.
Aksoy I, Sakabedoyan C, Bourillot PY, Malashicheva AB, Mancip J, Knoblauch K, Afanassieff M, Savatier P: Self-renewal of murine embryonic stem cells is supported by the serine/threonine kinases Pim-1 and Pim-3. Stem Cells. 2007, 25 (12): 2996-3004. 10.1634/stemcells.2007-0066.
Pircher TJ, Zhao S, Geiger JN, Joneja B, Wojchowski DM: Pim-1 kinase protects hematopoietic FDC cells from genotoxin-induced death. Oncogene. 2000, 19 (32): 3684-3692. 10.1038/sj.onc.1203684.
Nosaka T, Kitamura T: Pim-1 expression is sufficient to induce cytokine independence in murine hematopoietic cells, but is dispensable for BCR-ABL-mediated transformation. Exp Hematol. 2002, 30 (7): 697-702. 10.1016/S0301-472X(02)00808-1.
Lilly M, Kraft A: Enforced expression of the Mr 33,000 Pim-1 kinase enhances factor-independent survival and inhibits apoptosis in murine myeloid cells. Cancer Res. 1997, 57 (23): 5348-5355.
Mochizuki T, Kitanaka C, Noguchi K, Muramatsu T, Asai A, Kuchino Y: Physical and functional interactions between Pim-1 kinase and Cdc25A phosphatase. Implications for the Pim-1-mediated activation of the c-Myc signaling pathway. J Biol Chem. 1999, 274 (26): 18659-18666. 10.1074/jbc.274.26.18659.
Bachmann M, Kosan C, Xing PX, Montenarh M, Hoffmann I, Moroy T: The oncogenic serine/threonine kinase Pim-1 directly phosphorylates and activates the G2/M specific phosphatase Cdc25C. Int J Biochem Cell Biol. 2006, 38 (3): 430-443. 10.1016/j.biocel.2005.10.010.
Morishita D, Katayama R, Sekimizu K, Tsuruo T, Fujita N: Pim kinases promote cell cycle progression by phosphorylating and down-regulating p27Kip1 at the transcriptional and posttranscriptional levels. Cancer Res. 2008, 68 (13): 5076-5085. 10.1158/0008-5472.CAN-08-0634.
Aho TL, Sandholm J, Peltola KJ, Mankonen HP, Lilly M, Koskinen PJ: Pim-1 kinase promotes inactivation of the pro-apoptotic Bad protein by phosphorylating it on the Ser112 gatekeeper site. FEBS Lett. 2004, 571 (1–3): 43-49.
Gu JJ, Wang Z, Reeves R, Magnuson NS: PIM1 phosphorylates and negatively regulates ASK1-mediated apoptosis. Oncogene. 2009, 28 (48): 4261-4271. 10.1038/onc.2009.276.
Zhang F, Beharry ZM, Harris TE, Lilly MB, Smith CD, Mahajan S, Kraft AS: PIM1 protein kinase regulates PRAS40 phosphorylation and mTOR activity in FDCP1 cells. Cancer Biol Ther. 2009, 8 (9): 846-853. 10.4161/cbt.8.9.8210.
Beharry Z, Mahajan S, Zemskova M, Lin YW, Tholanikunnel BG, Xia Z, Smith CD, Kraft AS: The Pim protein kinases regulate energy metabolism and cell growth. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011, 108 (2): 528-533. 10.1073/pnas.1013214108.
Alvarado Y, Giles FJ, Swords RT: The PIM kinases in hematological cancers. Expert Rev Hematol. 2012, 5 (1): 81-96. 10.1586/ehm.11.69.
Merchant A, Joseph G, Wang Q, Brennan S, Matsui W: Gli1 regulates the proliferation and differentiation of HSCs and myeloid progenitors. Blood. 2010, 115 (12): 2391-2396. 10.1182/blood-2009-09-241703.
Johnson SM, Torrice CD, Bell JF, Monahan KB, Jiang Q, Wang Y, Ramsey MR, Jin J, Wong KK, Su L: Mitigation of hematologic radiation toxicity in mice through pharmacological quiescence induced by CDK4/6 inhibition. J Clin Invest. 2010, 120 (7): 2528-2536. 10.1172/JCI41402.