CDK1 thúc đẩy khả năng gốc của tế bào ung thư phổi thông qua việc tương tác với Sox2

Clinical and Translational Oncology - Tập 23 - Trang 1743-1751 - 2021
Z. Huang1, G. Shen1, J. Gao1
1Department of Cardiothoracic Surgery, Zhangzhou Affiliated Hospital of Fujian Medical University, Zhangzhou, China

Tóm tắt

Vai trò thúc đẩy của cyclin dependent kinase 1 (CDK1) đã được khẳng định trong nhiều loại u, tuy nhiên, tác động của nó trong quá trình tiến triển của các tế bào gốc ung thư vẫn còn mơ hồ. Nghiên cứu này nhằm khám phá vai trò của CDK1 trong việc điều chỉnh khả năng gốc của tế bào ung thư phổi. Phân tích dữ liệu trực tuyến đã được thực hiện để đánh giá mối tương quan giữa biểu hiện CDK1 và sự sống sót của bệnh nhân ung thư phổi. RT-qPCR, western blot, phân tích khả năng sống sót của tế bào, phân tích hình thành khối cầu và phát hiện hoạt động ALDH đã được sử dụng để điều tra vai trò của CDK1 đối với khả năng gốc, khả năng sống sót và cảm nhận hóa trị liệu của tế bào ung thư phổi. Phân tích miễn dịch kết tủa (Co-IP) và các thí nghiệm khôi phục đã được thực hiện để tiết lộ các cơ chế tiềm ẩn góp phần vào tác động của CDK1 đối với khả năng gốc của tế bào ung thư phổi. Biểu hiện mRNA của CDK1 có mối tương quan tiêu cực với sự sống sót chung của bệnh nhân ung thư phổi và tăng mạnh trong các khối cầu u hình thành bởi tế bào ung thư phổi so với tế bào mẹ. Thêm vào đó, CDK1 đã điều chỉnh tích cực khả năng gốc của tế bào ung thư phổi. Về mặt cơ chế, CDK1 có thể tương tác với protein Sox2, nhưng không với các dấu hiệu khả năng gốc khác (Oct4, Nanog và CD133). Hơn nữa, CDK1 tăng cường phosphoryl hóa, chuyển vị cytoplasm-nucleus và hoạt động phiên mã của protein Sox2 trong tế bào ung thư phổi. Ngoài ra, CDK1 đã điều chỉnh tích cực khả năng gốc của tế bào ung thư phổi theo cách phụ thuộc vào Sox2. Cuối cùng, chúng tôi phát hiện rằng việc ức chế CDK1 đã tăng cường độ nhạy cảm với hóa trị liệu, và điều này cũng được khôi phục bởi sự biểu hiện quá mức của Sox2. Nghiên cứu này tiết lộ một trục CDK1/Sox2 mới chịu trách nhiệm duy trì khả năng gốc của tế bào ung thư phổi.

Từ khóa

#CDK1; Sox2; tế bào gốc; ung thư phổi; tương tác protein

Tài liệu tham khảo

Eide CA, Druker BJ. Understanding cancer from the stem cells up. Nat Med. 2017;23(6):656–7.

Clarke MF. Clinical and therapeutic implications of cancer stem cells. N Engl J Med. 2019;380(23):2237–45.

Buczacki SJA, Popova S, Biggs E, et al. Itraconazole targets cell cycle heterogeneity in colorectal cancer. J Exp Med. 2018;215(7):1891–912.

Zhong L, Hu MM, Bian LJ, Liu Y, Chen Q, Shu HB. Phosphorylation of cGAS by CDK1 impairs self-DNA sensing in mitosis. Cell Discov. 2020;6:26.

Neganova I, Tilgner K, Buskin A, et al. CDK1 plays an important role in the maintenance of pluripotency and genomic stability in human pluripotent stem cells. Cell Death Dis. 2014;5:e1508.

Heo J, Noh BJ, Lee S, et al. Phosphorylation of TFCP2L1 by CDK1 is required for stem cell pluripotency and bladder carcinogenesis. EMBO Mol Med. 2020;12(1):e10880.

Zhang WW, Zhang XJ, Liu HX, et al. Cdk1 is required for the self-renewal of mouse embryonic stem cells. J Cell Biochem. 2011;112(3):942–8.

Ravindran Menon D, Luo Y, Arcaroli JJ, et al. CDK1 Interacts with Sox2 and Promotes Tumor Initiation in Human Melanoma. Cancer Res. 2018;78(23):6561–74.

Menon DR, Fujita M. A state of stochastic cancer stemness through the CDK1-SOX2 axis. Oncotarget. 2019;10(27):2583–5.

Zheng YB, Gong JH, Liu XJ, Li Y, Zhen YS. A CD13-targeting peptide integrated protein inhibits human liver cancer growth by killing cancer stem cells and suppressing angiogenesis. Mol Carcinog. 2017;56(5):1395–404.

Gao L, Sang JZ, Cao H. Limonin enhances the radiosensitivity of nasopharyngeal carcinoma cells via attenuating Stat3-induced cell stemness. Biomed Pharmacother. 2019;118:109366.

Tang Q, Chen Z, Zhao L, Xu H. Circular RNA hsa_circ_0000515 acts as a miR-326 sponge to promote cervical cancer progression through up-regulation of ELK1. Aging (Albany NY). 2019;11(22):9982–99.

Li M, He F, Zhang Z, Xiang Z, Hu D. CDK1 serves as a potential prognostic biomarker and target for lung cancer. J Int Med Res. 2020;48(2):300060519897508.

Gyorffy B, Surowiak P, Budczies J, Lanczky A. Online survival analysis software to assess the prognostic value of biomarkers using transcriptomic data in non-small-cell lung cancer. PLoS ONE. 2013;8(12):e82241.

Zheng L, Li X, Gu Y, Lv X, Xi T. The 3’UTR of the pseudogene CYP4Z2P promotes tumor angiogenesis in breast cancer by acting as a ceRNA for CYP4Z1. Breast Cancer Res Treat. 2015;150(1):105–18.

Qian S, Wang W, Li M. Transcriptional factor Yin Yang 1 facilitates the stemness of ovarian cancer via suppressing miR-99a activity through enhancing its deacetylation level. Biomed Pharmacother. 2020;126:110085.

Shibata M, Hoque MO. Targeting cancer stem cells: a strategy for effective eradication of cancer. Cancers (Basel). 2019;11(5):732.

Yang Y, Li X, Wang T, Guo Q, Xi T, Zheng L. Emerging agents that target signaling pathways in cancer stem cells. J Hematol Oncol. 2020;13(1):60.

Tumpel S, Rudolph KL. Quiescence: good and bad of stem cell aging. Trends Cell Biol. 2019. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2019.05.002.

Kobayashi Y, Tanaka T, Mulati M, et al. Cyclin-dependent kinase 1 is essential for muscle regeneration and overload muscle fiber hypertrophy. Front Cell Dev Biol. 2020;8:564581.

Schmidt AK, Pudelko K, Boekenkamp JE, Berger K, Kschischo M, Bastians H. The p53/p73 - p21(CIP1) tumor suppressor axis guards against chromosomal instability by restraining CDK1 in human cancer cells. Oncogene. 2020. https://doi.org/10.1038/s41388-020-01524-4.

Gutierrez A, Kim JO, Umbreit NT, et al. Cdk1 phosphorylation of the Dam1 complex strengthens kinetochore-microtubule attachments. Curr Biol. 2020;30(22):4491-4499.e4495.

Wu G, Lin Q, Lim TK, et al. The interactome of Singapore grouper iridovirus protein ICP18 as revealed by proximity-dependent BioID approach. Virus Res. 2020;291:198218.

Rosendo-Pineda MJ, Vicente JJ, Vivas O, et al. Phosphorylation of NMDA receptors by cyclin B/CDK1 modulates calcium dynamics and mitosis. Commun Biol. 2020;3(1):665.

Li L, Wang J, Hou J, et al. Cdk1 interplays with Oct4 to repress differentiation of embryonic stem cells into trophectoderm. FEBS Lett. 2012;586(23):4100–7.

Zhu Y, Li K, Zhang J, Wang L, Sheng L, Yan L. Inhibition of CDK1 reverses the resistance of 5-fu in colorectal cancer. Cancer Manag Res. 2020;12:11271–83.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Clinical and Translational Oncology

Tập 23

1743-1751

Thông tin tác giả