Gen Ewing sarcoma Ews điều chỉnh sự lão hóa của tế bào gốc huyết học

Blood - Tập 117 - Trang 1156-1166 - 2011
Joonseok Cho1,2, Hongmei Shen3, Hui Yu4, Hongjie Li5, Tao Cheng1,4,6, Sean Bong Lee5, Byeong Chel Lee1,2
1University of Pittsburgh Cancer Institute, Pittsburgh, PA
2Department of Medicine, Division of Hematology and Oncology, Pittsburgh, PA
3Department of Surgery, Thomas E. Starzl Transplantation Institute, Pittsburgh, PA
4Department of Radiation Oncology, University of Pittsburgh School of Medicine, Pittsburgh, PA
5Genetics of Development and Disease Branch, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health, Bethesda, MD; and
6State Key Laboratory of Experimental Hematology, Institute of Hematology and Blood Diseases Hospital, Center for Stem Cell Medicine, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Tianjin, China

Tóm tắt

Tóm tắt Sự trường thọ của các sinh vật được duy trì bởi tế bào gốc. Nếu một sinh vật mất khả năng duy trì sự cân bằng giữa trạng thái yên tĩnh và sự phân hóa trong ngăn tế bào gốc/tiền thân do tuổi tác và/hoặc căng thẳng, điều này có thể dẫn đến cái chết hoặc các bệnh liên quan đến tuổi, bao gồm cả ung thư. Sarcoma Ewing là khối u xương ác tính nhất ở bệnh nhân trẻ và phát sinh từ các tế bào gốc nguyên thủy. Ở đây, chúng tôi đã chứng minh rằng gen sarcoma Ewing nội sinh (Ews) là không thể thiếu cho sự yên tĩnh của tế bào gốc và việc loại bỏ Ews thúc đẩy sự khởi phát sớm của quá trình lão hóa ở các tế bào gốc huyết học tiền thân. Những thay đổi về kiểu hình và chức năng ở các tế bào gốc thiếu Ews đi kèm với sự gia tăng nhuộm β-galactosidase liên quan đến lão hóa và sự kích thích rõ rệt của p16INK4a so với các tế bào tương ứng loại hoang dã. Với sự liên quan đến ung thư và có thể là sự lão hóa, EWS có khả năng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì năng lực chức năng của tế bào gốc và có thể cung cấp thêm hiểu biết về sự phức tạp của sarcoma Ewing trong bối cảnh tế bào gốc.

Từ khóa

#sarcoma Ewing #tế bào gốc #lão hóa #Ews #chức năng tế bào gốc #ung thư

Tài liệu tham khảo

Meltzer, 2007, Is Ewing's sarcoma a stem cell tumor?, Cell Stem Cell, 1, 13, 10.1016/j.stem.2007.05.011 Bertolotti, 1999, The N-terminal domain of human TAFII68 displays transactivation and oncogenic properties., Oncogene, 18, 8000, 10.1038/sj.onc.1203207 Torchia, 2007, EWS/FLI-1 induces rapid onset of myeloid/erythroid leukemia in mice., Mol Cell Biol, 27, 7918, 10.1128/MCB.00099-07 Matsunobu, 2006, The possible role of EWS-Fli1 in evasion of senescence in Ewing's family tumors., Cancer Res, 66, 803, 10.1158/0008-5472.CAN-05-1972 Deneen, 2001, Loss of p16 pathways stabilizes EWS/FLI1 expression and complements EWS/FLI1 mediated transformation., Oncogene, 20, 6731, 10.1038/sj.onc.1204875 Castillero-Trejo, 2005, Expression of the EWS/FLI-1 oncogene in murine primary bone-derived cells Results in EWS/FLI-1-dependent, Ewing's sarcoma-like tumors., Cancer Res, 65, 8698, 10.1158/0008-5472.CAN-05-1704 Riggi, 2005, Development of Ewing's sarcoma from primary bone marrow-derived mesenchymal progenitor cells., Cancer Res, 65, 11459, 10.1158/0008-5472.CAN-05-1696 Codrington, 2005, The Ews-ERG fusion protein can initiate neoplasia from lineage-committed haematopoietic cells., PLoS Biol, 3, e242, 10.1371/journal.pbio.0030242 Jakovljevic, 2010, Pre-B-cell acute lymphoblastic leukemia with bulk extramedullary disease and chromosome 22 (EWSR1) rearrangement masquerading as Ewing's sarcoma., Pediatr Blood Cancer, 10.1002/pbc.22365 Masjosthusmann, 2005, Concomitant Ewing's sarcoma and acute lymphoblastic leukemia in a 5-year-old girl., Pediatr Blood Cancer, 45, 846, 10.1002/pbc.20265 Rossi, 2007, Deficiencies in DNA damage repair limit the function of haematopoietic stem cells with age., Nature, 447, 725, 10.1038/nature05862 Sharpless, 2007, How stem cells age and why this makes us grow old., Nat Rev Mol Cell Biol, 8, 703, 10.1038/nrm2241 Nijnik, 2007, DNA repair is limiting for haematopoietic stem cells during ageing., Nature, 447, 686, 10.1038/nature05875 Li, 2007, Ewing's sarcoma gene EWS is essential for meiosis and B lymphocyte development., J Clin Invest, 117, 1314, 10.1172/JCI31222 Ploemacher, 1989, An in vitro limiting-dilution assay of long-term repopulating hematopoietic stem cells in the mouse., Blood, 74, 2755, 10.1182/blood.V74.8.2755.2755 Shen, 2008, Flow cytometry-based cell cycle measurement of mouse hematopoietic stem and progenitor cells., Methods Mol Biol, 430, 77, 10.1007/978-1-59745-182-6_5 Aman, 1996, Expression patterns of the human sarcoma-associated genes FUS and EWS and the genomic structure of FUS., Genomics, 37, 1, 10.1006/geno.1996.0513 Kiel, 2005, SLAM family receptors distinguish hematopoietic stem and progenitor cells and reveal endothelial niches for stem cells., Cell, 121, 1109, 10.1016/j.cell.2005.05.026 Tothova, 2007, FoxOs are critical mediators of hematopoietic stem cell resistance to physiologic oxidative stress., Cell, 128, 325, 10.1016/j.cell.2007.01.003 Park, 2003, Bmi-1 is required for maintenance of adult self-renewing haematopoietic stem cells., Nature, 423, 302, 10.1038/nature01587 Okada, 2000, Impairment of B lymphopoiesis in precocious aging (klotho) mice., Int Immunol, 12, 861, 10.1093/intimm/12.6.861 van Os, 2009, Hematopoietic stem cell quiescence: yet another role for p53., Cell Stem Cell, 4, 7, 10.1016/j.stem.2008.12.007 Hodgson, 1979, Properties of haematopoietic stem cells surviving 5-fluorouracil treatment: evidence for a pre-CFU-S cell?, Nature, 281, 381, 10.1038/281381a0 Morrison, 1996, The aging of hematopoietic stem cells., Nat Med, 2, 1011, 10.1038/nm0996-1011 Van Zant, 2003, The role of stem cells in aging., Exp Hematol, 31, 659, 10.1016/S0301-472X(03)00088-2 Rossi, 2007, Hematopoietic stem cell aging: mechanism and consequence., Exp Gerontol, 42, 385, 10.1016/j.exger.2006.11.019 Sudo, 2000, Age-associated characteristics of murine hematopoietic stem cells., J Exp Med, 192, 1273, 10.1084/jem.192.9.1273 Rink, 1998, Altered cytokine production in the elderly., Mech Ageing Dev, 102, 199, 10.1016/S0047-6374(97)00153-X Gruver, 2007, Immunosenescence of ageing., J Pathol, 211, 144, 10.1002/path.2104 Deng, 2004, Age-related impaired type 1 T cell responses to influenza: reduced activation ex vivo, decreased expansion in CTL culture in vitro, and blunted response to influenza vaccination in vivo in the elderly., J Immunol, 172, 3437, 10.4049/jimmunol.172.6.3437 Rogakou, 1998, DNA double-stranded breaks induce histone H2AX phosphorylation on serine 139., J Biol Chem, 273, 5858, 10.1074/jbc.273.10.5858 Kamminga, 2006, The Polycomb group gene Ezh2 prevents hematopoietic stem cell exhaustion., Blood, 107, 2170, 10.1182/blood-2005-09-3585 Janzen, 2006, Stem-cell ageing modified by the cyclin-dependent kinase inhibitor p16INK4a., Nature, 443, 421, 10.1038/nature05159 Cheng, 2000, Hematopoietic stem cell quiescence maintained by p21cip1/waf1., Science, 287, 1804, 10.1126/science.287.5459.1804 Douglas, 2008, BMI-1 promotes Ewing's sarcoma tumorigenicity independent of CDKN2A repression., Cancer Res, 68, 6507, 10.1158/0008-5472.CAN-07-6152 Richter, 2009, EZH2 is a mediator of EWS/FLI1 driven tumor growth and metastasis blocking endothelial and neuro-ectodermal differentiation., Proc Natl Acad Sci U S A, 106, 5324, 10.1073/pnas.0810759106 Rando, 2006, Stem cells, ageing and the quest for immortality., Nature, 441, 1080, 10.1038/nature04958 Song, 2009, Stem cell traits in long-term co-culture revealed by time-lapse imaging., Leukemia Rowley, 2008, Chromosomal translocations: revisited yet again., Blood, 112, 2183, 10.1182/blood-2008-04-097931 Riggi, 2008, EWS-FLI-1 expression triggers a Ewing's sarcoma initiation program in primary human mesenchymal stem cells., Cancer Res, 68, 2176, 10.1158/0008-5472.CAN-07-1761 Kovar, 2005, Context matters: the hen or egg problem in Ewing's sarcoma., Semin Cancer Biol, 15, 189, 10.1016/j.semcancer.2005.01.004 Guiter, 1999, The cytology of extraskeletal Ewing's sarcoma., Cancer, 87, 141, 10.1002/(SICI)1097-0142(19990625)87:3<141::AID-CNCR7>3.0.CO;2-C Sharpless, 2004, Telomeres, stem cells, senescence, and cancer., J Clin Invest, 113, 160, 10.1172/JCI20761 Satyanarayana, 2004, p16 and ARF: activation of teenage proteins in old age., J Clin Invest, 114, 1237, 10.1172/JCI23437 Allsopp, 2001, Telomere shortening accompanies increased cell cycle activity during serial transplantation of hematopoietic stem cells., J Exp Med, 193, 917, 10.1084/jem.193.8.917 Prowse, 1995, Developmental and tissue-specific regulation of mouse telomerase and telomere length., Proc Natl Acad Sci U S A, 92, 4818, 10.1073/pnas.92.11.4818 Kovar, 1997, Among genes involved in the RB dependent cell cycle regulatory cascade, the p16 tumor suppressor gene is frequently lost in the Ewing's family of tumors., Oncogene, 15, 2225, 10.1038/sj.onc.1201397 Harrison, 1994, Potential misinterpretations using models of accelerated aging., J Gerontol, 49, B245, 10.1093/geronj/49.6.B245