Biopolym. Cell. 2023; 39(3):189-200.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000A9D
Структура та функції біополімерів
Зміни в експресії ізоформ S6K1 індукують епітелійно-мезенхімний перехід та призводять до пригнічення експресії естрогенового рецептора 1 в клітинах MCF-7 раку грудної залози людини
1Гаріфулін О. М., 1Заєць І. В., 1Косач В. Р., 2Горак І. Р., 1Хоруженко А. І., 1Гоцуляк Н. Я., 1Савінська Л. О., 1Крупська І. В., 1Марцинюк М. Є., 2Дробот Л. Б., 1Філоненко В. В.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03143
  2. Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України
    вул. Леонтовича, 9, Київ, Україна, 01054

Abstract

Мета: Оцінити вплив експресії різних ізоформ S6K1 у клітинах MCF-7 на ініціацію ЕМТ. Методи: Імуноцитохімічний аналіз, ПЛР у реальному часі, Вестерн-блот. Результати: Встановлено, що незбалансована експресія ізоформ p60, p70 і p85 S6K1 в клітинах MCF-7, а саме пригнічення p70 і p85 та базальна експресія p60, спричинене CRISPR Cas9 опосередкованим редагуванням гена, призвело до утворення клітин зі зміненою морфологією та підвищеною рухливістю. Такі зміни були пов'язані з експресією генів, продукти яких беруть участь у рухливості клітин, втраті клітинної адгезії та взаємодії з позаклітинним матриксом, демонструючи їх підвищений потенціал для інвазії та метастатичної активності. Кількісний ПЛР аналізом виявлено підвищену експресію широкого спектру генів, зазвичай пов’язаних із характеристиками мезенхімних клітин і відповідно пригнічення експресії епітеліальних маркерів. Крім того, ми спостерігали повне пригнічення експресії рецептора естрогену α (ERα) і зниження регуляції HER2neu. Висновки. Наші дані вперше вказують на роль ізоформ S6K1 у регуляції EMT у клітинах MCF-7 шляхом запуску можливо паралельних подій, які змінюють клітину з епітеліального на мезенхімальний тип, а також впливають на експресію ERα. На рівні пухлини це може означати перехід пухлини грудної залози до більш агресивного, ймовірно, потрійно негативного молекулярного підтипу.
Keywords: ізоформи S6K1, рак грудної залози, клітини MCF-7, ЕМТ, ESR1
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Saxton RA, Sabatini DM. mTOR Signaling in Growth, Metabolism, and Disease. Cell. 2017; 169(2):361-71.
[2] Grove JR, Banerjee P, Balasubramanyam A, Coffer PJ, Price DJ, Avruch J, Woodgett JR. Cloning and expression of two human p70 S6 kinase polypeptides differing only at their amino termini. Mol Cell Biol. 1991; 11(11):5541-50.
[3] Tavares MR, Pavan IC, Amaral CL, Meneguello L, Luchessi AD, Simabuco FM. The S6K protein family in health and disease. Life Sci. 2015; 131:1-10.
[4] Karni R, de Stanchina E, Lowe SW, Sinha R, Mu D, Krainer AR. The gene encoding the splicing factor SF2/ASF is a proto-oncogene. Nat Struct Mol Biol. 2007; 14(3):185-93.
[5] Zaiets IV, Sivchenko AS, Khoruzhenko AI, Savinska LO, Filonenko VV. The P60-S6K1 isoform of ribosomal protein S6 kinase 1 is a product of alternative mRNA translation. Ukr Biochem J. 2018; 90(4):25-35.
[6] Zaiets IV, Holiar VV, Sivchenko AS, Smialkovska VV, Filonenko VV. p60-S6K1 represents a novel kinase active isoform with the mode of regulation distinct from p70/p85-S6K1 isoforms. Ukr Biochem J. 2019; 91(4):17-25.
[7] Magnuson B, Ekim B, Fingar DC. Regulation and function of ribosomal protein S6 kinase (S6K) within mTOR signalling networks. Biochem J. 2012; 441(1):1-21.
[8] Filonenko VV, Tytarenko R, Azatjan SK, Savinska LO, Gaydar YA, Gout IT, Usenko VS, Lyzogubov VV. Immunohistochemical analysis of S6K1 and S6K2 localization in human breast tumors. Exp Oncol. 2004; 26(4):294-9.
[9] Lyzogubov V, Khozhaenko Y, Usenko V, Antonjuk S, Ovcharenko G, Tikhonkova I, Filonenko V. Immunohistochemical analysis of Ki-67, PCNA and S6K1/2 expression in human breast cancer. Exp Oncol. 2005; 27(2):141-4.
[10] van der Hage JA, van den Broek LJ, Legrand C, Clahsen PC, Bosch CJ, Robanus-Maandag EC, van de Velde CJ, van de Vijver MJ. Overexpression of P70 S6 kinase protein is associated with increased risk of locoregional recurrence in node-negative premenopausal early breast cancer patients. Br J Cancer. 2004; 90(8):1543-50.
[11] Chen B, Yang L, Zhang R, Gan Y, Zhang W, Liu D, Chen H, Tang H. Hyperphosphorylation of RPS6KB1, rather than overexpression, predicts worse prognosis in non-small cell lung cancer patients. PLoS One. 2017; 12(8):e0182891.
[12] Lyzogubov VV, Usenko VS, Khojaenko YuS, Lytvyn DI, Soldatkina MA, Rodnin NV, Filonenko VV, Pogribniy PV. Immunohistochemical analysis of p70S6 kinase α in human thyroid tissue upon pathology. Exp Oncol. 2003; 25(4):304-6.
[13] Ismail HM. Overexpression of s6 kinase 1 in brain tumours is associated with induction of hypoxia-responsive genes and predicts patients' survival. J Oncol. 2012; 2012:416927.
[14] Fan W, Wang W, Mao X, Chu S, Feng J, Xiao D, Zhou J, Fan S. Elevated levels of p-Mnk1, p-eIF4E and p-p70S6K proteins are associated with tumor recurrence and poor prognosis in astrocytomas. J Neurooncol. 2017; 131(3):485-93.
[15] Li SH, Chen CH, Lu HI, Huang WT, Tien WY, Lan YC, Lee CC, Chen YH, Huang HY, Chang AY, Lin WC. Phosphorylated p70S6K expression is an independent prognosticator for patients with esophageal squamous cell carcinoma. Surgery. 2015; 157(3):570-80.
[16] Sridhar J, Komati R, Kumar S. Targeting RPS6K1 for Refractory Breast Cancer Therapy. In: Mayrovitz HN, editor. Breast Cancer . Brisbane (AU): Exon Publications; 2022 Aug 6. Chapter 11.
[17] Zaiets IV, Sivchenko AS, Khoruzhenko AI, Filonenko VV. Generation of HEK-293 stable cell lines with disrupted expression of ribosomal protein S6 kinase (S6K1) isoforms using the CRISPR/Cas9 genome editing system. Biopolym Cell. 2017; 33(5):356-66.
[18] Kosach VR, Hotsuliak NYa, Zaiets IV, Skorokhod OM, Savinska LO, Khoruzhenko AI, Filonenko VV. Alterations in expression of S6K1 isoforms in MCF7 cells have a strong impact on the locomotor activity as well as on S6K1 and Akt signaling. Biopolym Cell. 2020; 36(2):110-21.
[19] Holiar VV, Gotsulyak NYa, Khoruzhenko AI, Zaiets IV. Generation and characterization of the MCF-7 cell line with a knockout of a p85-S6K1 isoform of the ribosomal protein S6 kinase 1. Biopolym Cell. 2019; 35(4):303-12.
[20] Pomp V, Leo C, Mauracher A, Korol D, Guo W, Varga Z. Differential expression of epithelial-mesenchymal transition and stem cell markers in intrinsic subtypes of breast cancer. Breast Cancer Res Treat. 2015; 154(1):45-55.
[21] Prat A, Perou CM. Deconstructing the molecular portraits of breast cancer. Mol Oncol. 2011; 5(1):5-23.
[22] Al Saleh S, Al Mulla F, Luqmani YA. Estrogen receptor silencing induces epithelial to mesenchymal transition in human breast cancer cells. PLoS One. 2011; 6(6):e20610.
[23] Zhou H, Huang S. Role of mTOR signaling in tumor cell motility, invasion and metastasis. Curr Protein Pept Sci. 2011; 12(1):30-42.
[24] Sridharan S, Basu A. Distinct Roles of mTOR Targets S6K1 and S6K2 in Breast Cancer. Int J Mol Sci. 2020; 21(4):1199.
[25] Paplomata E, O'Regan R. The PI3K/AKT/mTOR pathway in breast cancer: targets, trials and biomarkers. Ther Adv Med Oncol. 2014; 6(4):154-66.