Αφηρημένο

παράγοντα θερμικού σοκ 1 (HSF1) είναι ένας κύριος ρυθμιστής που συντονίζει την έκφραση της πρωτεΐνης συνοδού για την ενίσχυση της κυτταρικής επιβίωσης στο πρόσωπό της θερμικής καταπόνησης. Στα καρκινικά κύτταρα, HSF1 οδηγεί ένα μεταγραφικό πρόγραμμα διακριτή από θερμικό σοκ για την προώθηση της μετάστασης και την επιβίωση των κυττάρων. ισχυρή σχέση της με τον κακοήθη φαινότυπο σημαίνει ότι HSF1 ανταγωνιστές μπορεί να έχει γενικό και αποτελεσματικό επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας στη θεραπεία του καρκίνου. Για το σκοπό αυτό, είχαμε προσδιορίσει μια άπληστος απταμερούς RNA για HSF1 που είναι φορητές μεταξύ διαφορετικών μοντέλο οργανισμούς. Η επέκταση προηγούμενη εργασία μας σε ζυμομύκητες και Drosophila, εδώ αναφέρουμε τη δράση αυτού του απταμερούς σε ανθρώπινες καρκινικές κυτταρικές σειρές. Όταν παραδίδεται σε κύτταρα χρησιμοποιώντας ένα συνθετικό γονίδιο και ισχυρό υποκινητή, αυτό απταμερές ήταν σε θέση να εμποδίσει HSF1 από σύνδεση προς ρύθμιση DNA στοιχεία του. Σε κυτταρικό επίπεδο, η έκφραση αυτού που επάγεται απταμερούς απόπτωση και κατάργησε την ικανότητα σχηματισμού αποικιών των καρκινικών κυττάρων. Στο μοριακό επίπεδο, μείωσε chaperones και εξασθένησε την ενεργοποίηση της οδού σηματοδότησης ΜΑΡΚ. Συλλογικά, αυτά τα δεδομένα αποδεικνύουν το πλεονέκτημα της απταμερών στην επικύρωση στόχο ναρκωτικών και υποστηρίζουν την υπόθεση ότι δραστικότητα σύνδεσης HSF1 DNA είναι ένας πιθανός στόχος για τον έλεγχο ογκογόνο μετασχηματισμό και την νεοπλασματική ανάπτυξη

Παράθεση:. Salamanca HH, Antonyak MA, Cerione RA , Shi H, Lis JT (2014) Η αναστολή Παράγοντα θερμοπληξίας 1 σε ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα με έναν ισχυρό RNA απταμερές. PLoS ONE 9 (5): e96330. doi: 10.1371 /journal.pone.0096330

Συντάκτης: Sandy Δ Westerheide, Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 18 του Γενάρη του 2014? Αποδεκτές: 4 του Απρίλη του 2014? Δημοσιεύθηκε: May 6, 2014

Copyright: © 2014 Σαλαμάνκα et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH) επιχορηγήσεις (GM25232 να JT Lis? CA140730 να JT Lis και H. Shi? μειοψηφίας Συμπλήρωμα # 25232 με 2.351 έως JT Lis και HH Σαλαμάνκα), και το Πανεπιστήμιο Cornell (Provost Διαφορετικότητα Fellowship στο HH Σαλαμάνκα). Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

Η παράγοντα θερμοπληξίας 1 (HSF1) είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας που ανταποκρίνεται σε μια ποικιλία των περιβαλλοντικών παραγόντων πίεσης για να ενεργοποιήσετε την απόκριση θερμικού σοκ σε ευκαρυωτικά κύτταρα, έναν προστατευτικό μηχανισμό συντηρημένη μεταξύ των διαφόρων βασιλείων [1]. Αγχωτική προσβολές, όπως η θερμική έκθεση, την τόνωση HSF1 να ενεργεί ως κύριος ενεργοποιητής ενός συνόλου γονιδίων στόχων. Ειδικότερα, προκαλεί τη συσσώρευση των πρωτεϊνών με συνοδείας δραστηριότητες, όπως πρωτεΐνες θερμικού σοκ (HSP), HSP70 και HSP90, οι οποίες βοηθούν στη διατήρηση της ομοιόστασης ενδοκυτταρική με φύλαξη της πρωτεώματος κατά τις τοξικές επιδράσεις των πρωτεϊνών εσφαλμένη αναδίπλωση και συσσωμάτωση [2]. Ενώ υπάρχει μόνο ένας HSF σε

Saccharomyces cerevisiae

και

Drosophila melanogaster

, υπάρχουν πολλαπλές ισομορφές σε θηλαστικά και φυτά, τα οποία φαίνεται να έχουν εξειδικευμένες λειτουργίες [3] – [5]. λειτουργία HSF1 είναι απαραίτητη για την αντίδραση στο στρες και η βιωσιμότητα σε ζυμομύκητες [6], και σημαντικό για την ωογένεση και πρώιμη ανάπτυξη στη Drosophila [7]. HSF1 συμμετέχει επίσης στη διαδικασία της γήρανσης στο

C. elegans

[8], καθώς και σε εξω-εμβρυϊκή ανάπτυξη και αρκετές σημαντικές ασθένειες σε θηλαστικά [9].

Κατά παράδοξο τρόπο, κάτω από ορισμένες συνθήκες, η ικανότητα HSF1 να προωθήσει την επιβίωση των κυττάρων μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τη συνολική ευημερία είναι ενός πολυκύτταρου οργανισμού. Μια οδυνηρή παράδειγμα είναι η λειτουργία του HSF1 στον καρκίνο. Από καιρό έχει αναφερθεί ότι καρκινικά κύτταρα μπορούν να συνεχίσουν να πολλαπλασιάζονται σε υποξικά και εχθρική μικροπεριβάλλοντα που διαφορετικά ανάπτυξη ανασταλτικά σε φυσιολογικά κύτταρα. Ως εκ τούτου, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι τα καρκινικά κύτταρα εμφανίζουν αυξημένα επίπεδα των πρωτεϊνών θερμικού σοκ (HSPs) για να διευκολυνθεί η αναδίπλωση των πρωτεϊνών που υπέστησαν βλάβη και διαλυτοποίηση συσσωματωμάτων πρωτεΐνης [10]. Ενώ η παρατήρηση αυτή υποδηλώνει έναν έμμεσο ρόλο της HSF1 στην εξέλιξη του καρκίνου, η άμεση επίπτωση της HSF1 για κακοήθειας έχει ανακαλυφθεί πρόσφατα [11]. Πράγματι, HSF1 βρέθηκε να ενεργοποιείται σε μια ευρεία ποικιλία των κακοήθων κυττάρων, και το πρότυπο του DNA κατάληψης από HSF1 σε τέτοια καρκινικά κύτταρα είναι διαφορετική από εκείνη των φυσιολογικών κυττάρων που εκτίθενται σε θερμικό σοκ. Έτσι, HSF1 οδηγεί μια ξεχωριστή μεταγραφικό πρόγραμμα που προάγει τον κυτταρικό μετασχηματισμό και διατηρεί κακοήθη ανάπτυξη. Εκτός από τις πολλές κλασικές γονίδια θερμικού σοκ, ο καρκίνος-ειδικά γονίδια σε αυτή την υποστήριξη πρόγραμμα ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου, σηματοδότηση, το μεταβολισμό, την προσκόλληση και τη μετάφραση. Επειδή αυτή η υπογραφή HSF1 σχετίζεται με κακή έκβαση των ασθενών σε διαφορετικούς τύπους ανθρώπινων καρκίνων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων του στήθους, του πνεύμονα και του παχέος εντέρου, HSF1 μπορεί να είναι ένας στόχος για τη γενική και αποτελεσματική θεραπευτικά του καρκίνου [11].

Για το σκοπό της τη μελέτη και τον έλεγχο της λειτουργίας των HSF1 στα κύτταρα και οργανισμούς, έχουμε ήδη εντοπιστεί ένα απταμερές RNA, AptHSF-RA1 [12]. Το απταμερές απομονώθηκε αρχικά σε ένα

in vitro

πείραμα επιλογής χρησιμοποιώντας Drosophila HSF1 ως στόχο, και αργότερα αποδείχθηκε ότι είναι σε θέση να αναγνωρίσει HSF1 σε ζυμομύκητες, Drosophila και ανθρώπους. Η ανάλυση εξαλείψεων ορίζεται ένα ελάχιστο μοτίβο σύνδεσης του απταμερούς αποτελείται από δύο στελέχη και ένα στέλεχος-βρόχος ενώνονται με ένα 3-way διασταύρωση [12]. Αυτό απταμερές αλληλεπιδρά με τον τομέα δέσμευσης DNA και μία παρακείμενη περιοχή συνδετήρα του HSF1, και ανταγωνίζεται με τα στοιχεία θερμικού σοκ DNA (HSEs) για δέσμευση σε HSF1. Σε εκχυλίσματα κυττάρων ζυμομύκητα, ο απταμερές αναστέλλει την μεταγραφή από προαγωγείς θερμικού σοκ, και όταν εκφράζεται σε ζωντανά κύτταρα μαγιάς, παράγει ένα ευαίσθητο σε θερμοκρασία φαινότυπο καθυστέρηση της ανάπτυξης και ειδικής ελάττωσης της έκφρασης γονιδίων θερμικού σοκ [13]. Σε Drosophila, αυτό απταμερές μειώνει τα επίπεδα Hsp83 και προκαλεί αναπτυξιακές ανωμαλίες που μιμούνται τις φαινοτύπους της μείωσης Hsp83. Το απταμερές καταστέλλει επίσης αποτελεσματικά τις φαινοτύπων που προκαλούνται από συστατικά ενεργές μορφές του υποδοχέα EGF και ογκοπρωτεΐνες Raf, τα οποία ρυθμίζονται οι πρωτεΐνες «πελάτης» της Hsp83 [14].

Εδώ στην παρούσα μελέτη, αναφέρουμε τα αντι- δραστηριότητα καρκίνος του παρόντος απταμερούς HSF1 σε καλλιεργημένα ανθρώπινα κύτταρα. Υιοθετήσαμε τη διμερή διαμόρφωση του AptHSF-RA1 χρησιμοποιούνται στη Drosophila [14], η οποία ονομάστηκε iaRNA

HSF1 ( «Οία» σημαίνει «ανασταλτική απταμερές»), και παρέδωσε το σε καρκινικά κύτταρα του τραχήλου HeLa με τη μορφή ενός συνθετικού γονίδιο με διαμόλυνση. Η αντικαρκινική δράση του απταμερούς εξετάστηκε στη συνέχεια μέσα από τρεις γραμμές των μελετών. Πρώτον, επιβεβαίωσε το μοριακό μηχανισμό της δράσης απταμερούς με τον προσδιορισμό της διακοπής της αλληλεπίδρασης HSF1 με συγγενή στοιχεία του DNA

in vitro

και

in vivo

. Δεύτερον, αποδείξει την ικανότητά του απταμερούς, όταν εκφράζεται σε καρκινικά κύτταρα, για την προώθηση της απόπτωσης και αναστολή του σχηματισμού αποικίας σε μαλακό άγαρ. Τέλος, θα αντιμετωπίσει το ζήτημα της εξειδίκευσης στα κύτταρα με την επίδειξη: (1) οι φαινότυποι απταμερούς καταστέλλεται από υπερέκφραση του HSF1 ή HSPs, (2) η έκφραση απταμερούς μειώνει την έκφραση του γονιδίου-στόχου HSF1, και (3) η έκφραση απταμερούς μειώνει το HSF1 διαμορφωμένο, ΜΑΡΚ μονοπατιού σηματοδότησης. Συλλογικά, τα αποτελέσματα μας συμφωνούν με προηγούμενες εκθέσεις που δείχνουν ότι HSF1 είναι κρίσιμη για τη διατήρηση της κυτταρικής μεταμόρφωσης. Επιπλέον, τα ευρήματά μας αυξήσει το ενδιαφέρον πιθανότητα ότι ένα απταμερές που αδρανοποιεί λειτουργικά HSF1 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εμποδίσει την ανθρώπινη πρόοδο του καρκίνου.

Μέθοδοι και Υλικά