ChIP等揭示糖皮質(zhì)激素和TET2共調(diào)控促進(jìn)癌癥轉(zhuǎn)移的表觀遺傳機(jī)制
結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是全球范圍內(nèi)致死率極高的癌癥之一，尤其是晚期患者。盡管手術(shù)切除是CRC的主要治療手段，但腫瘤轉(zhuǎn)移仍是影響患者長期生存的關(guān)鍵難題，而化療對(duì)于提高生存率的效果有限。糖皮質(zhì)激素（Glucocorticoids，GCs）通常用于緩解化療引起的嚴(yán)重副作用，然而，有證據(jù)顯示GCs可能削弱化療藥物的效果，并可能加速疾病進(jìn)展。目前，關(guān)于GCs如何影響化療效果和促進(jìn)腫瘤發(fā)展的分子機(jī)制尚不完全清楚，而揭示這些機(jī)制對(duì)于深化我們對(duì)癌癥治療中GCs作用的理解及可能的改進(jìn)至關(guān)重要。先前的研究發(fā)現(xiàn)糖皮質(zhì)激素受體（glucocorticoid receptor，GR）與胸腺嘧啶-DNA糖基化酶（TETs）之間存在相互作用，并提出了GR與TETs酶相互作用的假設(shè)。該發(fā)現(xiàn)可以為理解GCs在癌癥治療中的作用提供新的視角，并可能為改善癌癥患者的GC治療策略提供科學(xué)依據(jù)。
近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所宋琰未和任書強(qiáng)博士為共同第一作者，丹麥哥本哈根大學(xué)副教授/中國科學(xué)院HIM-BGI 組學(xué)中心研究員高飛為通訊作者，在《International Journal Of Cancer》雜志發(fā)表題為“Glucocorticoid promotes metastasis of colorectal cancer via co-regulation of glucocorticoid receptor and TET2”的研究論文，利用共免疫沉淀（Co-IP）、染色質(zhì)免疫沉淀測序（ChIP-seq）、Western blot、藥物再定位等實(shí)驗(yàn)揭示了GCs通過與GR和TET2共調(diào)控促進(jìn)CRC轉(zhuǎn)移中的分子機(jī)制，并探索可能的治療策略。
標(biāo)題：Glucocorticoid promotes metastasis of colorectal cancer via co-regulation of glucocorticoid receptor and TET2
期刊：International Journal Of Cancer
影響因子：IF 6.4 / 1區(qū)
技術(shù)平臺(tái)：Co-IP、ChIP-seq、RNA-seq等
研究對(duì)HEK293T細(xì)胞使用GR和TET家族蛋白（TET1、TET2、TET3）抗體進(jìn)行共免疫沉淀（Co-IP）和染色質(zhì)免疫沉淀測序（ChIP-seq）；通過Connectivity Map數(shù)據(jù)庫，利用HEK293和HCT116細(xì)胞系中GR和TET2的共有靶基因以及CRC差異表達(dá)基因（DEGs）進(jìn)行藥物再定位；在表達(dá)GR水平不同的CRC細(xì)胞系（即HCT116和HT29細(xì)胞系）中進(jìn)行細(xì)胞遷移和侵襲實(shí)驗(yàn)，地塞米松（Dex）處理導(dǎo)致兩個(gè)表達(dá)GR水平不同的CRC細(xì)胞系的細(xì)胞遷移率出現(xiàn)顯著差異。Co-IP和ChIP-seq分析驗(yàn)證了HEK293T細(xì)胞中GR和TET家族蛋白之間的互作。所選化合物Belinostat成功驗(yàn)證了其抗GC誘導(dǎo)的CRC細(xì)胞侵襲潛力。對(duì)Belinostat處理的HCT116細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析揭示了與癌癥轉(zhuǎn)移相關(guān)的靶基因下調(diào)。
本研究研究為理解GC誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制提供了寶貴的見解，引入了可能作為GC治療潛在輔助療法的新定位化合物。此外，本研究為探索CRC治療的新藥候選物指明了方向。
研究亮點(diǎn)：
對(duì)結(jié)直腸癌（CRC）細(xì)胞中糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移效應(yīng)的機(jī)制研究表明，在糖皮質(zhì)激素（GC）暴露后，不同糖皮質(zhì)激素受體（GR）表達(dá)水平的CRC細(xì)胞遷移率顯著變化。GR與TETs酶互作將糖皮質(zhì)激素信號(hào)和表觀遺傳調(diào)控相關(guān)聯(lián)。用belinostat共靶向GR和TET導(dǎo)致與轉(zhuǎn)移相關(guān)基因下調(diào)，為糖皮質(zhì)激素與癌癥之間的關(guān)系提供新見解。
研究方法
結(jié)果圖形
（1）GR表達(dá)作為糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)細(xì)胞遷移的中介及其對(duì)結(jié)直腸癌患者生存的影響；與GC促進(jìn)CRC細(xì)胞遷移相關(guān)的GR相關(guān)基因程序。
圖1：糖皮質(zhì)激素（GC）處理下的細(xì)胞遷移。
（A-C） HCT116（A）、HT29（B）和過表達(dá)GR的HT29（GR+ HT29）（C）分別用不同劑量的地塞米松（Dex）處理（對(duì)照組：0 nM；低劑量：100 nM；高劑量：1 μM）48小時(shí)和72小時(shí)。遷移的細(xì)胞通過乙酸依賴的結(jié)晶紫洗脫和590nm檢測吸光度進(jìn)行定量分析。
（D） TCGA數(shù)據(jù)集中461位COAD患者的整體Kaplan-Meier生存曲線，比較GR低表達(dá)組與GR高表達(dá)組。GR低表達(dá)：GR基因表達(dá)<1200；GR高表達(dá)：GR基因表達(dá)≥1200。
（E） HCT116細(xì)胞Dex處理與對(duì)照組以及HT29細(xì)胞Dex處理與對(duì)照組之間的Rank-rank超幾何重疊（RRHO）分析。
（2）GR與TET家族蛋白的互作及其共靶基因鑒定
(B) Venn圖顯示了GR在HEK293細(xì)胞中的目標(biāo)重疊基因，以及TET2和TET3在HEK293T細(xì)胞中的目標(biāo)重疊基因。
（3）基于核心共有靶基因GR和TET2蛋白的CRC藥物再定位。
(B) 化合物靶向基因、GR和TET2之間的蛋白互作。
（4）在HCT116細(xì)胞中驗(yàn)證再定位藥物belinostat在GC誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移中的作用。
（5）Belinostat處理誘導(dǎo)與癌癥轉(zhuǎn)移相關(guān)的靶基因下調(diào)。
易小結(jié)：
本研究通過多學(xué)科方法整合分子生物學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、表觀遺傳學(xué)和藥物發(fā)現(xiàn)，揭示了GCs通過GR和TET2的共同調(diào)控促進(jìn)CRC轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制，并提出了belinostat作為潛在的輔助治療手段，并為CRC的新藥開發(fā)提供了潛在的靶點(diǎn)。
研究亮點(diǎn)
Song Y, Ren S, Wu S, Liu W, Hu C, Feng S, Chen X, Tu R, Gao F. Glucocorticoid promotes metastasis of colorectal cancer via co-regulation of glucocorticoid receptor and TET2. Int J Cancer. 2024 Dec 11. doi: 10.1002/ijc.35285. PubMed PMID: 39661335.
近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所宋琰未和任書強(qiáng)博士為共同第一作者，丹麥哥本哈根大學(xué)副教授/中國科學(xué)院HIM-BGI 組學(xué)中心研究員高飛為通訊作者，在《International Journal Of Cancer》雜志發(fā)表題為“Glucocorticoid promotes metastasis of colorectal cancer via co-regulation of glucocorticoid receptor and TET2”的研究論文，利用共免疫沉淀（Co-IP）、染色質(zhì)免疫沉淀測序（ChIP-seq）、Western blot、藥物再定位等實(shí)驗(yàn)揭示了GCs通過與GR和TET2共調(diào)控促進(jìn)CRC轉(zhuǎn)移中的分子機(jī)制，并探索可能的治療策略。
標(biāo)題：Glucocorticoid promotes metastasis of colorectal cancer via co-regulation of glucocorticoid receptor and TET2
期刊：International Journal Of Cancer
影響因子：IF 6.4 / 1區(qū)
技術(shù)平臺(tái)：Co-IP、ChIP-seq、RNA-seq等
研究對(duì)HEK293T細(xì)胞使用GR和TET家族蛋白（TET1、TET2、TET3）抗體進(jìn)行共免疫沉淀（Co-IP）和染色質(zhì)免疫沉淀測序（ChIP-seq）；通過Connectivity Map數(shù)據(jù)庫，利用HEK293和HCT116細(xì)胞系中GR和TET2的共有靶基因以及CRC差異表達(dá)基因（DEGs）進(jìn)行藥物再定位；在表達(dá)GR水平不同的CRC細(xì)胞系（即HCT116和HT29細(xì)胞系）中進(jìn)行細(xì)胞遷移和侵襲實(shí)驗(yàn)，地塞米松（Dex）處理導(dǎo)致兩個(gè)表達(dá)GR水平不同的CRC細(xì)胞系的細(xì)胞遷移率出現(xiàn)顯著差異。Co-IP和ChIP-seq分析驗(yàn)證了HEK293T細(xì)胞中GR和TET家族蛋白之間的互作。所選化合物Belinostat成功驗(yàn)證了其抗GC誘導(dǎo)的CRC細(xì)胞侵襲潛力。對(duì)Belinostat處理的HCT116細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析揭示了與癌癥轉(zhuǎn)移相關(guān)的靶基因下調(diào)。
本研究研究為理解GC誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制提供了寶貴的見解，引入了可能作為GC治療潛在輔助療法的新定位化合物。此外，本研究為探索CRC治療的新藥候選物指明了方向。
研究亮點(diǎn)：
對(duì)結(jié)直腸癌（CRC）細(xì)胞中糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移效應(yīng)的機(jī)制研究表明，在糖皮質(zhì)激素（GC）暴露后，不同糖皮質(zhì)激素受體（GR）表達(dá)水平的CRC細(xì)胞遷移率顯著變化。GR與TETs酶互作將糖皮質(zhì)激素信號(hào)和表觀遺傳調(diào)控相關(guān)聯(lián)。用belinostat共靶向GR和TET導(dǎo)致與轉(zhuǎn)移相關(guān)基因下調(diào)，為糖皮質(zhì)激素與癌癥之間的關(guān)系提供新見解。
研究摘要
研究方法
- 細(xì)胞培養(yǎng)和轉(zhuǎn)染：對(duì)HT29和HCT116細(xì)胞系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過脂質(zhì)體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染方法過表達(dá)TET3和GR。
- Western blot分析：檢測蛋白表達(dá)水平。
- 細(xì)胞遷移和侵襲實(shí)驗(yàn)：評(píng)估不同GR表達(dá)水平的CRC細(xì)胞系對(duì)地塞米松（Dex）治療的遷移反應(yīng)。
- 共免疫沉淀（Co-IP）：研究GR與TET家族蛋白之間的互作。
- RNA-seq和ChIP-seq測序：分析GR和TET蛋白的共有靶基因。
- 藥物再定位：利用Connectivity Map數(shù)據(jù)庫，基于GR和TET2共有靶基因進(jìn)行藥物再定位分析。
結(jié)果圖形
（1）GR表達(dá)作為糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)細(xì)胞遷移的中介及其對(duì)結(jié)直腸癌患者生存的影響；與GC促進(jìn)CRC細(xì)胞遷移相關(guān)的GR相關(guān)基因程序。
圖1：糖皮質(zhì)激素（GC）處理下的細(xì)胞遷移。
（D） TCGA數(shù)據(jù)集中461位COAD患者的整體Kaplan-Meier生存曲線，比較GR低表達(dá)組與GR高表達(dá)組。GR低表達(dá)：GR基因表達(dá)<1200；GR高表達(dá)：GR基因表達(dá)≥1200。
（E） HCT116細(xì)胞Dex處理與對(duì)照組以及HT29細(xì)胞Dex處理與對(duì)照組之間的Rank-rank超幾何重疊（RRHO）分析。
（2）GR與TET家族蛋白的互作及其共靶基因鑒定
圖2：鑒定GR與TET蛋白的蛋白互作。
(A) GR與TET1、TET2和TET3蛋白的蛋白互作。從轉(zhuǎn)染了TET1-FLAG、TET2-FLAG和TET3-FLAG的HEK293T細(xì)胞制備的全細(xì)胞裂解液，并使用抗FLAG抗體進(jìn)行免疫沉淀，隨后使用靶向指定蛋白的抗體進(jìn)行免疫印跡。(B) Venn圖顯示了GR在HEK293細(xì)胞中的目標(biāo)重疊基因，以及TET2和TET3在HEK293T細(xì)胞中的目標(biāo)重疊基因。
（3）基于核心共有靶基因GR和TET2蛋白的CRC藥物再定位。
圖3：基于GR、TET2和CRC差異表達(dá)基因（DEGs）的共有靶基因列表的表觀藥物鑒定。
(A) 熱圖顯示不同基因列表中選定的潛在化合物（行）。(B) 化合物靶向基因、GR和TET2之間的蛋白互作。
（4）在HCT116細(xì)胞中驗(yàn)證再定位藥物belinostat在GC誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移中的作用。
圖4：HCT116細(xì)胞的侵襲能力。
（5）Belinostat處理誘導(dǎo)與癌癥轉(zhuǎn)移相關(guān)的靶基因下調(diào)。
圖5 比較遷移（under-layer）細(xì)胞系模型中692個(gè)上調(diào)基因。
易小結(jié)：
本研究通過多學(xué)科方法整合分子生物學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、表觀遺傳學(xué)和藥物發(fā)現(xiàn)，揭示了GCs通過GR和TET2的共同調(diào)控促進(jìn)CRC轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制，并提出了belinostat作為潛在的輔助治療手段，并為CRC的新藥開發(fā)提供了潛在的靶點(diǎn)。
研究亮點(diǎn)
- 揭示了GCs在CRC轉(zhuǎn)移中的分子機(jī)制。
- 鑒定了GR與TET蛋白之間的相互作用及其共同調(diào)控的基因。
- 通過藥物再定位策略，發(fā)現(xiàn)了可能對(duì)抗GC誘導(dǎo)的CRC細(xì)胞侵襲的化合物。
Song Y, Ren S, Wu S, Liu W, Hu C, Feng S, Chen X, Tu R, Gao F. Glucocorticoid promotes metastasis of colorectal cancer via co-regulation of glucocorticoid receptor and TET2. Int J Cancer. 2024 Dec 11. doi: 10.1002/ijc.35285. PubMed PMID: 39661335.
標(biāo)簽：
DNA甲基化
- 靶基因甲基化測序(Target-BS)等在揭示特應(yīng)性皮炎新發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用
- ChIP等揭示糖皮質(zhì)激素和TET2共調(diào)控促進(jìn)癌癥轉(zhuǎn)移的表觀遺傳機(jī)制
- 游離細(xì)胞DNA（cfDNA）檢測整體研究方案及其應(yīng)用案例
- DNA甲基化修飾整體研究方案技術(shù)介紹及經(jīng)典案例分析
- DNA甲基化詳解
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