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.2011年5月17日;19(5):652-63.
doi:10.1016/j.ccr.2011.04.002。 Epub 2011年4月21日。

c-Raf而非B-Raf对K-Ras癌基因驱动的非小细胞肺癌的发展至关重要

附属公司

c-Raf而非B-Raf对K-Ras癌基因驱动的非小细胞肺癌的发展至关重要

拉斐尔·布拉斯科等。 癌细胞. .

摘要

我们研究了Raf/Mek/Erk级联的单个成员在K-Ras癌基因驱动的非小细胞肺癌(NSCLC)发病中的作用。由于代偿活动,切除K-Ras癌基因表达的肺细胞中的Erk1或Erk2没有显著影响。然而,这两种Erk激酶的消除完全阻止了肿瘤的发展。Mek激酶也获得了类似的结果。B-Raf消融对肿瘤发展无明显影响。然而,c-Raf的表达对于非小细胞肺癌的发病是绝对必要的。有趣的是,在成年小鼠中同时消除c-Raf和B-Raf对正常体内平衡没有有害影响。这些结果表明,c-Raf在介导K-Ras信号传导中发挥着独特的作用,使其成为治疗干预的合适靶点。

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数字

图1
图1。K-Ras公司G12伏在缺乏Erk1或Erk2的情况下诱导非小细胞肺癌
(A)(左侧)的存续K-Ras公司+/G12伏;埃尔克1+/+(n=17)(开放圆)和K-Ras公司+/G12伏;埃尔克1−/−(n=14)只(实心圆)小鼠在8周龄时接受Ad-Cre治疗。()的存续K-Ras公司+/G12伏;Erk2型+/+(n=19)(开放圆)和K-Ras公司+/G12伏;Erk2型液氧/液氧(n=32)只(实心圆)小鼠在8周龄时接受Ad-Cre治疗。(B)(左侧)年观察到的按级别(I-IV)分类的肿瘤数量K-Ras公司+/G12伏;埃尔克1+/+(n=5)(开口钢筋)和K-Ras公司+/G12伏;埃尔克1−/−(n=5)(实心棒)小鼠在Ad-Cre治疗6个月后处死。()观察到的肿瘤数量,按等级(I-IV)分类K-Ras公司+/G12伏;Erk2型+/+(n=5)(开口钢筋)和K-Ras公司+/G12伏;Erk2型液氧/液氧(n=5)(实心棒)小鼠在Ad-Cre治疗6个月后处死。误差条表示平均值的+/-SD。根据Student的t检验计算p值。(C)Western blot分析Ad-Cre治疗8个月后收集的来自指定基因型的单个肿瘤的裂解液中pErk1/2、Erk1/2,pRsk和Rsk的表达。Gapdh显示为加载控件。箭头表示上述蛋白质的迁移。另请参见图S1。
图2
图2。完全消融Erk1/2激酶可防止居民诱发非小细胞肺癌K-Ras公司G12伏致癌基因
(A)的存续K-Ras公司+/G12伏;埃尔克1+/+;Erk2型+/+(n=14)(开放圆)和K-Ras公司+/G12伏;埃尔克1−/−;Erk2型液氧/液氧(n=11)只(实心圆)小鼠在8周龄时接受Ad-Cre治疗。(B)Ad-Cre治疗6个月后,对从具有指定基因型的小鼠收集的肺切片进行X-Gal染色。通过X-Gal染色鉴定的β-Geo阳性细胞(蓝色)对应于表达K-Ras的细胞G12伏.比例尺,5 mm。(C)观察到的肿瘤数量,按等级(I-IV)分类K-Ras公司+/G12伏;埃尔克1+/+;Erk2型+/+(n=7)(开口钢筋)和K-Ras公司+/G12伏;埃尔克1−/−;Erk2型液氧/液氧(n=10)(实心棒)小鼠在Ad-Cre治疗6个月后处死。误差条表示平均值的+/-SD。根据Student t检验计算p值。(D)(顶部)肿瘤个体基因组DNA的Southern blot分析K-Ras公司+/G12伏;埃尔克1−/−;Erk2型液氧/液氧Ad-Cre治疗8个月后的小鼠。DNA用KpnI消化,并用一个450 bp的DNA片段进行探测,该片段来自于漂浮序列外的第三个内含子。未合并的迁移Erk2型液氧等位基因(4.3kpb)与消融Erk2型负极等位基因(2.4kbp)用箭头表示。(底部)Western blot分析Ad-Cre治疗后8个月收集的单个肿瘤裂解物中Erk1和Erk2的表达K-Ras公司+/G12伏;埃尔克1+/+;Erk2型+/+K-Ras公司+/G12伏;埃尔克1−/−;Erk2型液氧/液氧老鼠。Erk2在Ad-Cre治疗的肿瘤中的存在K-Ras公司+/G12伏;埃尔克1−/−;Erk2型液氧/液氧小鼠,由于Erk2型液氧等位基因,表明Erk2对肿瘤的发展至关重要。Gapdh用作负荷控制。箭头表示上述蛋白质的迁移。(E)的存续Erk1型+/+;Erk2型+/+;RERT公司插入/插入(开圆圈)和埃尔克1−/−;Erk2型液氧/液氧;RERT公司插入/插入(实心圆圈)喂食老鼠随意含有他莫昔芬的饮食激活由RERT公司伯特等位基因。另请参见图S2。
图3
图3。K-Ras公司G12伏在没有Mek1或Mek2的情况下诱导非小细胞肺癌
(A)(左侧)的存续K-Ras公司+/G12伏;甲基苯丙胺1+/+(n=20)(开放圆)和K-Ras公司+/G12伏;甲基苯丙胺1液氧/液氧(n=14)只(实心圆)小鼠在8周龄时接受Ad-Cre治疗。()的存续K-Ras公司+/G12伏;墨西哥克2+/+(n=20)(开圆)和K-Ras公司+/G12伏;墨西哥克2−/−(n=19)只(实心圆)小鼠在8周龄时接受Ad-Cre治疗。(B)(左侧)年观察到的按级别(I-IV)分类的肿瘤数量K-Ras公司+/G12伏;甲基苯丙胺1+/+(n=7)(开口钢筋)和K-Ras公司+/G12伏;甲基苯丙胺1液氧/液氧(n=6)(实心棒)小鼠在Ad-Cre治疗6个月后处死。()观察到的肿瘤数量,按等级(I-IV)分类K-Ras公司+/G12伏;墨西哥克2+/+(n=5)(开口钢筋)和K-Ras公司+/G12伏;墨西哥克2−/−(n=5)(实心棒)小鼠在Ad-Cre治疗后6个月处死。误差条表示平均值的+/-SD。根据Student t检验计算p值。(C)Western blot分析Ad-Cre治疗8个月后收集的来自指定基因型的单个肿瘤的裂解液中pMek、Mek1、Mek2、pErk1/2和Erk1/2的表达。Gapdh用作负荷控制。箭头表示上述蛋白质的迁移。另请参见图S3。
图4
图4。消除Mek1/2激酶可防止内源性非小细胞肺癌的诱导K-Ras公司G12伏致癌基因
(A)的存续K-Ras公司+/G12伏;甲基苯丙胺1+/+;墨西哥克2+/+(n=10)(开放圆)和K-Ras公司+/G12伏;甲基苯丙胺1液氧/液氧;墨西哥克2−/−(n=14)只(实心圆)小鼠在8周龄时接受Ad-Cre治疗。(B)Ad-Cre治疗6个月后,对从具有指定基因型的小鼠收集的肺切片进行X-Gal染色。经X-Gal染色(蓝色)鉴定的β-Geo阳性细胞与表达K-Ras的细胞相对应G12伏.比例尺5 mm。(C)观察到的肿瘤数量,按等级(I-IV)分类K-Ras公司+/G12伏;甲基苯丙胺1+/+;墨西哥克2+/+(n=6)(开口钢筋)和K-Ras公司+/G12伏;甲基苯丙胺1液氧/液氧;墨西哥克2−/−(n=8)(实心条)小鼠。误差条表示平均值的+/-SD。根据Student t检验计算p值。(D)(顶部)肿瘤个体基因组DNA的Southern blot分析K-Ras公司+/G12伏;甲基苯丙胺1液氧/液氧;墨西哥克2−/−Ad-Cre治疗8个月后的小鼠。用HindIII消化DNA,并用从第二个loxP位点下游区域获得的680 bp DNA片段进行探测。未合并的迁移甲基苯丙胺1液氧等位基因(1.7 kbp)和甲基苯丙胺1负极等位基因(1.5kbp)用箭头表示。(底部)Western blot分析Ad-Cre治疗后8个月收集的单个肿瘤裂解物中Mek1和Mek2的表达K-Ras公司+/G12伏;甲基苯丙胺1+/+;墨西哥克2+/+K-Ras公司+/G12伏;甲基苯丙胺1液氧/液氧;墨西哥克2−/−老鼠。经Ad-Cre治疗的肿瘤中Mek1的存在K-Ras公司+/G12伏;甲基苯丙胺1液氧/液氧;墨西哥克2−/−小鼠,由于部分卵裂甲基苯丙胺1液氧等位基因,表明Mek1对肿瘤的发展至关重要。Gapdh用作负荷控制。箭头表示上述蛋白质的迁移(E)的存续甲基苯丙胺1+/+;墨西哥克2+/+;RERT公司ert/ert(n=6)(开放圆)和甲基苯丙胺1液氧/液氧;墨西哥克2−/−;RERT公司插入/插入(n=6)(实心圈)喂食小鼠随意含有他莫昔芬的饮食激活由RERT公司伯特等位基因。另请参见图S4。
图5
图5。B-Raf不需要用于K-Ras公司+/G12伏诱导的小鼠NSCLC
(A)的存续K-Ras公司+/G12伏;B-拉夫+/+(n=28)(开放圆)和K-Ras公司+/G12伏;B-拉夫液氧/液氧(n=25)只(实心圆)小鼠在8周龄时接受Ad-Cre治疗。(B)Ad-Cre治疗6个月后,对从具有指定基因型的小鼠收集的肺切片进行X-Gal染色。经X-Gal染色(蓝色)鉴定的β-Geo阳性细胞与表达K-Ras的细胞相对应G12伏.比例尺5 mm。(C)观察到的肿瘤数量,按等级(I-IV)分类K-Ras公司+/G12伏;B-拉夫+/+(n=5)(开放式钢筋)和K-Ras公司+/G12伏;B-拉夫液氧/液氧(n=5)(实心棒)小鼠。误差条表示平均值的+/-SD。根据Student t检验计算p值。(D)Western blot分析Ad-Cre治疗8个月后收集的来自指定基因型个体肿瘤的裂解液中B-Raf、c-Raf、A-Raf、pMek、Mek1、pErk1/2和Erk1/2的表达。Gapdh用作负荷控制。箭头表示上述蛋白质的迁移。(E类)在缺乏B-Raf的情况下,肿瘤保持磷酸化Erk表达。苏木精和伊红(H&E)(左边)用抗B-Raf抗体对连续石蜡固定切片进行免疫组化染色(中心)和抗pErk(正确的)抗体。切片取自经Ad-Cre处理的肺K-Ras公司+/G12伏;B-拉夫+/+(顶部)和K-Ras公司+/G12伏;B-拉夫液氧/液氧(底部)老鼠。插图显示了较大区域的细节。比例尺,主字段:0.5 mm,插入:0.02mm。另请参见图S5。
图6
图6。c-Raf对于K-Ras公司+/G12伏诱导小鼠非小细胞肺癌
(A)的存续K-Ras公司+/G12伏;c-Raf型+/+(n=22)(开放圆)和K-Ras公司+/G12伏;c-Raf型液氧/液氧(n=23)只(实心圆)小鼠在8周龄时接受Ad-Cre治疗。(B)Ad-Cre治疗6个月后,对从具有指定基因型的小鼠收集的肺切片进行X-Gal染色。经X-Gal染色(蓝色)鉴定的β-Geo阳性细胞与表达K-Ras的细胞相对应G12伏.比例尺,5 mm。(C)观察到的肿瘤数量,按等级(I-IV)分类K-Ras公司+/G12伏;c-Raf型+/+(n=8)(开口钢筋)和K-Ras公司+/G12伏;c-Raf型液氧/液氧(n=8)(实心棒)小鼠。误差条表示平均值的+/-SD。根据Student t检验计算p值。(D)) (顶部)Southern blot分析从单个肿瘤中提取的DNAK-Ras公司+/G12伏;c-Raf型液氧/液氧8周龄时用Ad-Cre颗粒感染小鼠。用PstI消化肿瘤DNA。诊断DNA片段的大小c-Raf型液氧c-Raf型负极显示了等位基因。(底部)Ad-Cre治疗8个月后收集的单个肿瘤裂解物中c-Raf表达的Western blot分析K-Ras公司+/G12伏;c-Raf型+/+K-Ras公司+/G12伏;c-Raf公司液氧/液氧老鼠。Ad-Cre治疗的肿瘤中c-Raf的存在K-Ras公司+/G12伏;c-Raf型液氧/液氧小鼠是由于卵裂不完全c-Raf型液氧等位基因。这些结果表明c-Raf对肿瘤的发展至关重要。Gapdh用作负荷控制。箭头表示上述蛋白质的迁移。另请参见图S6。
图7
图7。成年小鼠耐受广泛消融B-拉夫c-Raf型等位基因
(A)从小鼠组织中分离的DNA的Southern印迹分析c-Raf型液氧/液氧;RERT公司插入/插入喂食老鼠随意三苯氧胺饮食三个月(P30至P120)。用PstI酶切DNA,并用854 bp的DNA片段进行探测,该片段与第二个loxP位点下游内含子4中的序列相对应。消融者的迁移c-Raf型负极等位基因和未重组c-Raf型液氧等位基因用箭头表示。还指出了这些等位基因的诊断DNA片段的大小。而一些组织,如睾丸(Te)、卵巢(Ov)、心脏(Ht)和肌肉(Mu)显示部分c-Raf型液氧卵裂(50-70%),大部分组织,包括肺(Lu)、胃(St)、结肠(Co)、皮肤(Sk)、肠(In)、肝(Li)、肾(Ki)、胰腺(Pa)和脾脏(Sp)显示完全或几乎完全切除。脑组织(Br)作为阴性对照,因为他莫昔芬通过脑血屏障的效率有限。(B)从小鼠组织中分离的DNA的Southern印迹分析B-拉夫液氧/液氧;c-Raf型液氧/液氧;RERT公司插入/插入喂食老鼠随意三苯氧胺饮食三个月(P30至P120)。用HindIII消化DNA,并用一个422 bp的DNA片段进行探测,该片段与第一个loxP位点上游内含子12中的序列相对应。消融者的迁移B-Raf空(B-拉夫负极)和c-Raf为空(c-Raf型负极)等位基因以及未结合的B-拉夫液氧c-Raf型液氧等位基因用箭头表示。还指出了这些等位基因的诊断DNA片段的大小。(顶部)B-拉夫液氧等位基因在肺(Lu)、胃(St)、结肠(Co)、肾(Ki)、胰腺(Pa)、脾(Sp)和胸腺(Th)中几乎完全重组,在睾丸(Te)、卵巢(Ov)和心脏(Ht)中仅部分裂解。(底部)c-Raf型液氧等位基因在睾丸(Te)、卵巢(Ov)、心脏(Ht)、肺(Lu)、胃(St)和结肠(Co)中部分切除,在肾脏(Ki)、胰腺(Pa)、脾脏(Sp)和胸腺(Th)中完全重组。脑组织(Br)作为阴性对照。另见图S7。
图8
图8。B-Raf和c-Raf对于由野生型或致癌K-Ras信号驱动的原发性MEF的增殖和永生化不是必需的
(A)Western blot分析来自(顶部)三个独立MEF的B-Raf和c-Raf蛋白表达K-Ras公司+/G12伏;RERT公司插入/插入、K-Ras+/G12伏;B-拉夫液氧/液氧、RERT插入/插入、K-Ras+/G12伏;c-Raf公司液氧/液氧;RERT公司插入/插入K-Ras公司+/G12伏;B-拉夫液氧/液氧;c-Raf型液氧/液氧;RERT公司插入/插入胚胎和(底部)三个独立的K-Ras公司+/+;RERT公司插入/插入、K-Ras+/+;B-拉夫液氧/液氧;RERT公司ert/ert、K-Ras+/+;c-Raf型液氧/液氧;RERT公司插入/插入K-Ras公司+/+;B-拉夫液氧/液氧;c-Raf型液氧/液氧;RERT公司插入/插入胚胎。这些MEF在补充有10%FBS的DMEM培养基中在4OHT存在下培养5天,以激活常驻细胞的表达K-Ras公司G12伏致癌基因和消除c-Raf型液氧和/或B-拉夫液氧条件等位基因。Gapdh用作加载控制。箭头表示相应蛋白质的迁移。(B)上述主要MEF(n=3)的生长曲线。MEF在播种前5天在补充有10%FBS和600 nM 4OHT的DMEM培养基中生长。结果以任意吸光度单位显示。左侧面板:K-Ras公司+/G12伏;RERT公司插入/插入(实心圆),K-Ras公司+/G12伏;B-拉夫Δ/Δ;RERT公司插入/插入(开放方块),K-Ras公司+/G12伏;c-Raf型Δ/Δ;RERT公司插入/插入(开圆圈),K-Ras公司+/G12伏;B-拉夫Δ/Δ;c-Raf型Δ/Δ;RERT公司插入/插入(开放三角形)。右侧面板:K-Ras公司+/+;RERT公司插入/插入(实心圆),K-Ras公司+/+;B-拉夫Δ/Δ;RERT公司ert/ert(开放方块),K-Ras公司+/+;c-Raf型Δ/Δ;RERT公司插入/插入(开圆圈),K-Ras公司+/+;B-拉夫Δ/Δ;c-Raf型Δ/Δ;RERT公司插入/插入(开放三角形)。误差条表示平均值的+/-SD。(C) (左)Western blot分析五种独立MEF的B-Raf和c-Raf蛋白表达K-Ras公司+/G12伏;B型筏板液氧/液氧;RERT公司插入/插入、K-Ras+/G12伏;c-Raf型液氧/液氧;RERT公司插入/插入K-Ras公司+/G12伏;B-拉夫液氧/液氧;c-Raf型液氧/液氧;RERT公司插入/插入胚胎。两个样本K-Ras公司+/G12伏;雷雷特插入/插入还显示了胚胎。MEF在补充有2%FBS的DMEM培养基中在4OHT存在下培养5天,以激活常驻细胞的表达K-Ras公司G12伏致癌基因和消除c-Raf型液氧和/或B-拉夫液氧条件等位基因。Gapdh用作加载控制。箭头表示相应蛋白质的迁移。(右)上述主要MEF(n=5)的生长曲线。MEF在补充有2%FBS和600 nM 4OHT的DMEM培养基中生长。K-Ras公司+/G12伏;雷雷特插入/插入(实心圆),K-Ras公司+/G12伏;B型筏板Δ/Δ;RERT公司插入/插入(开放方块),K-Ras公司+/G12伏;c-Raf型Δ/Δ;RERT公司插入/插入(开圆圈),K-Ras公司+/G12伏;B-拉夫Δ/Δ;c-Raf型Δ/Δ;RERT公司插入/插入(开放三角形)。误差条表示平均值的+/-SD。(D)根据3T3协议(n=3),永久化(B)中所述的主要MEF。细胞在补充有10%FBS和600 nM 4OHT的DMEM培养基中培养。符号如(B)所述。误差条表示平均值的+/-SD。另见图S8。

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引用人

参考文献

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MeSH术语