跳到主要内容
访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
生物化学杂志。2013年12月6日;288(49): 35534–35547.
在线发布2013年11月4日。 数字对象标识:10.1074/jbc。M113.510669型
预防性维修识别码:项目经理3853299
PMID:24189068

蛋白精氨酸甲基转移酶5(PRMT5)抑制通过视网膜母细胞瘤抑癌途径的激活和多梳抑制复合物2(PRC2)沉默诱导淋巴瘤细胞死亡*

背景:PRMT5、PRC2和cyclin D1在非霍奇金淋巴瘤(NHL)中过度表达。

结果:PRMT5表达与低磷酸RB1和RBL2水平呈负相关。

结论:抑制PRMT5可激活RB1和RBL2,并使PRC2和细胞周期蛋白D1沉默。

意义:PRMT5抑制导致NHL生长停滞和细胞死亡。

关键词:染色质组蛋白修饰、细胞周期蛋白D1、白血病、淋巴瘤、视网膜母细胞瘤(Rb)、PRC2、PRMT5、RB1、RBL2

摘要

赖氨酸和精氨酸特异性酶介导的表观遗传调控在肿瘤发生中起着重要作用,II型蛋白精氨酸甲基转移酶PRMT5和多梳阻遏物复合物PRC2的表达增强与细胞增殖和存活增加有关。在这里,我们发现PRMT5在三种不同类型的非霍奇金淋巴瘤细胞系和临床样本以及小鼠原发性淋巴瘤细胞中过度表达,并且它通过灭活视网膜母细胞瘤蛋白RB1和RBL2上调PRC2的表达。虽然PRMT5表观遗传学控制RBL2的表达,但它通过增强细胞周期蛋白D1的表达间接促进RB1的磷酸化。此外,我们证明了PRMT5在非霍奇金淋巴瘤细胞系和小鼠原发性淋巴瘤细胞中的敲除导致RBL2的去表达和RB1的重新激活,而RBL2和RB1又反过来抑制PRC2的表达并触发其去表达CASP10公司DAP1(DAP1)HOXA5型、和人力资源部促凋亡靶基因。我们还发现,PRMT5表达减少通过TP53K372甲基化的丧失导致细胞周期蛋白D1转录抑制,这导致BCL3表达减少,NF-κB p52-HDAC1阻遏物复合物向细胞周期蛋白D_1启动子的募集增加。这些发现表明,PRMT5是一个主表观遗传调控因子,它控制自身靶基因和PRC2调控的靶基因的表达,其抑制可能为淋巴瘤患者提供一种有前景的治疗策略。

关键词:染色质组蛋白修饰、细胞周期蛋白D1、白血病、淋巴瘤、视网膜母细胞瘤(Rb)、PRC2、PRMT5、RB1、RBL2

介绍

在B细胞发育过程中,会发生一些DNA重组和修饰事件,从而形成适当的前B细胞群体(12). 然而,当B细胞分化时,可能发生异常DNA突变和易位,导致B细胞转化(). B细胞发育阶段的B细胞肿瘤包括套细胞淋巴瘤(MCL),2它代表3-10%的非霍奇金淋巴瘤(NHL)来源于初级淋巴滤泡或次级淋巴滤泡外套膜区的原始生发前中心(GC)B细胞亚群。这种疾病的标志是易位t(11;14)(q13;q32),在大多数(如果不是所有的话)病例中都能检测到,它将11q13处的细胞周期蛋白D1基因与14q32处的免疫球蛋白重链基因座并置(4). MCL被认为是不可治愈的,受影响的患者的中位生存期通常很短,这突出了新治疗策略的必要性(56).

当遇到抗原时,幼稚的B细胞被激活,并在成为成熟的B细胞之前进行GC反应。在GC反应期间,B细胞可能转化为滤泡性淋巴瘤或GC B细胞样弥漫性大B细胞淋巴瘤(GCB-DLBCL),即使在成熟后,B细胞仍然容易转化,如活化的B细胞样DLBCL(ABC-DLBCL(2). DLBCL是世界上最常见的非霍奇金淋巴瘤,根据全球基因表达谱可分为三种不同类型:GCB-DLBCL、ABC-DLBCL和原发性纵隔B细胞淋巴瘤(78). 尽管大多数GCB-DLBCL患者可以用抗CD20抗体利妥昔单抗结合化疗治愈,但>50%的ABC-DLBCL病人无法存活。尽管对MCL、GCB-DLBCL和ABC-DLBCL进行了分子分析,但我们仍然不了解驱动其启动、维持和进展的分子机制。

众所周知,癌基因和/或抑癌基因的表达改变会导致正常细胞转化为恶性衍生物(9). 具有生长调节功能的靶基因的激活和抑制在每一种被检测的癌症中都有报道,导致其失调的机制几乎总是涉及染色质的表观遗传修饰(911). 虽然DNA甲基化明显与基因沉默和肿瘤发生有关,但组蛋白在保守赖氨酸和精氨酸残基上的甲基化也被证明在癌症中起重要作用(12). 精氨酸甲基转移酶PRMT5蛋白导致组蛋白H3R8和H4R3的高甲基化已在许多癌症中被证明与肿瘤细胞的生长和生存有关(1314). 同样,EZH2水平增加(e(电子)z埃斯特小时奥莫洛格2)多梳阻遏物复合物PRC2的催化亚单位及其相关的H3(Me)K27标记在实体瘤和淋巴肿瘤中均有报道(1516).

PRMT5是精氨酸甲基转移酶蛋白家族的一员,它可以对称地甲基化多种细胞蛋白质中的精氨酸残基,包括组蛋白(13). PRMT5诱导组蛋白H3R8和H4R3的结果是靶向肿瘤抑制基因的转录抑制(1719). PRC2由四个核心亚单位EZH2、SUZ12组成(压缩机z埃斯特12同源),EED(e(电子)胚胎的e(电子)头皮动物d日开发)和RBBP4/7(埃蒂诺b条母细胞瘤b条编结第页蛋白质4/7),参与生长和发育调节基因的转录沉默(2021). 先前的工作表明,EZH2和EED的表达受E2F转录因子控制,已知E2F转录因素受视网膜母细胞瘤抑癌基因家族的调控(2223). 最近,我们小组的研究表明,PRMT5表观遗传学沉默RBL2、,从而增强E2F功能并促进细胞增殖(18). 鉴于这些结果以及PRMT5和PRC2在多种癌细胞中的表达增强,我们推断,通过其抑制RBL2表达的能力,PRMT5可能正调控PRC2水平。

使用来自三种不同NHL细胞类型的患者衍生细胞系,我们发现PRMT5通过转录沉默促进PRC2表达RBL2型RB1的过度磷酸化。我们还表明,shRNA介导的敲低对PRMT5的抑制重新激活RB1和RBL2肿瘤抑制剂;使阻遏物复合物恢复募集到EZH2型SUZ12型、和EED公司; 并重建PRC2促凋亡靶基因的表达CASP10公司DAP1(DAP1)(d日以斯-有关联的第页蛋白质1),HOXA5型、和人力资源部(H(H)k个爱尔兰共和国). 这些分子变化的最终结果是抑制NHL细胞生长和诱导细胞死亡。此外,我们还表明,在MCL、GCB-DLBCL和ABC-DLBCL人类临床样本中,PRMT5、PRC2及其表观遗传标记的水平升高,并且在NHL患者样本中RB1和RBL2均失活。为了证实我们的发现,我们发现小鼠原发性淋巴瘤细胞中PRMT5和PRC2水平升高,并且PRMT5基因敲除重新建立RB1/RBL2-E2F调节,这反过来降低PRC2水平并抑制PRC2表达DAP1(DAP1)HOXA5型、和人力资源部靶基因。综上所述,这些发现证明了PRMT5在控制NHL细胞生长和存活方面的作用。

实验程序

质粒构建与细胞感染

PRMT5的敲除是通过表达两个PRMT5项目-如前所述的特定shRNAs(sh-PRMT5-1和sh-PRMT 5-2)(24). 简言之,质粒pLenti×2DEST/sh-PRMT5-1、pLenti-CMV-GFP-DEST/sh_PRMT5-2和pLenti×2DEST/sh-PRMT5-2是通过首次克隆编码PRMT5项目-特定shRNAs进入进入载体pENTER/pTER+利用sense-1(5′-GATCCCCCAGTTTTGAGATGCCTATGTGTGTGCTCCATAAACTCAAACTGGCTTTTTGGAAAA-3′)引物和反义-1(5’-AGCTTTTCCAAAAGCCCAGTAGTGAGCCTTAGCTAGCGCGG-3′)的引物构建质粒pLenti×2DEST/sh-PRMT5-1和质粒pLenti-CMV-GFP-DEST/sh-PRMT5-1,而质粒pLenti×2DEST/sh-PRMT5-2是使用sense-2(5′-AAAA CACTTCATGTGACCTGTC-3′)和antinse-2(5′-AATCAGACATGAAGTTTCGTCTC-3′)引物构建的,这两个引物都设计成包括与BglII和HindIII相容的粘性末端,并被克隆到BglII-和HindIII-线性化pENTER/pTER中+矢量。阳性克隆经EcoRI消化鉴定并经DNA测序证实。接下来,质粒pENTER/pTER+/sh-PRMT5-1和pENTER/pTER+/如前所述,sh-PRMT5-2分别重组为pLenti×2DEST或pLenti-CMV-GFP-DEST载体(24),在pLenti×2DEST/sh-PRMT5-1和pLenti×2DEST/sh-PRMT 5-2的情况下,通过EcoRV消化或在pLenti-CMV-GFP-DEST/sh-PRMT5-1的情况中通过EcoRI消化鉴定阳性克隆,然后进行DNA测序。生成表达PRMT5项目-将特异性shRNA、质粒pLenti×2DEST/sh-PRMT5-1、pLenti×2DEST/sh-PRMT5-2或pLenti-CMV-GFP-DEST/sh-PRMT5-1与pLP1、pLP2和pVSG一起转染到293T细胞中,72小时后,收集上清液并用于感染NHL或Eμ-BRD2淋巴瘤细胞,如前所述(25).

细胞培养、B细胞分离和FACS分析

NHL细胞系和小鼠原代Eμ-BRD2淋巴瘤细胞在添加10%FBS和1 m丙酮酸钠。根据机构审查委员会批准的健康保险便携性和责任法案合规性方案收集正常人B细胞,并如前所述从扁桃体组织中分离(17). 按照制造商的规定,使用CD19 MicroBeads(Miltenyi Biotec)从FVB小鼠的脾脏中分离出小鼠正常B细胞,而小鼠原代Eμ-BRD2淋巴瘤细胞则是从FVB-雌性小鼠(Taconic Farms,Germantown,NY)的脾脏纯化出来的如前所述,使用RS-2000辐射器用4个灰烬进行亚致死性照射,并保持在含有磺胺甲恶唑(0.8 mg/ml)和甲氧苄啶(0.16 mg/ml)的水中(26). 为了评估淋巴瘤细胞的增殖,需要使用相等数量(8×105)将感染表达控制GFP shRNA(sh-GFP)或sh-PRMT5-1慢病毒的亲代细胞接种在6孔板中,每2天用台盼蓝染色法计数活细胞数,共6天。为了评估PRMT5抑制对细胞死亡的影响,8×105对照sh-GFP或试验sh-PRMT5-1细胞接种到6孔板中,72小时后收获,并按照制造商的规定用抗annexin V抗体和碘化丙啶(BD Biosciences)染色,然后在Beckman-Coulter FC500流式细胞仪上进行分析。监测Eμ-BRD2淋巴瘤细胞的生长体内,以等量(5×10)静脉注射亚致死剂量照射的8-9周龄FVB雌性小鼠4)用表达GFP以及对照sh-GFP或sh-PRMT5-1的慢病毒颗粒感染的GFP细胞分选的原发性淋巴瘤细胞。然后每天监测小鼠的淋巴瘤发展,并在首次出现临床症状时将其杀死。所有小鼠实验均按照联邦和机构动物护理和使用委员会的规定进行。

实时RT-PCR、ChIP、Western Blot和免疫荧光分析

使用TRIzol试剂分离总RNA,基本上如前所述进行逆转录(1924). 为了测量目标基因的mRNA水平,如前所述,使用TaqMan系统在10μl反应中进行实时PCR(17). 实时PCR分析中使用了以下引物集和探针:PRMT5项目(正向,5′-TATGTGGTACGCTCACA-3′;反向,5′-TGGCTGAAGGTAAACAGG-3′;探针31),RBL2型(正向,5′-TTGTGGGTCTTTTTATATGC-3′;反向,5′-TTTCCATAAACTAAAGTCCAAAGCA-3′;探针62),EZH2型(正向,5′-GAAACTTGTGAACGCCTAA-3′;反向,5′-CAACAAAACTGTCCTCT-3′;探针35),SUZ12型(正向,5′-GGGAGACTATTCTTGATGAGAG-3′;反向,5′-ACTGCAACGTAGGTCCTGA-3′;探针16),EED公司(正向,5′-ATCAATACTTTGGTTTATTCATTC-3′;反向,5′-ATTGAACTGCAACTTAAT-3′;探针21),β-肌动蛋白(正向,5'-GGTAGACGCGACTGTTG-3′;逆向,5′-GGCATGATCAACCTCAAC-3′;探针2),胱天蛋白酶10(正向,5′-GGGAAAAAGGCAGATAAGCA-3′;反向,5′-TCAGGACTGGGTAGCCTGAT-3′;探针18),DAP1(DAP1)(正向,5′-ACAGCAGAGACAGAGAGAGAATGG-3′;反向,5′-TGACCACGAGAGAACACA-3′;探针45),HOXA5型(正向,5′-CGTCCACGCACTCTCTC-3′;反向,5′-CTGGAGTGCTAGGGAGTT-3′;探针83),人力资源部(正向,5′-CCTGGAGCGATCGTAGAAAAC-3′;反向,5′-TGTTTTCTGCAGCTGTATTTC-3′;探针60),CCND1号机组(正向,5′-GAAGATCGTCGCCACCTG-3′;反向,5′-GACCTCCTCCTCGCACTTCT-3′;探针67),BCL3级(正向,5′-ACTGCCTTTGTACCCACTC-3′;反向,5′-GGTATAGGGTAGGCAGGT-3′;探针6),TP53型(正向,5′-TCACCATTCTTTGCCCCACT-3′;反向,5′-AAAGACCCAAACCAAAATG-3′;探针75),小鼠项目5(正向,5′-GCTGTCACCTGAGTGTCTGG-3′;反向,5′-GATGCTCACGCCATCT-3′;探针99),小鼠鄂尔多斯2(正向,5′-GTGGAGATTATTTCTCTCAGGA-3′;反向,5′-ACGAATTTGCCCTTTC-3′;探针35),小鼠苏西12(正向,5′-AAGTTCAAACAGCAGTTG-3′;反向,5′-GCTGCATGGAAGGCAGCAGTC-3′;探针16),小鼠伊德(正向,5′-CGATGGTTAGGCGATTGAT-3′;反向,5′-TCGCCAAGAGAGTCATTA-3′;探针88),小鼠2卢比(正向,5′-TGCTGTGTGCTTTTATATATATGC-3′;反向,5′-GAATGACGATCATCGCTAA-3′;探针60),小鼠Dap1型(正向,5′-TCAGCCTCATGGGACTAC-3′;反向,5′-AAAAATTTGAGGAGCCCATCC-3′;探针64),小鼠Hrk(小时)(正向,5′-ATGTCTCTTGCTCACTGAGAACT-3′;反向,5′-GTGTAGCGCCAGGAC-3′;探针16),小鼠霍克萨5(正向,5′-ACGGCCTACTCGCTACCT-3′;反向,5′-GTACGGTGAAGTGGAATTCTT-3′;探针32),小鼠1卢比(正向,5′-GCGCAACTAGCTAGAG-3′;反向,5′-TGCGCAAGCAACATAAA-3′;探针3),小鼠抄送1(正向,5′-CTCTCTCGCACTTCTGCT-3′;反向,5′-GGATTGCCATCCATGC-3′;探针67),小鼠Tp53型(正向,5′-GCGCGCGACAAATCCTC-3′;反向,5′-GCGCGCCCTAGCTACAAGGT-3′;探针74)和小鼠Bcl3公司(正向,5′-CTCCAGATGCTCCACAGTCC-3′;反向,5′-AAGCCAGAGCATCTTTCG-3′;探针94)。为了使mRNA水平正常化,使用1×预混合18S引物/探针集(Applied Biosystems)在对照和测试细胞系中测量18S rRNA水平。如前所述,为了监测靶基因的招募,使用来自正常或转化B细胞的交联染色质进行ChIP分析(1924). ChIP分析中使用了以下引物集和探针:RBL2型(正向,5′-ATTTTTGGCCCCCTTGAA-3′;反向,5′-GCACCCGTAGTCTTGAGCAC-3′;探针3),EZH2型(正向,5′-GGACGAGACAGACAGAT-3′;反向,5′-CCGTCTTTGTCTGAGTGC-3′;探针28),SUZ12型(正向,5′-GCAGGTTGTAGGGAGACGAA-3′;反向,5′-CGGTGTTGCGAGTCTTG-3′;探针19),EED公司(正向,5′-GGTACTTTCCATTCGCCAGA-3′;反向,5′-TCCTTGAGAAAAATGCAAAAC-3′;探针38),CCND1号机组(正向,5′-CGGGCTTTGATCTTTGCTTA-3′;反向,5′-TCTGCTGCTCTGCTACT-3′;探针1),以及BCL3级(正向,5′-CTGCATCCAGGATTCCAGTT-3′;反向,5′-GAGTGGCAGCTATGGTGA-3′;探头4)。

为了检测PRMT5及其下游靶基因的表达,如前所述,制备放射免疫沉淀分析(RIPA)提取物并通过Western blot分析进行分析(1927). 当测量磷酸-RB1水平时,在存在以下抑制剂的情况下制备RIPA提取物:10 mβ-甘油磷酸,1米VO(旁白)4和50米氟化钠。针对PRMT5及其表观遗传标记以及SUZ12的抗体已在前面描述过(171928). 抗RB1、RBL1、RBL2、EZH2、EED、E2F1–4、E2F6、HDAC1、HDAC2、cyclin D1、CDK4、CDK6、CDKN2A/p16、CDKN1A/p21、HOXA5、HRK、BCL3、p300和NF-κB p52的多克隆抗体购自圣克鲁斯生物技术公司。抗-EZH2、抗caspase-10、抗DAP1、抗caspase-3和抗磷酸化RB1(Ser-780、Ser-795和Ser-807/Ser-811)抗体购自Cell Signaling Technology,而抗H3(Me)K27、抗TP53和抗甲基-TP53抗体购自Abcam。抗H3K9ac和抗H3K14ac抗体均购自EMD Millipore,抗β-肌动蛋白抗体购自Sigma-Aldrich。如前所述进行免疫荧光实验(17).

免疫组织化学

为了评估PRMT5在NHL患者样本中的表达,我们使用了从53例MCL患者(34例常见、14例囊胚和5例多形性组织学亚型)和62例DLBCL患者(29例GCB和33例ABC组织学亚类)采集的福尔马林固定原发肿瘤样本。在第二个组织芯片(TMA)上进行研究,该芯片由福尔马林固定的石蜡包埋组织样品生成,对应于16例MCL和18例DLBCL病例,检测PRMT5、EZH2及其相关表观遗传标记的表达以及RB1、磷酸化RB1(Ser-795)和RBL2水平,包含在原始TMA中,用于研究PRMT5表达。这些实验中使用的第二个TMA是按照之前的报告构建的(29). 所有病例均取自博洛尼亚大学实验、诊断和专业医学系血液病理科的档案。根据世界卫生组织分类,MCL病例分为三种形态变体(4):9个常见变异体,4个囊胚变异体和3个多形变异体。根据Hans算法,DLBCL样本分为GCB类和ABC类(31):10个GCB-DLBCL和8个ABC-DLBCL。从TMA块上切下石蜡包埋切片(4-μm厚),脱蜡,然后在Dako-PT-Link(PT100/PT101,DakoCytomation,Glostrup,Denmark)加热,进行抗原提取。将载玻片置于92°C的EnVision FLEX高pH目标回收溶液(K8004,DakoCytomation)中5分钟,然后在室温下与以下抗体孵育:抗PRMT5(1:120稀释)、抗H3(Me2)R8(1:180),抗H4(Me2)R3(1:960)、抗EZH2(1:120)、抗H3(Me)K27(1:40)、抗RB1(1:120)、抗磷酸化RB1(Ser-795;1:30)和抗RBL2(1:120。用Dako REAL抗体稀释剂稀释所有抗体(S2022,Dako Cytomation)。使用碱性REAL碱性磷酸酶/RED兔/小鼠检测系统(K5005,DakoCytomation)进行免疫染色。最后,用苏木精对切片进行复染。对于阴性对照,省略了主要抗体。根据先前定义的标准,染色截止值大于30%的受检细胞被指定为阳性得分(29). 还记录了弱、中等或强染色强度。使用配备Olympus UPlanFI 40×/0.75数字孔径物镜的Olympas BX41显微镜对免疫组织化学制剂进行可视化,并使用Olympus CAMEDIA C-3040 Zoom数码相机拍摄图像。

统计分析

除非另有规定,否则结果以平均值±S.D.表示。配对t吨使用方差测试和分析生成第页分别使用两组之间的比较值和不同组中的多个样本时的值。

结果

PRMT5和PRC2的表达与RBL2水平呈负相关

我们之前发现PRMT5表观遗传学沉默RBL2型其表达及其敲除抑制淋巴瘤细胞生长(1718). 然而,PRMT5促进淋巴瘤细胞生长和存活的分子机制尚不清楚。EZH2是PRC2的催化亚单位,已被证明在转移性前列腺癌、乳腺癌以及淋巴瘤中高度表达(3234). 更有趣的是EZH2型是E2F转录因子的下游靶基因(23). 为了研究PRMT5、RBL2和PRC2之间的关系,我们检测了它们在三种不同类型的NHL细胞中的表达,包括GCB前MCL(Mino和JeKo)、GCB-DLBCL(Pfeiffer和Toledo)和GCB后ABC-DLBCL的表达(SUDHL-2和OCI-Ly3)(图1A类). PRMT5和PRC2均过度表达,而与正常静息或激活的CD19相比,NHL细胞中RBL2水平受到抑制+B细胞。与这些结果一致,实时RT-PCR显示PRC2组分的mRNA水平升高了1.6–5倍(第页< 10−3)还有那个RBL2型mRNA水平被抑制2–10倍(第页< 10−3)在NHL细胞系中(图1B类).

保存图片、插图等的外部文件。对象名为zbc0031470590001.jpg

过度表达的PRMT5表观遗传学沉默RBL2型并促进患者衍生NHL细胞系中PRC2的表达。 A类使用所示抗体通过免疫印迹法分析正常B细胞(静止或激活)、GCB前MCL(Mino和JeKo)、GCB-DLBCL(Pfeiffer和Toledo)和GCB后ABC-DLBCL细胞(SUDHL-2和OCI-Ly3)的RIPA提取物(20μg)。以抗β-肌动蛋白抗体为对照。B类、级别RBL2型EZH2型SUZ12型、和EED公司使用基因特异性引物和探针集,通过实时RT-PCR检测正常和转化的B细胞中的mRNA。本实验进行了三次,共三次,并使用18S rRNA作为内部对照。C类,ChIP实验使用免疫前处理对来自正常或转化B细胞的交联染色质进行(圆周率)、抗PRMT5、抗H3(Me2)R8和抗H4(Me2)R3抗体。ChIP化验分三次进行两次-计算每个抗体相对于免疫前样品的折叠富集度。D类,将正常休息和转化的B细胞固定并与指示的初级抗体孵育(抗体)用FITC-标记的羊抗兔抗体检测PRMT5、PRC2及其标记物和RBL2。DAPI染色细胞核。照片以[100放大倍数拍摄,每张图中的数据表示为平均值±标准差。

使用正常B细胞作为对照和来自每种NHL细胞类型的一个代表性细胞系,我们测试了PRMT5及其表观遗传学标记是否可以在RBL2型启动子(−85至−16)(图1C类). PRMT5及其诱导标记均富集2.5–8倍(第页< 10−3)在RBL2型所有三个NHL细胞系的启动子区域。我们还通过免疫荧光分析了PRMT5、PRC2和RBL2的全球水平(图1D类). 与Western blot结果一致,PRMT5、PRC2及其相关标记在NHL细胞系中升高。相反,正常B细胞中RBL2蛋白水平较高,NHL细胞中未检测到。这些观察结果表明,PRMT5通过其抑制RBL2的能力促进PRC2的表达。

PRMT5敲除导致RBL2去抑郁和PRC2沉默

为了确定PRMT5是否会影响RBL2和PRC2的表达,JeKo、Pfeiffer和SUDHL-2细胞被表达对照sh-GFP或两种慢病毒感染PRMT5项目-分析了特异性shRNA(sh-PRMT5-1和sh-PRMT5-2)、总RNA和RIPA提取物(图2). RNA和Western blot分析均表明,PRMT5敲除触发了RBL2型减压和PRC2消声(图2A类B类). 因为两者都是PRMT5项目-特定的shRNAs给出了类似的结果,我们仅使用sh-PRMT5-1进行了进一步的实验。为了进一步证实我们的Western blot结果,我们用免疫荧光法测量了PRMT5、RBL2和PRC2的全球水平(图2C类). 我们的研究结果表明,尽管PRMT5、PRC2及其诱导的表观遗传学标记升高,但在对照未感染和sh-GFP感染的Pfeiffer细胞中,RBL2的表达受到抑制。当PRMT5被敲除时,RBL2表达恢复,PRC2水平降低。通过免疫荧光在JeKo和SUDHL-2细胞中观察到类似结果(数据未显示)。此外,当我们测量对照组sh-GFP-和sh-PRMT5-1感染的NHL细胞的增殖时,PRMT5被敲除的细胞的生长受到明显抑制(图3A类)annexin V染色增强后,细胞死亡增强(图3B类)和caspase-3激活(图3C类). 根据这些结果,我们测试了PRMT5敲除是否会影响调节细胞死亡的PRC2下游靶基因的表达。根据之前发布的ChIP-Seq数据(3536),我们选择了四个PRC2促凋亡靶基因,包括CASP10公司,激活CASP3和CASP7的启动子半胱天冬酶(37);DAP1(DAP1)作为细胞凋亡的积极介质(38);HOXA5型,一种转录因子在60%以上的乳腺癌中沉默,其再表达可诱导细胞凋亡(39); 人力资源部通过抑制Bcl-2和Bcl-x激活细胞死亡L(左)(40). 实时RT-PCR分析表明,尽管PRC2前凋亡靶基因的再激活动力学在NHL细胞系内部和之间存在差异,但所有四个靶基因的失活率均为1.5-4倍(第页< 10−3)在PRMT5敲除细胞中(图3D类). 在JeKo和SUDHL-2细胞中观察到类似结果(数据未显示)。重要的是,转录去表达与CASP10、DAP1、HOXA5和HRK蛋白表达增加相关(图3E类). 总之,这些结果表明,PRMT5通过间接抑制细胞死亡诱导基因的表达来促进NHL细胞的生长和存活。

保存图片、插图等的外部文件。对象名为zbc0031470590002.jpg

PRMT5敲低导致RBL2重新激活和PRC2抑制。 A类,从感染对照sh-GFP、sh-PRMT5-1或sh-PRMT5-2慢病毒的JeKo、Pfeiffer和SUDHL-2细胞中分离的总RNA在感染后72小时通过实时RT-PCR进行分析,如图例所述图1B类数据表示为平均值±S.D。B类,RIPA提取物(20μg)是从未感染的对照组制备的(Ctrl键)感染(sh-GFP、sh-PRMT5-1或sh-PRMT 5-2)NHL细胞系,并使用所示抗体进行免疫印迹分析。加入抗β-肌动蛋白抗体以显示等负荷。C类对照组未感染、sh-GFP感染和sh-PRMT5-1感染的Pfeiffer细胞的免疫荧光检测如图例所述图1D类除TRITC标记的山羊抗兔抗体用作二级抗体外(抗体).

保存图片、插图等的外部文件。对象名为zbc0031470590003.jpg

PRMT5表达减少抑制NHL细胞生长并诱导细胞死亡。 A类通过接种8×10,检测sh-GFP-和sh-PRMT5-1感染NHL细胞的增殖5每2天计数一次活细胞数,连续6天。这个实验进行了两次,一式三份。B类使用碘化丙啶进行FACS分析,评估未感染和感染JeKo、Pfeiffer和SUDHL-2细胞的凋亡(圆周率)/膜联蛋白V染色。C类用对照sh-GFP或sh-PRMT5-1慢病毒感染JeKo、Pfeiffer和SUDHL-2细胞,并用Western blotting分析caspase-3的活化。未感染细胞作为对照(Ctrl键).D类,在指定时间从对照sh-GFP或sh-PRMT5-1感染的Pfeiffer细胞中制备总RNA,并表达CASP10公司DAP1(DAP1)HOXA5型、和人力资源部通过实时RT-PCR进行分析,如图例所述图1B.工程使用RIPA提取物(20μg)通过Western blotting评估感染sh-GFP或sh-PRMT5-1的JeKo、Pfeiffer和SUDHL-2细胞中PRC2前凋亡靶点的表达,如图例所述图2B类感染后72小时采集用于分析CASP10、HOXA5和HRK表达的样本,而感染后48小时分析DAP1表达。每个图表中的数据表示为平均值±S.D。

PRMT5表达减少使RB1/RBL2-HDAC2抑制复合物恢复向EZH2、SUZ12和EED启动子的募集

发现RBL2去表达与PRC2沉默相关,并且知道EZH2和EED的表达受E2F在人成纤维细胞中的控制(23),我们试图评估RB-E2F在NHL细胞PRC2调节中的作用。首先,我们检测了EZH2型SUZ12型、和EED公司使用TESS软件检测E2F-结合位点(-1到+0.5千碱基对)(41). 我们的分析表明,在大肠杆菌中有15和17个E2F结合位点EZH2型SUZ12型启动子,而EED公司启动子区仅包含一个E2F结合位点。使用识别个别E2F转录因子的抗体,我们使用来自正常和转化B细胞的交联染色质进行了ChIP分析(图4A类). E2F1–4的结合增加了2–9倍(第页< 10−3)正常B细胞PRC2组分启动子区;然而,与免疫前对照组相比,只有E2F1、E2F3和E2F4在NHL细胞中的结合增强。我们还检测了口袋蛋白的募集,发现RB1和RBL2的结合增强了2.5–6倍(第页< 10−4)在正常B细胞中,但在NHL细胞中没有。因为已知口袋蛋白通过与组蛋白脱乙酰酶的直接相互作用和募集来抑制E2F驱动的基因(22),我们还评估了PRC2亚单位启动子区H3K9和H3K14的HDAC2招募和乙酰化。与RB1和RBL2结合一致,HDAC2的招募增加了2.5–5.5倍(第页< 10−3)在正常B细胞中,但在NHL细胞中没有,这表明RB1/RBL2-HDAC2阻遏物复合物招募不足导致NHL细胞PRC2上调。

保存图片、插图等的外部文件。对象名为zbc0031470590004.jpg

PRMT5抑制恢复RB1/RBL2-HDAC2阻遏物复合物的募集EZH2型SUZ12型、和EED公司发起人。 A类,使用所示抗体免疫沉淀来自正常B细胞或Pfeiffer细胞的交联染色质,并检测PRC2亚单位的启动子序列,如图例所述图1C.B公司使用来自sh-GFP-或sh-PRMT5-1感染的Pfeiffer细胞的交联染色质进行实时ChIP分析-计算每个抗体相对于免疫前体的富集倍数(圆周率)样品。每个图表中的数据点显示两个独立实验的平均值,一式三份,并绘制为平均值±S.D。

为了评估PRMT5在PRC2调节中的作用,我们在对照sh-GFP和PRMT5敲除的Pfeiffer细胞中敲除了其表达,并监测了相关E2F和RB蛋白在PRC2组分启动子区域的募集(图4B类). 我们的结果表明,虽然E2F的结合没有变化,但有2-4倍(第页< 10−3)与对照细胞相比,PRMT5敲除细胞中RB1和RBL2募集增强。HDAC2的募集也增加,并伴随着PRMT5击倒细胞中PRC2组分启动子区域的H3K9/H3K14去乙酰化,突显了RB1/RBL2-HDAC2阻遏物复合物在PRC2调节中的重要作用。在JeKo和SUDHL-2细胞中观察到类似结果(数据未显示)。这些结果表明,PRMT5抑制激活RB1/RBL2并抑制PRC2表达。

PRMT5上调NHL细胞周期蛋白D1-CDK4/6增殖信号

细胞周期蛋白D1-CDK4/6-RB通路是各种癌细胞中改变的一个主要生长调节网络,它控制E2F驱动的转录组(4243). 我们通过ChIP分析发现,在PRMT5敲除细胞中,RB1募集增强到PRC2组分的启动子区域(图4)这表明RB1已恢复其转录抑制活性,这可能仅在RB1发生低磷酸化时发生。为了验证这个假设,我们检测了NHL细胞中PRMT5和磷酸化RB1之间的关系(图5A类). 我们发现,与正常B细胞相比,NHL细胞中多个位点(Ser-780、Ser-795和Ser-807/Ser-811)的RB1磷酸化更为丰富。我们还分析了细胞周期蛋白D1、CDK4、CDK6及其抑制剂的表达,发现尽管CDKN2A/p16和/或CDKN3/p21的表达增加,但RB1仍然过磷酸化,表明细胞周期蛋白D2-CDK4/6复合物在NHL细胞中具有功能。

保存图片、插图等的外部文件。对象名为zbc0031470590005.jpg

抑制PRMT5可拮抗细胞周期蛋白D1-CDK4/6信号传导。 A类用所示抗体通过免疫印迹法检测正常和转化B细胞的RIPA提取物(20μg)。对RB1,磷酸化-RB1。B类用对照sh-GFP或sh-PRMT5-1慢病毒感染JeKo、Pfeiffer和SUDHL-2细胞,并用Western blotting分析RIPA提取物(20μg)。未感染细胞作为对照(Ctrl键).C类,Pfeiffer细胞感染sh-PRMT5-1病毒PRMT5项目,细胞周期蛋白D1,BCL3级、和TP53型在不同时间点通过实时RT-PCR进行测量。为了进行比较,检测的目标基因的稳态水平是在感染前确定的,并显示在0小时的时间点。D类,RIPA提取物(20μg)使用所示抗体通过蛋白质印迹分析进行分析,但抗-TP53蛋白质印迹除外,其中分析了100μg的RIPA。在指定的时间点,使用指定的抗体对用对照sh-GFP或sh-PRMT5-1感染的Pfeiffer细胞的交联染色质进行ChIP实验。E类F类,实时RT-PCR和ChIP分析均进行了两次,一式三次,每个图中的数据点表示为平均值±S.D。圆周率,免疫前。

为了确定PRMT5是否参与促进细胞周期蛋白D1-CDK4/6信号传导,我们通过shRNA-介导的敲除抑制其在JeKo、Pfeiffer和SUDHL-2细胞中的表达,并监测细胞周期蛋白D 1-CDK4/6的表达以及RB1的磷酸化(图5B类). 在所有三种NHL细胞类型中,PRMT5抑制导致细胞周期蛋白D1表达降低。此外,我们注意到CDK6水平略有下降,而CDK4未受影响。为了测量细胞周期蛋白D1-CDK4/6复合物的活性,我们使用三种不同的抗体监测磷酸化RB1的水平。与细胞周期蛋白D1蛋白水平下降一致,PRMT5敲除NHL细胞系中RB1磷酸化被抑制。这些结果表明,细胞周期蛋白D1-CDK4/6介导的RB1磷酸化依赖于PRMT5的存在。

为了进一步阐明PRMT5抑制触发细胞周期蛋白D1下调的机制,我们测量了PRMT5敲除后不同时间点细胞周期蛋白DmRNA和蛋白的表达(图5C类D类). 细胞周期蛋白D1 mRNA水平早在36小时就开始下降,而在感染后48小时,敲除Pfeiffer细胞中的细胞周期蛋白D_1蛋白表达下降。在JeKo和SUDHL-2细胞中观察到类似的结果(数据未显示)。先前的研究表明,NF-κB p52-BCL3复合物驱动H1299和U2OS细胞中cyclin D1的表达,TP53介导的抑制BCL3级导致细胞周期蛋白D1转录抑制(44). 然而,TP53抑制的机制BCL3级仍然未知。同一份报告还显示,BCL3表达缺失促进NF-κB p52-HDAC1复合物的形成,该复合物积极抑制细胞周期蛋白D1的转录。

为了研究非霍奇金淋巴瘤细胞中cyclin D1的表达是否通过类似的机制进行调节,我们测量了TP53型BCL3级PRMT5基因敲除前后的mRNA和蛋白表达。我们发现了BCL3级感染后36小时转录被抑制,这与击倒Pfeiffer细胞中BCL3蛋白表达降低有关(图5C类D类). 敲低SUDHL-2细胞中也观察到BCL3表达降低(数据未显示)。然而,由于JeKo细胞尽管可以检测到TP53缺陷TP53型mRNA水平(参考。45数据未显示),我们分析了细胞周期蛋白D1,TP53型、和BCL3级感染表达sh-GFP或sh-PRMT5-1慢病毒的Mino细胞中的mRNA和蛋白表达以及RB1磷酸化(数据未显示)。与我们在Pfeiffer和SUDHL-2细胞中的发现一致,在PRMT5敲除的Mino细胞中,细胞周期蛋白D1的表达受到抑制,RB1的磷酸化也受到抑制(数据未显示)。此外,BCL3级mRNA和蛋白表达在感染后48h下降(数据未显示)。值得注意的是,TP53型在Pfeiffer和SUDHL-2细胞中,PRMT5敲除后36–48小时,mRNA和蛋白质表达增加,但在Mino细胞中没有增加(数据未显示),已知Mino细胞表达高水平的TP53(45)表明TP53参与BCL3级NHL细胞中的转录抑制。

验证TP53是否直接参与BCL3级转录抑制,我们监测其招募到BCL3级Pfeiffer细胞中的启动子(图5E类)以及Mino和SUDHL-2细胞(数据未显示)。TP53结合增强了2-4倍(第页< 10−3)在对照组sh-GFP和PRMT5击倒NHL细胞中,表明BCL3级转录抑制不依赖于TP53蛋白的诱导。因为TP53在Lys-372被KMT7(SET7/9)甲基化,并且已知这种修饰增强了TP53的转录活性(46),我们测量了它的水平以及在BCL3级PRMT5基因敲除前后的启动子。在所有三个NHL细胞系中,TP53K372甲基化在感染后48–72小时降低(图5D类),Lys-372-甲基化TP53与BCL3级启动子在感染后60-72小时出现最大下降(图5E类)表明TP53K372甲基化缺失与降低BCL3级启动子活性。我们还监测了p300和HDAC2的募集,发现它们的结合与TP53介导的BCL3级转录激活和抑制。

鉴于BCL3下调与细胞周期蛋白D1抑制同时发生,我们检测了NF-κB p52、BCL3和HDAC1在所有三种NHL细胞类型中向细胞周期蛋白D1启动子的募集(图5F类和数据未显示)。我们的研究结果表明,尽管NF-κB p52结合没有随时间而改变,但在PRMT5敲除的NHL细胞中,BCL3的募集在36小时开始出现稳定的减少,并在感染后72小时达到最大值。同时,在感染后36到72小时,HDAC1向细胞周期蛋白D1启动子的募集逐渐增加。总之,这些结果表明PRMT5通过调节TP53/NF-κB p52/BCL3途径促进细胞周期蛋白D1-CDK4/6的增殖信号传导。

PRMT5过度表达与非霍奇金淋巴瘤患者样本中RB1/RBL2失活和PRC2表达增强相关

确定PRMT5在NHL细胞系中过度表达,并通过RB1和RBL2的失活上调PRC2的表达,我们想验证我们在NHL患者样本中的发现。首先,我们评估了从MCL患者采集的原发性淋巴瘤样本中PRMT5的表达(n个=53),GCB-DLBCL(n个=29)和ABC-DLBCL(n个= 33) (表1). PRMT5在大多数MCL中大量表达,组织学亚型显示在普通MCL中阳性率为85%,在囊胚样变瘤中阳性率93%,在多形性变瘤中为100%。当我们检测DLBCL样本时,97%的GCB-DLBCL和100%的ABC-DLBCL显示PRMT5过度表达。

表1

PRMT5在原发性淋巴瘤肿瘤组织中的表达

根据世界卫生组织,MCL被分为三种形态变体(30). 根据Hans算法,DLBCL被分为GCB和ABC表型(31).

淋巴瘤组织学病例总数PRMT5-阳性PRMT5-阴性
MCL公司
    通用34295
    类囊虫14131
    多形的550

DLBCL(DLBCL)
    GCB公司29281
    基础知识33330

接下来,我们研究了从MCL、GCB-DLBCL和ABC-DLBCL患者采集的原发肿瘤样本中PRMT5、EZH2及其相关标记、RB1和RBL2的表达谱。然而,由于大多数TMA的组织可用性有限,这些研究是在如前所述的新构建的TMA上进行的(29). PRMT5及其诱导的H3(Me2)R8和H4(Me2)所有MCL、GCB-DLBCL和ABC-DLBCL患者均出现R3标记(图6表2). EZH2和H3(Me)K27在100%的MCL和ABC-DLBCL标本中呈强阳性。所有GCB-DLBCL样本均显示EZH2表达,80%的临床样本显示H3(Me)的全局染色)K27.有趣的是,所有淋巴瘤组织学亚型均显示RB1和磷酸化RB1(Ser-795)的弥漫性强核染色,这在88%的MCL样本和100%的GCB-DLBCL和ABC-DLBCL样本中检测到。与我们在患者来源的NHL细胞系中的发现一致,RBL2在所有原发性肿瘤标本中要么沉默,要么弱表达。这些结果支持了我们的细胞系数据,并进一步证明了PRMT5、磷酸化-RB1和PRC2之间的正相关性以及PRMT5和RBL2之间的反相关性。

保存图片、插图等的外部文件。对象名为zbc0031470590006.jpg

PRMT5的过度表达与PRC2和磷酸化RB1水平的增强以及RBL2型NHL临床样本中的抑制。MCL中PRMT5的过度表达(n个=16),GCB-DLBCL(n个=10)和ABC-DLBCL(n个=8)原发性肿瘤与H3(Me)相关2)R8和H4(Me2)R3超甲基化、RB1组成性磷酸化(Ser-795)、RBL2沉默、PRC2表达增加以及相关的H3(Me)K27标记。每个抗体显示三种肿瘤细胞类型的代表性面板。根据“实验程序”所述,对由可评估病例构建的TMA进行免疫组织化学染色

表2

临床样本中PRMT5、RB1、RBL2和EZH2免疫组织化学染色总结

免疫组织化学结果显示阳性病例数/可评价病例数。根据世界卫生组织,MCL被分为三种形态变体(30). 根据Hans算法,DLBCL被分为GCB和ABC表型(31).

淋巴瘤组织学PRMT5项目H3R8me2型H4R3me2型EZH2型H3K27me3型RB1型磷酸-RB1RBL2型
MCL公司
    通用9/99/99/99/99/99/98/92/9
    类囊虫4/44/44/44/44/44/43/40/4
    多形的3/33/33/33/33/33/33/31/3

DLBCL(DLBCL)
    GCB公司10/108/1010/109/108/1010/1010/105b条/9
    GCB后8/88/87月8日第6页,共8页8/88/88/81/8

微弱的积极性。

b条三例呈微弱阳性。

PRMT5敲除导致小鼠原发性淋巴瘤细胞死亡增加

为了证明PRMT5在控制淋巴瘤细胞生长和生存中的相关性,我们检测了其在来源于Eμ-BRD2转基因小鼠的小鼠原发性淋巴瘤细胞中的表达,该转基因小鼠表达BRD2(双br个奥莫d日含有omain的蛋白质2)在小鼠免疫球蛋白重链启动子增强子结构的控制下(26). Eμ-BRD2转基因小鼠的一个关键特征是,通过转录组分析确定,它们发展成与人类DLBCL相似的侵袭性B细胞淋巴瘤(47). 根据我们的结果,我们推断PRMT5在Eμ-BRD2原发性淋巴瘤细胞中的表达可能发生改变,并且可能通过RB-E2F通路的失活上调PRC2的表达。因此,我们检测了PRMT5及其靶基因在对照CD19中的表达+B细胞和Eμ-BRD2原发性淋巴瘤细胞(图7A类B类). 实时RT-PCR和蛋白质印迹分析显示,原发性淋巴瘤细胞中PRMT5和PRC2的表达升高,并与RBL2水平呈负相关。我们还发现,细胞周期蛋白D1表达增强与RB1磷酸化呈正相关。

保存图片、插图等的外部文件。对象名为zbc0031470590007.jpg

PRMT5、PRC2和cyclin D1在小鼠原发性淋巴瘤细胞中的表达升高。 A类,对来自正常B和Eμ-BRD2细胞的总RNA进行实时RT-PCR,并按照图例中的描述测定指示的靶基因水平图1B类β-肌动蛋白mRNA水平显示为对照。B类,RIPA提取物(40μg)使用所示抗体进行免疫印迹分析。总RNA(C类E类)和RIPA提取物(D类F类)在感染后48h收集,并测定指示的靶基因和蛋白水平。G、 Kaplan-Meier曲线显示注射感染对照sh-GFP-GFP或sh-PRMT5-1-GFP慢病毒的活化Eμ-BRD2细胞的小鼠存活率。在感染对照sh-GFP-GFP或sh-PRMT5-1-GFP慢病毒之前,通过添加重组人白细胞介素-4(15 ng/ml)和山羊抗人IgG+IgM(15μg/ml)激活Eμ-BRD2细胞24小时。通过FACS分析纯化GFP阳性对照和试验细胞,并将其注射到亚致死剂量照射的FVB小鼠体内。H(H),从小鼠中分离出的脾脏重量如所示G.I公司激活的Eμ-BRD2淋巴瘤细胞感染对照sh-GFP-GFP或sh-PRMT5-1-GFP慢病毒,并用碘化丙啶染色(圆周率)和annexin V 72小时后,通过FACS分析进行分析,如图例所述图3B类通过添加15 ng/ml重组人白细胞介素-4和15μg/ml山羊抗人IgG+IgM激活Eμ-BRD2细胞。J型,单个小鼠的重量(n个=11/组)注射sh-GFP-GFP-或sh-PRMT5-1-GFP感染的淋巴瘤细胞,监测2周,并在第0天恢复正常。各组的平均重量绘制为平均值±S.D。

为了评估PRMT5在Eμ-BRD2原发性淋巴瘤细胞中对PRC2调节的作用,我们敲除了其表达,并测量了感染后72小时RB1、RBL2和PRC2组分的水平以及RB1磷酸化(图7C类D类). 我们发现PRC2表达降低,并与RBL2去表达和RB1磷酸化降低相关。我们还发现,cyclin D1的表达在转录水平上受到抑制,并且与BCL3级镇压。更重要的是,在PRMT5敲除的原发性淋巴瘤细胞中,TP53K372甲基化也降低,这表明细胞周期蛋白D1的调节机制在人和小鼠淋巴瘤细胞之间是保守的。与PRC2水平下降一致,DAP1、HOXA5和HRK在PRMT5敲低细胞中的表达增加,并伴有细胞死亡增加(图7E类F类、和).

由于Eμ-BRD2原发性肿瘤细胞诱导侵袭性淋巴瘤,导致动物在2-3周内死亡,我们评估了PRMT5敲低对其生长和存活的影响体内用对照的sh-GFP-GFP或sh-PRMT5-1-GFP慢病毒感染小鼠原发性淋巴瘤细胞,感染后24–36 h通过FACS分析纯化GFP阳性细胞,并立即注射到亚致死剂量的FVB小鼠中(图7G公司). Kaplan-Meier生存曲线显示小鼠(n个=11)注射对照sh-GFP淋巴瘤细胞后13-15天内死亡,并出现脾肿大(图7H(H))以及减肥(图7J型). 此外,对患病动物的尸检显示,在外周血、骨髓、淋巴结、肺、肝、肾和胰腺中有淋巴瘤的证据(数据未显示)。相反,注射sh-PRMT5-1-GFP淋巴瘤细胞的小鼠(n个=11)存活>24周,无任何临床症状(第页< 10−4). 这些结果表明,PRMT5抑制导致原发性淋巴瘤细胞生长停滞和死亡。

讨论

要了解癌细胞如何获得生存和增殖的能力,就需要发现导致靶基因异常表达的机制,而靶基因的异常表达反过来又会对关键的调控检查点产生不利影响。我们已经确定PRMT5在三种不同类型的NHL细胞系和临床样本中过度表达,并且它通过RB1和RBL2的失活上调PRC2的表达。我们已经证明PRMT5在表观遗传学上使RBL2沉默,并通过磷酸化间接促进RB1失活。因此,这些事件导致RB1/RBL2-HDAC2阻遏物复合物向EZH2型SUZ12型、和EED公司启动子,增强NHL细胞中PRC2的表达和功能。我们已经证明,PRMT5敲除可重新激活NHL细胞系和小鼠原发性淋巴瘤细胞中的RB1/RBL2-E2F抑癌途径,并拮抗细胞周期蛋白D1-CDK4/6信号。进一步研究表明,尽管PRMT5、PRC2及其诱导的表观遗传标记的水平增强,但NHL临床样本中RB1和RBL2均失活。与我们在NHL细胞系和患者样本中的发现一致,我们已经表明,PRMT5过度表达导致小鼠原发性淋巴瘤细胞中PRC2和cyclin D1水平增强,并且PRMT5敲除可恢复RB1和RBL2肿瘤抑制活性,诱导促凋亡靶基因的表达,并在侵袭性DLBCL小鼠模型中抑制肿瘤细胞生长和存活。

我们的研究结果表明,RB1和RBL2的激活恢复了EZH2型SUZ12型、和EED公司发起人,这反过来会导致CASP10公司DAP1(DAP1)HOXA5型、和人力资源部促凋亡靶基因并促进淋巴瘤细胞死亡。我们已经证明RB1去磷酸化的原因主要是由于cyclin D1表达减少,这取决于TP53K372甲基化的丧失。TP53K372甲基化的改变可能会影响其与辅激活蛋白相互作用的能力,并有利于其与辅阻遏物的结合。事实上,我们的结果支持这一观点,因为我们发现TP53的招募BCL3级启动子未受影响,而甲基化TP53K372的结合在PRMT5抑制后受到抑制。同时,p300与BCL3级启动子减少,HDAC2招募增加。先前的研究表明,H1299或U2OS细胞中BCL3表达降低的结果是NF-κB p52-HDAC1阻遏物复合物的形成和募集到cyclin D1启动子(44). 我们的结果支持这种细胞周期蛋白D1转录抑制模型,如BCL3募集的逐渐丧失、持续的NF-κB p52结合以及HDAC1在PRMT5敲除NHL细胞的细胞周期蛋白D1启动子处的富集。

从这些实验中产生的一个问题是,PRMT5抑制如何触发TP53K372甲基化的丧失。众所周知,TP53在不同的位置被不同的赖氨酸甲基转移酶甲基化,包括KMT7和KMT3C(4648). 组蛋白被特定的去甲基化酶TP53(Me2)K370被KDM1(LSD1)脱甲基,这是一种使TP53活性降低的事件(49). 很容易推测,PRMT5通过抑制目前未鉴定的TP53K372脱甲基酶的表达来控制TP53K37.2甲基化。在抑制PRMT5后,去甲基化酶的去表达将降低转录活性、甲基化TP53K372的水平,并触发BCL3级镇压。另一种可能性是PRMT5可能在维持KMT7表达中发挥积极作用。在这种情况下,PRMT5敲除将减少KMT7的表达从头开始TP53K372甲基化。目前,尚不清楚其中一种或两种情况是否有效,但需要进行更多调查,以确定PRMT5对TP53翻译后监管的贡献。

我们已经证明,尽管JeKo细胞缺乏TP53表达,但PRMT5的敲除会导致细胞周期蛋白D1的抑制和RB1磷酸化的丢失。对这一结果的一种解释是,有其他机制参与调节细胞周期蛋白D1的表达,这些机制受PRMT5抑制的影响。事实上,细胞周期蛋白D1被认为是Wnt/β-catenin信号通路的直接靶点,最近研究表明,该信号通路通过PRC2介导的Wnt拮抗剂抑制而在肝细胞癌细胞中构成性开启AXIN2型NKD1号机组PPP2R2B型价格1、和SFRP5系列(50). 因此,可能通过其促进PRC2表达的能力,PRMT5间接有助于Wnt拮抗剂的抑制,并且PRMT5敲低可以抑制Wnt/β-catenin信号传导,从而引起细胞周期蛋白D1的转录抑制。另一种可能的解释是,PRMT5表观遗传学沉默了细胞周期蛋白D1特异性微RNA,这些微RNA在PRMT5敲除后被释放,并抑制了细胞周期素D1的表达。最近的研究表明,miR-33抑制Huh7和A549细胞系中cyclin D1和CDK6的表达,从而支持细胞周期蛋白D1调节机制(30),我们的结果表明,除了miR-33外,PRMT5表观遗传沉默了JeKo细胞中的另外两种细胞周期蛋白D1特异性microRNA,即miR-96和miR-507。此外,我们实验室正在进行的研究清楚地表明,PRMT5敲除导致miR-33、miR-96和miR-507的去表达。值得注意的是,转录和翻译调节机制可能在JeKo细胞以及其他NHL细胞系中都起作用,研究每个调节步骤在多大程度上影响PRMT5抑制背景下的细胞周期蛋白D1表达将非常重要。

我们的研究结果表明,PRMT5在小鼠原发性淋巴瘤细胞中的抑制导致RB1/RBL2-E2F抑癌通路的重新激活;抑制PRC2复合物;和解除压力DAP1(DAP1)HOXA5型、和人力资源部促凋亡基因。此外,我们已经确定,患者衍生NHL细胞系中恢复的相同调节网络也在Eμ-BRD2原发性淋巴瘤细胞中重新激活,如TP53K372甲基化缺失和BCL3和cyclin D1表达降低所证明的。此外,当我们降低原发性淋巴瘤细胞中PRMT5的表达并检测其生长和生存时体内,我们发现PRMT5项目-将特异性shRNA感染的原发性淋巴瘤细胞植入亚致死剂量照射的FVB小鼠中,与对照组相比,存活率显著提高,将PRMT5确立为重要的分子靶点,并证明抑制PRMT5是一种有前景的表观遗传学治疗。

致谢

我们感谢A.N.Imbalzano提供慢病毒表达载体,感谢H.Al Omrani帮助小鼠正常B细胞和原发性淋巴瘤细胞纯化。

*这项工作得到了NCI(给S.S.)国家卫生研究院拨款R01 CA116093的全部或部分支持。这项工作还得到了白血病研究基金会MCL倡议和意大利联合会(AIRC)5X100 10007号拨款(给S.P.)的支持。

V.Karkhanis和S.Sif,未公布数据。

2使用的缩写如下:

MCL公司
套细胞淋巴瘤
非霍奇金淋巴瘤
非霍奇金淋巴瘤
GC公司
生前中心
GCB-DLBCL公司
GC B细胞样弥漫性大B细胞淋巴瘤
ABC-DLBCL公司
激活的B细胞样DLBCL
sh-GFP公司
GFP shRNA
RIPA公司
放射免疫沉淀分析
TMA公司
组织微阵列
TRITC公司
异硫氰酸四甲基罗丹明。

参考文献

1Küppers R.、Klein U.、Hansmann M.L.、Rajewsky K.(1999)人类B细胞淋巴瘤的细胞起源.北英格兰。医学杂志.341, 1520–1529 [公共医学][谷歌学者]
2Stevenson F.K.、Sahota S.S.、Ottensmeier C.H.、Zhu D.、Forconi F.、Hamblin T.J.(2001)B细胞源性人类恶性肿瘤中V基因突变的发生及意义.高级癌症研究.83, 81–116 [公共医学][谷歌学者]
三。Nogai H.、Dörken B.、Lenz G.(2011年)非霍奇金淋巴瘤的发病机制.临床杂志。Oncol公司.29,1803年至1811年[公共医学][谷歌学者]
4Swerdlow S.H.、Campo E.、Seto M.、Müller-Hemrelink H.K.(2008)外套细胞淋巴瘤.英寸WHO造血和淋巴组织肿瘤分类(Swerdlow S.H.、Campo E.、Harris N.L.、Jaffe E.S.、Pileri S.A.、Stein H.、Thiele J.、Vardiman J.W.编辑)第229-232页,IARC出版集团,法国里昂[谷歌学者]
5Fisher R.I.、Dahlberg S.、Nathwani B.(1995)两种惰性淋巴瘤的临床分析:套细胞淋巴瘤和边缘区淋巴瘤(包括粘膜相关淋巴组织和单核细胞增多症B细胞亚类):西南肿瘤集团的一项研究.血液 85, 1075–1082 [公共医学][谷歌学者]
6特奥多诺维奇一世、皮塔卢加S.、克鲁因·奈曼斯J.C.(1995)四种不同方案对64例幔细胞淋巴瘤的疗效:与498种其他非霍奇金淋巴瘤亚型的临床病理比较——欧洲癌症淋巴瘤研究与治疗组织合作小组.J.克林·昂科尔.13, 2819–2826 [公共医学][谷歌学者]
7Alizadeh A.A.、Eisen M.B.、Davis R.E.、Ma C.、Lossos I.S.、Rosenwald A.、Boldrick J.C.、Sabet H.、Tran T.、Yu X.、Powell J.I.、Yang L.、Marti G.E.、Moore T.、Hudson J.、Jr.、Lu L.、Lewis D.B.、Tibshirani R.、Sherlock G.、Chan W.C.、Greiner T.C.、Weisenburger D.、Armitage J.O.、Warnke R.、Levy R.、Wilson W.、Grever M.R.、Byrd J.C.、。,Botstein D.、Brown P.O.、Staudt L.M.(2000)通过基因表达谱确定不同类型的弥漫性大B细胞淋巴瘤.自然 403, 503–511 [公共医学][谷歌学者]
8Rosenwald A.、Wright G.、Chan W.C.、Connors J.M.、Campo E.、Fisher R.I.、Gascoyne R.D.、Muller-Hermelink H.K.、Smeland E.B.、Giltnane J.M..、Hurt E.M.、Zhao H.、Averett L.、Yang L.、Wilson W.H.、Jaffe E.S.、Simon R.、Klausner R.D.和Powell J.、Duffey P.L.、Longo D.、Greiner T.C.、Weisenburger D.、Sanger W.G.、Dave B.J.、Lynch。C.、Vose J.、Armitage J.O.、Montserrat E.、López-Guillermo A.、Grogan T.M.、Miller T.P.、LeBlanc M.、Ott G.、Kvaloy S.、Delabie J.、Holte H.、Krajci P.、Stokke T.、Staudt L.M.(2002)分子分析在预测弥漫性大B细胞淋巴瘤化疗后生存率中的应用.北英格兰。医学杂志.346, 1937–1947 [公共医学][谷歌学者]
9Hanahan D.、Weinberg R.(2011年)癌症的标志:下一代.单元格 144, 646–674 [公共医学][谷歌学者]
10Baylin S.B.、Jones P.A.(2011年)癌症表观基因组研究十年——生物学和翻译意义.Nat.Rev.癌症 11, 726–734[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
11Bracken A.P.、Helin K.(2009年)多梳群蛋白:癌症谱系通路的导航者误入歧途.Nat.Rev.癌症 9,773–784[公共医学][谷歌学者]
12Chi P.、Allis C.D.、Wang G.(2010)共价组蛋白修饰——人类癌症中的误写、误解和误读.Nat.Rev.癌症 10, 457–469[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
13Füllgrabe J.、Kavanagh E.、Joseph B.(2011)组蛋白肿瘤修饰.癌基因 30, 3391–3403 [公共医学][谷歌学者]
14Karkhanis V.、Hu Y.J.、Baiocchi R.A.、Imbalzano A.N.、Sif S.(2011)PRMT5诱导甲基化在生长控制和发育中的多功能性.生物化学趋势。科学.36, 633–641[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
15Yang Y.,Bedford M.T.(2013)蛋白质精氨酸甲基转移酶与癌症.Nat.Rev.癌症 13,37–50[公共医学][谷歌学者]
16Chase A.,Cross N.C.(2011年)癌症中EZH2的畸变.临床。癌症研究.17, 2613–2618 [公共医学][谷歌学者]
17Pal S.、Baiocchi R.A.、Byrd J.C.、Grever M.R.、Jacob S.T.、Sif S.(2007)低水平miR-92b/96诱导套细胞淋巴瘤中PRMT5翻译和H3R8/H4R3甲基化.欧洲工商管理硕士J.26, 3558–3569[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
18Wang L.、Pal S.、Sif S.(2008)蛋白精氨酸甲基转移酶5抑制白血病和淋巴瘤细胞中肿瘤抑制因子RB家族的转录.分子细胞。生物.28, 6262–6277[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
19Tae S.、Karkhanis V.、Velasco K.、Yaneva M.、Erdjument-Bromage H.、Tempst P.、Sif S.(2011)溴化酶蛋白7与PRMT5和PRC2相互作用,并参与其靶基因的转录抑制.核酸研究.39, 5424–5438[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
20Simon J.A.、Kingston R.E.(2009年)Polycomb基因沉默的机制:已知和未知.自然修订分子细胞生物学.10, 697–708 [公共医学][谷歌学者]
21Margueron R.、Reinberg D.(2011年)Polycomb复合体PRC2及其生命标志.自然 469, 343–349[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
22Harbour J.W.,Dean D.C.(2000年)Rb/E2F途径:扩大作用和新兴范式.基因开发.14, 2393–2409 [公共医学][谷歌学者]
23Bracken A.P.、Pasini D.、Capra M.、Prosperini E.、Colli E.、Helin K.(2003)玛格伦.欧洲工商管理硕士J.22,5323–5335[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
24Karkhanis V.、Wang L.、Tae S.、Hu Y.J.、Imbalzano A.N.、Sif S.(2012)蛋白精氨酸甲基转移酶7通过甲基化聚合酶δ催化亚基基因的启动子组蛋白H2A和H4调节细胞对DNA损伤的反应,POLD1(POLD1).生物学杂志。化学.287, 29801–29814[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
25Campeau E.、Ruhl V.E.、Rodier F.、Smith C.L.、Rahmberg B.L.、Fuss J.O.、Campisi J.、Yaswen P.、Cooper P.K.、Kaufman P.D.(2009)哺乳动物细胞中蛋白质表达和缺失的多功能病毒系统.公共科学图书馆 4,e6529。[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
26Greenwald R.J.、Tumang J.R.、Sinha A.、Currier N.、Cardiff R.D.、Rothstein T.L.、Faller D.V.、Denis G.V.(2004)Eμ-巴西雷亚尔2转基因小鼠发生B细胞淋巴瘤和白血病.血液 103,1475-1484[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
27Wang L.、Baiocchi R.A.、Pal S.、Mosialos G.、Caligiuri M.、Sif S.(2005)BRG1-和hBRM-相关因子BAF57通过刺激柱状瘤抑制基因的表达诱导细胞凋亡.分子细胞。生物.25, 7953–7965[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
28Pal S.、Vishwanath S.N.、Erdjument-Bromage H.、Tempst P.、Sif S.(2004)人SWI/SNF-相关PRMT5甲基化组蛋白H3精氨酸8并负调控ST7标准NM23型抑癌基因.分子细胞。生物.24, 9630–9645[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
29Agostinelli C.、Paterson J.C.、Gupta R.、Righi S.、Sandri F.、Piccaluga P.P.、Bacci F.、Sabattini E.、Pileri S.A.、Marafioti T.(2012)用一种新开发的兔单克隆抗体检测正常人体组织及造血和非造血肿瘤中的LIM结构域2(LMO2).组织病理学 61, 33–46 [公共医学][谷歌学者]
30Cirera-Salinas D.、Pauta M.、Allen R.M.、Salerno A.G.、Ramírez C.M.、Chamorro-Jorganes A.、Wanschel A.、Lasunsion M.A.、Morales-Ruiz M.,Suarez Y.、Baldaná、。,Esplugues E.、Fernández-Hernando C.(2012)Mir-33调节细胞增殖和细胞周期进展.细胞周期 11, 922–933[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
31Hans C.P.、Weisenburger D.D.、Greiner T.C.、Gascoyne R.D.、Delabie J.、Ott G.、Müller-Hermelink H.K.、Campo E.、Braziel R.M.、Jaffe E.S.、Pan Z.、Farinha P.、Smith L.M.,Falini B.、Banham A.H.、Rosenwald A.、Staudt L.M.、Connors J.M、Armitage J.O.、Chan W.C.(2004)用组织芯片免疫组织化学法确认弥漫性大B细胞淋巴瘤的分子分类.血液 103, 275–282 [公共医学][谷歌学者]
32Pietersen A.M.、Horlings H.M.、Hauptmann M.、Langeröd A.、Ajouaou A.、Cornelissen-Steijger P.、Wessels L.F.、Jonkers J.、van de Vijver M.J.、van Lohuizen M.(2008)EZH2和BMI1与乳腺癌预后和TP53突变呈负相关.乳腺癌研究.10,R109。[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
33Varambally S.、Dhanasekaran S.M.、Zhou M.、Barrette T.R.、Kumar-Sinha C.、Sanda M.G.、Ghosh D.、Pienta K.J.、Sewalt R.G.、Otte A.P.、Rubin M.A.、Chinnaiyan A.M.(2002)多梳组蛋白EZH2参与前列腺癌的进展.自然 419, 624–629 [公共医学][谷歌学者]
34Visser H.P.、Gunster M.J.、Kluin Nelmans H.C.、Manders E.M.、Raaphorst F.M.、Meijer C.J.、Willemze R.、Otte A.P.(2001)多梳组蛋白EZH2在增殖培养的人类套细胞淋巴瘤中上调.英国血液学家.112, 950–958 [公共医学][谷歌学者]
35Kirmizis A.、Bartley S.M.、Kuzmichev A.、Margueron R.、Reinberg D.、Green R.、Farnham P.J.(2004)人类多梳靶基因沉默与组蛋白H3 Lys 27甲基化相关.基因开发.18, 1592–1605[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
36Bracken A.P.、Dietrich N.、Pasini D.、Hansen K.H.、Helin K.(2006)Polycomb靶基因的全基因组定位揭示了它们在细胞命运转变中的作用.基因开发.20, 1123–1136[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
37王J.、Chun H.J.、Wong W.、Spencer D.M.、Lenardo M.J.(2001)半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-10是死亡受体信号传导中的启动子.程序。国家。阿卡德。科学。美国.98,13884–13888[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
38Deiss L.P.、Feinstein E.、Berissi H.、Cohen O.、Kimchi A.(1995)新型丝氨酸/苏氨酸激酶和新型15-kD蛋白作为γ-干扰素诱导细胞死亡的潜在介质的鉴定.基因开发.9, 15–30 [公共医学][谷歌学者]
39Chen H.、Chung S.、Sukumar S.(2004)半胱氨酸蛋白酶2和8介导HOXA5诱导乳腺癌细胞凋亡.分子细胞。生物.24, 924–935[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
40Inohara N.,Ding L.,Chen S.,Nüñez G.(1997)哈拉基里语是一种新型的细胞死亡调节因子,编码一种激活凋亡的蛋白质,并选择性地与促生存蛋白Bcl-2和Bcl-X相互作用L(左).欧洲工商管理硕士J.16, 1686–1694[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
41Schug J.(2008)利用TESS预测DNA序列中转录因子结合位点.货币。协议。生物信息学21:2.6.1–2.6.1510.1002/0471250953.bi0206s21[公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
42Giacinti C.,Giordano A.(2006年)RB与细胞周期进展.癌基因 25, 5220–5227 [公共医学][谷歌学者]
43Kim J.K.、Diehl J.A.(2009年)核细胞周期蛋白D1:人类癌症的致癌驱动因素.J.细胞。生理学.220, 292–296[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
44Rocha S.、Martin A.M.、Meek D.W.、Perkins N.D.(2003)p53通过下调Bcl-3和诱导p52 NF-κB亚基与组蛋白脱乙酰酶1的结合抑制细胞周期蛋白D1的转录.分子细胞。生物.23,4713–4727[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
45Amin H.M.、McDonnell T.J.、Medeiros L.J.,Rassidakis G.Z.、Leventaki V.、O'Connor S.L.、Keating M.J.和Lai R.(2003)4种套细胞淋巴瘤细胞系的特性.架构(architecture)。病态。医学实验室.127, 424–431 [公共医学][谷歌学者]
46Chuikov S.、Kurash J.K.、Wilson J.R.、Xiao B.、Justin N.、Ivanov G.S.、McKinney K.、Tempst P.、Prives C.、Gamblin S.J.、Barlev N.A.、Reinberg D.(2004)通过赖氨酸甲基化调节p53活性.自然 432, 353–360 [公共医学][谷歌学者]
47Lenburg M.E.、Sinha A.、Faller D.V.、Denis G.V.(2007年)肿瘤特异性和增殖特异性基因表达是小鼠转基因B细胞淋巴瘤的典型特征.生物学杂志。化学.282, 4803–4811[PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
48Huang J.、Perez Burgos L.、Placek B.J.、Sengupta R.、Richter M.、Dorsey J.A.、Kubicek S.、Opravil S.、Jenuwein T.、Berger S.L.(2006年)Smyd2介导的甲基化抑制p53活性.自然 444, 629–632 [公共医学][谷歌学者]
49Huang J.、Sengupta R.、Espejo A.B.、Lee M.G.、Dorsey J.A.、Richter M.、Opravel S.、Shiekhattar R.、Bedford M.T.、Jenuwein T.、Berger S.L.(2007)p53受赖氨酸脱甲基酶LSD1调节.自然 449, 105–108 [公共医学][谷歌学者]
50Cheng A.S.、Lau S.S.、Chen Y.、Kondo Y.、Li M.S.、Feng H.、Ching A.K.、Cheung K.F.、Wong HK.、Tong J.H.、Jin H.、Choy K.W.、Yu J.、To K.F、Wong N.、Huang T.H.和Sung J.J.(2011)EZH2介导的Wnt拮抗剂协同抑制促进β-连环素依赖性肝癌发生.癌症研究.71, 4028–4039 [公共医学][谷歌学者]

文章来自生物化学杂志由以下人员提供美国生物化学和分子生物学学会