PI3K Inhibition Activates SGK1 via a Feedback Loop to Promote Chromatin-Based Regulation of ER-Dependent Gene Expression

doi:10.1016/j.celrep.2019.02.111

.2019年4月2日；27（1）：294-306.e.5。

doi:10.1016/j.celrep.2019.02.111。

PI3K抑制通过反馈回路激活SGK1以促进基于染色质的ER依赖性基因表达调控

附属公司

¹人类肿瘤和发病机制计划（HOPP），美国纽约州纽约市纽约大道1275号，邮箱20，斯隆-凯特琳纪念癌症中心，邮编：10065。电子地址：toskae@mskcc.org。
²美国纽约州纽约市纽约大道1275号20号信箱斯隆-凯特琳纪念癌症中心人类肿瘤和发病机制项目（HOPP）；Helen Diller家庭综合癌症中心，加利福尼亚大学旧金山分校，1450 3rd Street，San Francisco，CA 94158，USA。
³计算生物学项目，美国纽约州纽约市斯隆-凯特琳纪念癌症中心，邮编：10065。
⁴人类肿瘤和发病机制计划（HOPP），美国纽约州纽约市纽约大道1275号，20号信箱，斯隆-凯特琳纪念癌症中心，邮编：10065。
⁵美国纽约州纪念斯隆-凯特琳癌症中心表观遗传学研究中心，邮编10065。
⁶美国纽约州纽约市斯隆凯特琳纪念研究所分子药理学项目，邮编：10065。
⁷生物信息学核心，纪念斯隆-凯特琳癌症中心，纽约，NY 10065，美国。
⁸美国纽约州纽约市纽约大道1275号20号信箱斯隆-凯特琳纪念癌症中心人类肿瘤和发病机制项目（HOPP）；美国纽约州纽约市斯隆-凯特琳纪念癌症中心病理科，邮编：10065。
⁹美国纽约州纽约市纽约大道1275号20号信箱斯隆-凯特琳纪念癌症中心人类肿瘤和发病机制项目（HOPP）；美国纽约州纽约市斯隆-凯特琳纪念癌症中心医学部，邮编：10065；美国马里兰州盖瑟斯堡阿斯利康制药公司肿瘤研究与开发部，邮编：20878电子地址：Jose.Baselga@astrazeneca.com。

PMID： 30943409
预防性维修识别码： PMC6503687型
内政部： 2016年10月10日/j.celrep.2019.02.111

PI3K抑制通过反馈回路激活SGK1促进基于染色质的ER依赖基因表达调控

Eneda Toska公司等。单元格代表. 2019.

.2019年4月2日；27（1）：294-306.e.5。

doi:10.1016/j.celrep.2019.02.111。

附属公司

¹人类肿瘤和发病机制计划（HOPP），美国纽约州纽约市纽约大道1275号，邮箱20，斯隆-凯特琳纪念癌症中心，邮编：10065。电子地址：toskae@mskcc.org。
²美国纽约州纽约市纽约大道1275号20号信箱斯隆-凯特琳纪念癌症中心人类肿瘤和发病机制项目（HOPP）；Helen Diller家庭综合癌症中心，加利福尼亚大学旧金山分校，1450 3rd Street，San Francisco，CA 94158，USA。
³计算生物学项目，美国纽约州纽约市斯隆-凯特琳纪念癌症中心，邮编：10065。
⁴人类肿瘤和发病机制计划（HOPP），美国纽约州纽约市纽约大道1275号，20号信箱，斯隆-凯特琳纪念癌症中心，邮编：10065。
⁵美国纽约州纽约市斯隆-凯特琳纪念癌症中心表观遗传学研究中心，邮编：10065。
⁶美国纽约州纽约市斯隆凯特琳纪念研究所分子药理学项目，邮编：10065。
⁷生物信息学核心，纪念斯隆-凯特琳癌症中心，纽约，NY 10065，美国。
⁸美国纽约州纽约市纽约大道1275号20号信箱斯隆-凯特琳纪念癌症中心人类肿瘤和发病机制项目（HOPP）；美国纽约州纽约市斯隆-凯特琳纪念癌症中心病理科，邮编：10065。
⁹美国纽约州纽约市20号约克大道1275号纪念斯隆-凯特琳癌症中心，人类肿瘤和发病机制计划（HOPP），邮编10065；美国纽约州纽约市斯隆-凯特琳纪念癌症中心医学部，邮编：10065；阿斯利康制药公司肿瘤研究与开发部，美国马里兰州盖瑟斯堡，邮编：20878。电子地址：Jose.Baselga@astrazeneca.com。

PMID： 30943409
预防性维修识别码： PMC6503687型
内政部： 2016年10月10日/j.celrep.2019.02.111

摘要

PI3K通路将细胞外刺激整合到磷酸化效应器，如AKT和血清和糖皮质激素调节激酶（SGK1）。我们以前曾报道过PI3K通路通过AKT磷酸化赖氨酸甲基转移酶KMT2D调节乳腺癌中雌激素受体（ER）依赖性转录。在这里，我们发现PI3Kα抑制通过负反馈回路激活SGK1，以促进基于染色质的ER依赖性转录调节。PI3K/AKT抑制剂激活ER，ER通过与启动子直接结合促进SGK1转录。升高的SGK1反过来磷酸化KMT2D，抑制其功能，导致组蛋白H3（H3K4）上赖氨酸4甲基化的丧失，以及ER基因座处的抑制染色质状态，从而减弱ER活性。因此，SGK1通过KMT2D的直接磷酸化调节染色质景观和ER-依赖性转录。这些发现揭示了ER-SGK1-KMT2D信号通路，其目的是通过SGK1对染色质和ER转录输出的编程作用来减弱ER反应。

关键词：AKT；KMT2D；PI3K抑制剂；PI3K途径；SGK1；乳腺癌；染色质调节；雌激素受体。

PubMed免责声明

数字

图1。 — **图1.ER通过PI3Kα通路抑制激活SGK**
（A） mRNA水平*新加坡元1*,*新加坡元2*、和*SGK3号机组*在激素缺失的MCF7或T47D细胞中用RT-qPCR检测3天，然后用二甲基亚砜、雌激素E2（100 nm）、BYL719（1μM）或E2+BYL71治疗2、4、8、24、48和72小时。数据代表至少三个生物重复。（B）用于ER和Pol II（pS5）结合的ChIP-qPCR新加坡元1,*新加坡元2*、和*SGK3号机组*T47D和MCF7细胞中的启动子。数据表示两个生物重复。（C） ATAC-seq（Toska等人，2017）开放染色质*新加坡元1*,*新加坡元2*、和*SGK3号机组*用BYL719（1μM）处理24小时后，T47D细胞中的启动子。峰值以百万分之一读数（RPM）表示。ATAC-seq数据代表两个生物重复。（D）使用DMSO或BYL719处理24、32或48小时的T47D细胞中的指示抗体进行免疫印迹。数据代表至少三个生物重复。使用Student t检验计算p值。误差线表示±SD。另见图S1。

图2。 — 图2.SGK1与KMT2D相互作用并使其磷酸化*在体内*和*体外试验*
（A）体外用HA-KMT2D野生型（WT）或S1331A作为293T细胞和重组His-SGK1免疫沉淀底物的激酶分析。数据代表了至少三种生物重复。IP，免疫沉淀。EV，空矢量。（B）体外用HA-KMT2D WT或S1331A作为底物和重组His-SGK2进行激酶分析。数据代表至少三个生物重复。（C）体外HA-KMT2D野生型或S1331A底物和重组His-SGK3的激酶分析。数据代表至少三个生物重复。（D）对转染HA-KMT2D和FLAG-SGK1的293T细胞进行共免疫沉淀试验，并用HA和FLAG抗体进行检测。WCL，全细胞裂解物。数据代表至少三个生物重复。（E） JIMT1细胞中KMT2D和SGK1之间的内源性免疫共沉淀。数据代表两个生物重复。（F）用靶向SGK1的对照siRNA或siRNA处理MCF7或T47D细胞，并在S1331进行磷酸化KMT2D（pKMT2D）免疫印迹。数据代表两个生物重复。（G）用DMSO或SGK1抑制剂（SGK1-inh）（10μM）处理的T47D细胞中磷酸化KMT2D（S1331）的免疫印迹。数据代表至少两个生物重复。（H）测定ATP K的Michaelis-Menten反应_米使用带有KMT2D（GRGRGRAKSTA）肽的重组谷胱甘肽S-转移酶（GST）标记的全长AKT1或SGK1激酶。数据表示两个生物重复。另请参见图S2。

图3。 — **图3.SGK1在标准ER靶位点诱导抑制染色质状态**
（A） ATAC-seq的MA图显示转染空载体（EV）或组成活性SGK1（S422D）的T47D细胞。x轴表示平均对数₂标准化计数（正常C计数），y轴表示对数₂折叠变换（log2FC）。红点代表SGK1表达上的显著差异可及位点。（B） EV控制单元和SGK1（S422D）单元中获得或丢失的可访问站点的热图，显示在距峰值中心±5 kb的水平窗口中。（C）丢失的可接近位点中的富集基序，核激素受体（p=1×10⁻¹⁰)和FOXA1（p=1×10⁻²²). （D）在SGK1（S422D）表达后失去可访问性的站点，ER ChIP-seq（Toska等人，2017）、ER ENCODE（ENCFF532GWP）、FOXA1 ChIP-seq（Toska等人，2017年）和FOXA1 ENCODE的热图。（E）染色质可及性区域的ATAC-seq示例与典型ER基因座结合区域的ER ChIP-seq（Toska等人，2017）对齐。峰值表示为百万读（RPM）。ATAC-seq数据代表了一种生物重复。另请参见图S3。

图4。 — **图4.SGK1降低ER位点KMT2D和H3K4me1/2的占用率**
（A） T47D细胞中KMT2D ChIP-qPCR在典型ER靶基因处过度表达空载体（EV）或SGK1（S422D）。使用Student t检验计算p值。误差条表示±SD。数据表示三个生物重复。（B）表达EV或SGK1（S422D）的T47D细胞中H3K4me1和H3K4me2的热图显示在距峰中心±5 kb的水平窗口中。（C）表达EV或SGK1（S422D）的T47D细胞中结合峰的平均H3K4me1或H3K4me2读取密度图，显示在距峰中心±5 kb的水平窗口中。（D）方框图表示T47D细胞中SGK1（S422D）表达时H3K4me1或H3K4me2的平均信号峰值。使用Mann-Whitney检验计算p值。（E）表达对照或SGK1的T47D细胞中ER位点（ENCODE和ENCFF532GWP）H3K4me1或H3K4me2富集的热图。还显示了从ENCODE（ENCFF845PAS）获得的FOXA1结合，该结合位于距峰中心±5 kb的ER位点。（F）方框图表示穿过ER位点（ENCODE和ENCFF532GWP）表达SGK1后H3K4me1或H3K4me2峰值的平均信号。使用Mann-Whitney检验测量p值。（G）方框图显示了在T47D细胞中SGK1过度表达时失去染色质可及性的H3K4me1和H3K4me2峰值的平均信号。使用Mann-Whitney检验计算p值。ChIP-seq数据代表了一种生物重复。另请参见图S4。

图5。 — **图5.SGK1调节ER-依赖性转录和ER-FOXA1-PBX1调节网络的招募**
（A）过表达空载体（EV）或组成活性SGK1（S422D）的T47D细胞中共享靶基因启动子或增强子区域ER、FOXA1、PBX1和免疫球蛋白G（IgG）控制的ChIP-qPCR。（B）经DMSO或SGK1-inh抑制剂（10μM）处理24小时后，T47D细胞共享靶基因位点中ER、FOXA1、PBX1和IgG的ChIP-qPCR检测24小时（D）用dCAS9-VP64–2A-GFP-HSF1-P65载体转导的对照EV、SGK1-sg3或SGK1-sg 4 MCF7细胞中候选靶基因的表达。还显示了这些细胞中SGK1的western blot测试。（E）在接受对照或SGK1 siRNAs和DMSO或E2（100 nM）、BYL719（1μM）或两者处理24小时后，对激素缺失的T47D细胞进行RT-qPCR。使用Student t检验计算p值。误差条表示±SD。所有数据表示至少两个生物重复。另请参见图S5。

图6。 — **图6.建议的模型：ER-依赖性转录的反馈抑制**
PI3Kα介导ER上调*新加坡元1*转录，导致SGK1蛋白水平升高。SGK1升高反过来直接磷酸化KMT2D，削弱其功能，导致H3K4me1/2占用率和ER位点的整体损失，ER-FOXA1-PBX1调控网络与共享位点的结合减少，导致ER靶基因表达下调。

请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

PI3K通路通过表观遗传调节剂KMT2D调节乳腺癌ER-依赖性转录。
Toska E、Osmanbeyoglu HU、Castel P、Chan C、Hendrickson RC、Elkabets M、Dickler MN、Scaltriti M、Leslie CS、Armstrong SA、Baselga J。 Toska E等人。科学。2017年3月24日；355(6331):1324-1330. doi:10.1126/science.aah6893。科学。2017 PMID：28336670 免费PMC文章。
PI3K/AKT抑制导致子宫内膜上皮细胞SGK1激活，从而损害胚胎植入。
Salker MS、Steel JH、Hosseinzadeh Z、Nautiyal J、Webster Z、Singh Y、Brucker S、Lang F、Brosens JJ。 Salker MS等人。细胞生理生化。2016;39(5):2077-2087. doi:10.1159/000447903。Epub 2016年10月31日。细胞生理生化。2016 PMID：27825168
PI3-激酶的激活通过Akt1/SGK1依赖的WNK1磷酸化刺激ROMK的内吞。
Cheng CJ，Huang CL。程希杰等。《美国肾脏病杂志》。2011年3月；22(3):460-71. doi:10.1681/ASN.2010060681。Epub 2011年2月25日。《美国肾脏病杂志》。2011 PMID：21355052 免费PMC文章。
SGK1:PI3K信号的黑暗面。
迪·克里斯托法诺A。迪·克里斯托法诺A。当前最高开发生物。2017;123:49-71. doi:10.1016/bs.ctdb.2016.11.006。Epub 2016年12月15日。当前最高开发生物。2017 PMID：28236975 免费PMC文章。审查。
结直肠癌细胞——SGK1对生存和生长的调节。
Lang F、Perrotti N、Stournaras C。 Lang F等人。国际生物化学与细胞生物学杂志。2010年10月；42(10):1571-5. doi:10.1016/j.biocel.2010.05.016。Epub 2010年6月9日。国际生物化学与细胞生物学杂志。2010 PMID：20541034 审查。

查看所有类似文章

引用人

剪接对蛋白质亚型翻译后修饰多样性影响的系统分析。
Crowl S、Coleman MB、Chaphiv A、Naegle KM。 Crowl S等人。 bioRxiv[预印本]。2024年1月12日2024.01.10.575062。doi:10.1101/2024.01.10.575062。生物Rxiv。2024 PMID：38260432 免费PMC文章。预打印。
抑制SGK1通过调节mTORC1、p‑ERK和β‑catenin信号通路增强PI3K抑制剂在NSCLC细胞中的抗癌活性。
Kale R、Samant C、Bokare A、Verma M、Nandakumar K、Bhonde M。 Kale R等人。 Biomed Rep.2023年10月13日；19(6):94. doi:10.3892/br.2023.1676。eCollection 2023年12月。生物医学报告2023。 PMID：37901878 免费PMC文章。
表观遗传修饰物在乳腺癌发病机制和治疗反应中的新作用。
Lee RS、Sad K、Fawwal DV、Spangle JM。 Lee RS等人。癌症（巴塞尔）。2023年8月7日；15(15):4005. doi:10.3390/癌症15154005。癌症（巴塞尔）。2023 PMID：37568822 免费PMC文章。审查。
磷酸化和O-GlcNA酰化对蛋白质亚细胞定位影响的系统分析。
Xu S，Suttapitugsakul S，Tong M，Wu R。 Xu S等。 Cell Rep.2023年7月25日；42(7):112796. doi:10.1016/j.celrep.2023.112796。Epub 2023年7月14日。细胞报告2023。 PMID：37453062 免费PMC文章。
SGK1的雌激素敏感性激活诱导具有抗炎特性的M2巨噬细胞和母胎界面的Th2反应。
娄Y，傅Z，田Y，胡M，王Q，周Y，王N，张Q，金F。 Lou Y等人。生殖生物内分泌。2023年5月24日；21(1):50. doi:10.1186/s12958-023-01102-9。生殖生物内分泌。2023 PMID：37226177 免费PMC文章。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Alessi DR、James SR、Downes CP、Holmes AB、Gaffney PR、Reese CB和Cohen P（1997）。磷酸化并激活蛋白激酶Balpha的3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶的特征。货币。生物7，261–269。-公共医学
1. Alessi DR、Pearce LR和García-Martínez JM（2009年）。对mTOR信号的新见解：mTORC2及其他。科学。信号2，pe27。-公共医学
1. Bago R、Sommer E、Castel P、Crafter C、Bailey FP、Shpiro N、Baselga J、Cross D、Eyers PA和Alessi DR（2016年）。hVps34-SGK3通路通过刺激mTORC1和肿瘤生长减轻持续的PI3K/Akt抑制。EMBO J.351902-1922年。-项目管理咨询公司-公共医学
1. Biggs WH 3rd、Meisenhelder J、Hunter T、Cavenee WK和Arden KC（1999）。蛋白激酶B/Akt介导的磷酸化促进翼螺旋转录因子FKHR1的核排斥。程序。国家。阿卡德。科学。美国96、7421–7426。-项目管理咨询公司-公共医学
1. Bolger AM、Lohse M和Usadel B（2014年）。Trimmomatic：Illumina序列数据的灵活修剪器。生物信息学30，2114–2120。-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型

行动
行动
行动

MeSH术语

行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动

赠款和资金

LinkOut-更多资源

[1] Alessi DR、James SR、Downes CP、Holmes AB、Gaffney PR、Reese CB和Cohen P（1997）。磷酸化并激活蛋白激酶Balpha的3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶的特征。货币。生物7，261–269。-公共医学

[2] Alessi DR、James SR、Downes CP、Holmes AB、Gaffney PR、Reese CB和Cohen P（1997）。磷酸化并激活蛋白激酶Balpha的3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶的特征。货币。生物7，261–269。-公共医学

[3] Alessi DR、Pearce LR和García-Martínez JM（2009年）。对mTOR信号的新见解：mTORC2及其他。科学。信号2，pe27。-公共医学

[4] Alessi DR、Pearce LR和García-Martínez JM（2009年）。对mTOR信号的新见解：mTORC2及其他。科学。信号2，pe27。-公共医学

[5] Bago R、Sommer E、Castel P、Crafter C、Bailey FP、Shpiro N、Baselga J、Cross D、Eyers PA和Alessi DR（2016年）。hVps34-SGK3通路通过刺激mTORC1和肿瘤生长减轻持续的PI3K/Akt抑制。EMBO J.351902-1922年。-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Bago R、Sommer E、Castel P、Crafter C、Bailey FP、Shpiro N、Baselga J、Cross D、Eyers PA和Alessi DR（2016年）。hVps34-SGK3通路通过刺激mTORC1和肿瘤生长减轻持续的PI3K/Akt抑制。EMBO J.351902-1922年。-项目管理咨询公司-公共医学

[7] Biggs WH 3rd、Meisenhelder J、Hunter T、Cavenee WK和Arden KC（1999）。蛋白激酶B/Akt介导的磷酸化促进翼螺旋转录因子FKHR1的核排斥。程序。国家。阿卡德。科学。美国96、7421–7426。-项目管理咨询公司-公共医学

[8] Biggs WH 3rd、Meisenhelder J、Hunter T、Cavenee WK和Arden KC（1999）。蛋白激酶B/Akt介导的磷酸化促进翼螺旋转录因子FKHR1的核排斥。程序。国家。阿卡德。科学。美国96、7421–7426。-项目管理咨询公司-公共医学

[9] Bolger AM、Lohse M和Usadel B（2014年）。Trimmomatic：Illumina序列数据的灵活修剪器。生物信息学30，2114–2120。-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Bolger AM、Lohse M和Usadel B（2014年）。Trimmomatic：Illumina序列数据的灵活修剪器。生物信息学30，2114–2120。-项目管理咨询公司-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

PI3K抑制通过反馈回路激活SGK1以促进基于染色质的ER依赖性基因表达调控

附属公司

PI3K抑制通过反馈回路激活SGK1促进基于染色质的ER依赖基因表达调控

作者

附属公司

摘要

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

分子生物学数据库

其他

摘要

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

相关信息

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

分子生物学数据库

其他