Лабораториска група Ушморов - Универзитет Улм
| Телефон + 49-731-500- | Е-пошта | |
| Д-р Алексеј Ушморов | 33 847 година | [email protected] |
| Телефон + 49-731-500- | Е-пошта | |
| Франц Еретиќ | 33 831 година | [email protected] |
| Д-р Франциска Герингер | 33 831 година | [email protected] |
| Анита Кик | 23 264 | [email protected] |
Од 2010 година, ја истражуваме улогата на факторите на транскрипција FOXO во патогенезата на неоплазмите на Б-клетките. FOXO припаѓаат на фамилијата на транскрипција FOX O, сите имаат многу зачуван домен-врзувачки ДНК „вилушкар“, но се разликуваат во структурата на домените на трансактивација, што ги објаснува нивните делумно не-излишни функции. Клеточните функции на FOXO вклучуваат регулирање на клеточна смрт, размножување на клетките, заштита од реактивни видови кислород, реагирање на оштетување на ДНК и метаболизам на клетките (вклучувајќи липогенеза и глуконеогенеза). Иако членовите на семејството FOXO се изразени во сите ткива, постои очигледна квантитативна разлика во нивната дистрибуција на ткивата. Особено FOXO1 е силно изразен во Б-клетките. FOXO1 е неопходен за преживување и диференцијација на Б-клетките во раните фази на развојот на Б-клетките, како и за реакцијата на герминативниот центар, кој е одговорен за созревањето на афинитетот на рецепторот на Б-клетките.
Репресијата на FOXO1 придонесува за блокада на диференцијацијата на плазма клетките кај класичниот Хочкинов лимфом (cHL)
Во 2012 година (Xie L. и сор., Крв, 2012) се фокусиравме на нискиот израз на FOXO1 во cHL во споредба со нормалните Б-клетки и не-Хочкиновите Б-клеточни лимфоми (NHL). cHL е Б-клеточен лимфом кој во голема мера ја изгубил програмата за Б-клетки. Покажавме дека прекумерната експресија на FOXO1 во cHL клеточните линии предизвикува апоптоза и дојдовме до заклучок дека FOXO1 е туморен супресор во cHL. Конечно, ги испитавме молекуларните ефекти на прекумерна експресија на FOXO1 во cHL со помош на профили на изразување на гени. Го идентификувавме главниот регулатор на диференцијација на плазма клетките, PRDM1, како транскрипциска цел на FOXO1, што посредува во неговата функција на супресор на тумор. Покрај тоа, можевме да покажеме дека тумор-супресивниот ефект на PRDM1 зависи од регулацијата на надолу на прото-онкогениот MYC (слика 1). Исто така, претпоставивме дека нискиот израз на FOXO1 е одговорен за карактеристичниот фенотип на „абортусна плазма клетка диференцијација“ на Хочкин и Рид-Стернберг клетките, малигна компонента на cHL.
Фино регулирање на FOXO3A во cHL како механизам за преживување и индикатор за неуспешна диференцијација на плазма клетките
Во понатамошното испитување на улогата на FOXO1 во лимфомите на Б-клетките, ние се фокусиравме на реципрочниот карактер на изразување на mRNA на FOXO1 и FOXO3A во процесот на диференцијација на Б-клетките од герминативните центри на темната зона (ДЦ) до плазма клетките (ПЗ) Нивото на изразување на FOXO1 се намали во текот на диференцијацијата на терминалот од DZ B клетката до PZ, додека нивоата на mRNA на FOXO1 се зголемија. Откривме дека нивото на mRNA на FOXO3A во cHL е повисоко отколку во DZ B клетките, но пониско отколку во PZ. Ние исто така покажавме дека овие средни нивоа на изразување FOXO3A се од суштинско значење за опстанокот на cHL, бидејќи или зголемувањето или намалувањето на количината на FOXO3A беше несоодветно (Слика 2).
Како резултат, заклучивме дека cHL клетките ги одржуваат оние нивоа на експресија на FOXO3A/FOXO1 кои го одразуваат статусот на диференцијација на нормалната прогениторна клетка на cHL и дека одржувањето на пролиферацијата и програмата за преживување на оваа нормална прогениторна клетка е од суштинско значење за опстанокот на cHL. На овој начин претпоставивме принцип „Голдилокс“ за ефектите FOXO кај лимфом на Б-клетки.
Сл. 2. Фино подесување на FOXO3A во cHL како механизам за преживување и белег на диференцијација на абортус плазма клетки (Освалд ЦД, и сор., 2018)
Тесното регулирање на FOXO1 е од суштинско значење за одржување на Б-СИТЕ
Во потрага по поддршка за нашата хипотеза „Голдилокс“, откривме дека Б-АЛЛ, кој е многу чувствителен на третмани со активирање на FOXO (на пр., Инхибитори на АКТ или прекумерна експресија на FOXO1), одржува висок израз на FOXO1 во јадрата што укажува на улога на FOXO1 во Б-СИТЕ. Покажавме дека генетската инхибиција на FOXO1 предизвикува застој во растот и апоптоза во Б-СИТЕ клеточни линии (Слика 3). Сепак, над сè, фармаколошката инхибиција на FOXO1 покажа анти-леукемиска активност кај неколку примарни педијатриски примероци на ксенографт од страна на пациенти со ефективно намалување на леукемијата во одделите за хематопоетски, лимфоидни и централни нервни органи. Ова на крајот доведе до продолжено преживување без повторување на леукемијата во предиклинички in vivo модел на Б-АЛЛ. Овие резултати сугерираат дека репресијата на FOXO1 може да биде можен пристап кон лекување на Б-СИТЕ.
Сл. 3. Тесното регулирање на FOXO1 е од суштинско значење за одржување на претходната акутна лимфобластична леукемија на Б-клетките (Фан В. и сор., Крв, 2018).
Во Буркит-овиот лимфом (BL) ја промовира програмата за размножување и преживување на темната зона на герминативниот центар и може да послужи како фармаколошка цел
Кога ги анализиравме нашите стари податоци за изразот на FOXO1 во подтиповите на Б-клетките NHL, можевме да утврдиме висок израз на FOXO1 во јадрата на BL Со помош на експерименти за „губење на функцијата“, идентификувавме антипролиферативен ефект на нокдаунот FOXO1 во BL-клеточните линии, што е поврзано со сузбивање на програмата Б-клетки на ДК, вклучувајќи израз на MYB, CCND3, RAG2, BACH2 и CXCR4, одеше заедно. Покрај тоа, беше забележана индукција на сигнални патишта на светлосната зона како што се NF-κB и PI3K-AKT. Со помош на експериментот за „спасување“, го идентификувавме намалувањето на регулацијата на прото-онкогенот MYB како критичен фактор што придонесува за антипролиферативно дејство на нокдаунот FOXO1. Во обид да се процени практичноста на фармаколошката репресија на FOXO1, откривме дека нискиот молекуларен инхибитор на FOXO1 AS1842856 предизвика клеточна смрт и застој во растот во BL-клеточните линии при ниски концентрации. Како и кај cHL и B-ALL, ние исто така забележавме во BL-клеточните линии дека прекумерното активирање на FOXO1 исто така предизвикало инхибиција на растот, што укажува на важноста на строгото регулирање на активноста на FOXO1 во BL (Слика 4).
Сл. 4. FOXO1 дава одржување на програмата за размножување и преживување на темната зона и може да биде фармаколошки насочена кај Буркит лимфом (Gehringer F., et al., Cancers, 2019).
Потребна е физиолошка активност PTEN-PI3K-AKT за одржување на BL
Истражувајќи ја улогата на FOXO1 во програмата за преживување и размножување на BL, ние исто така го разгледавме очигледниот парадокс на претежно нуклеарниот израз на FOXO1 и наводно високата активност на пасигналната патека FIXO-инактивирачки PI3K-PDPK1-AKT во BL. Откривме дека активноста PI3K-PDPK1-AKT не ги надминува физиолошките нивоа типични за Б-клетките на герминативниот центар од кој е изведен BL. И преголемата експресија на конститутивно активната верзија на AKT (myrAKT) и нокдаунот на природниот инхибитор на сигналот PI3K-AKT PTEN доведоа до деактивирање на FOXO1 и ја потиснаа програмата за размножување и опстанок на ДЦ, а со тоа и растот на BL (Слика 5).
Сл. 5. Физиолошки нивоа на активност на оската PTEN-PI3K-AKT се потребни за одржување на Буркит лимфом (Gehringer F., et al., Леукемија, 2020).
Нашите главни резултати
- Јасна класификација на факторите на транскрипција FOXO и нивните регулаторни сигнални патишта како „туморски супресори“ и „онкогени“ кај неоплазии на Б-клетките не е можна.
- Кај одредени леукемии и лимфоми на Б-клетки, активностите на ФОКСО се одржуваат во „точно десната“ зона „Голдлиокс“.
- Селективна фармаколошка модулација на активностите FOXO може да се користи за третман на леукемија на Б-клетки и лимфом.
Питер Милер и Френк Лајтхаузер, Институт за патологија, Универзитет Улм
Ренди Гаскојн и Кристијан Штајдл. Оддел за патологија и лабораториска медицина, Центар за карциноми на лимфоид и Центар за преведувачка и применета геномика, Ванкувер, Канада
Рубен Туз, Оддел за експериментална хематологија, Институт за рак и патологија во Лидс, Универзитет во Лидс, Лидс, Велика Британија
Физиолошки нивоа на активност на оската PTEN-PI3K-AKT се потребни за одржување на Буркит лимфом.
Gehringer F, Weissinger SE, Möller P, Wirth T, Ushmorov A.
Леукемија. 2019 ноември 12. дои: 10.1038/s41375-019-0628-0.
FOXO1 дава одржување на програмата за ширење и опстанок на темната зона и може да биде метацелозно насочена кон лимфом во Буркит.
Gehringer F, Weissinger SE, Swier LJ, M Lller P, Wirth T, Ushmorov A.
Ракови (Базел). 25 септември 2019 година; 11 (10). pii: E1427. дои: 10,3390/карциноми11101427.
FOXO во лимфопоеза на Б-клетки и неоплазија на Б-клетки.
Ушморов А, Вирт Т.
Семински карцином Биол. 2018 јуни; 50: 132-141.
Тесната регулација на FOXO1 е неопходна за одржување на претходната акутна лимфобластична леукемија на Б-клетките.
Ванг Ф, Демир С, Герингер Ф, Освалд ЦД, Сејфрид Ф, Ензенмилер С, Екхоф С.М., Меиер Т, Холцман К, Дебатин КМ, Вирт Т, Мејер Л.Х., Ушморов А.
Крв 2018 април 5. pii: крв-2017-10-813576. дои: 10.1182/крв-2017-10-813576.
Фино подесување на FOXO3A во cHL како механизам за преживување и белег на диференцијација на абортус плазма клетки.
Освалд ЦД, Кси Л, Гуан Х, Херман Ф, Пик СМ, Вогел МJ, Герингер Ф, Чан ФК, Штајдл Ц, Вирт Т, Ушморов А.
Крв 2018 5 април; 131 (14): 1556-1567. дои: 10.1182/крв-2017-07-795278.
Активирање на онкогени патишта кај класичниот Хочкинов лимфом со децитабин: Образложение за комбинација со мали инхибитори на молекуларна тежина.
Сверев ™, Вирт Т, Ушморов А.
Int J Oncol. 2017 февруари; 50 (2)
FOXO во лимфопоеза на Б-клетки и неоплазија на Б-клетки.
Ушморов А, Вирт Т.
Семински карцином Биол. 2017 31 јули.