Preview

Российский журнал детской гематологии и онкологии (РЖДГиО)

Расширенный поиск

Модельные регуляторные сети для белков, активируемых и ингибируемых в процессе индуцированной гранулоцитарной дифференцировки

https://doi.org/10.17650/2311-1267-2018-5-3-43-55

Полный текст:

Аннотация

Дифференцирующая терапия с использованием полностью транс-ретиноевой кислоты (ATRA) с успехом применяется для лечения острого промиелоцитарного лейкоза (ОПЛ). В то же время развитие резистентности и синдрома дифференцировки в качестве побочного эффекта является основанием для более глубокого исследования молекулярной основы дифференцирующей терапии и поиска альтернативных подходов к лечению. Используя обработанные ATRA-клетки линии HL-60 в качестве модельного объекта, мы определили 76 активируемых и 101 ингибируемый белок с помощью масс-спектрометрического профилирования без использования стабильных изотопных меток. Применив биоинформатический подход, мы получили модельные схемы регуляции ингибируемых и активируемых белков, ключевыми молекулами которых оказались деацетилаза гистонов 1 (HDAC1) и транскрипционный корепрессор RNF96 соответственно. Обе предсказанные ключевые молекулы были зарегистрированы в клетках линии HL-60 на уровне белка наряду с молекулами Cdk2, DNA-PKcs, Ubc9 и HMGIY в модельной схеме, регулирующей активируемый кластер белков, и протеинкиназой p38 альфа, вовлеченной в схему регуляции ингибируемых белков. Целевое фармакологическое воздействие на эти молекулы может иметь антипролиферативный эффект и представлять альтернативный терапевтический подход для борьбы с ОПЛ.

Об авторах

С. Е. Новикова
ФГБНУ Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича
Россия

Светлана Евгеньевна Новикова.

119121, Москва, ул. Погодинская, 10, стр. 8



О. В. Тихонова
ФГБНУ Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича
Россия

119121, Москва, ул. Погодинская, 10, стр. 8



Л. К. Курбатов
ФГБНУ Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича
Россия

119121, Москва, ул. Погодинская, 10, стр. 8



И. В. Вахрушев
ФГБНУ Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича
Россия

119121, Москва, ул. Погодинская, 10, стр. 8



В. Г. Згода
ФГБНУ Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича
Россия

119121, Москва, ул. Погодинская, 10, стр. 8



Список литературы

1. Di Girolamo F., Lante I., Muraca M., Putignani L. The Role of Mass Spectrometry in the “Omics” Era. Curr Org Chem 2013;17(23):2891–905. doi: 10.2174/1385272817888131118162725.

2. Wu H.Y., Goan Y.G., Chang Y.H. et al. Qualification and Verification of Serological Biomarker Candidates for Lung Adenocarcinoma by Targeted Mass Spectrometry. J Proteome Res 2015;14(8):3039–50. doi: 10.1021/pr501195t.

3. Naryzhny S.N., Zgoda V.G., Maynskova M.A. et al. Combination of virtual and experimental 2DE together with ESI LC-MS/MS gives a clearer view about proteomes of human cells and plasma. Electrophoresis 2016;37(2):302–9. doi: 10.1002/elps.201500382.

4. Kopylov A.T., Ilgisonis E.V., Moysa A.A. et al. Targeted Quantitative Screening of Chromosome 18 Encoded Proteome in Plasma Samples of Astronaut Candidates. J Proteome Res 2016;15(11):4039–46. doi: 10.1021/acs.jproteome.6b00384.

5. Novikova S.E., Tikhonova O.V., Kurbatov L.K. et al. Application of selected reaction monitoring and parallel reaction monitoring for investigation of HL-60 cell line differentiation. Eur J Mass Spectrom (Chichester) 2017;23(4):202–8. doi: 10.1177/1469066717719848.

6. Breitman T.R., Selonick S.E., Collins S.J. Induction of differentiation of the human promyelocytic leukemia cell line (HL-60) by retinoic acid. Proc Natl Acad Sci U S A 1980;77(5):2936–40. PMID: 6930676.

7. Dalton W.T., Ahearn M.J., McCredie K.B. et al. HL-60 cell line was derived from a patient with FAB-M2 and not FAB-M3. Blood 1988;71(1):242–7. PMID: 3422031.

8. Liu S.M., Chen W., Wang J. Distinguishing between cancer cell differentiation and resistance induced by all-trans retinoic acid using transcriptional profiles and functional pathway analysis. Sci Rep 2014;4:5577. doi: 10.1038/srep05577.

9. Tasseff R., Jensen H.A., Congleton J. et al. An Effective Model of the Retinoic Acid Induced HL-60 Differentiation Program. Sci Rep 2017;7(1):14327. doi: 10.1038/s41598-017-14523-5.

10. Zheng P.Z., Wang K.K., Zhang Q.Y. et al. Systems analysis of transcriptome and proteome in retinoic acid/arsenic trioxide-induced cell differentiation/apoptosis of promyelocytic leukemia. Proc Natl Acad Sci U S A 2005;102(21):7653–8. doi: 10.1073/pnas.0502825102.

11. Bertagnolo V., Grassilli S., Bavelloni A. et al. Vav1 modulates protein expression during AT-RA-induced maturation of APL-derived promyelocytes: a proteomic-based analysis. J Proteome Res 2008;7(9):3729–36. doi: 10.1021/pr7008719.

12. Valiuliene G., Stirblyte I., Cicenaite D. et al. Belinostat, a potent HDACi, exerts antileukaemic effect in human acute promyelocytic leukaemia cells via chromatin remodeling. J Cell Mol Med 2015;19(7):1742–55. doi: 10.1111/jcmm.12550.

13. Simicevic J., Schmid A.W., Gilardoni P.A. et al. Absolute quantification of transcription factors during cellular differentiation using multiplexed targeted proteomics. Nat Methods 2013;10(6):570–6. doi: 10.1038/nmeth.2441.

14. Wisniewski J.R., Zougman A., Nagaraj N., Mann M. Universal sample preparation method for proteome analysis. Nat Methods 2009;6(5):359–62. doi: 10.1038/nmeth.1322.

15. Tickenbrock L., Klein H.U., Trento C. et al.; Study Alliance Leukemia Group. Increased HDAC1 deposition at hematopoietic promoters in AML and its association with patient survival. Leuk Res 2011;35(5):620–5. doi: 10.1016/j.leukres.2010.11.006.

16. Fredly H., Gjertsen B.T., Bruserud O. Histone deacetylase inhibition in the treatment of acute myeloid leukemia: the effects of valproic acid on leukemic cells, and the clinical and experimental evidence for combining valproic acid with other antileukemic agents. Clin Epigenetics 2013;5(1):12. doi: 10.1186/1868-7083-5-12.

17. Min C., Moore N., Shearstone J.R. et al. Selective Inhibitors of Histone Deacetylases 1 and 2 Synergize with Azacitidine in Acute Myeloid Leukemia. PLoS One 2017;12(1):e0169128. doi: 10.1371/journal.pone.0169128.

18. Wang C., Ivanov A., Chen L. et al. MDM2 interaction with nuclear corepressor KAP1 contributes to p53 inactivation. EMBO J 2005;24(18):3279–90. doi: 10.1038/sj.emboj.7600791.

19. Lee Y.K., Thomas S.N., Yang A.J., Ann D.K. Doxorubicin down-regulates Kruppel-associated box domain-associated protein 1 sumoylation that relieves its transcription repression on p21WAF1/CIP1 in breast cancer MCF-7 cells. J Biol Chem 2007;282(3):1595–606. doi: 10.1074/jbc.M606306200.

20. Hurtz C., Hatzi K., Cerchietti L. et al. BCL6-mediated repression of p53 is critical for leukemia stem cell survival in chronic myeloid leukemia. J Exp Med 2011;208(11):2163–74. doi: 10.1084/jem.20110304.

21. Rota S.G., Roma A., Dude I. et al. Estrogen Receptor β Is a Novel Target in Acute Myeloid Leukemia. Mol Cancer Ther 2017;16(11):2618–26. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-17-0292.

22. Sanchez-Aguilera A., Arranz L., Martin-Perez D. et al. Estrogen signaling selectively induces apoptosis of hematopoietic progenitors and myeloid neoplasms without harming steadystate hematopoiesis. Cell Stem Cell 2014;15(6):791–804. doi: 10.1016/j.stem.2014.11.002.

23. Picot T., Aanei C.M., Fayard A. et al. Expression of embryonic stem cell markers in acute myeloid leukemia. Tumour Biol 2017;39(7):1010428317716629. doi: 10.1177/1010428317716629.

24. Garros-Regulez L., Garcia I., Carrasco-Garcia E. et al. Targeting SOX2 as a Therapeutic Strategy in Glioblastoma. Front Oncol 2016;6:222. doi: 10.3389/fonc.2016.00222.

25. Hauses M., Tonjes R.R., Grez M. The transcription factor Sp1 regulates the myeloid-specific expression of the human hematopoietic cell kinase (HCK) gene through binding to two adjacent GC boxes within the HCK promoter-proximal region. J Biol Chem 1998;273(48):31844–52. PMID: 9822652.

26. Chen H.M., Pahl H.L., Scheibe R.J. et al. The Sp1 transcription factor binds the CD11b promoter specifically in myeloid cells in vivo and is essential for myeloid-specific promoter activity. J Biol Chem 1993;268(11):8230–9. PMID: 8096519.

27. Pabst T., Mueller B.U., Zhang P. et al. Dominant-negative mutations of CEBPA, encoding CCAAT/enhancer binding protein-alpha (C/EBPalpha), in acute myeloid leukemia. Nat Genet 2001;27(3):263–70. doi: 10.1038/85820.

28. Reeves H.L., Narla G., Ogunbiyi O. et al. Kruppel-like factor 6 (KLF6) is a tumor-suppressor gene frequently inactivated in colorectal cancer. Gastroenterology 2004;126(4):1090–103. PMID: 15057748.

29. Humbert M., Halter V., Shan D. et al. Deregulated expression of Kruppel-like factors in acute myeloid leukemia. Leuk Res 2011;35(7):909–13. doi: 10.1016/j.leukres.2011.03.010.

30. Yu L., Hitchler M.J., Sun W. et al. AP-2alpha Inhibits c-MYC Induced Oxidative Stress and Apoptosis in HaCaT Human Keratinocytes. J Oncol 2009;2009:780874. doi: 10.1155/2009/780874.

31. Bennett K.L., Romigh T., Arab K. et al. Activator protein 2 alpha (AP2alpha) suppresses 42 kDa C/CAAT enhancer binding protein alpha (p42(C/EBPalpha)) in head and neck squamous cell carcinoma. Int J Cancer 2009;124(6):1285–92. doi: 10.1002/ijc.24087.


Для цитирования:


Новикова С.Е., Тихонова О.В., Курбатов Л.К., Вахрушев И.В., Згода В.Г. Модельные регуляторные сети для белков, активируемых и ингибируемых в процессе индуцированной гранулоцитарной дифференцировки. Российский журнал детской гематологии и онкологии (РЖДГиО). 2018;5(3):43-55. https://doi.org/10.17650/2311-1267-2018-5-3-43-55

For citation:


Novikova S.E., Tikhonova O.V., Kurbatov L.K., Vakhrushev I.V., Zgoda V.G. Model regulatory networks for proteins that are activated and inhibited in the process of induced granulocyte differentiation. Russian Journal of Pediatric Hematology and Oncology. 2018;5(3):43-55. (In Russ.) https://doi.org/10.17650/2311-1267-2018-5-3-43-55

Просмотров: 49


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2311-1267 (Print)
ISSN 2413-5496 (Online)