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前列腺癌研究新进展:雄激素受体共激活因子BAP18
作者: 来源: 发布于:2017-5-31 14:41:52 点击量:

    与源宜基因合作的中国医科大学客户在Nucleic Acids Research 上发表了题为:BAP18 coactivates androgen receptor action and promotes prostate cancer progression的文章!下面我们一起看看这篇文章

 

研究背景

有研究发现18 kDa的 BPTF相关蛋白(BAP18)是mll1-wdr5复合体组成成分。然而,BAP18是一个未知的蛋白质,BAP18详细的生物学功能和作用机制还不明确。雄激素受体是转录因子的一员,在前列腺癌(PCA)和去势抵抗性前列腺癌(CRPC)的进展中起重要作用。

 

材料和方法

    果蝇,合成雄激素(DHT)处理前后的22Rv1细胞,HEK293细胞

    免疫共沉淀(Co-IP);RNA-seqqPCR等

 

研究结果

Ø 在果蝇实验中CG33695作为雄激素受体的共激活剂

    许多研究表明,AR辅调节因子在AR介导的转录中发挥发挥重要的生物学功能。使用araf-1相关PEV(araf-1-pev模型)在果蝇的实验系统,我们已经分离出几种已知的蛋白质,这些蛋白的功能是作为雄激素受体共同调控者,通过不同的分子机制参与雄激素受体调控过程。

    在这项研究中,我们分离和鉴定出一个未知功能蛋白,cg33695 参与调节果蝇 ARAF-1介导的转录活性。GFP报告基因的表达系统中,cg33695功能损失的两突变体(cg33695k07716,cg33695dg06604)分别使ARAF-1介导的转录活性下降,这表明在果蝇中cg33695与雄激素受体相关。为了证实这一结果,对人类同源cg33695进行果蝇转基因,我们观察到cg33695或c17orf49在眼盘中增强GFP ARAF-1介导的转录,四个物种BAP18具有很高的的同源性,包含一个保守的SANT域,这个结构域与染色质相关蛋白或转录因子相关(图1)。

  

图1. BAP18增强果蝇中ARAF-1介导的转录

Ø BAP18与激素受体体内互作

    为了研究人类同源cg33695(BAP18)AR诱导的转录的影响,利用免疫共沉淀(Co-IP)实验检测BAP18和AR的相互作用,AR和FLAG标记BAP18表达质粒共转染HEK293细胞,研究结果表明,在AR配体(DHT)存在时AR和BAP18之间的相互作用更强(图2B)。

    免疫荧光实验结果表明,无论是否经过AR配体处理,BAP18都位于核区,BAP18与AR一起分布在DHT处理的细胞核(图2e)。

   

图2.BAP18与激素受体体内互作

Ø BAP18调节哺乳动物细胞中AR介导的转录 

    为了系统的研究BAP18在全表观基因组范围内影响AR介导的基因调控,应用高通量测序技术对基因敲除实验中的mRNA表达进行分析。从转录组数据,我们在合成雄激素(DHT)处理后的22Rv1细胞中发现609个差异表达基因(DEGS),这些基因通过siRNA对编码BAP18基因进行部分调控(图3)。沉默BAP18明显影响受DHT处理诱导的基因的表达,表明BAP18基因参与调节AR介导的转录。

为了进一步检测在DHT存在和不存在情况下BAP18对多个基因的调节功能是否相似,比较分析了携带shBAP18的22Rv1细胞在DHT处理前后的转录组数据,发现部分基因与雄激素受体靶基因调控研究中重叠。

在DHT处理前后的 shBAP18细胞中,受雄激素诱导表达发生改变的基因有32个。通过KEGG通路富集分析研究这些差异表达基因主要参与哪些细胞过程,结果表明,差异表达基因主要参与细胞过程,人类疾病,机体稳态平衡等(图3)。

   

图3.BAP18增强AR介导的转录和沉默BAP18抑制AR靶基因的表达

 

接着利用定量PCR(qPCR)评估BAP18 在AR信号通路中的作用,结果类似于我们所观察到的荧光素酶活性和RNA-SEQ分析,BAP18的消耗导致12个雄激素受体介导的AR靶基因表达显著降低,这些基因包括PSA、HPGD, ELOVL5, ITGAV, KLK2, KLK4, ALDH1A3, FKBP5, UBE2C, SLC45A3, FASN、VCL。

  

图4. 相关基因表达

 

 

 

Ø BAP18 募集与AR靶基因启动子相关的蛋白MLL1

 

    BAP18 可以和MLL1蛋白亚基互作,研究结果表明,BAP18与MLL1复合物及雄激素受体相互作用对AR介导的转录有一定的调控作用。

  

图5. BAP18和MLL1蛋白亚基互作

Ø BAP18是前列腺癌肿瘤的生长和增殖所必需的

AR信号在前列腺癌CRPC的进展中起着至关重要的作用。研究表明BAP18参与调节AR诱导激活,抑制BAP18导致AR靶基因如PSA、KLK4,UBE2C、slc45a3和FASN的表达显著降低,这些基因与前列腺癌生长或CRPC的进展紧密关联。此外,显微观察也表明,在22Rv1 LNCaP细胞中敲除BAP18基因,细胞生长受抑制。

  

图6. 沉默BAP18抑制前列腺癌裸鼠移植瘤的生长

Ø BAP18前列腺癌切片中高度表达

BAP18在临床前列腺癌的样品中的表达均高于良性前列腺增生症(良性前列腺增生症)。 

 图7. 临床前列腺癌标本中BAP18 mRNA和蛋白表达水平

结论

本研究发现BAP18是果蝇实验系统和哺乳动物细胞中雄激素受体的共激活剂,BAP18参与MLL1 亚组分和AR雄激素反应元件(ARE)AR靶基因募集,通过g组蛋白修饰的变化来调节AR依赖的基因激活。BAP18前列腺癌细胞的增殖和CRPC的进展中起着关键的作用,BAP18表达是否可以作为前列腺癌CRPC患者预后和治疗的一个潜在的靶点。

 

参考文献

Sun S, Zhong X, Wang C, et al.

BAP18 coactivates androgen receptor action and promotes prostate cancer progression

[J]. Nucleic Acids Research, 2016.



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