PLoS ONE: metilazione del DNA in 1 Regione Exon e il regolamento Complesso di TWIST1 espressione nel cancro gastrico Cells

Estratto

TWIST1 sovraespressione è spesso osservata in vari tipi di cancro, tra cui cancro gastrico (GC). Anche se la metilazione del DNA del TWIST1
gene è stata riportata in cellule tumorali, i meccanismi alla base di attivazione trascrizionale rimangono incerte. In questo studio, abbiamo esaminato in primo luogo alterazioni epigenetiche del TWIST1
utilizzando TWIST1
linee di trascrizione-positivi e cellule -negativa che sono derivati ​​dalla nostra consolidata diffusa-tipo di modello GC del mouse. Il trattamento con un agente DNA demetilazione 5-aza-dC ri-attivato espressione TWIST1 nelle cellule GC espressione-negativo TWIST1. Secondo-metilazione specifica PCR e analisi di sequenziamento bisolfito, metilazione al CpG-ricca regione all'interno di TWIST1
codifica esone 1, piuttosto che la sua regione del promotore, è stato strettamente legato al silenziamento trascrizionale del TWIST1
espressione in cellule di topo GC. immunoprecipitazione della cromatina hanno rivelato che attiva marchio istone H3K4me3 è stata arricchita in cellule di espressione-positivo TWIST1, e non attive istone H3K9me3 è stata arricchita in cellule di espressione-negativo TWIST1. I livelli di espressione di Suv39h1
e Suv39h2
, metiltransferasi istoni per H3K9me3, erano inversamente correlati con TWIST1
espressione, e atterramento di Suv39h1
o Suv39h2
indotto TWIST1
espressione. Inoltre, fattore di trascrizione Sp1 legato alla esone 1 CpG-ricca regione in linee cellulari di espressione-positivo TWIST1, e TWIST1
espressione è stata diminuita da mitramicina, che che interferisce con SP1 legame con CpG ricche sequenze regolatrici. I nostri studi hanno suggerito che la TWIST1
trascrizione in cellule di GC potrebbe essere regolata attraverso il potenziale di cooperazione di metilazione del DNA, modificazione degli istoni in complesso con Sp1 legame con le regioni CpG-ricchi all'interno della regione esone 1.

citazione: Sakamoto a, Akiyama Y, Shimada S, Zhu WG, Yuasa Y, Tanaka S (2015) metilazione del DNA in 1 Regione Exon e il regolamento complesso di TWIST1 espressione in cellule cancro gastrico. PLoS ONE 10 (12): e0145630. doi: 10.1371 /journal.pone.0145630

Editor: Tae-Young Roh, Pohang University of Science and Technology (POSTECH), Repubblica di Corea

Ricevuto: 21 settembre 2015; Accettato: 6 dicembre 2015; Pubblicato: 22 dicembre 2015

Copyright: © 2015 Sakamoto et al. Questo è un articolo ad accesso libero distribuito sotto i termini della Creative Commons Attribution License, che permette l'uso senza restrizioni, la distribuzione e la riproduzione con qualsiasi mezzo, a condizione che l'autore originale e la fonte sono accreditati

disponibilità dei dati: Tutti i dati rilevanti sono all'interno del suoi file informazioni di supporto carta e

Finanziamento:. Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni-in-Aid per la ricerca scientifica (C) (24.590.444) e (a) (25.253.081), e il programma di prospettiva A3 (AA005) dalla Società giapponese per la promozione della Scienza (JSP), e la ricerca pratica per innovativo controllo del cancro (15Ack0106017h0002) dal Giappone Agenzia per la ricerca e lo sviluppo, Amed medica; https://kaken.nii.ac.jp/d/r/30253420.ja.html, https://kaken.nii.ac.jp/d/r/80262187.ja.html.

competere interessi: Gli autori hanno dichiarato che non esistono interessi in competizione

Abbreviazioni:. BS, sequenziamento bisolfito; CGI, isola CpG; Chip, immunoprecipitazione della cromatina; DCKO, doppio topo knockout condizionale; DGC, diffuso tipo di cancro gastrico; GAPDH, gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi; GC, cancro gastrico; H3K4me3, istone H3 lisina 4 tri-metilazione; H3K9me3, istone H3 lisina 9 tri-metilazione; H3K27me3, istone H3 lisina 27 tri-metilazione; MSP, la reazione a catena della polimerasi metilazione-specifica; RT-PCR, reazione a catena della Reverse trascrizione-polimerasi; qRT-PCR, RT-PCR quantitativa; STG, geni oncosoppressori; TSS, sito di inizio della trascrizione; 5-aza-DC, 5-aza-2'-deoxycitidine

Introduzione

TWIST1, che agisce come un fattore di trascrizione di base elica-ansa-elica, si lega direttamente ad elementi E-box (NCANNTGN ) su specifici geni bersaglio [1]. TWIST1 è ampiamente conosciuto per essere essenziale per la formazione del mesoderma durante le prime fasi dello sviluppo embrionale di Drosophila e mouse [2, 3]. In tumori umani, espressione TWIST1 ectopica è segnalato per essere associate a progressione maligna, l'invasione, epiteliali-to-mechencymal transizione, metastasi e staminalità, indicando potenziali funzioni oncogeniche di TWIST1 [4-6]. Quindi, è molto importante per chiarire i meccanismi di regolazione trascrizionale per TWIST1 nelle cellule tumorali.

I cambiamenti epigenetici, come la metilazione del DNA e modificazione degli istoni, sono strettamente legati a silenziamento genico [7-9]. Anche se le alterazioni epigenetiche in CGI (isola CPG) regione del promotore di geni oncosoppressori (STG) sono ben noti per essere associati con la loro inattivazione del gene [10], i meccanismi di regolazione epigenetica di oncogeni sono poco conosciuti. Diversi gruppi hanno dimostrato che TWIST1
stato riattivato mediante trattamento con un farmaco de-metilazione, 5-aza-2'-deoxycitidine (5-aza-dC), nelle cellule tumorali [11, 12]. Aberrant metilazione del DNA presso il promotore CGI in umana TWIST1
è stato spesso rilevato nei tumori primari, compresi di cancro gastrico (GC) [11-14]. Tuttavia, ci sono un sacco di risultati che la metilazione del DNA in TWIST1
regione del promotore non è correlato con l'espressione del gene in vari tumori [12, 14]. Mentre TWIST1
metilazione può essere un biomarker utile per predire gli esiti clinici per recidiva e la sopravvivenza nei pazienti con tumori [12, 13, 15], rimane controverso se il TWIST1
metilazione alla regione del promotore conduce silenziamento del gene.

regolazione trascrizionale di geni è correlata con modelli lisina (K) metilazione nella coda istone che consistono di tre diversi stati lisina metilazione (mono-, di- e tri-). Tri-metilazione di H3K4 (H3K4me3) è legata alla attivazione del gene, e quella di H3K9me3 e H3K27me3 al gene repressione [7-9]. Anche se questi tre modelli istone H3-methyaltion sono legati al CGI metilazione così, i meccanismi di regolazione trascrizionale per TWIST1
sottostante modificazione degli istoni sono poco compresa nelle cellule tumorali.

GC è la seconda più frequente causa di morte per cancro nel mondo [16]. GC è classificata in due principali tipi istologici; diffuso e intestinale, che sono due percorsi distinti cancerogene [17]. Diffuse-tipo carcinoma gastrico (DGC) è noto per mostrare l'invasione e metastasi frequente, con conseguente una prognosi infausta [18]. La perdita di E-caderina e p53 è stata riportata in diffuso tipo carcinogenesi gastrica [19-21]. Diversi rapporti hanno dimostrato frequente sovraespressione di TWIST1 in DGCS umani [22, 23].

Abbiamo già progettato un doppio knockout condizionale (DCKO) linea di topi da E-caderina e p53, che sono specificamente inattivato nello stomaco [ ,,,0],19]. Tutti i topi hanno sviluppato DCKO DGCS fatale nel giro di un anno, i fenotipi essendo alta invasività e frequenti metastasi ai linfonodi. È interessante notare che i modelli di espressione genica di DGCS nei topi DCKO rilevati sul microarray erano molto simili a quelli della DGCS primari umani diversi da quelli intestinali. Così, il nostro modello di topo DCKO è un potente strumento per indagare il ruolo della funzione del gene in DGC carcinogenesi e per lo sviluppo di una strategia terapeutica. In questo studio, abbiamo stabilito le linee cellulari DGC TWIST1 espressione-positivi e quelli negativi che sono derivati ​​da topi DCKO. Come conseguenza di analisi delle alterazioni epigenetiche, il meccanismo normativo comune di TWIST1
è stata chiarita, e valutata sia murini ed umani DGCS in questo studio.

Materiali e metodi

Etica Dichiarazione

Tutti i in vivo
procedure sono state approvate dal Comitato Animal Care di Tokyo Medical and Dental University (autorizzazione n ° 01

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