Одна аминокислотная замена в виментине повышает агрессивность рака молочной железы

Виментин — это белок промежуточных филаментов (IF) III типа, который наряду с микротрубочками и актином участвует в построении цитоскелета. Он преимущественно экспрессируется в клетках, которые дифференцируются в соединительную ткань. Также существует предположение, что виментин играет роль в эпителиально-мезенхимальном переходе (ЭМП) и метастазировании рака. Однако несмотря на большое количество исследований, роль виментина в росте и прогрессировании опухолей до сих пор остается недостаточно изученной. Группа исследователей из Великобритании и США выявила, что даже небольшое изменение в молекуле виментина может сделать рак молочной железы более агрессивным.

Виментин содержит единственный остаток цистеина в положении 328, который служит сенсором окислительного стресса. Мутации или модификации этого аминокислотного остатка может нарушить эту функцию и, как следствие, лишить клетку способности нормально реагировать на стресс.

Чтобы изучить роль мутации C328 в ЭМП и раке, ученые создали мутантную форму виментина с заменой цистеина на серин в позиции 328 (C328S-VIM). Ее внедрили в клетки MCF-7 — линия рака молочной железы, которая лишена эндогенного виментина и широко применяется для исследования эпителиально-мезенхимального перехода.

Внесенная мутация изменяла взаимодействие между виментином и другим важным компонентом цитоскелета — актином. Секвенирование РНК, количественная ПЦР и вестерн-блоттинг показали, что при мутации в клетках повышалась экспрессия транскрипционных факторов, связанных с ЭМП (ZEB1, SNAI2, LEF1, ZEB2, TWIST1, TWIST2), и мезенхимальных маркеров (CDH2, MMP2, FOXC2, FNDC1). Уровень эпителиальных маркеров (цитокератины, CDH1, CLDN1, EPCAM), напротив, снижался. В совокупности это свидетельствует о возможной индукции ЭМП в клетках с мутантным виментином.

Маркеры опухолевых стволовых клеток, такие как OCT4, CD56, CD49f и CD201/PROCR, также демонстрировали повышенную экспрессию при введении мутации. Кроме того, клеточная линия MCF-7, исходно экспрессирующая ESR1, PGR и HER2, при внесении мутации приобрела признаки трижды негативного рака молочной железы.

Кроме того, мутированный виментин провоцировал ускоренный рост и инвазию клеток рака, которую авторы оценивали по перемещению клеток в матригеле.

Анализ транскриптомного профиля выявил ген, экспрессия которого возрастала в C328S-VIM-клетках. Им оказался XIST — длинная некодирующая РНК с онкогенными свойствами. Нокдаун этого гена или самого мутантного виментина с помощью РНК-интерференцииослаблял агрессивность клеток — у них снижались способности к пролиферации, миграции и инвазии.

Данное исследование подчеркивает, что виментин не только служит маркером эпителиально-мезенхимального перехода и метастазирования, но и активно участвует в прогрессировании рака. По этой причине виментин может стать терапевтической мишенью в онкологии.