При раке поджелудочной железы клетки «забывают» о своем происхождении из-за MED12 и p63

Клеточная идентичность часто нарушается при раке. Ярким примером служат аденокарциномы, представляющие собой опухоли железистого эпителия и способные приобретать характеристики базальных эпителиев (также известных как плоскоклеточные) в ходе развития болезни. Этот процесс лучше всего показан на аденокарциномах молочной железы, мочевого пузыря и поджелудочной железы. Такие опухоли можно отличить по экспрессии маркеров базальной линии, например, TP63 и KRT5, и развитию резистентности к ингибиторам EGFR и KRAS. Несмотря на клиническую значимость базальноподобных аденокарционом, механизмы, лежащие в основе такого нарушения идентичности, до сих пор неизвестны.

Мастер-регулятор базальной линии дифференцировки в нормальных и опухолевых клетках — транскрипционный фактор p63 (изоформа ΔN), белковый продукт гена TP63. У некоторых пациентов с аденокарциномой протоков поджелудочной железы (PDAC) экспрессия ΔNp63 ассоциирована с транскриптомными сигнатурами базальноподобных клеток и плохим прогнозом. Однако биохимический механизм, с помощью которого ΔNp63 активирует базальную идентичность в PDAC, еще не определен.

Ученые из Лаборатории Колд Спринг Харбор (CSHL), США, разработали метод CRISPR-скрининга на основе маркеров ΔNp63 и KRT5, способный выявить все гены, необходимые для поддержания базальной идентичности клеток PDAC. Они выяснили, что MED12 — часть комплекса Mediator, транскрипционного коактиватора, необходимого для работы РНК-полимеразы II, — служит важным регулятором клеточной идентичности.

При помощи сортировки флуоресцентно-активированных клеток (FACS) исследователи отобрали те из них, которые экспрессировали ΔNp63 и KRT5, отличающие базальноподобные опухоли от классических аденокарцином. Широкомасштабные скрининги CRISPR-интерференции (CRISPRi) в трех модельных клеточных линиях базальноподобного PDAC (T3M4, KLM1 и BxPC3) выявили, что MED12 необходим для экспрессии ΔNp63 и KRT5 в базальноподобных PDAC. Повторный CRISPR-скрининг с применением библиотеки sgRNA для нокаута генов подтвердил полученные ранее результаты. Кроме того, авторы показали, что МED12 необходим для экспрессии ΔNp63 и KRT5 в базальноподобном трижды негативном раке молочной железы и в клеточных моделях плоскоклеточной карциномы кожи, пищевода или головы и шеи. В совокупности эти результаты подтверждают гипотезу о функционировании MED12 как регулятора базальной идентичности в PDAC.

Данные РНК-секвенирования (RNA-seq) показали, что нокаут MED12 и/или TP63 подавлял сигнатуры, характерные для базальной линии. Интересно, что потеря MED12 приводила к активации интерферонового ответа, что согласуется с известной ролью MED12 как антагониста факторов транскрипции STAT.

Чтобы определить, активирует ли MED12 напрямую транскриптом базальной линии или косвенно поддерживает базальную идентичность, активируя транскрипцию TP63, ученые провели количественную ПЦР с обратной транскрипцией (RT-qPCR). Результаты показали, что экспрессия KRT5 и TP63 снижается с одинаковой кинетикой после инактивации MED12. Эти данные показывают, что и ΔNp63, и MED12 необходимы для активации транскрипционной сигнатуры базальной линии дифференцировки клеток PDAC.

Иммунопреципитация хроматина и секвенирование (ChIP-seq) ΔNp63 и MED12 в клетках базальноподобного PDAC показали высокий уровень их локализации на активных цис-регуляторных элементах, обогащенных ацетилированием H3K27, указывая на роль MED12 в качестве p63-зависимого энхансера базальной линии. Интересно, что MED12 связывается напрямую с ΔNp63 и функционирует как адаптер, связывая ΔNp63 с основным комплексом Mediator.

Для расширения вышеприведенных данных ученые проанализировали данные CRISPR-скрининга более 1000 клеточных линий и обнаружили ассоциацию между TP63 и MED12. Кроме того, рост базальноподобного PDAC был гиперчувствителен к нокауту MED12. Данные экспериментов говорят о том, что MED12 необходим для поддержания клеточного цикла, а линии PDAC, зависящие от ΔNp63, нуждаются в MED12 сильнее, чем независимые от ΔNp63.

Таким образом, взаимодействие между MED12 и р63 необходимо для поддержания базальной идентичности в раковых клетках и может служить мишенью для разработки новых стратегий лечения рака.



Мутации, активирующие суперэнхансеры, провоцируют рост рака поджелудочной железы