Summary

Uma linha celular murine baseou o modelo da inibição CDK9 crônica para estudar defeitos não-genéticos difundidos do alongamento do transcriptional (TEdefinitivamente) nos cancros

Published: September 26, 2019
doi:

Summary

O protocolo detalha um modelo in vitro da carcinoma murino do alongamento defeituoso não-genético da transcrição. Aqui, a inibição crônica do CDK9 é usada para reprimar o alongamento produtivo do RNA Pol II ao longo dos genes de resposta pró-inflamatória para imitar e estudar o fenômeno TEdefinitivamente superatendido, presente em cerca de 20% de todos os tipos de câncer.

Abstract

Nós temos relatado previamente que um subconjunto dos cancros é definido por desregulação transcricional globais com deficiências difundidas no alongamento da transcrição do mRNA (te)-nós chamamos tais cancros como tedefinitivamente. Notavelmente, TEdefinitivamente cânceres são caracterizados por transcrição espúria e processamento de mRNA defeituoso em um grande conjunto de genes, tais como INTERFERON/Jak/stat e TNF/NF-κB caminhos, levando à sua supressão. O TEdefinitivamente SubType dos tumores na carcinoma renal da pilha e em pacientes metastáticos da melanoma correlacionou-se significativamente com a resposta e o resultado pobres na imunoterapia. Dada a importância de investigar o tedefinitivamente cânceres — como ele prenuncia um obstáculo significativo contra a imunoterapia — o objetivo deste protocolo é estabelecer um modelo in vitro tedefinitivamente mouse para estudar estes generalizada, não-genética anormalidades transcricional em cânceres e obter novas percepções, novos usos para as drogas existentes, ou encontrar novas estratégias contra esses cânceres. Nós detalham o uso da inibição CDK9 mediada flavopiridol crônica para revogar o fosforilação do resíduo do serina 2 no domínio da repetição do C-terminal (CTD) do polymerase II do RNA (RNA Pol II), suprimindo a liberação de RNA Pol II na transcrição produtiva Alongamento. Dado que o tedefinitivamente os cânceres não são classificados nenhuma mutação somática específica, um modelo farmacológico é vantajoso, e melhor imita os defeitos transcricional e epigenéticas difundidos observados neles. O uso de uma dose subletal otimizada de flavopiridol é a única estratégia eficaz na criação de um modelo generalizável de ruptura generalizada não-genética no alongamento da transcrição e defeitos de processamento de mRNA, imitando de perto o TE clinicamente observado definitivamente características. Conseqüentemente, este modelo de TEdefinitivamente pode ser aproveitado para dissecar, fatores Cell-Autonomous permitindo os em resistir o ataque imune-negociado da pilha.

Introduction

Uma etapa chave-limitando da taxa na expressão de quase todos os genes ativos é a transição do RNA polymerase II (RNA Pol II) do promotor-pausando proximal ao alongamento produtivo1,2. Dado que o desregulação epigenéticas do alongamento transcricional auxilia na progressão de malignidades humanas múltiplas definidas como tedefinitivamente, conduzindo à sinalização suboptimal nos caminhos pró-inflamatórios da resposta que totalizam uma resposta pobre e o resultado à imunoterapia3, o objetivo abrangente deste protocolo é estabelecer um modelo in vitro útil para estudar estas anomalias transcricional não-genéticas difundidas nos cancros. Nesta luz, o uso da inibição farmacológica crônica de CDK9 é uma estratégia eficaz para criar um modelo generalizáveis do rompimento generalizado não-genético no alongamento da transcrição e em defeitos de processamento do mRNA. A lógica subjacente ao uso da inibição CDK9 crônica é que ela AB roga fosforilação do resíduo de serina 2 no domínio de repetição do C-terminal (CTD) do RNA Pol II, reprisando assim a liberação de RNA Pol II em alongamento produtivo da transcrição. Além disso, TEdefinitivamente cânceres, descritos anteriormente pelo nosso grupo3, não são classificados qualquer mutação somática específica. Conseqüentemente, um modelo não-genético (farmacológico) é vantajoso e melhor imita os defeitos transcricional e epigenéticas difundidos observados neles. O método aqui detalha a geração e caracterização do modelo crônico de tratamento com flavopiridol de células cancerosas murinas. Este método interrompe demonstravelmente o alongamento da transcrição ao longo de genes caracterizados por comprimentos genóricos mais longos, com promotores poizados e expressões induzível tais como TNF/NF-κB e sinalização de interferon/stat, profundamente controlados ao nível de alongamento de transcrição3,4,5. Globalmente, este modelo de linha de célula Murina otimizada de defeitos de alongamento transcricional — o único modelo ao nosso conhecimento para estudar os tumores recém-descritos do TEdefinitivamente — impulsiona a resistência ao ataque imunológico antitumoral, tornando um sistema útil para explorar e examinar as vulnerabilidades de defeitos não genéticos em máquinas de transcrição de núcleo em cânceres vis-à-vis ataque de células imunomediadas.

Protocol

O Comitê institucional de cuidados e uso de animais e o Comitê de biossegurança institucional da Fundação de pesquisa para crianças de Cincinnati aprovaram todos os procedimentos experimentais animais (protocolo IACUC #2017-0061 e protocolo IBC #IBC2016-0,016), e estes experimentos foram realizados de acordo com as normas descritas no guia NIH para o cuidado e uso de animais de laboratório. 1. inibição crónica do RNA Pol II por tratamento com flavopiridol — estratégia básica <o…

Representative Results

Aqui, fornecemos um esquema detalhado (Figura 1) para estabelecer um modelo tedefinitivamente celular obtido por um tratamento subletal crônico (Figura 2) com flavopiridol a 25 nm. Na Figura 3, em 3 dias de tratamento com flavopiridol, células de ova B16 apresentam características parciais de tedefinitivamente , mas após uma semana de tratamento, as células de ova B16/F10 m…

Discussion

O controle de alongamento do RNA Pol II surgiu como uma alavanca decisiva para a regulação da expressão gênica responsiva ao estímulo ao benefício das células malignas5,7,8. Superar o promotor-a pausa proximal ao alongamento e subsequente produção de mRNA requer a atividade da quinase de P-tefb9,10,11. Nosso modelo utiliza flav…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi em parte apoiado por NCI (CA193549) e CCHMC Research Innovation Pilot Awards para Kakajan Komurov, e departamento de defesa (BC150484) prêmio de Navneet Singh. O conteúdo é unicamente da responsabilidade dos autores e não representa necessariamente os pontos de vista oficiais do Instituto Nacional do câncer ou do departamento de defesa. Os financiadores não tiveram papel no desenho do estudo, coleta e análise de dados, decisão de publicação ou preparação do manuscrito.

Materials

hhis6FasL Cell Signaling 5452
10X TBS Bio-Rad 170-6435
12 well plates Falcon 353043
20% methanol Fisher Chemical A412-4
24-well plates Falcon 351147
4–18% SDS polyacrylamide gel Bio-Rad 4561086
4% Paraformaldehyde Thermo Fisher Scientific AAJ19943K2
5% dry milk Bio-Rad 170-6404
7-Methylguanosine antibody BioVision 6655-30T
96-well plates Cellstar 655180
AF647-conjugated mouse CD8 Biolegend 100727
antibiotic and antimycotic Gibco 15240-062
anti-His antibody Cell Signaling 2366 P
Anti-Rabit Cell Signaling 7074 Dilution 1:5000
Anti-Rat Cell Signaling 7077S Dilution 1:5000
Bradford assay Kit Bio-Rad 5000121
BSA ACROS Organics 24040-0100
BV421-conjugated mouse CD45 Biolegend 109831
crystal violet Sigma C3886-100G
DMEM Gibco 11965-092
Dynabeads Oligo (dT)25 Ambion 61002
FBS Gibco 45015
Fixable Live/Dead staining dye e780 eBioscience 65-0865-14
Flavopiridol Selleckchem S1230
H3k36me3 Abcam ab9050 Dilution 1:2000
IFN-α R&D systems 12100-1
IFN-γ R&D systems 485-MI-100
IMDM Gibco 12440053
Immobilon Western Chemiluminescent HRP Substrate Millipore WBKLS0500
MojoSort Mouse CD8 T Cell Isolation Kit Biolegend 480007
NF-κB Cell Signaling 8242s Dilution 1:1000
PBS Gibco 14190-144
p-NF-κB Cell Signaling 3033s Dilution 1:1000
p-Ser2-RNAPII Active Motif 61083 Dilution 1:500
p-Ser5-RNAPII Active Motif 61085 Dilution 1:1000
p-STAT1 Cell Signaling 7649s Dilution 1:1000
RiboMinu Eukaryote Kit Ambion A10837-08
RIPA buffer Santa Cruz Biotechnology sc-24948
RNAPII Active Motif 61667 Dilution 1:1000
STAT1 Cell Signaling 9175s Dilution 1:1000
TNF-α R&D systems 410-MT-010
total H3 Cell Signaling 4499 Dilution 1:2000
Tri reagent Sigma T9424
Triton Sigma T8787-50ML
Tween 20 AA Hoefer 9005-64-5
β-Actin Cell Signaling 12620S Dilution 1:5000
β-ME G Biosciences BC98

Riferimenti

  1. Adelman, K., Lis, J. T. Promoter-proximal pausing of RNA polymerase II: emerging roles in metazoans. Nature Reviews Genetics. 13 (10), (2012).
  2. Margaritis, T., Holstege, F. C. Poised RNA polymerase II gives pause for thought. Cell. 133 (4), 581-584 (2008).
  3. Modur, V., et al. Defective transcription elongation in a subset of cancers confers immunotherapy resistance. Nature Communications. 9 (1), 4410 (2018).
  4. Hargreaves, D. C., Horng, T., Medzhitov, R. Control of inducible gene expression by signal-dependent transcriptional elongation. Cell. 138 (1), 129-145 (2009).
  5. Adelman, K., et al. Immediate mediators of the inflammatory response are poised for gene activation through RNA polymerase II stalling. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (43), 18207-18212 (2009).
  6. van Stipdonk, M. J., Lemmens, E. E., Schoenberger, S. P. Naïve CTLs Require a Single Brief Period of Antigenic Stimulation for Clonal Expansion and Differentiation. Nature Immunology. 2 (5), 423-429 (2001).
  7. Gilchrist, D. A., et al. Regulating the regulators: the pervasive effects of Pol II pausing on stimulus-responsive gene networks. Genes & Development. 26 (9), 933-944 (2012).
  8. Danko, C. G., et al. Signaling pathways differentially affect RNA polymerase II initiation, pausing, and elongation rate in cells. Molecular Cell. 50 (2), 212-222 (2013).
  9. Nechaev, S., Adelman, K. Pol II waiting in the starting gates: Regulating the transition from transcription initiation into productive elongation. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Gene Regulatory Mechanisms. 1809 (1), 34-45 (2011).
  10. Zhou, M., et al. Tat modifies the activity of CDK9 to phosphorylate serine 5 of the RNA polymerase II carboxyl-terminal domain during human immunodeficiency virus type 1 transcription. Molecular and Cellular Biology. 20 (14), 5077-5086 (2000).
  11. Palancade, B., Bensaude, O. Investigating RNA polymerase II carboxyl‐terminal domain (CTD) phosphorylation. European Journal of Biochemistry. 270 (19), 3859-3870 (2003).
check_url/it/59910?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
Modur, V., Singh, N., Muhammad, B. A Murine Cell Line Based Model of Chronic CDK9 Inhibition to Study Widespread Non-Genetic Transcriptional Elongation Defects (TEdeff) in Cancers. J. Vis. Exp. (151), e59910, doi:10.3791/59910 (2019).

View Video