“Биполярное” действие ингибитора васкулогенной мимикрии на экспрессию генов в клетках меланомы

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Multiple exogenous or endogenous factors alter gene expression patterns by different mechanisms that yet are poorly understood. We used RNA-Seq analysis in order to study changes in gene expression in melanoma cells capable to vasculogenic mimicry upon action of inhibitor of vasculogenic mimicry. Here, we describe that the drug induces a strong upregulation of 50 genes controlling cell cycle and microtubule cytoskeleton coupled with a strong downregulation of 50 genes controlling different cellular metabolic processes. We found that both groups of genes are simultaneously regulated by multiple sets of transcription factors. We conclude, that one way for coordinated regulation of big groups of genes is the regulation simultaneously by multiple transcription factors.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. A. Tchurikov

Engelhardt Institute of Molecular Biology Russian Academy of Science

Author for correspondence.
Email: tchurikov@eimb.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

A. A. Vartanian

Department of Experimental Diagnosis and Therapy of Tumors, N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of Russia

Email: tchurikov@eimb.ru
Russian Federation, Moscow, 115478

E. S. Klushevskaya

Engelhardt Institute of Molecular Biology Russian Academy of Sciences

Email: tchurikov@eimb.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

I. R. Alembekov

Engelhardt Institute of Molecular Biology Russian Academy of Sciences

Email: tchurikov@eimb.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

A. N. Kretova

Engelhardt Institute of Molecular Biology Russian Academy of Sciences

Email: tchurikov@eimb.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

V. R. Сhechetkin

Engelhardt Institute of Molecular Biology Russian Academy of Sciences

Email: tchurikov@eimb.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

G. I. Kravatskaya

Engelhardt Institute of Molecular Biology Russian Academy of Sciences

Email: tchurikov@eimb.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

V. S. Kosorukov

Department of Experimental Diagnosis and Therapy of Tumors, N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of Russia

Email: tchurikov@eimb.ru
Russian Federation, Moscow, 115478

Yu. V. Kravatsky

Engelhardt Institute of Molecular Biology Russian Academy of Sciences

Email: tchurikov@eimb.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

References

  1. Kosak S.T., Scalzo D., Alworth S.V., Li F., Palmer S., Enver T., Lee J.S., Groudine M. (2007) Coordinate gene regulation during hematopoiesis is related to genomic organization. PLoS Biol. 5(11), e309. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0050309
  2. Tchurikov N.A., Fedoseeva D.M., Sosin D.V., Snezhkina A.V., Melnikova N.V., Kudryavtseva A.V., Kravatsky Y.V., Kretova O.V. (2015) Hot spots of DNA double-strand breaks and genomic contacts of human rDNA units are involved in epigenetic regulation. J. Mol. Cell. Biol. 7, 366‒382. doi: 10.1093/jmcb/mju038
  3. Xu P., Wu Q., Yu J., Rao Y., Kou Z., Fang G., Shi X., Liu W., Han H. (2020) A systematic way to infer the regulation relations of miRNAs on target genes and critical miRNAs in cancers. Front. Genet. 11, 278. doi: 10.3389/fgene.2020.00278
  4. Tchurikov N.A., Kretova O.V. (2007) Suffix-specific RNAi leads to silencing of F element in Drosophila melanogaster. PLoS One. 2(5), e476. doi: 10.1371/journal.pone.0000476
  5. Bartel D.P. (2018) Metazoan microRNAs. Cell. 173, 20–51. doi: 10.1016/j.cell.2018.03.006
  6. Vartanian A., Baryshnikova M., Burova O., Afanasyeva D., Misyurin V., Belyаvsky A., Shprakh Z. (2017) Inhibitor of vasculogenic mimicry restores sensitivity of resistant melanoma cells to DNA-damaging agents. Melanoma Res. 27, 8‒16. doi: 10.1097/CMR.0000000000000308
  7. Kalitin N.N., Ektova L.V., Kostritsa N.S., Sivirinova A.S., Kostarev A.V., Smirnova G.B., Borisova Y.A., Golubeva I.S., Ermolaeva E.V., Vergun M.A., Babaeva M.A., Lushnikova A.A., Karamysheva A.F. (2022) A novel glycosylated indolocarbazole derivative LCS1269 effectively inhibits growth of human cancer cells in vitro and in vivo through driving of both apoptosis and senescence by inducing of DNA damage and modulating of AKT/mTOR/S6K and ERK pathways. Chem. Biol. Interact. 364, 10056. doi: 10.1016/j.cbi.2022.110056
  8. Maniotis A.J., Folberg R., Hess A., Seftor E.A., Gardner L.M., Pe’er J., Trent J.M., Meltzer P.S., Hendrix M.J. (1999) Vascular channel formation by human melanoma cells in vivo and in vitro: vasculogenic mimicry. Am. J. Pathol. 155(3), 739–752. doi: 10.1016/S0002-9440(10)65173-5
  9. Вартанян А., Хоченкова Ю., Кособокова Е., Барышникова М., Косоруков В. (2021) СД437 снижает метастатический потенциал клеток меланомы. Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 2. Химия. 62(4), 333–340.
  10. Ramirez F., Ryan D.P., Gruning B., Bhardwaj V., Kilpert F., Richter A.S., Heyne S., Dundar F., Manke T. (2016) deepTools2: a next generation web server for deep-sequencing data analysis. Nucl. Acids Res. 44, W160–165.
  11. Cui H., Zhao J. (2020) LncRNA TMPO-AS1 serves as a ceRNA to promote osteosarcoma tumorigenesis by regulating miR-199a-5p/WNT7B axis. J. Cell Biochem. 121, 2284–2293. doi: 10.1002/jcb.2945110
  12. Gkika D., Lemonnier L., Shapovalov G., Gordienko D., Poux C., Bernardini M., Bokhobza A., Bidaux G., Degerny C., Verreman K., Guarmit B., Benahmed M., de Launoit Y., Bindels R.J., Fiorio Pla A., Prevarskaya N. (2015) TRP channel-associated factors are a novel protein family that regulates TRPM8 trafficking and activity. J. Cell Biol. 208, 89–107. 10.1083/jcb.201402076' target='_blank'>https://doi: 10.1083/jcb.201402076
  13. Hu F., Fong K.O., Cheung M.P.L., Liu J.A., Liang R., Li T.W., Sharma R., Ip P.P., Yang X., Cheung M. (2022) DEPDC1B promotes melanoma angiogenesis and metastasis through sequestration of ubiquitin ligase CDC16 to stabilize secreted SCUBE3. Adv. Sci. 9, 2105226. https://doi.org/10.1002/advs.202105226
  14. Xu Y., Sun W., Zheng B., Liu X., Luo Z., Kong Y., Xu M., Chen Y. (2019) DEPDC1B knockdown inhibits the development of malignant melanoma through suppressing cell proliferation and inducing cell apoptosis. Exp. Cell. Res. 379(1), 48–54. doi: 10.1016/j.yexcr.2019.03.021
  15. Musa J., Aynaud M.M., Mirabeau O., Delattre O., Grünewald T.G. (2017) MYBL2 (B-Myb): a central regulator of cell proliferation, cell survival and differentiation involved in tumorigenesis. Cell Death Dis. 8, e2895 (2017). https://doi.org/10.1038/cddis.2017.244
  16. Thurlings I., Martínez-López L., Westendorp B., Hien B.T., Martínez-López L.M., Zijp M., Thurlings I., Thomas R.E., Schulte-Merker S., Bakker W.J., de Bruin A. (2017) Synergistic functions of E2F7 and E2F8 are critical to suppress stress-induced skin cancer. Oncogene. 36, 829–839. https://doi.org/10.1038/onc.2016.251
  17. Vartanian A., Stepanova E., Grigorieva I., Solomko E., Belkin V., Baryshnikov A., Lichinitser M. (2011) Melanoma vasculogenic mimicry capillary-like structure formation depends on integrin and calcium signaling. Microcirculation. 18, 390–399. doi: 10.1111/j.1549-8719.2011.00102.x
  18. Bera K., Kiepas A., Godet I., Li Y., Mehta P., Ifemembi B., Paul C.D., Sen A., Serra S.A., Stoletov K., Tao J., Shatkin G., Lee S.J., Zhang Y., Boen A., Mistriotis P., Gilkes D.M., Lewis J.D., Fan C.M., Feinberg A.P., Valverde M.A., Sun S.X., Konstantopoulos K. (2022) Extracellular fluid viscosity enhances cell migration and cancer dissemination. Nature. 611, 365–373. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05394-6
  19. Lachmann A., Torre D., Keenan A.B., Jagodnik K.M., Lee H.J., Wang L., Silverstein M.C., Ma’ayan A. (2018) Massive mining of publicly available RNA-seq data from human and mouse. Nat. Commun. 9, 1366.
  20. Tchurikov N.A., Klushevskaya E.S., Alembekov I.R., Kretova A.N., Chechetkin V.R., Kravatskaya G.I., Kravatsky Y.V. (2023) Induction of the erythroid differentiation of K562 Cells is coupled with changes in the inter-chromosomal contacts of rDNA clusters. Int. J. Mol. Sci. 24(12), 9842. https://doi.org/10.3390/ijms24129842

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Heat map of gene expression changes in melanoma cells under the influence of a vasculogenic mimicry inhibitor. Fifty genes were selected for each gene whose expression changed maximally (increased or decreased) under the influence of the inhibitor. A color scale of expression changes in log2FC is shown. The 50 genes whose expression increased correspond to the logFC > 1.71 criterion (i.e., their expression increased by more than 3.27 times). The 50 genes whose expression decreased correspond to the log2FC < 1.89 criterion (i.e., their expression decreased by more than 3.7 times).

Download (189KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Genes whose expression changed under the influence of the inhibitor (Input Genes) are regulated simultaneously by many FTs (Enriched Terms). a – Genes whose expression increased. b – Genes whose expression decreased. The results were obtained using the Enrichr database (https://maayanlab.cloud/Enrichr/enrich) to search for FTs that simultaneously regulate genes (Enrichr Submissions TF-Gene Coocurrence).

Download (270KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Schematic showing how adding an inhibitor disrupts the gene expression balance and how this affects the phenotype of melanoma cells. a – Gene expression balance before adding the inhibitor. Spindle-shaped cells on Matrigel form vessel-like structures. b – Disruption of the gene expression balance causes changes in cell behavior (formation of vessel-like structures is disrupted) and their shape (cells are more rounded).

Download (196KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».