Зависимая от альфа-актинина-4 регуляция репарации разрывов ДНК не зависит от активности NF-kB

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

α-Актиниин-4 — это актин-связывающий белок, который вовлечен в широкий спектр клеточных процессов. Наряду с актином и другими белками актинового цитоскелета, α-актинин-4 обнаружен не только в цитоплазме, но и в ядре клеток различных типов. В качестве ядерного белка он принимает участие в регуляции активности некоторых транскрипционных факторов. В частности, он может регулировать активность фактора NF-kB, который во многом определяет устойчивость раковых клеток к апоптозу и противораковой терапии. В ходе наших предыдущих исследований было обнаружено, что α-актинин-4 может влиять на устойчивость раковых клеток к ингибиторам топоизомеразы II и определять эффективность репарации двухцепочечных разрывов ДНК, регулируя сборку комплексов белков HRR и NHEJ. В настоящей работе мы попытались ответить на вопрос, каким образом α-актинин-4 участвует в регуляции репарации двухцепочечных разрывов ДНК при генотоксическом стрессе. Наши результаты указывают на то, что влияние α-актинина-4 на прохождение репарации в клетках немелкоклеточного рака легкого линии H1299 не зависит от активности транскрипционного фактора NF-kB. Мы обнаружили, что в ядре клеток H1299 α-актинин-4 не только локализуется в нуклеоплазме, но и обнаруживает тесную связь с хроматином.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. В. Кригер

Институт цитологии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: daryamalikova@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

Г. В. Васильева

Институт цитологии РАН

Email: daryamalikova@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

Е. В. Ломерт

Институт цитологии РАН

Email: daryamalikova@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

Д. Г. Тентлер

Институт цитологии РАН

Email: daryamalikova@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Бабаков В.Н., Бобков Д.Е., Петухова О.А., Туроверова Л.В., Кропачева И.В., Подольская Е.П., Пинаев Г.П. 2004. Альфа-актинин-4 и субъединица р65/RelA транскрипционного фактора NF-kB в клетках А431 локализуются совместно и мигрируют в ядро при действии эпидермального фактора роста. Цитология Т. 46. № 12. С. 1065. (Babakov V.N., Bobkov D.E., Petukhova O.A., Turoverova L.V., Kropacheva I.V., Podol’skaya E.P., Pinaev G.P. 2004. Alpha-Actinin-4 and p65/RelA subunit of NF-kappaB transcription factor are co-localized and migrate together into the nucleus in EGF-stimulated A431 cell. Tsitologiia. V. 46(12). P. 1065.
  2. Agarwal N., Adhikari A.S., Iyer S.V, Hekmatdoost K., Welch D.R., Iwakuma T. 2013. MTBP suppresses cell migration and filopodia formation by inhibiting ACTN4. Oncogene V. 32. P. 462.
  3. Aksenova V., Turoverova L., Khotin M., Magnusson K.E., Tulchinsky E., Melino G., Pinaev G.P., Barlev N., Tentler D. 2013. Actin-binding protein alpha-actinin 4 (ACTN4) is a transcriptional co-activator of RelA/p65 sub-unit of NF-kB. Oncotarget V. 4. P. 362.
  4. Aoudjit F., Brochu N., Bélanger B., Stratowa C., Hiscott J., Audette M. 1997. Regulation of intercellular adhesion molecule-1 gene by tumor necrosis factor-alpha is mediated by the nuclear factor-kappaB heterodimers p65/p65 and p65/c-Rel in the absence of p50. Cell Growth Differ V. 8. P. 335.
  5. Baron M.D., Davison M.D., Jones P., Critchley D.R. 1987. The sequence of chick alpha-actinin reveals homologies to spectrin and calmodulin. J. Biol. Chem. V. 262. P. 17623.
  6. Ben Short. 2011. BRCA1 on the move. J. Cell Biol. V. 192. P. 369.
  7. Bours V., Bonizz G., Bentires-Alj M., Bureau F., Piette J., Lekeux P., Merville M. 2000. NF-kB activation in response to toxical and therapeutical agents: role in inflammation and cancer treatment. Toxicol. V. 153. P. 27.
  8. Campbell K.J., Rocha S., Perkins N.D. 2004. Active repression of antiapoptotic gene expression by Rela (p65) NF-kB. V. 13. P. 853.
  9. Catz S. D., Johnson J. L. 2001. Transcriptional regulation of bcl-2 by nuclear factor kappa B and its significance in prostate cancer. Oncogene. V. 20. P. 7342.
  10. DiDonato J.A., Mercurio F., Karin M. 2012. NF-κB and the link between inflammation and cancer. Immunol. Rev. V. 246. P. 379.
  11. Dixson J.D., Forstner M.J., Garcia D.M. 2003. The alpha-actinin gene family: a revised classification. J. Mol. Evol. V. 56. P. 1.
  12. Gao Y., Li G., Sun L., He Y., Li X., Sun Z., Wang J., Jiang Y., Shi J. 2015. ACTN4 and the pathways associated with cell motility and adhesion contribute to the process of lung cancer metastasis to the brain. BMC Cancer. V. 15. P. 277.
  13. Haskill S., Beg A.A., Tompkins S.M., Morris J.S., Yurochko A.D., Sampson-Johannes A., Mondal K., Ralph P., Baldwin A.S.J. 1991. Characterization of an immediate-early gene induced in adherent monocytes that encodes I kappa B-like activity. Cell. V. 65. P. 1281.
  14. Hinata K., Gervin A.M., Jennifer Zhang Y., Khavari P.A. 2003. Divergent gene regulation and growth effects by NF-kappa B in epithelial and mesenchymal cells of human skin. Oncogene. V. 22. P. 1955.
  15. Honda K. 2015. The biological role of actinin-4 (ACTN4) in malignant phenotypes of cancer. Cell Biosci. V. 5. P. 41.
  16. Honda K., Yamada T., Endo R., Ino Y., Gotoh M., Tsuda H., Yamada Y., Chiba H., Hirohashi S. 1998. Actinin-4, a novel actin-bundling protein associated with cell motility and cancer invasion. J. Cell Biol. V. 140. P. 1383.
  17. Huang Q., Li X., Huang Z., Yu F., Wang X., Wang S., He Z., Lin J. 2020. ACTN4 promotes the proliferation, migration, metastasis of osteosarcoma and enhances its invasive ability through the NF-κB pathway. Pathol. Oncol. Res. V. 26. P. 893.
  18. Kriger D., Novitskaya K., Vasileva G., Lomert E., Aksenov N.D., Barlev N.A., Tentler D. 2022. Alpha-actnin-4 (ACTN4) selectively affects the DNA double-strand breaks repair in non-small lung carcinoma cells. Biol. Direct. V. 17. P. 1.
  19. Kumeta M., Yoshimura S.H., Harata M., Takeyasu K. 2010. Molecular mechanisms underlying nucleocytoplasmic shuttling of actinin-4. J. Cell Sci. V. 123. P. 1020.
  20. Lomert E., Turoverova L., Kriger D., Aksenov N. D., Nikotina A. D., Petukhov A., Mittenberg A.G., Panyushev N.V., Khotin M., Volkov K., Barlev N.A., Tentler D. 2018. Co-expression of RelA/p65 and ACTN4 induces apoptosis in non-small lung carcinoma cells. Cell Cycle. V. 17. P. 616.
  21. Magné N., Toillon R.A., Bottero V., Didelot C., Houtte P. Van, Gérard J.P., Peyron J.F. 2006. NF-κB modulation and ionizing radiation: Mechanisms and future directions for cancer treatment. Cancer Lett. V. 231. P. 158.
  22. Mayo M.W., Baldwin A.S. 2000. The transcription factor NF-kappaB: control of oncogenesis and cancer therapy resistance. Biochim. Biophys. Acta. V. 1470. P. M55.
  23. Mirman Z., de Lange T. 2020. 53BP1: a DSB escort. Genes Dev. V. 34. P. 7.
  24. Miura N., Kamita M., Kakuya T., Fujiwara Y., Tsuta K., Shiraishi H., Takeshita F., Ochiya T., Shoji H., Huang W., Ohe Y., Yamada T., Honda K. 2016. Efficacy of adjuvant chemotherapy for non-small cell lung cancer assessed by metastatic potential associated with ACTN4. Oncotarget. V. 7. P. 33165.
  25. Moreno J.M., Sanchez-Montero J.M., Sinisterra J.V, Nielsen L.B. 1991. Contribution to the study of the enzymatic activity of benzonase. J. Mol. Catalysis. V. 69. P. 419.
  26. Moureau S., Luessing J., Harte E.C., Voisin M., Lowndes N.F. 2016. A role for the p53 tumour suppressor in regulating the balance between homologous recombination and non-homologous end joining. Open Biol. V. 6. P. 160225. https://doi.org/10.1098/rsob.160225
  27. Muslimović A., Johansson P., Hammarste O. 2012. Measurement of H2AX phosphorylation as a marker of ionizing radiation induced cell damage. In: Current topics in ionizing radiation research. London: InTech. P. 3.
  28. Nakanishi C., Toi M. 2005. Nuclear factor-kappaB inhibitors as sensitizers to anticancer drugs. Natю Revю Cancer. V. 5. P. 297.
  29. Noro R., Honda K., Nagashima K., Motoi N., Kunugi S., Matsubayashi J., Takeuchi S., Shiraishi H., Okano T., Kashiro A., Meng X., Yoshida Y., Watanabe S., Usuda J., Inoue T., et al. 2022. Alpha-actinin-4 (ACTN4) gene amplification is a predictive biomarker for adjuvant chemotherapy with tegafur/uracil in stage I lung adenocarcinomas. Cancer Sci. V. 113. P. 1002.
  30. Noro R., Honda K., Tsuta K., Ishii G., Maeshima A.M., Miura N., Furuta K., Shibata T., Tsuda H., Ochiai A., Sakuma T., Nishijima N., Gemma A., Asamura H., Nagai K., Yamada T. 2013. Distinct outcome of stage I lung adenocarcinoma with ACTN4 cell motility gene amplification. Ann. Oncol. V. 24. P. 2594.
  31. Poli J., Gasser S.M., Papamichos-Chronakis M. 2017. The INO80 remodeller in transcription, replication and repair. Philosoph. Transact. Royal Soc. B: Biol. Sci. V. 372. P. 20160290.
  32. Ricca A., Biroccio A., Trisciuoglio D., Cippitelli M., Zupi G., Bufalo D. Del. 2001. RelA over-expression reduces tumorigenicity and activates apoptosis in human cancer cells. Br. J. Cancer. V. 85. P. 1914.
  33. Shen X., Mizuguchi G., Hamiche A., Wu C. 2000. A chromatin remodelling complex involved in transcription and DNA processing. Nature. V. 406. P. 541.
  34. Shiraishi H., Fujiwara Y., Kakuya T., Tsuta K., Motoi N., Miura N., Watabe Y., Watanabe S., Noro R., Nagashima K., Huang W., Yamada T., Asamura H., Ohe Y., Honda K. 2017. Actinin-4 protein overexpression as a predictive biomarker in adjuvant chemotherapy for resected lung adenocarcinoma. Biomark. Med. V. 11. P. 721.
  35. Staudt L. M. 2010. Oncogenic activation of NF-kB. Cold Spring Harb. Perspect. Biol V. 2. P. a000109. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a000109
  36. Stylianou E., Nie M., Ueda A., Zhao L. 1999. C-Rel and p65 trans-activate the monocyte chemoattractant protein-1 gene in interleukin-1 stimulated mesangial cells. Kidney Int. V. 56. P. 873.
  37. Tentler D., Lomert E., Novitskaya K., Barlev N.A. 2019. Role of ACTN4 in tumorigenesis, metastasis, and EMT. Cells. V. 8. P. 1427.
  38. Vermeulen K., Van Bockstaele D.R., Berneman Z.N. 2003. The cell cycle: a review of regulation, deregulation and therapeutic targets in cancer. Cell Prolif. V. 36. P. 131.
  39. Wang J., Jacob N.K., Ladner K.J., Beg A., Perko J.D., Tanner S.M., Liyanarachchi S., Fishel R., Guttridge D.C. 2009. RelA/p65 functions to maintain cellular senescence by regulating genomic stability and DNA repair. EMBO Rep. V. 10. P. 1272.
  40. Wang P., Qiu W., Dudgeon C., Liu H., Huang C., Zambetti G., Yu J., Zhang L. 2009. PUMA is directly activated by NF-κB and contributes to TNF-α-induced apoptosis. Cell Death Differ. V. 16. P. 1192.
  41. Wang W., Mani A.M., Wu Z.-H. 2017. DNA damage-induced nuclear factor-kappa B activation and its roles in cancer progression. J. Cancer Metastasis Treat. V. 3. P. 45.
  42. Wu K., Jiang S.W., Thangaraju M., Wu G., Couch F.J. 2000. Induction of the BRCA2 promoter by nuclear factor-kappa B. J. Biol. Chem. V. 275. P. 35548.
  43. Xia L., Tan S., Zhou Y., Lin J., Wang H., Oyang L., Tian Y., Liu L., Su M., Wang H., Cao D., Liao Q. 2018. Role of the NFκB-signaling pathway in cancer. OncoTargets Ther. V. 11. P. 2063.
  44. Yu J., Zhang L. 2008. PUMA, a potet killer with or without p53. Oncogene. V. 27. P. 71.
  45. Zhao X., Hsu K.-S., Lim J.H., Bruggeman L.A., Kao H.-Y. 2015. α-Actinin 4 potentiates nuclear factor κ-light-chain-enhancer of activated B-cell (NF-κB) activity in podocytes independent of its cytoplasmic actin binding function. J. Biol. Chem. V. 290. P. 338.
  46. Zhao X., Khurana S., Charkraborty S., Tian Y., Sedor J. R., Bruggman L. A., Kao H.-Y. 2017. α-Actinin 4 (ACTN4) regulates glucocorticoid receptor-mediated transactivation and transrepression in podocytes. J. Biol. Chem. V. 292. P. 1637.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Сравнение уровней экспрессии NF-kB-зависимых генов в контрольной линии H1299 (ACTN4WT) и в двух линиях, нокаутных по гену ACTN4 (ACTN4KO_cl1 и ACTN4KO_cl2). ПЦР в реальном времени. * — Различия с контрольной линией достоверны при p < 0.05 (U-критерий Манна–Уитни); нд — не достоверно

Скачать (233KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Уровни экспрессии генов ответа на повреждения ДНК. ПЦР в реальном времени: а — сравнение уровней экспрессии генов в контрольных клетках H1299 (ACTN4WT) и в клетках линий H1299, нокаутных по гену ACTN4 (ACTN4KO_cl1 и ACTN4KO_cl2) до (контроль) и после обработки этопозидом (Это); б — сравнение уровней экспрессии генов в контрольной линии H1299 (ACTN4WT) и линии H1299, гиперэкспрессирующей ген ACTN4 (ACTN4OE). * — различия достоверны при p < 0.05 (U-критерий Манна–Уитни)

Скачать (589KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Относительная устойчивость клеток линий H1299 (кривая 1) и H1299 RelAOE (кривая 2) к действию доксорубицина (а), этопозида (б) и цисплатина (в). Цитотоксичность (МТТ-тест) оценивали после обработки клеток в течение 72 ч. Для каждого вещества строили кривую зависимости доза–эффект при помощи модели логистической регрессии. Вертикальные отрезки — ошибки среднего значения

Скачать (483KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Оценка эффективности репарации разрывов ДНК в клетках линий H1299 и H1299 RelAOE: a — среднее число (и его ошибка) фокусов гистона γH2AX в ядре. Клетки обрабатывали этопозидом (Это) или доксорубицином (Доксо) в течение 40 мин, после чего препарат удаляли и культивировали еще 4 ч; б — результаты теста ДНК-комет в щелочных условиях. Обработку клеток этопозидом проводили, как описано ранее, с последующим культивированием в отсутствие препарата в течение 8 ч. Контроль — интактные клетки

Скачать (190KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение ACTN4 в клетках H1299: a — электрофорез в SDS-геле белков, полученных методом субклеточного фракционирования, из клеток линии H1299. Детекция белков по окраске по Кумасси; б — вестерн-блот с антителами к ACTN4. Гистон H1 использован для контроля нагрузки белка. M — белковый маркер; Цит — цитоплазма; Нукл-ма — нуклеоплазма; Хром — хроматин

Скачать (531KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах