PPM1D overexpression is associated with proinflammatory cytokine profile in response to NF-κB activation in human colorectal cancer cell line

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Protein phosphatase PPM1D (Protein phosphatase, Mg2+/Mn2+ dependent, 1D) is one of the key regulators of DNA damage-induced stress response, cell cycle and apoptosis. PPM1D overexpression is detected in a large number of both solid (lung cancer, breast cancer, etc.) and hematological (acute myeloid leukemia) malignancies, making PPM1D an important prognostic marker in oncology. Special attention should be paid to PPM1D overexpression in colorectal cancer (CRC), the third most common oncological disease since this index correlates with increased tumor size, metastasis, unfavorable survival prognosis, and the development of drug resistance. Drug resistance may be associated with direct dephosphorylation of p53 and other components of the ATM-p53 signaling pathway by PPM1D, also acting as a negative regulator of NF- κB. It is likely that PPM1D overexpression in CRC tumor cells may lead to a decreased synthesis of important proinflammatory cytokines and development of an immunosuppressive tumor microenvironment, which may significantly worsen the outcomes of therapy. At present, the role of PPM1D in regulating the inflammatory response in CRC remains insufficiently studied. The aim of this work was to compare the effect of chemical PPM1D inhibition using its selective inhibitor GSK2830371 and genetic knockout of PPM1D in the human CRC cell line HT-29 under conditions of the NF-κB signaling pathway induction with TNF treatment. In this study, we used the HT-29 cell line, as well as earlier obtained HT-29 cell line with PPM1D gene knockout, and HT-29 cell line with PPM1D overexpression. The cell lines were cultured under standard conditions. For experiments, TNF (20 ng/mL) and GSK2830371 (10 μM) were supplied. The cell lines were incubated with GSK2830371 for 24 hours, and with TNF for 12 hours. Cytokine production was evaluated using xMAP INTELLIFLEX multiplex technology, and gene expression was measured by real-time PCR. Results: The multiplex assay of cytokine secretion levels revealed that, neither incubation of cells with GSK2830371 nor PPM1D knockout led to changes in the cytokine profile without stimulation as compared to the intact cell line, and did not cause a significant increase in production of pro-inflammatory cytokines and growth factors after TNF stimulation of the NF-κB pathway. In the case of the NF-κB pathway stimulation with TNF and PPM1D inhibition, we did not detect any significant increase in production of proinflammatory cytokines and growth factors. When evaluating the HT-29 cell line with PPM1D overexpression using real-time PCR, a statistically significant increase in TNF, IL-8, and IL-1b expression was observed in response to TNF treatment compared to the wild-type line. This finding is inconsistent with data on the negative regulation of NF-κB pathway by PPM1D phosphatase. In general, it was shown that PPM1D gene knockout didn’t significantly affect the level of cytokines (IL-8, GM-CSF, etc.) controlled by NF-κB transcription factor in the case of TNF induction, as compared with effects of a selective inhibitor GSK2830371. Meanwhile, overexpression of PPM1D was associated with increased expression of proinflammotory cytokine genes, e.g., IL-8, TNF, IL-1b, upon induction of the NF-κB pathway by TNF.

About the authors

E. D. Kolosova

Sirius University of Science and Technology; Institute of Cytology of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kolosova.ed@talantiuspeh.ru

Laboratory Assistant; Laboratory Assistant

Russian Federation, Sirius, Krasnodar Region; Saint Petersburg

D. A. Lisitsa

Sirius University of Science and Technology

Email: kolosova.ed@talantiuspeh.ru

Laboratory Assistant

Russian Federation, Sirius, Krasnodar Region

O. N. Demidov

Sirius University of Science and Technology; Institute of Cytology of the Russian Academy of Sciences

Email: kolosova.ed@talantiuspeh.ru

PhD, MD (Medicine), Professor; Leading Researcher

Russian Federation, Sirius, Krasnodar Region; Saint Petersburg

D. A. Bogdanova

Sirius University of Science and Technology; Institute of Cytology of the Russian Academy of Sciences

Email: kolosova.ed@talantiuspeh.ru

Postgraduate Student, Junior Researcher; Junior Researcher

Russian Federation, Sirius, Krasnodar Region; Saint Petersburg

References

  1. Chew J., Biswas S., Shreeram S., Humaidi M., Wong E.T., Dhillion M.K., Teo H., Hazra A., Fang C.C., López-Collazo E., Bulavin D.V., Tergaonkar V. WIP1 phosphatase is a negative regulator of NF-kappaB signalling. Nat. Cell Biol., 2009, Vol. 11, no. 5, pp. 659-666.
  2. Gilmartin A.G., Faitg T.H., Richter M., Groy A., Seefeld M.A., Darcy M.G., Peng X., Federowicz K., Yang J., Zhang S.Y., Minthorn E., Jaworski J.P., Schaber M., Martens S., McNulty D.E., Sinnamon R.H., Zhang H., Kirkpatrick R.B., Nevins N., Cui G., Pietrak B., Diaz E., Jones A., Brandt M., Schwartz B., Heerding D.A., Kumar R. Allosteric Wip1 phosphatase inhibition through flap-subdomain interaction. Nat. Chem. Biol., 2014, Vol. 10, no. 3, pp. 181-187.
  3. Lagorgette L., Bogdanova D.A., Belotserkovskaya E.V., Garrido C., Demidov O.N. PP2C phosphatases – terminators of suicidal thoughts. Cell Death Dis., 2024, Vol. 15, no. 12, 919. doi: 10.1038/s41419-024-07269-2.
  4. Lee G.-Y., Lee J.-S., Son C.-G., Lee N.-H. Combating Drug Resistance in Colorectal Cancer Using Herbal Medicines. Chin. J. Integr. Med., 2021, Vol. 27, no. 7, pp. 551-560.
  5. Li Z.-T., Zhang L., Gao X.-Z., Jiang X.-H., Sun L.-Q. Expression and significance of the Wip1 proto-oncogene in colorectal cancer. Asian Pac. J. Cancer Prev., 2013, Vol. 14, no. 3, pp. 1975-1979.
  6. Peng T.S., He Y.H., Nie T., Hu X.D., Lu H.Y., Yi J., Shuai Y.F., Luo M. PPM1D is a prognostic marker and therapeutic target in colorectal cancer. Exp. Ther. Med., 2014, Vol. 8, no. 2, pp. 430-434.
  7. Uyanik B., Grigorash B.B., Goloudina A.R., Demidov O.N. DNA damage-induced phosphatase Wip1 in regulation of hematopoiesis, immune system and inflammation. Cell Death Discov., 2017, Vol. 3, 17018. doi: 10.1038/cddiscovery.2017.18.
  8. Zhang L., Hsu J.I., Goodell M.A. PPM1D in Solid and Hematologic Malignancies: Friend and Foe? Mol. Cancer Res., 2022, Vol. 20, no. 9, pp. 1365-1378.
  9. Zhong H., Cui L., Xu F., Chen L., Jiang L., Huang H., Xu J., Zhao X., Li L., Zeng S., Li M. Up-regulation of Wip1 involves in neuroinflammation of retinal astrocytes after optic nerve crush via NF-κB signaling pathway. Inflamm. Res., 2016, Vol. 65, no. 9, pp. 709-715.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. Cytokine concentration levels in culture medium from wild-type and PPM1D knockout HT-29 cell lines under normal conditions, upon inhibition with GSK2830371, and upon their induction by TNF

Download (947KB)
3. Figure 2. Relative expression levels of TNF, IL-8 and IL-1b in wild-type and PPM1D-overexpressing HT-29 cells

Download (1MB)

Copyright (c) 2025 Kolosova E.D., Lisitsa D.A., Demidov O.N., Bogdanova D.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».