细胞生物学资料讲解

1、LncRNA wires up Hippo and Hedgehog signaling to reprogramme glucose metabolismLncRNA连接Hippo和Hedgehog信号(xnho)重新编程葡萄糖代谢汇报(hubo)人：兰梦娇学号：18213035第一页，共27页。背景(bijng)介绍 三阴乳腺癌 LncRNA Hippo signaling Hedgehog signaling第二页，共27页。三阴乳腺癌 三阴乳腺癌的癌组织免疫组织化学检查结果为雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和原癌基因Her-2均为阴性的乳腺癌，预后与其他类型相比(xin b)较差

2、，且复发迅速。 肺转移和肝转移的发生率高。第三页，共27页。LncRNA 长链非编码RNA(Long non-coding RNA, lncRNA)是长度大于 200 个核苷酸的非编码 RNA。 研究发现, 长链非编码 RNA 的表达或功能异常具体表现在序列和空间结构上的异常、表达水平的异常、与结合蛋白相互作用的异常等 它们在癌症中调控染色质结合蛋白，在细胞核中形成核信号(xnho)复合物，控制蛋白细胞定位，调节基因表达。因此，他们被认为是癌症潜在的治疗靶点第四页，共27页。第五页，共27页。Hippo signaling Hippo signaling HippoHippo通路是一条由通路是

3、一条由一系列蛋白激酶和转一系列蛋白激酶和转录因子组成的激酶链。录因子组成的激酶链。主要包括三部分主要包括三部分: : 上上游调控元件游调控元件(NF2(NF2、MerMer等等) )、核心组件、核心组件( (主要是主要是Mst1/2Mst1/2、Lats1/2)Lats1/2)及下游效应及下游效应分子分子(fnz)(YAP)(fnz)(YAP)。在正常机体内在正常机体内, , 活化活化的的Mst1/2Mst1/2可以磷酸化可以磷酸化并激活其底物并激活其底物 Lats1/2, Lats1/2, 活化的活化的Lats1/2Lats1/2可以直接磷酸可以直接磷酸化下游效应分子化下游效应分子(fnz)

4、YAP, (fnz)YAP, 磷酸化的磷酸化的YAPYAP与细胞质中与细胞质中14-3-314-3-3蛋白结合滞留于胞浆蛋白结合滞留于胞浆中而无法进入细胞核中而无法进入细胞核, , 从而丧失作为转录辅从而丧失作为转录辅助因子的功能助因子的功能第六页，共27页。Hedgehog signaling在胚胎发育和胚胎形成后细胞(xbo)的生长和分化过程中都起着重要的作用，控制着细胞(xbo)的生长与增殖，通路由分泌糖型配体Hedgehog，跨膜蛋白受体PTC和Smo，核转录因子GLI蛋白及下游靶基因组成。Ptc抑制Smo蛋白活性，从而抑制下游通路，这时下游的Gli蛋白在蛋白酶体内被截断，并以羧基端被

5、截断的形式进入细胞(xbo)核内，抑制下游靶基因的转录。当Ptc和Hh结合以后，解除对Smo的抑制作用，促使 Gli蛋白与PKA及一些未知因子与微管形成大分子复合物，使得全长Gli蛋白进入核内激活下游靶基因转录。第七页，共27页。 研究发现BCAR4是TNBC中上调的lncrna之一，TNBC转移需要BCAR4通过促进Hedgehog信号通路。 我们发现BCAR4是YAP的直接靶点，需要YAP通过GLI2依赖性Hedgehog信号通路促进糖酵解。从机理上讲，BCAR4/GLI2通过上调HK2和PFKFB3两种糖酵解酶来重新编程糖代谢。研究表明，特异性降低(jingd)葡萄糖氧化会增加肿瘤转移。

6、因为YAP和BCAR4都有利于糖酵解和肿瘤转移。转移是否需要YAP-BCAR4糖酵解，有待进一步阐明。第八页，共27页。第九页，共27页。 BCAR4作为YAP下游基因的确定 为了阐明可能参与乳腺癌代谢的YAP下游靶基因，我们分析了发表的一篇YAP微阵列数据，这些数据来自于MCF10A稳定过表达载体、野生型YAP、YAP活性突变体(5SA)和YAP非活性突变体(S94A)。 首先，在基因转录水平上，YAP- 5SA稳定细胞野生型YAP稳定细胞YAP-S94A和载体控制稳定细胞，建立一组YAP正调控的基因 其次，我们通过参考TCGA数据库和相关的出版物，优先选择在癌症中高度表达的基因 BCAR4

7、是一种lncRNA，它参与了与乳腺癌转移相关的Hedgehog级联反应，被确定为潜在(qinzi)的YAP下游目标。第十页，共27页。一、LncRNA BCAR4是YAP的转录(zhun l)靶点 YAP的过表达显著诱导了BCAR4及其他YAP下游靶基因的转录 在此过程中需要YAP的转录活性，因为(yn wi)YAP或YAP活性突变体(YAP- 5SA)过表达显著诱导BCAR4的转录，而非活性突变体(YAP- s94a)则没有第十一页，共27页。在MDA-MB-231细胞中，YAP的下调(xi dio)抑制了BCAR4和YAP下游基因的转录，通过对BCAR4启动子分析，发现有两个YAP/TEA

8、Dbinding位点第十二页，共27页。 在葡萄糖刺激下，对照组的BCAR4显著增加。 通过(tnggu)荧光酶素检测，发现突变BCAR4启动子中YAP/ TEAD的结合位点，显著降低了YAP/ TEAD诱导的BCAR4的表达第十三页，共27页。用乳腺癌组织阵列对乳腺肿瘤中YAP与BCAR4水平的相关性进行分析，发现BCAR4的表达(biod)与YAP的表达(biod)呈正相关这些数据表明YAP-BCAR4轴可能在乳腺癌的发生(fshng)发展中发挥致癌作用。第十四页，共27页。二、YAP诱导(yudo)糖酵解需要BCAR4葡萄糖摄取(shq)，乳酸生产以及细胞培养基酸化是测量糖酵解的指标在T

9、NBC细胞系MDA-MB-231和MDA-MB-468中，对BCAR4或GLI2的过表达促进了糖酵解过程。第十五页，共27页。在YAP活性突变(tbin)细胞中，敲除BCAR4和GLI2，糖酵解被抑制第十六页，共27页。在YAP敲除细胞中，分别加入外源BCAR4、GLI2,糖酵解显著(xinzh)提高因为因为YAP在促进在促进(cjn)糖酵解和糖酵解和BCAR4转录方面起作用，转录方面起作用，BCAR4/GLI2信号信号可能参与可能参与YAP诱导的糖酵解诱导的糖酵解第十七页，共27页。三、BCAR4/GLI2通过上调(shn dio)糖酵解酶HK2和PFKFB3促进糖酵解为了识别这些参与糖代谢

10、的BCAR4/ GLI2调控基因，在MDA-MB-231细胞中检测了一组糖代谢相关基因的转录，发现过表达BCAR4/GLI2主要(zhyo)增强了HK2和PFKFB3的表达。第十八页，共27页。为了验证HK2和PFKFB3在YAP-5SA或BCAR4/ GLI2诱导糖酵解中的作用，用HK2抑制剂与PFKFB3抑制剂对YAP-5SA或BCAR4/GLI2过表达乳腺癌细胞进行治疗(zhlio)，发现抑制HK2和PFKFB3可显著抑制癌细胞对葡萄糖的摄取以及细胞增殖由于HK2和PFKFB3都是糖酵解激活剂，表明HK2和PFKFB3是YAP-BCAR4/GLI2的潜在下游基因，是促进糖酵解作用所必需的

11、第十九页，共27页。四、HK2和PFKFB3是BCAR4/GLI2的直接(zhji)下游基因 之前的研究表明BCAR4作为一种LNA，可以激活p300,导致组蛋白标志物H3K27ac等乙酰化，从而激活基因。 通过RNA纯化(ChIRP)和染色质免疫沉淀(ChIP)检测，发现BCAR4/GLI2及p300和H3K27ac在葡萄糖刺激下均与HK2和PFKFB3的启动子相关。 表明，BCAR4/GLI2/p300复合物通过标记为乙酰化的组蛋白直接(zhji)激活了HK2和PFKFB3的转录。第二十页，共27页。五、BCAR4促进YAP参与的肿瘤(zhngli)的发生在乳腺肿瘤发生10天后，裸鼠每隔一

12、天注射(zhsh)一次杂化LNA或BCAR4 LNABCAR4和GLI2的下调明显抑制了YAP-5SA诱导的细胞增殖，而YAP-5SA的过表达增加了MDA-MB-231移植瘤的生长。与使用LNA治疗相比，在vivo优化的使用LNAs中BCAR4的消耗明显降低了YAP-5SA诱导的肿瘤的生长。第二十一页，共27页。在移植瘤中证实了LNA介导的BCAR4下调BCAR4的缺失(qu sh)降低了YAP-5SA诱导HK2和PFKFB3的上调第二十二页，共27页。在异种移植肿瘤中，BCAR4的缺失降低了YAP-5SA诱导(yudo)HK2和PFKFB3的表达Ki67和cleaved caspase-3分

13、别提示增殖减少，凋亡增加第二十三页，共27页。六、高YAP/BCAR4表达与乳腺癌患者临床预后不良(bling)相关通过检测乳腺癌组织中BCAR4和YAP的表达情况，发现高水平的BCAR4或YAP不利于乳腺癌患者(hunzh)无复发生存率，而BCAR4和YAP的低水平均有利于无复发生存率第二十四页，共27页。CYR61是一种细胞外基质相关蛋白，处于外信号转导通路下游，可促进细胞增殖，黏附，迁移，分化和细胞外基质合成等作用，在多种肿瘤的发生发展中起重要(zhngyo)作用。在乳腺癌患者样本中，BCAR4的表达与YAP或下游基因CYR61的表达呈正相关这些数据提示这些数据提示(tsh)YAP-BCAR4轴通过重新编程葡萄糖代谢参与乳腺癌的轴通过重新编程葡萄糖代谢