[摘要]目的探究具有 PDZ 結(jié)合基序的轉(zhuǎn)錄共激活因子(TAZ)對(duì)乳腺癌細(xì)胞增殖和遷移能力的影響及其分子機(jī)制。方法體外培養(yǎng)人乳腺癌細(xì)胞MCF7和BT549,分別將其分為 A~J 組和 a~j 組,并分別轉(zhuǎn)入質(zhì)粒pcDNA3.1、TAZ、PLKO.1、shTAZ、TAZ + PLKO.1、TAZ + shGLUT3、WT pGLUT3 + pcDNA3.1、WT pGLUT3 + TAZ、pGLUT3mutation + pcDNA3.1 和 pGLUT3 mutation + TAZ。通過細(xì)胞克隆形成實(shí)驗(yàn)和Transwell遷移實(shí)驗(yàn)檢測(cè) A~F 組和 a{~f 組細(xì)胞克隆形成率和遷移率,通過RT-qPCR實(shí)驗(yàn)檢測(cè) A~D 組和 a~d 組細(xì)胞TAZ下游 相對(duì)表達(dá)水平,通過蛋白質(zhì)免疫印跡(WB)實(shí)驗(yàn)檢測(cè) A~F 組和 a~f 組GLUT3蛋白表達(dá)情況。通過JASPER數(shù)據(jù)庫預(yù)測(cè)TAZ-轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)締合域(TEAD)與GLUT3的結(jié)合位點(diǎn),通過雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)檢測(cè)G~J 組和 g~j 組細(xì)胞相對(duì)熒光素酶活性。結(jié)果細(xì)胞克隆形成實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,B組與A組相比、b組與a組相比,細(xì)胞克隆形成率顯著升高 (t=23.04,25.97,Plt;0.05);L 組與C組相比、d組與c組相比、F組與E組相比、f組與e組相比,細(xì)胞克隆形成率顯著降低, (t=9.76~42.68,Plt;0.05) 。Transwell遷移實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,B組與A組相比、b組與a組相比,細(xì)胞遷移率顯著升高 (t=30.85,29.44,Plt;0.05) ;D組與C組相比、d組與c組相比、F組與E組相比、f組與e組相比,細(xì)胞遷移率顯著降低 (t=12.40~33.08,Plt;0.05) 。雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)結(jié)果顯示, H 組與G組相比、h組與 g 組相比,相對(duì)熒光素酶活性顯著升高 (F=138.73,222.10,tLSD=11.09,25.81,Plt;0.05) 。RT-qPCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,B組與A組相比、b組與a組相比,細(xì)胞中
相對(duì)表達(dá)水平顯著升高 t=15.80 、14.53,Plt;0.05 ;D組與C組相比、d組與c組相比細(xì)胞中
相對(duì)表達(dá)水平顯著降低
.Plt;0.05? 。WB實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,B組與A組相比、b組與a組相比,細(xì)胞中GLUT3蛋白相對(duì)表達(dá)水平顯著升高( ?t= 2.22、6.50, Plt;0.05 );D組與C組相比、d組與c組相比、F組與E組相比、f組與e組相比,細(xì)胞中GLUT3蛋白相對(duì)表達(dá)水平顯著降低 (t=2.67~8.00,Plt;0.05) 。結(jié)論TAZ可能通過TEAD結(jié)合到GLUT3的啟動(dòng)子區(qū)域,上調(diào)GLUT3表達(dá),從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖和遷移。
[中圖分類號(hào)] R737.9 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A
Effect of transcriptional coactivator with PDZ-binding motif on proliferation and migration of breast cancer cells and its mechanismWANG Lin, ZHAO Gaoxiang(Schol of Basic Medicine,Qingdao University,Qingdao ,China)
[ABSTRACT]ObjectiveTo explore theefectof thetranscriptionalcoactivator with PDZ-binding motif(TAZ)onthe pro liferationand migrationof breastcancercellsand itsmolecularmechanism.MethodsHuman breastcancercells MCF7and BT549 were cultured in vitro and divided into groups A-J and a-j ,respectively. The cells were transfected with pcDNA3.1, TAZ,PLKO.1, shTAZ,TAZ+PLKO.1,TAZ + shGLUT3,WT pGLUT 3+ pcDNA3.1,WT pGLUT3+TAZ,pGLUT3 mutation+ pcDNA3.1,and pGLUT3 mutation + TAZ. Colony-forming assay (CFA) and Transwell assay were used to determine plating efficiency and migration rate in groups A-F and a一f. Quantitative reverse transcription PCR(RT-qPCR) was used to measure the relative expression of GLUT3 mRNA downstream of TAZ in groups A-D and a-d . The GLUT3 protein expression level in groups A-F and a-f was measured using Western bloting (WB). The binding site of TAZ transcription enhanced association domain(TEAD)and GLUT3 was predicted using the JASPER database,and the relative luciferase activityof cells in groups G-J (204號(hào) and g-j Was measured using dual luciferase reporter(DLR)assy.ResultsThe resultsof theCFA showed thatthe plating eficiency was significantly higher in groups B/b than in groups A/a (t=23.04,25.97,Plt;0.05) ,and significantly lower in groups D/ d and F/f than in groups c/c and E/e (t=9.76-42.68,Plt;0.05) . The results of the Transwell assay showed that the cell migration rates were significantly higher in groups B/b than in groups A/a (t=30.85,29.44,Plt;0.05) ,and significantly lower in groups D/d and F/f than in groups C/c and E/e ′=12.40-33.08,Plt; 0.05).The results of the DLR assay showed that the relative luciferase activity was significantly higher in groups H/h than lin groups G/g ?F=138.73,222.10,tLSD=11.09,25.81,Plt;0.05) .The RT-qPCRresults showed that the relative expresion levels of GLUT3 mRNA were significantly higher in groups B/b than in groups A/a (t=15.80,14.53,Plt;0.05) ,and significantly lower in groups D/d than in groups C/c ? ′=4.33,4.11,Plt;0.05) .The results of the WBshowedthattherelative expressionlevelsofGLUT3 were significantlyhigherin groups B/bthanin groups A/a (2號(hào) (t=2.22,6.50,Plt;0.05) ,and significantly lower in groups D/d and F/f than in groups C/c and E/e ( t=2.67-8.00 Plt;0.05 ) ConclusionTAZ may bind to the GLUT3promoterregion through TEAD toupregulateGLUT3 expression,thus promoting the proliferation and migration of breast cancer cells.
[KEY WORDs]Breast neoplasms;Transcriptional coactivator with PDZ-binding motif proteins;Glucose transporter type 3; Cell movement;Cell proliferation;In vitro techniques
乳腺癌是女性中最常見的惡性腫瘤之一[1],該疾病在分子層面和組織層面表現(xiàn)出顯著的異質(zhì)性。近幾年研究表明,Hippo通路的失調(diào)與乳腺癌的轉(zhuǎn)移和發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[2-4],具有PDZ 結(jié)合基序的轉(zhuǎn)錄共激活因子(TAZ)作為該通路下游的關(guān)鍵效應(yīng)分子發(fā)揮重要作用[5]。進(jìn)一步研究表明,TAZ能與轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)締合域(TEAD)家族形成復(fù)合物結(jié)合到基因增強(qiáng)子上,調(diào)節(jié)RNA聚合酶I以促進(jìn)或抑制靶基因的表達(dá),從而影響腫瘤細(xì)胞的代謝活動(dòng)[6-8]。多項(xiàng)研究結(jié)果表明,腫瘤細(xì)胞中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(GLUT)的表達(dá)水平會(huì)在缺氧或炎癥微環(huán)境的影響下發(fā)生變化[9-1]。其中GLUT3以高親和力和強(qiáng)大的運(yùn)輸能力攝取葡萄糖,在多種腫瘤組織中呈現(xiàn)高表達(dá),參與腦膜瘤、乳腺癌等的增殖和遷移等生物學(xué)過程[12-13],然而目前對(duì)TAZ與GLUT3之間的調(diào)控關(guān)系及其對(duì)乳腺癌的具體作用機(jī)制尚不清楚。本研究旨在通過探究TAZ對(duì)乳腺癌細(xì)胞的增殖和遷移能力的影響及其具體分子機(jī)制,為乳腺癌的治療提供新方向。
1材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
人乳腺癌細(xì)胞MCF7和BT549購自美國菌種保藏中心,DMEM培養(yǎng)基購自美國Hyclone公司,鏈霉素、青霉素以及胎牛血清購自美國Gibco公司,轉(zhuǎn)染試劑Lipofectamine3000 和H400O 購自北京英格恩生物科技有限公司,Trizol試劑購自山東思科捷生物技術(shù)有限公司,逆轉(zhuǎn)錄酶試劑盒購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司,高保真PCR試劑盒購自日本TOYOBO公司,限制性內(nèi)切酶以及T4連接酶購自美國ThermoScientific公司,質(zhì)粒小提試劑盒購自天根生化科技(北京)有限公司,BCA定量試劑盒購自南京諾唯贊生物科技股份有限公司,ECL發(fā)光液購買于上海雅酶生物醫(yī)藥科技有限公司,GLUT3抗體購自美國SantaCruz公司,β-肌動(dòng)蛋白( β actin)抗體以及二抗購自美國CST公司,雙熒光素酶報(bào)告基因試劑盒購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司。
1.2 質(zhì)粒構(gòu)建
TAZ質(zhì)粒由本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建,首先通過PCR擴(kuò)增得到TAZ基因目的片段cDNA,而后用限制性內(nèi)切酶切割目的片段和載體質(zhì)粒并用T4連接酶連接,最后轉(zhuǎn)入宿主細(xì)菌中,進(jìn)行篩選并鑒定以后,按照質(zhì)粒小提試劑盒說明書提取質(zhì)粒。TAZ基因的引物序列:F: 5′ -CGGGATCCGCCACCATGAATC-CGGCCTCGGCGC- 3′ , R:5′ -TCGACTCGAGCAG-CCAGGTTAGAAAGGGCTCAC- 3′ 。pcDNA3.1、PLKO.1、shTAZ、shGLUT3、WT pGLUT3 以及pGLUT3mutation質(zhì)粒由生工生物工程(上海)股份有限公司構(gòu)建。
1.3 細(xì)胞分組及處理
人乳腺癌細(xì)胞MCF7和BT549置于含有 10% 胎牛血清、 青霉素和 100g/L 鏈霉素的DMEM培養(yǎng)基(DMEM完全培養(yǎng)基),于
、含體積分?jǐn)?shù) 0.05CO2 的細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。當(dāng)細(xì)胞密度達(dá)到 60%~70% 時(shí),將MCF7細(xì)胞分為 A~F 組,將BT549細(xì)胞分為 a~f 組,使用Lipofectamine3000向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)染相應(yīng)的質(zhì)粒。A組和a組轉(zhuǎn)染pcDNA3.1,B組和b組轉(zhuǎn)染TAZ,C組和c組轉(zhuǎn)染PLKO.1,D組和d組轉(zhuǎn)染shTAZ,E組和e組轉(zhuǎn)染TAZ以及PLKO.1,F(xiàn)組和f組轉(zhuǎn)染TAZ以及shGLUT3。轉(zhuǎn)染后第 6~8 小時(shí)時(shí)各組細(xì)胞更換新的DMEM完全培養(yǎng)基,轉(zhuǎn)染 48h 時(shí)收集細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
1.4 細(xì)胞克隆形成實(shí)驗(yàn)檢測(cè)各組細(xì)胞克隆形成率
將 A~F 組和 a~f 組細(xì)胞按每孔約300個(gè)細(xì)胞密度接種于6孔板中,加入 3mL DMEM完全培養(yǎng)基,置于 、含體積分?jǐn)?shù) 0.05CO2 的細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每隔 3~5d 更換一次培養(yǎng)基,持續(xù)培養(yǎng)2~3 周。當(dāng)6孔板中出現(xiàn)肉眼可見的克隆時(shí)終止培養(yǎng),棄去培養(yǎng)基,每孔以 4% 多聚甲醛固定 1h ,適量結(jié)晶紫溶液染色 20~40min 后,肉眼計(jì)數(shù)克隆細(xì)胞數(shù)并計(jì)算克隆形成率??寺⌒纬陕?
(克隆細(xì)胞數(shù)/接種細(xì)胞數(shù)) ×100% 。
1.5Transwell遷移實(shí)驗(yàn)檢測(cè)各組細(xì)胞遷移率
Transwell小室鋪基質(zhì)膠,置于細(xì)胞培養(yǎng)箱中孵育 。使用DMEM完全培養(yǎng)基養(yǎng)基重懸 A~F 組以及 a~f 組細(xì)胞,使細(xì)胞懸液中細(xì)胞密度為 5× 108 個(gè)/L。向上層Transwell小室內(nèi)加入 200μL 細(xì)胞懸液,下層24孔板內(nèi)加入 600μL DMEM完全培養(yǎng)基,置于
、含體積分?jǐn)?shù) 0.05CO2 細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 48h 。取出Transwell小室,以 4% 多聚甲醛避光固定
,適量結(jié)晶紫溶液染色 20min 。普通倒置顯微鏡下進(jìn)行拍照,觀察各組遷移細(xì)胞數(shù)并計(jì)算細(xì)胞遷移率。細(xì)胞遷移率 = (遷移細(xì)胞數(shù)/接種細(xì)胞數(shù)) ×100% 。
1.6實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT-qPCR)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)各組細(xì)胞 相對(duì)表達(dá)水平
使用Trizol試劑提取 A~D 組細(xì)胞中的總RNA,并按照逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書將總RNA逆轉(zhuǎn)錄得到cDNA。以cDNA作為模板進(jìn)行RT-qPCR,程序設(shè)置: 95°C 預(yù)變性 30s;95°C 變性 15s,60°C 退火/延伸 30s ,循環(huán)40次。以 β actin為內(nèi)參基因,采用 2-ΔΔCT 方法計(jì)算目的基因的相對(duì)表達(dá)水平。引物名稱及序列見表1。
1.7 蛋白質(zhì)免疫印跡(WB)實(shí)驗(yàn)
轉(zhuǎn)染 48h 的A組 ~F 組、a組 ~f 組細(xì)胞以PBS清洗2次,細(xì)胞裂解液提取細(xì)胞總蛋白,BCA法檢測(cè)各組的蛋白濃度,SDS-PAGE電泳并轉(zhuǎn)至PVDF膜, 5% 脫脂奶粉室溫封閉 1h ,加人GLUT3一抗于 4°C 下置于搖床孵育過夜。加人二抗室溫孵育 ,用ECL發(fā)光液曝光并使用化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)讀取蛋白條帶。使用ImageJ軟件分析目的蛋白條帶及內(nèi)參 β -actin條帶灰度值,并計(jì)算目的蛋白的相對(duì)表達(dá)水平。目的蛋白相對(duì)表達(dá)水平 °leddash 目的蛋白條帶灰度值/β-actin條帶灰度值。
1.8 雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)
在JASPER網(wǎng)站對(duì)TAZ-TEAD與GLUT3啟動(dòng)子之間的結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。將擴(kuò)增的GLUT3基因啟動(dòng)子序列(CACAGAATTCCG)插入pGL3-basic載體中以構(gòu)建野生型質(zhì)粒WTpGLUT3,然后將GLUT3的啟動(dòng)子突變序列(CGTATAGTCC-AG)插入到pGL3-basic載體當(dāng)中以構(gòu)建突變型質(zhì)粒pGLUT3mutation。而后將培養(yǎng)至細(xì)胞密度為60%~70% 的MCF7和BT549細(xì)胞分別分為 G~J 組和 g~j 組,使用H4000向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)染相應(yīng)的質(zhì)粒。G組和 g 組轉(zhuǎn)染W(wǎng)T pGLUT3 和 pcDNA3.1,H組和 h 組轉(zhuǎn)染W(wǎng)TpGLUT3和TAZ,I組和i組轉(zhuǎn)染pGLUT3 mutation 和 pcDNA3.1,J組和j組轉(zhuǎn)染pGLUT3mutation和TAZ。將上述各組細(xì)胞置于 、含體積分?jǐn)?shù) 0.05CO2 的細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 48h ,而后按照雙熒光素酶報(bào)告基因試劑盒說明書檢測(cè),并計(jì)算各組細(xì)胞的相對(duì)熒光素酶活性值。
1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
數(shù)據(jù)分析使用GraphPadPrism8.3.O軟件,計(jì)量資料以 表示,兩組間比較采用配對(duì) Ψt 檢驗(yàn);多組間比較采用單因素方差分析,進(jìn)一步組間兩兩比較采用LSD- ?t 檢驗(yàn)。以 Plt;0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1TAZ對(duì)乳腺癌細(xì)胞增殖和遷移的影響
A組和B組細(xì)胞克隆形成率分別為 (2.33± 0.67)% 和 (21.67±1.67)% ,細(xì)胞遷移率分別為(26.92±3.41)% 和 (82.58±6.03)%, B組細(xì)胞克隆形成率和細(xì)胞遷移率均顯著高于A組 、30.85,Plt;0.05) 。a和 b 組細(xì)胞克隆形成率分別為(1.86±0.70)% 和 (21.89±2.01)% ,細(xì)胞遷移率分別為 (28.25±2.05)% 和 (88.50±3.28)%, b組細(xì)胞克隆形成率和細(xì)胞遷移率顯著高于a組( ζ=25.97 !29.44, Plt;0.05) 。C和D組細(xì)胞克隆形成率分別為(13.22±1.02)% 和 (1.44±0.20)% ,細(xì)胞遷移率分別為 (77.50±4.00)% 和 (38.00±1.56)% ,D組細(xì)胞克隆形成率和細(xì)胞遷移率顯著低于C組 χ=24.42 、12.40,Plt;0.05) 。c和d組細(xì)胞克隆形成率分別為(11.67±1.00)% 和 (1.55±0.69)% ,細(xì)胞遷移率分別為 (85.58±2.26)% 和 (44.42±0.52)%, d組細(xì)胞克隆形成率和細(xì)胞遷移率顯著低于c組( Φt=16.34 、33.08,Plt;0.05) 。見圖1、2。
2.2TAZ對(duì)GLUT3mRNA和蛋白相對(duì)表達(dá)水平的影響
A和B組細(xì)胞中 的相對(duì)表達(dá)水平分別為 4.83±1.00,6.89±0.37,GLU JT3蛋白相對(duì)表達(dá)水平分別為 0.56±0.12,0.83±0.15,B 組上述指標(biāo)顯著高于A組 (t=15.80,2.22,Plt;0.05) 。a和b組細(xì)胞中
的相對(duì)表達(dá)水平分別為 3.84±1.00,5.65±0.33 ,GLUT3蛋白相對(duì)表達(dá)水平分別為 0.56±0.12,0.90±0.10,b 組上述指標(biāo)顯著高于a組 (t=14.53,6.50,Plt;0.05) 。C和D組細(xì)胞中
的相對(duì)表達(dá)水平分別為1.04±1.00,0.23±0.37,GL UT3蛋白相對(duì)表達(dá)水平分別為 0.77±0.06,0.37±0.12,D 組上述指標(biāo)顯著低于C組 (t=4.33,4.00,Plt;0.05) 。c和d組細(xì)胞中
的相對(duì)表達(dá)水平分別為 1.17± 1.01,0.23±0.31 ,GLUT3蛋白相對(duì)表達(dá)水平分別為 0.83±0.15,0.37±0.12,d 組上述指標(biāo)顯著低于c組 (t=4.11,3.21,Plt;0.05) 。見圖3。
2.3 TAZ-TEAD對(duì)GLUT3基因啟動(dòng)子區(qū)域的靶向作用
JASPER數(shù)據(jù)庫預(yù)測(cè)TAZ-TEAD與GLUT3的結(jié)合位點(diǎn)序列為CACAGAATTCCG。雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)結(jié)果顯示, G~J 組細(xì)胞相對(duì)熒光素酶活性值分別為 0.96±0.21,5.96±0.67,0.96± 0.15,1.00±0.17 ,各組細(xì)胞相對(duì)熒光素酶活性比較差異具有顯著性 (F=138.73,Plt;0.05) ;其中,H組相對(duì)熒光素酶活性顯著高于G組 (tLSD=11.09,Plt; 0.05),I組與J組的相對(duì)熒光素酶活性無顯著差異L (Pgt;0.05) 。 g~j 組細(xì)胞相對(duì)熒光素酶活性值分別為 1.03±0.21?6.27±0.51?1.06±0.15?1.00±0.20 各組比較差異具有顯著性 (F=222.10,Plt;0.05) ;其中, h 組相對(duì)熒光素酶活性顯著高于 Φg 組 ΔtLSD= 25.81, ,i組與j組比較無顯著差異( Pgt; 0.05)。
2.4GLUT3在TAZ調(diào)控乳腺癌細(xì)胞增殖和遷移中的作用
E、F組細(xì)胞中GLUT3蛋白相對(duì)表達(dá)水平分別為 ,細(xì)胞克隆形成率分別為0 (16.22±0.51)% ! (7.76±0.80)% ,細(xì)胞遷移率分別為 (72.08±2.88)%.(24.67±2.50)%,F(xiàn) 組上述指標(biāo)均顯著低于E組 (t=8.00~42.68,Plt;0.05) 。e、f組細(xì)胞當(dāng)中GLUT3蛋白的相對(duì)表達(dá)水平分別為0.83±0.06,0.60±0.10 ,細(xì)胞克隆形成率分別為0 (22.55±2.03)% 、 (9.78±1.07)% ,細(xì)胞遷移率分別為 (93.92±1.28)% 1 (40.00±2.22)% f組上述指標(biāo)均顯著低于e組 Ωt=2.67~29.88
。見圖4~6 。
3討論
乳腺癌作為全球發(fā)病率最高的惡性腫瘤之一,也是女性癌癥致死率最高的病種之一。研究表明,20%~30% 的乳腺癌患者在確診和原發(fā)腫瘤治療后可能發(fā)生轉(zhuǎn)移,而遠(yuǎn)處重要器官的轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致患者預(yù)后不良和死亡的主要原因[14-15]。Hippo 信號(hào)通路在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)移中具有重要作用,該通路下游的關(guān)鍵效應(yīng)分子TAZ是一種轉(zhuǎn)錄共激活因子,在人類惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用,受到Hippo 通路的負(fù)向調(diào)控[16-17]。TAZ 因缺乏DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域,需要通過與TEAD結(jié)合從而發(fā)揮其轉(zhuǎn)錄調(diào)控功能[18-19]。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),TAZ的激活能夠誘導(dǎo)腫瘤干細(xì)胞的形成,顯著促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移,在腫瘤發(fā)生發(fā)展的多個(gè)階段發(fā)揮重要的作用[20]。在乳腺癌干細(xì)胞中,TAZ缺失能夠顯著抑制乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移性生長(zhǎng)[21];敲低TAZ能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架,從而抑制乳腺癌細(xì)胞遷移[22];去泛素化酶2可通過直接去泛素化作用激活TAZ,促進(jìn)乳腺癌的轉(zhuǎn)移[23]。上述研究均表明TAZ能夠促進(jìn)乳腺癌的發(fā)生發(fā)展,本研究在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究TAZ促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖和遷移的分子機(jī)制。
本研究首先在 A~F 組和 a~f 組中分別轉(zhuǎn)入質(zhì)粒pcDNA3.1、TAZ、PLKO.1、shTAZ、TAZ + PLKO.1、TAZ + shGLUT3,其中TAZ質(zhì)粒的空載對(duì)照為pcDNA3.1,shTAZ和shGLUT3質(zhì)粒的空載對(duì)照為PLKO.1。通過細(xì)胞克隆形成實(shí)驗(yàn)以及Transwell遷移實(shí)驗(yàn)檢測(cè)各組細(xì)胞的增殖和遷移能力,結(jié)果顯示,與A組和a組相比較,過表達(dá)TAZ的B組和b組中細(xì)胞的克隆形成率和遷移率增加;與C組和c組相比較,敲低TAZ的D組和d組中細(xì)胞的克隆形成率和遷移率降低,說明TAZ上調(diào)能夠促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖和遷移。
為了探究TAZ影響乳腺癌細(xì)胞增殖和遷移的具體機(jī)制,本研究通過JASPER網(wǎng)站預(yù)測(cè)并篩選出TAZ-TEAD下游的靶基因可能為GLUT3。相關(guān)研究報(bào)道顯示,Yes相關(guān)蛋白(YAP)可以通過調(diào)節(jié)GLUT3/AMPK信號(hào)通路促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖和遷移[24],GLUT3的過表達(dá)可通過調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境促進(jìn)三陰性乳腺癌轉(zhuǎn)移[25],這些研究均表明GLUT3的表達(dá)水平在乳腺癌的遷移過程中起著至關(guān)重要的作用。本研究通過RT-qPCR實(shí)驗(yàn)對(duì)TAZ與GLUT3之間的靶向作用關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果顯示,與A組和a組相比,過表達(dá)TAZ的B組和b組中GLUT3表達(dá)水平明顯上調(diào);與C組和c組相比,敲低TAZ的D組和d組中GLUT3表達(dá)水平明顯下調(diào),提示GLUT3為TAZ下游靶基因,TAZ可能通過上調(diào)GLUT3的表達(dá)促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞遷移。為了進(jìn)一步探究GLUT3和TAZ之間的關(guān)系,本研究進(jìn)行了雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn),結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)染質(zhì)粒WTGLUT3+TAZ的H組和h組細(xì)胞相對(duì)熒光素酶活性相比于其對(duì)照組G組和 Φg 組顯著升高,而轉(zhuǎn)染質(zhì)粒pGLUT3mutation + TAZ的J組和j組細(xì)胞相對(duì)熒光素酶活性則與其對(duì)照組I組和i組無顯著差異。這些結(jié)果提示TAZ可以通過TEAD結(jié)合到GLUT3的啟動(dòng)子區(qū)域,從而促進(jìn)GLUT3的表達(dá)。
為了進(jìn)一步明確GLUT3在TAZ調(diào)節(jié)乳腺癌細(xì)胞增殖和遷移過程中的作用,本研究在過表達(dá)TAZ的同時(shí)敲低GLUT3,以證明TAZ是否通過調(diào)節(jié)GLUT3表達(dá)從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖和遷移。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與E組和e組相比,F(xiàn)組和f組中敲低GLUT3會(huì)顯著抑制TAZ過表達(dá)引起的乳腺癌細(xì)胞增殖和遷移。上述結(jié)果提示,TAZ能夠通過上調(diào)GLUT3表達(dá)來促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞遷移,表明GLUT3在TAZ促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的遷移過程中發(fā)揮重要作用。
綜上所述,TAZ可能通過TEAD從而結(jié)合到GLUT3的啟動(dòng)子區(qū)域,上調(diào)GLUT3表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖和遷移。本研究在一定程度上揭示了TAZ促進(jìn)乳腺癌發(fā)生發(fā)展的新型分子機(jī)制,有望為乳腺癌的臨床治療提供潛在的治療靶點(diǎn)和新的研究方向。
作者聲明:趙高翔、王琳參與了研究設(shè)計(jì);趙高翔、王琳參與了論文的寫作和修改。所有作者均閱讀并同意發(fā)表該論文,且均聲明不存在利益沖突。
[參考文獻(xiàn)]
[1]GRADISHAR W J,MORAN M S,ABRAHAM J,et al. Breast cancer,version 3.2O24,NCCN clinical practice guidelines in oncology[J]. J Natl Compr Canc Netw, 2024,22(5) : 331-357.
[2]EMANUELLE PEREIRA SANTOS V, LUIZ DE FRANCA NETO P,EDA DE OLIVEIRA ISIDIO B,et al. An overview about biomarkers in breast cancer: Insights into the diagnostic and prognostic significance[J]. Clin Chim Acta,2025,567: 120030.
[3]WEI C R,WANG Y,LI X Q. The role of Hippo signal pathway in breast cancer metastasis[J].Onco Targets Ther,2018, 11:2185-2193.
[4]CALSES P C, CRAWFORDJJ, LILL JR, et al. Hippo pathway in cancer: Aberrant regulation and therapeutic opportunities[J]. Trends Cancer,2019,5(5):297-307.
[5]ZHANG ZQ, LUO ZY, HUANG H Z, et al. YAP/TAZ inhibitor-based drug delivery system for selective tumor accumulation and cancer combination therapy[J]. Biomacromolecules , 2025,26(1) :266-278.
[6] CHEN L M, CHAN S W, ZHANG X Q, et al. Structural basis of YAP recognition by TEAD4 in the hippo pathway[J]. Genes Dev,2010,24(3):290-300.
[7] ZANCONATO F,F(xiàn)ORCATO M,BATTILANA G,et al. Genome-wide association between YAP/TAZ/TEAD and AP-1 at enhancers drives oncogenic growth[J]. Nat Cell Biol,2015, 17(9):1218-1227.
[8]KOO J H, GUAN K L. Interplay between YAP/TAZ and me tabolism[J]. Cell Metab,2018,28(2):196-206.
[9]TUFAIL M,JIANG C H,LI N. Altered metabolism in cancer:Insights into energy pathways and therapeutic targets[J]. Mol Cancer,2024,23(1) :203.
[10] WU W Z,BAI Y P. Endothelial GLUTs and vascular biology [J].Biomed Pharmacother,2023,158:114151.
[11] ANCEY P B, CONTAT C,MEYLAN E. Glucose transporters in cancer---From tumor cells to the tumor microenvironment[J].FEBS J,2018,285(16) :2926-2943.
[12] ZHANG P,MISKA J,HEIMBERGER A B. GLUT3 regulates alternative macrophage signaling through a glucose transport-independent role[J].J Clin Invest,2023,133(21): e174540.
[13]YU D M,ZHAO JW,LEE E E,et al. GLUT3 promotes macrophage signaling and function via RAS-mediated endocytosis in atopic dermatitis and wound healing[J]. J Clin Invest, 2023,133(21) :e170706.
[14] RAGHAVENDRA A S, IBRAHIM N K. Breast cancer brain metastasis:A comprehensive review[J]. JCO Oncol Pract, 2024,20(10):1348-1359.
[15]SUNMS,YUNYY,LIUHJ,etal.Brain metastasisinde novo breast cancer:An updated population-level study from SEER database[J]. Asian J Surg,2022,45(11):2259-2267.
[16]JUAN W C,HONG WJ.Targeting the hippo signaling pathway fortissue regeneration and cancertherapy[J].Genes(Basel),2016,7(9):55.
[17]KODAKA M,HATA Y. The mammalian Hippo pathway: Regulation and function of YAP1 and TAZ[J].Cell Mol Life Sci,2015,72(2):285-306.
[18]HANSENCG,MOROISHIT,GUANKL.YAPandTAZ: Anexus forHippo signaling and beyond[J].Trends Cell Biol, 2015,25(9):499-513.
[19]IBAR C,IRVINE K D. Integration of hippo-YAP signaling withmetabolism[J].DevCell,2020,54(2):256-267.
[20] HONG A W,MENG Z P,GUAN KL. The Hippo pathway inintestinal regeneration and disease[J].Nat Rev Gastroenterol Hepatol,2016,13(6):324-337.
[21]BARTUCCIM,DATTILOR,MORICONIC,etal.TAZis required formetastaticactivityand chemoresistanceof breast cancer stem cells[J].Oncogene,2015,34(6):681-690.
[22]CHOI H S,JANG HJ,KRISTENSEN MK,et al. TAZ is involved in breast cancer cell migration via regulating actin dynamics[J].FrontOncol,2024,14:1376831.
[23] ZHANG Z K,DU JJ,WANG S,et al. OTUB2 promotes cancer metastasisvia hippo-independentactivation ofYAPand TAZ[J].Mol Cell,2019,73(1):7-21.
[24]JIANGL H,ZHANGJW,XU Q X,et al. YAP promotes the proliferation and migration of colorectal cancer cells through the Glut3/AMPK signaling pathway[J]. Oncol Lett, 2021,21(4):312.
[25]TSAI TH,YANGCC,KOU TC,etal.Overexpression of GLUT3 promotes metastasis of triple-negative breast cancer bymodulating the inflammatory tumor microenvironment[J]. JCellPhysiol,2021,236(6):4669-4680.
(本文編輯李京蔓厲建強(qiáng))