Топчу Юлия Алексеевна, магистр,
420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18
Iuliia A. Topchu, MS,
18, Kremlyovskaya St., 420008, Kazan
Тихомирова Мария Владимировна, магистр,
420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18
Mariya V. Tikhomirova, MS,
18, Kremlyovskaya St., 420008, Kazan
Булатов Эмиль Рафаэлевич, кандидат наук, ведущий научный сотрудник,
420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18
Emil R. Bulatov, PhD, Leading Researcher,
18, Kremlyovskaya St., 420008, Kazan
Абрамова Зинаида Ивановна, доктор наук, профессор, ведущий научный сотрудник,
420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18
Zinaida I. Abramova, Professor, Leading Researcher,
18, Kremlyovskaya St., 420008, Kazan
Бумбер Янис Алексеевич, кандидат наук, старший научный сотрудник,
420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18
Yanis A. Boumber, PhD, Senior Researcher,
18, Kremlyovskaya St., 420008, Kazan
Введение. Метилирование гистонов является одним из механизмов, участвующих в регуляции экспрессии генов и поддерживающих стабильность генома, участвуя в репарации ДНК. Диметилирование лизина 36 на гистоне 3 (H3K36me2) является одной из важнейших гистоновых модификаций, которая характеризуется как эпигенетическая метка, ответственная за активацию экспрессии генов. H3K36me2 – продукт ферментной активности белков NSD1, NSD2, NSD3 и ASH1L. Известно, что мутации гистоновой метилтрансферазы NSD1 часто встречаются при плоскоклеточном раке головы и шеи, и наличие мутаций NSD1 положительно коррелирует с повышенной выживаемостью пациентов. Особенно эта тенденция выражена у пациентов с раком гортани.
Целью исследования стали изучение роли NSD1 в росте клеток плоскоклеточного рака гортани и немелкоклеточного рака легкого и оценка влияния нарушения экспрессии NSD1 на чувствительность клеток к цисплатину.
Материалы и методы. С использованием базы данных TCGA был проведен корреляционный анализ между наличием мутаций в гене NSD1 и выживаемостью пациентов. С помощью системы геномного редактирования CRISPR/Cas9 были созданы клеточные линии рака гортани и немелкоклеточного рака легкого с нокаутом гена NSD1. Методом иммуноблоттинга был оценен эффект нокаута NSD1 на уровень H3K36me2 в контрольных и нокаутных клетках. Также были проведены тест на пролиферацию клеток и тест на определение жизнеспособности клеток под действием цисплатина.
Результаты. Нокаут NSD1 эффективно снижает уровень H3K36me2 в клеточных линиях рака гортани и рака легкого. Также на созданных клеточных моделях было продемонстрировано, что нокаут NSD1 значительно понижает пролиферативную активность клеток рака гортани и повышает эффективность лечения цисплатином, в то время как в клетках немелкоклеточного рака легкого такого эффекта обнаружено не было.
Заключение. На основе полученных данных можно сделать вывод о том, что белок NSD1 является потенциальной мишенью для разработки ингибиторов с последующим тестированием in vitro и in vivo на моделях плоскоклеточного рака головы и шеи, особенно рака гортани. Для более детального понимания того, как NSD1 регулирует рост опухолевых клеток, нужны дополнительные исследования.
Introduction. The histone methylation regulates gene expression and plays a role in genomic stability participating in DNA repair. Dimethylation of histone 3 lysine 36 (H3K36me2) is an important histone modification which is responsible for gene expression activation. H3K36me2 is a product of methyltransferase activity of NSD1, NSD2, NSD3, and ASH1L proteins. NSD1 mutations are known to often occur in head and neck squamous carcinoma. The presence of NSD1 mutations highly correlates with increased survival, especially for patients with laryngeal cancer. The aim of this study was an in vitro investigation of the role of NSD1 in the cell proliferation of laryngeal squamous cell cancer and non-small lung cancer cells, as well as a study of the effect of disruption of the NSD1 gene expression on cisplatin treatment response.
Material and Methods. Using TCGA, correlation analysis was performed to compare NSD1 wild type and mutant patient survival. NSD1 knockout cell lines models of laryngeal and non-small cell lung cancer were developed using the CRISPR/ Cas9 system. The effect of NSD1 knockout on H3K36me2 level was evaluated by western blot. Proliferation and IC50 of cisplatin in control and knockout cells were studied as well.
Results. It was demonstrated that NSD1 knockout decreased the H3K36me2 level and cell proliferation in laryngeal squamous cell cancer cells and increased the sensitivity of head and neck cancer cells to cisplatin treatment, while there was no effect of NSD1 knockout in a non-small cell lung cancer cell line.
Conclusion. Based on the data obtained, it can be concluded that the NSD1 protein is a potential target for inhibitor development following in vitro and in vivo testing in head-neck squamous cell carcinoma models. More studies are needed for better understanding of the regulation of tumor cell growth by NSD1.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.