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临床样本的免疫荧光染色显示,眼部黑色素瘤组织中的整体乳酸化水平明显高于正常黑素细胞组织(p0.05)(图1a,b)。更高的整体乳酸化水平预示着更早的复发和增强的癌症侵袭性(log-rank检验,p0.05)(图 1c,d)。同样地,western blot分析显示,大多数眼部黑色素瘤细胞系的整体乳酸化水平也升高了(图1e,f)。免疫荧光染色显示乳酸化蛋白主要定位于细胞核,而免疫印迹检测的主要条带接近17 kDa。对乳酸化蛋白免疫沉淀后进行银染色质谱(MS),结果显示该条带为组蛋白H3(图1g)。因此,作者决定研究上述现象是否由H3K18la引起。同样,与正常黑色素细胞组织相比,眼部黑色素瘤组织中H3K18la水平与整体乳酸化水平的趋势相同(图1i,j),H3K18la水平升高表明预后较差(log-rank检验,p0.05)(图1k,l)。在大多数眼部黑色素瘤细胞系中也观察到更高的H3K18la水平(图1e,h)。western blot检测证实了眼部黑色素瘤组织中整体乳酸化水平和H3K18la水平的升高(图1m)。这些数据表明,
为了评估组蛋白乳酸化抑制是否能减弱眼部黑色素瘤的肿瘤发生,作者降低了肿瘤细胞内的整体组蛋白乳酸化水平。使用糖酵解抑制剂(2-DG)和肟酸,以及乳酸脱氢酶(LDHA和LDHB)的siRNA,以减弱乳酸生成和组蛋白乳酸化(图2a)。在眼部黑色素瘤细胞(OCM1和CRMM1细胞)中,两种糖酵解抑制剂均显著降低了细胞内乳酸(图2b,c)以及整体乳酸化和H3K18la水平(图2d,e)。LDHA缺陷(图2f)或LDHB缺陷(图2f)的眼部黑色素瘤细胞都没有出现整体组蛋白乳酸化的显著减少。然而,同时沉默LDHA和LDHB(图2f)显著损害了组蛋白乳酸化,同时米乐M6(MiLe)亚洲官方网站- 赔率最高在线投注平台,还显著抑制了细胞增殖(图2g-j)和迁移(图2k,l)。此外,向LDHA/LDHB缺陷细胞中添加乳酸钠(Nala)成功地提高了组蛋白乳酸化水平(图2f),并部分恢复了细胞增殖(图2g-j)和迁移(图2k,l)。
为了揭示组蛋白乳酸化在基因表达中的调控作用,作者使用抗H3K18la抗体进行了染色质免疫共沉淀,然后进行测序(ChIP-seq)。ChIP-seq数据显示,H3K18la在启动子区域富集(图3a)。KEGG分析显示,这些H3K18la特异性基因在代谢途径和肿瘤相关途径中富集(图3b),表明组蛋白乳酰化在肿瘤发生中具有调控作用。通过将ChIP-seq数据(GEO登录号:GSE156674)与使用糖酵解抑制剂处理&不处理的细胞转录组(GEO登录号:GSE156675)以及正常&肿瘤细胞转录组(GEO登录号:GSE137675)的RNA测序(RNA-seq)数据相结合,我们鉴定出4个抗h3k18la -ChIP靶基因,这些基因在糖酵解抑制剂处理的细胞中mRNA水平显著降低,在肿瘤细胞中高表达(图3c)。其中YTHDF2启动子上的H3K18la信号显著富集(图3d)。ChIP-qPCR检测也表明,H3K18la在YTHDF2启动子区域富集,而糖酵解抑制剂减少了这种富集(图3e,f)。此外,ChIP-qPCR检测显示,经糖酵解抑制剂处理后,EP300-组蛋白乳酸化writer在YTHDF2启动子上的结合水平显著降低(图3g,h)。经糖酵解抑制剂处理后,YTHDF2的蛋白(图3i,j)的表达水平均显著降低。综上所述,YTHDF2的转录受到Y3K18la的正向调控。
由于YTHDF2可以被H3K18la直接调控,作者接下来探讨了其在眼部黑色素瘤中的功能。YTHDF2在眼黑色素瘤细胞系中在RNA(图4a,b)和蛋白水平(图4c、d)均高表达。此外,免疫荧光染色显示,与正常黑素细胞组织相比,YTHDF2在眼部黑色素瘤组织中的表达显著上调(p0.05)(图4e,f),且YTHDF2的表达量更高与不良预后呈正相关(log-rank检验,p0.05)(图4g,h)。基因表达谱交互式分析(GEPIA)数据库证实,高YTHDF2水平与较差的预后相关(图4i)。在成功敲除YTHDF2后(图5a,b的细胞中进行CCK-8检测,结果显示与对照组细胞相比YTHDF2敲除细胞数量显著减少(图5c,d)。平板集落形成实验和transwell实验发现,下调YTHDF2基因抑制了肿瘤细胞集落的形成和迁移(图5e-h)。综上所述,这些数据表明YTHDF2在眼部黑色素瘤中作为一种致癌基因。
MeRIP-seq和meCLIP-seq数据(GEO登录号:GSE137675)显示,PER1和TP53在3‘UTR区域有m6 A位点(图7d,e)。MeRIP-qPCR检测发现,与IgG组相比,m6A特异性抗体组中PER1和TP53 mRNA得到了富集(图7f,g)。RIP-qPCR分析显示,PER1和TP53 mRNA主要与YTHDF2相互作用(图7h,i)。YTHDF2敲低显著上调了PER1和TP53 蛋白水平(图7j)。此外,作者还观察到PER1和TP53被组蛋白乳酸化诱导剂(Nala)下调(图7k)。接下来,作者设计回复实验,观察沉默PER1和TP53是否会影响YTHDF2的敲低作用(图8a)。沉默PER1和TP53细胞后,部分恢复了YTHDF2敲低导致的细胞增殖(图8b-e)和迁移(图8f,g)受损。综上所述,这些数据表明,异常的YTHDF2-PER1/TP53轴有助于眼部黑色素瘤的肿瘤进展。