《Cancer Reports》:Endogenous Bornavirus-Like Nucleoprotein 1 Regulates Cellular Processes and DNA Double-Strand Breaks in U-87 MG Glioblastoma Cells
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背景:胶质母细胞瘤(GBM)是一种常见的脑癌,预后差,复发率高。DNA损伤修复在GBM癌变和治疗耐药中起关键作用。人内源性博尔纳病毒样核蛋白1(EBLN1)调节细胞过程和遗传稳定性。然而,EBLN1在GBM中的生物学作用仍不清楚。
目的:本研究旨在确定EBL
背景:胶质母细胞瘤(GBM)是一种常见的脑癌,预后差,复发率高。DNA损伤修复在GBM癌变和治疗耐药中起关键作用。人内源性博尔纳病毒样核蛋白1(EBLN1)调节细胞过程和遗传稳定性。然而,EBLN1在GBM中的生物学作用仍不清楚。
目的:本研究旨在确定EBLN1在GBM中调节细胞过程和DNA双链断裂(DSBs)中的作用,并探讨其潜在分子机制。
方法与结果:用表达shRNA的慢病毒感染U-87 MG GBM细胞以敲低EBLN1。随后评估细胞增殖和凋亡。检测DSB水平以及两个关键DSB修复调节因子——共济失调毛细血管扩张突变(ATM)激酶和乳腺癌1型易感蛋白(BRCA1)的活性。此外,在再激活ATM后,重新检测细胞过程和DSB水平,以验证EBLN1介导的GBM DNA修复调控机制。EBLN1沉默的U-87 MG细胞在感染后第二天即表现出细胞生长显著减少(p < 0.05),且凋亡比率升高(p < 0.001)。EBLN1沉默后,U-87 MG细胞中γH2AX的表达显著增加(p < 0.001),而ATM和BRCA1的表达水平显著降低(p < 0.001)。在EBLN1沉默的U-87 MG细胞中再激活ATM后,处理细胞的DSB水平显著降低(p < 0.001)。同时,细胞增殖显著增加(p < 0.001),而凋亡被显著抑制(p < 0.001)。
结论:本研究揭示了一种新的分子机制,即EBLN1通过调节胶质母细胞瘤细胞中的DNA双链断裂修复来调控细胞过程,为理解GBM的发病机制提供了新的视角。
胶质母细胞瘤(GBM)是成人中最具侵袭性的原发脑肿瘤,约占所有恶性脑和中枢神经系统肿瘤的49%,尽管采用手术、化疗和放疗,5年生存率仍低于10%。DNA损伤应答(DDR)在GBM进展和治疗耐药中发挥复杂而关键的作用。内源性博尔纳病毒样核蛋白元件(EBLNs)是古代博尔纳病毒基因整合入宿主基因组的产物,其中EBLN1在少突胶质细胞中调节细胞增殖、周期和凋亡,其缺失可导致DNA双链断裂(DSBs)增加。然而,EBLN1在GBM中的生物学作用尚不清楚。本研究旨在探讨EBLN1在GBM中调节细胞过程及DSB修复的潜在分子机制,研究成果发表于《Cancer Reports》。
研究人员使用来自中国典型培养物保藏中心(CTCC)的U-87 MG GBM细胞。通过表达EBLN1短发夹RNA(shRNA)的慢病毒感染实现EBLN1敲低,并设置未感染组(CON)、阴性对照慢病毒感染组(NC)和敲低组(KD)。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证EBLN1 mRNA水平;利用CCK-8法检测细胞增殖;采用Annexin V-APC染色结合流式细胞术检测凋亡;通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测γH2AX、磷酸化ATM(S1981)及BRCA1水平。随后用25 μmol/L氯喹(Chq)处理EBLN1沉默细胞以再激活ATM。所有实验重复三次(增殖实验五次),数据以SPSS 26.0统计。
研究结果如下:
(1)EBLN1 mRNA在U-87 MG细胞中被有效敲低:感染后72小时,两组慢病毒感染效率均超过76%;qRT-PCR显示,KD组EBLN1 mRNA相对表达量分别降至CON组和NC组的41%和40%(p < 0.001)。
(2)EBLN1沉默抑制U-87 MG细胞增殖:CCK-8测定结果显示,与CON和NC组相比,KD组细胞生长在感染后第二天起即出现显著降低(p < 0.05)。
(3)EBLN1沉默诱导U-87 MG细胞凋亡:流式细胞术检测显示,感染72小时后,KD组凋亡率为5.78% ± 0.14%,显著高于CON组(2.58% ± 0.31%)和NC组(2.99% ± 0.23%)(p < 0.001)。
(4)EBLN1沉默增加U-87 MG细胞中的DSB水平:ELISA结果显示,KD组γH2AX相对表达量为2.75 ± 0.49,显著高于CON组(1.00 ± 0.32)和NC组(1.10 ± 0.25)(p < 0.001)。
(5)EBLN1沉默减弱DSB修复应答:ELISA检测显示,与CON和NC组相比,KD组ATM和BRCA1蛋白水平均显著降低(ATM:1.00 ± 0.07和1.00 ± 0.05对0.71 ± 0.04;BRCA1:1.00 ± 0.17和1.04 ± 0.11对0.61 ± 0.14;p < 0.001)。
(6)ATM再激活逆转EBLN1沉默细胞的细胞过程和DSB水平:用Chq处理KD细胞后,ATM被重新激活,DSB水平显著下降(p < 0.001);同时细胞增殖显著增加(p < 0.001),凋亡明显受抑(p < 0.001)。这表明EBLN1通过ATM介导的DDR通路调控细胞过程。
讨论部分指出,EBLN1沉默导致的DSB累积与在HCT116和HeLa细胞中的发现一致,但与博尔纳病毒1型(BoDV-1)N蛋白在神经元中增加DSB的结果相反,提示EBLN1在正常和恶性细胞中可能发挥不同作用,且可能以非编码RNA(ncRNA)形式发挥作用。DSB主要通过同源重组(HR)和非同源末端连接(NHEJ)修复,ATM是HR通路的关键调节因子。本研究证实EBLN1通过调节ATM活性影响DSB修复和细胞命运。研究局限性包括仅使用单一GBM细胞系,且机制证据为间接。结论部分翻译为:本研究表明,EBLN1在维持U-87 MG GBM细胞恶性表型中发挥关键作用,可能通过调节DSB修复通路相关蛋白激酶的活性实现。研究结果揭示了EBLN1在GBM中的生物学功能,并确定了GBM肿瘤发生和治疗耐药的新分子机制。