Влияние нарушенной экспрессии HNF4α на чувствительность клеток гепатоцеллюлярной карциномы к действию ингибиторов проопухолевых сигнальных каскадов

Введение. Гепатоцеллюлярная карцинома (ГК) характеризуется агрессивным течением, высокой частотой случаев летальности и устойчивостью к существующим схемам терапии. Исследование ассоциированных с патогенезом ГК молекулярных нарушений, которые влияют на биологические свойства клеток ГК, позволяет оценить потенциальную эффективность ингибирования конкретных проопухолевых сигнальных каскадов. Настоящая работа посвящена изучению действия снижения экспрессии ключевого регулятора гепатоцитарной дифференцировки HNF4α, которое часто происходит в ГК, на чувствительность клеток культур ГК к ингибиторам важных проопухолевых сигнальных путей mTOR, CDK4 / 6-pRb и ROCK.

Материалы и методы. В культурах ГК человека HepG2 и Huh7 со стабильным нокдауном гена HNF4A определяли изменение пролиферативного и миграционного потенциалов клеток, а также изменение данных свойств при действии ингибиторов mTOR (рапамицина), CDK4 / 6 (PD0 332 991, палбоциклиба) и ROCK 1 / 2 (Y27 632). Уровни экспрессии генов определяли методом полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Результаты. Нокдаун гена HNF4А вызывает изменение миграционной способности клеток HepG2 и Huh7, ассоциированное с изменением экспрессии Е-кадгерина и N-кадгерина. Снижение экспрессии HNF4α ослабляет опосредованное Y27632-подавление миграционного потенциала в клетках ГК. Нокдаун гена HNF4А приводит к возникновению устойчивости клеток Huh7 и увеличению чувствительности клеток HepG2 к действию рапамицина и PD0 332 991, блокирующих миграционную способность клеток.

Заключение. Уровень экспрессии HNF4α влияет на миграционную способность клеток ГК и их чувствительность к действию ингибиторов mTOR, CDK4 / 6 и ROCK1 / 2 на миграционную активность.

1. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs297/en/.

2. Llovet J.M., Zucman-Rossi J., Pikarsky E. et al. Hepatocellular carcinoma. Nat Rev Dis Primers 2016;2:16018. DOI: 10.1038/nrdp.2016.18. PMID: 27158749.

3. Aravalli R.N., Cressman E.N., Steer C.J. Cellular and molecular mechanisms of hepatocellular carcinoma: an update. Arch Toxicol 2013;87(2):227–47. DOI: 10.1007/s00204-012-0931-2. PMID: 23007558.

4. Лазаревич Н.Л., Флейшман Д.И. Тканеспецифические транскрипционные факторы в прогрессии эпителиальных опухолей. Биохимия 2008;73(5):735–50. [Lazarevich N.L., Fleishman D.I. Tissuespecific transcription factors in the progression of epithelial tumors. Biochimiya = Biochemistry 2008;73(5):735–50. (In Russ.)]. DOI: 10.1134/S0006297908050106. PMID: 18605982.

5. Thomas H., Jaschkowitz K., Bulman M. et al. A distant upstream promoter of the HNF4α gene connects the transcription factors involved in maturity-onset diabetes of the young. Hum Mol Genet 2001;10(19):2089–97. PMID: 11590126.

6. Torres-Padilla M.E., Fougère-Deschatrette C., Weiss M.C. Expression of HNF4α isoforms in mouse liver development is regulated by sequential promoter usage and constitutive 3 end splicing. Mech Dev 2001;109(2):183–93. PMID: 11731232.

7. Lazarevich N.L., Shavochkina D.A., Fleishman D.I. et al. Deregulation of hepatocyte nuclear factor 4 (HNF4) as a marker of epithelial tumors progression. Exp Oncol 2010;32(3):167–71.

8. Lazarevich N.L., Cheremnova O.A., Varga E.V. et al. Progression of HCC in mice is associated with a downregulation in the expression of hepatocyte nuclear factors. Hepatology 2004;39(4): 1038–47. DOI: 10.1002/hep.20155. PMID: 15057908.

9. Yin C., Lin Y., Zhang X. et al. Differentiation therapy of hepatocellular carcinoma in mice with recombinant adenovirus carrying hepatocyte nuclear factor 4 alpha gene. Hepatology 2008;48(5):1528–39. DOI: 10.1002/hep.22510. PMID: 18925631.

10. Ning B.F., Ding J., Yin C. et al. Hepatocyte nuclear factor 4 alpha suppresses the development of hepatocellular carcinoma. Cancer Res 2010;70(19):7640–51. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-10-0824. PMID: 20876809.

11. Hatziapostolou M., Polytarchou C., Aggelidou E. et al. An HNF4α-miRNA inflammatory feedback circuit regulates hepatocellular oncogenesis. Cell 2011;147(6):1233–47. DOI: 10.1016/j. cell.2011.10.043. PMID: 22153071.

12. Wong C.C., Wong C.M., Au S.L. et al. RHOGTPases and RHO-effectors in hepatocellular carcinoma metastasis: ROCK N’RHO move it. Liver Int 2010;30(5):642–56. DOI: 10.1111/j.1478-3231.2010.02232.x. PMID: 20726051.

13. Omar H.A., Tolba M.F., Hung J.H. et al. OSU-2S/Sorafenib synergistic antitumor combination against hepatocellular carcinoma: the role of PKCδ/p53. Front Pharmacol 2016;(7):463. DOI: 10.3389/ fphar.2016.00463. PMID: 27965580.

14. Чесноков М.С., Кустова И.Ф., Шавочкина Д.А. и др. Частичная редифференцировка и понижение выраженности черт злокачественного фенотипа клеток протоковой аденокарциномы поджелудочной железы человека при экспрессии ядерного рецептора HNF4α. Российский биотерапевтический журнал 2012;(3):17–23. [Chesnokov M.S., Kustova I.F., Shavochkina D.A. et al. Partial redifferentiation and decrease in the severity of the malignant phenotype of cells of human pancreatic ductal adenocarcinoma in the expression of the nuclear receptor HNF4a. Rоssiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal = Russian Biotherapeutic Journal 2012;(3):17–23. (In Russ.)].

15. Chesnokov M.S., Krivtsova O.M., Skovorodnikova P.A. et al. Transcriptome-based identification of PDGFA as a candidate secreted biomarker for hepatocellular carcinoma. Biopolymers and Cell 2016;32(6):418–28. DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.000939.

16. Barretina J., Caponigro G., Stransky N. et al. The cancer cell line encyclopedia enables predictive modelling of anticancer drug sensitivity. Nature 2012;483(7391): 603–7. DOI: 10.1038/nature11003. PMID: 22460905.

17. Späth G.F., Weiss M.C. Hepatocyte nuclear factor 4 provokes expression of epithelial marker genes, acting as a morphogen in dedifferentiated hepatoma cells. J Cell Biol 1998;140(4):935–46. PMID: 9472044.

18. Santangelo L., Marchetti A., Cicchini C. et al. The stable repression of mesenchymal program is required for hepatocyte identity: a novel role for hepatocyte nuclear factor 4α. Hepatology 2011;53(6):2063–74. DOI: 10.1002/hep.24280. PMID: 21384409.

19. Hazan R.B., Phillips G.R., Qiao R.F. et al. Exogenous expression of N cadherin in breast cancer cells induces cell migration, invasion, and metastasis. J Cell Biol 2000;148(4):779–90. DOI: 10.1002/hep.24280. PMID: 21384409.

20. Pivonello C., Negri M., De Martino M.C. et al. The dual targeting of insulin and insulin-like growth factor 1 receptor enhances the mTOR inhibitor-mediated antitumor efficacy in hepatocellular carcinoma. Oncotarget 2016;7(9):9718–31. DOI: 10.18632/oncotarget.6836. PMID: 26756219.

21. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01356628.

22. Rivadeneira D.B., Mayhew C.N., Thangavel C. et al. Proliferative suppression by CDK4/6 inhibition: complex function of the retinoblastoma pathway in liver tissue and hepatoma cells. Gastroenterology 2010;138(5):1920–30. DOI: 10.1053/j.gastro.2010.01.007. PMID: 20100483.

23. Lontay B., Kiss A., Gergely P. et al. Okadaic acid induces phosphorylation and translocation of myosin phosphatase target subunit 1 influencing myosin phosphorylation, stress fiber assembly and cell migration in HepG2 cells. Cell Signal 2005;17(10):1265–75. DOI: 10.1016/j.cellsig.2005.01.008. PMID: 16038801.

24. Guo F., Gao Y., Wang L. et al. p19Arf-p53 tumor suppressor pathway regulates cell motility by suppression of phosphoinositide 3-kinase and Rac1 GTPase activities. J Biol Chem 2003;278(16):14414–9. DOI: 10.1074/jbc.M300341200. PMID: 12578823.

25. el-Deiry W.S., Tokino T., Velculescu V.E. et al. WAF1, a potential mediator of p53 tumor suppression. Cell 1993;75(4): 817–25. PMID: 8242752.

26. Paternot S., Bockstaele L., Bisteau X. et al. Rb inactivation in cell cycle and cancer: the puzzle of highly regulated activating phosphorylation of CDK4 versus constitutively active CDK-activating kinase. Cell Cycle 2010;9(4):689–99. DOI: 10.4161/ cc.9.4.10611. PMID: 20107323.

27. Fusté N.P., Fernández-Hernández R., Cemeli T. et al. Cytoplasmic cyclin D1 regulates cell invasion and metastasis through the phosphorylation of paxillin. Nat Commun 2016;7:11581. DOI: 10.1038/ncomms11581. PMID: 27181366.

28. Yang Y.M., Lee C.G., Koo J.H. et al. Gα12 overexpressed in hepatocellular carcinoma reduces microRNA-122 expression via HNF4α inactivation, which causes c-Met induction. Oncotarget 2015;6(22):19055–69. DOI: 10.18632/oncotarget.3957. PMID: 25965999.

29. Chiba H., Itoh T., Satohisa S. et al. Activation of p21CIP1/WAF1 gene expression and inhibition of cell proliferation by overexpression of hepatocyte nuclear factor 4 alpha. Exp Cell Res 2005;302(1):11–21. DOI: 10.1016/j.yexcr.2004.08.014. PMID: 15541721.