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前言 中心體控制細胞運動,極性和遷移,這被認為是由它們的微管組織能力介導(dǎo)的。5月29日加拿大多倫多西奈山醫(yī)院與多瑞爾森大學(xué)化學(xué)與生物系團隊在Nature Communications上發(fā)表了“Atypical function of a centrosomal module in WNT signalling drives contextual cancer cell motility”,文章證明WNT信號傳導(dǎo)驅(qū)動一種獨特形式的非定向細胞運動,需要一個關(guān)鍵的中心體模塊,而不是微管或中心體。在外泌體動員PCP蛋白時,顯示DVL2協(xié)調(diào)CEP192-PLK4/AURKB復(fù)合物向細胞皮質(zhì)的募集,其中PLK4/AURKB冗余地起作用以驅(qū)動前突活性和細胞運動性。這是通過用于DAAM2的皮質(zhì)局部DAAM1的置換來協(xié)調(diào)依賴于formin的肌動蛋白重塑來介導(dǎo)的。此外,PLK4,AURKB和DAAM1的異常表達與乳腺癌和膀胱癌的不良預(yù)后相關(guān)。因此,中心體模塊在WNT信號傳導(dǎo)和肌動蛋白成核中起非典型功能,這對于癌細胞運動是至關(guān)重要的,并且與更具侵襲性的癌癥相關(guān)。這些研究對于背景信號如何控制不同的細胞遷移模式具有廣泛的意義。 研究思路 Figure 1:外泌體以中心體和MT非依賴性方式刺激基于肌動蛋白的非定向遷移。 a實驗示意圖。 b用DMSO或centrinone處理MDA-MB-231細胞。顯示了CETN1和CEP192染色. c(b)細胞的百分比> 4 centrioles,1≤centrioles≤4和0 centrioles。 d將MDA-MB-231細胞用DMSO或centrinone處理,然后與DMEM或ACM一起溫育過夜.數(shù)據(jù)與單向ANOVA Kruskal-Wallis檢驗進行比較,并使用Dunn多重比較進行后檢驗。e將來自(d)的MDA-MB-231細胞染色為α-微管蛋白,肌動蛋白和中心體。 f用PBS或純化的外泌體刺激的細胞的均方位移。 g來自用DMEM或ACM處理過夜的MDA-MB-231細胞的傷口愈合測定的定量數(shù)據(jù)。h用DMEM或ACM刺激MDA-MB-231細胞過夜。然后,在用DMSO或Nocodazole處理后進一步追蹤相同的細胞。i用ACM刺激MDA-MB-231細胞過夜。在刺激的最后添加DMSO或NOC。 j用DMEM或ACM刺激MDA-MB-231細胞過夜。追蹤細胞運動用DMSO,細胞松弛素B或細胞松弛素D處理細胞,并進一步追蹤。 Figure 2:CEP192的非中心體庫控制ACM誘導(dǎo)的運動性。 a,用Control,CEP192或PRICKLE1 siRNA轉(zhuǎn)染MDA-MB-231細胞,然后用ACM刺激過夜。然后將細胞染色α-微管蛋白和肌動蛋白。 b用DMSO或centrinone處理MDA-MB-231細胞。加入藥物后,用指定的siRNA轉(zhuǎn)染細胞,并進一步培養(yǎng)。孵育結(jié)束時用DMEM或ACM處理細胞過夜,并且拍攝延時圖像以跟蹤細胞運動性。 c用siRNA轉(zhuǎn)染MDA-MB-231細胞。然后固定細胞并染色PCNT和α-微管蛋白。 d從三個獨立的實驗測量來自(c)的細胞中MTOC的α微管蛋白強度。 e細胞運動性測量為用指定的siRNA轉(zhuǎn)染的MDA-MB-231細胞的平均速度,然后用DMEM或ACM處理過夜。 Figure 3:PLK4和AURKB/C冗余調(diào)節(jié)ACM誘導(dǎo)的癌細胞運動。 a在DMEM或ACM存在下,用DMSO或不同濃度的CFI-400945處理MDA-MB-231細胞。 b在ACM刺激存在下,用DMSO或CFI-400945處理MDA-MB-231細胞。 c在DMEM或ACM存在下,用centrinone,centrinone B,AZD或它們的組合處理MDA-MB-231細胞過夜。 d(c)細胞染色α-微管蛋白和肌動蛋白,皮質(zhì)區(qū)域在右側(cè)板上擴大。 e將細胞與DMEM或ACM一起溫育過夜。在服用延時圖像時,將DMSO或抑制劑加入細胞中并繼續(xù)培養(yǎng),然后洗去DMSO或抑制劑,并將細胞在DMEM或ACM中再培養(yǎng). f在DMSO或抑制劑存在下,用DMEM或ACM處理乳腺癌細胞系EpRas和MDA-MB-468. Figure 4:DVL2通過與PLK4,AURKB和CEP192結(jié)合來控制ACM誘導(dǎo)的癌細胞運動。 a從LUMIER篩選中鑒定的選定蛋白質(zhì)相互作用的網(wǎng)絡(luò)圖,測試CEP192,PLK4和AURKs對3個Flag標記的WNT-PCP和中心體因子的集合。 b用3Flag-CEP192和3HA-PLK4或3HA-DVL2共轉(zhuǎn)染HEK293T細胞。用抗Flag抗體免疫沉淀細胞裂解物,通過蛋白質(zhì)印跡檢測3HA-DVL2或3HA-PLK4。 c,d GST,GST-AURKB(c)和GST-PLK4(d)被細菌表達,純化并與或不與來自MDA-MB-231細胞的細胞裂解物一起溫育。進行GST下調(diào),通過蛋白質(zhì)印跡檢測內(nèi)源性DVL2。 e用對照或DVL2 siRNA處理MDA-MB-231細胞,然后用DMEM或ACM刺激過夜.測量細胞運動性,并使用單因素ANOVA Kruskal-Wallis檢驗進行分析,并使用Dunn多重比較檢驗進行后測試。 f用對照或DVL2 siRNA轉(zhuǎn)染穩(wěn)定表達四環(huán)素可誘導(dǎo)的C末端HA標記的DVL2-wt,DVL2-N末端或DVL2-C末端的MDA-MB-231細胞。測量細胞運動性,并通過雙尾Mann-Whitney U檢驗進行分析。 Figure 5:DVL2協(xié)調(diào)突出時CEP192的募集。 a,c用對照,CEP192或DVL2 siRNA轉(zhuǎn)染MDA-MB-231細胞,然后用DMEM或ACM刺激過夜。對細胞進行染色(a)CEP192和肌動蛋白,或(c)CEP192和PCNT。 b,d,e CEP192在細胞皮質(zhì)(b),中心體(d)和中心體(e)的PCNT信號的強度進行測量。 Figure 6:細胞突起處的PLK4和AURKB積累取決于它們的特定活性。 a,c在MDO,Centrinone或AZD存在下用DMEM或ACM刺激MDA-MB-231細胞。對細胞染色肌動蛋白和(a)磷酸-PLK4,或(c)磷酸-AURKB。 b,測量(b)磷酸-PLK4(S305)或(d)來自(a)和(c)中細胞的磷酸-AURKB(T232)在皮質(zhì)區(qū)域的強度。磷酸-PLK4(e)和磷酸-AURKB(f)在細胞皮質(zhì)中定位的模型,以促進獨立于其他激酶活性發(fā)生的突起形成。 Figure 7:DVL2和CEP192在細胞突起處協(xié)調(diào)PLK4和AURKB的募集。 a,c用對照,PLK4,AURKB,CEP192或DVL2 siRNA轉(zhuǎn)染的MDA-MB-231細胞用DMEM或ACM刺激過夜。對細胞染色肌動蛋白和(a)磷酸-PLK4,或(c)磷酸-AURKB。(b)的磷酸PLK4,或(d)磷酸AURKB在皮層區(qū)域從在(a)和(c)中的細胞中測量。 (e)磷酸-PLK4(S305)和(f)磷酸-AURKB(T232)在細胞皮質(zhì)中募集和定位以促進通過DVL2和CEP192形成突起的模型。 Figure 8:DVL2有助于AURKB從細胞核輸出和PLK4穩(wěn)定化。 a用對照或DVL2 siRNA處理MDA-MB-231細胞,然后用DMEM或ACM刺激過夜。對細胞進行肌動蛋白,AURKB和細胞核(DAPI)染色。 b在DMSO或細胞出口抑制劑Leptomycin存在下,用DMEM或ACM刺激MDA-MB-231細胞過夜。用α-微管蛋白,AURKB和DAPI染色細胞。 c,d分別對來自(a)和(b)中細胞的AURKB的核與細胞質(zhì)(N/C)比率進行定量。 e在DMSO,LMB或LMB + centrinone存在下,用DMEM或ACM刺激細胞過夜。 f用于DVL2調(diào)節(jié)AURKB的核和細胞質(zhì)/皮質(zhì)池的模型。 g用3HA-PLK4,3 Flag-BTRC和增加量的T7-DVL2-wt或T7-DVL2突變體轉(zhuǎn)染HEK293T細胞。 h在增加量的DVL2存在下PLK4和BTRC之間結(jié)合的定量顯示為免疫沉淀物中HA-PLK4/3F-BTRC的平均信號比。 i 為DVL2介導(dǎo)的PLK4穩(wěn)定模型。 Figure 9:PLK4和AURKB通過DAAM調(diào)節(jié)細胞運動。 a在DMSO,CK666或SMIFH2存在下,用DMEM或ACM刺激MDA-MB-231細胞過夜。 b用對照或SPIRE1 siRNA轉(zhuǎn)染細胞,然后用DMEM或ACM處理過夜。 c用對照,DAAM1或DAAM2個體siRNA寡核苷酸轉(zhuǎn)染細胞,然后用DMEM或ACM刺激過夜。 d在DMSO或centrinone+AZD存在下,用DMEM或ACM刺激(e)MDA-MB-231細胞。 f,g用對照,DAAM2或DAAM1 siRNA轉(zhuǎn)染細胞,然后DMEM或ACM刺激過夜。對肌動蛋白和(f)DAAM1或(g)DAAM2染色細胞。 h用對照,DAAM1,DAAM2 siRNA或指定的組合轉(zhuǎn)染MDA-MB-231細胞,然后用DMEM或ACM刺激過夜。 i用對照,DAAM1或DAAM2 siRNA轉(zhuǎn)染MDA-MB-231細胞,然后在DMSO或centrinone+AZD存在下用DMEM或ACM刺激過夜。 j由PLK4和AURKB調(diào)節(jié)的ACM處理后細胞皮層DAAM1和DAAM2定位開關(guān)的模型。 結(jié)論 先前表明外泌體誘導(dǎo)的BCC遷移和侵入行為受WNT信號傳導(dǎo)途徑的調(diào)節(jié),該途徑需要與PCP途徑組分相互作用。還發(fā)現(xiàn),在突出的非突出側(cè)膜上,PCP蛋白PK1與RhoGAPs Arhgap 21/23配合以促進細胞運動和突起形成。這里給出由WNT-PCP蛋白DVL2募集的中心體蛋白的離散模塊對響應(yīng)于WNT信號傳導(dǎo)的突起的促進作用的意外作用,促進外泌體/ACM驅(qū)動的非定向細胞遷移,其獨立于MT和中心體發(fā)生。發(fā)現(xiàn)中心體重復(fù)的兩個主要促進因子(CEP192和PLK4)和PCM組裝體作用于WNT-PCP蛋白DVL2的下游,其響應(yīng)于外泌體刺激的WNT信號傳導(dǎo)而協(xié)調(diào)它們向細胞皮層的募集。因此,揭示了這兩種生物途徑之間的意外串?dāng)_,并確定了該模塊在細胞運動的背景控制中的作用。 外泌體/ACM誘導(dǎo)的細胞運動是非定向的,并且其潛在機制可能與定向遷移競爭。這是相當(dāng)重要的,因為PLK4已被證明分別通過ARP2 / 3-和MT依賴性過程調(diào)節(jié)2D和3D細胞培養(yǎng)中的定向遷移/侵襲。值得注意的是,發(fā)現(xiàn)這些介質(zhì)在外泌體/ACM誘導(dǎo)的細胞運動中是不必要的。PLK4在兩種類型的遷移中的獨特作用提出了誘人的假設(shè),即該激酶在響應(yīng)特定刺激信號的細胞遷移的背景控制中起關(guān)鍵作用。獨立于PLK4活性,AURKB也被DVL2-CEP192募集到細胞突起以激活遷移。已經(jīng)顯示抑制AURKB抑制骨肉瘤和HepG2細胞遷移和侵襲,而過表達的AURKB定位于間期正常大鼠腎細胞的細胞核和皮質(zhì)肌動蛋白絲。盡管AURKB在細胞遷移中的新興作用仍有待完全確定,但這些研究強調(diào)了AUKRB在細胞遷移中的重要性。 有趣的是,臨床數(shù)據(jù)顯示PLK4和AURKB在高級別膀胱癌中的表達增加,并與乳腺癌患者的生存率降低相關(guān)。因此,重要的是確定PLK4和AURKB是否也在體內(nèi)冗余,并且如果PLK4和AURKB的共抑制可以阻斷或減少轉(zhuǎn)移,因為PLK4/AURKB主要被視為細胞周期調(diào)節(jié)劑并且在此基礎(chǔ)上已經(jīng)大量藥物開發(fā)工作的主題。研究表明,通過雙重抑制PLK4和AURKB來靶向背景非定向細胞運動可能是癌癥臨床中的重要治療目標。 文章提出AURKB/PLK4可能在皮層的肌動蛋白重組中起作用。實際上,ACM刺激的BCC遷移取決于DAAM1和DAAM2之間的皮質(zhì)轉(zhuǎn)換或交換,其由PLK4或AURKB活性調(diào)節(jié)。最重要的是,通過RNAi耗盡DAAM1繞過了這兩種激酶在細胞遷移中的需要,表明它們在相同途徑中起作用。然而,AURKB/PLK4如何調(diào)節(jié)ACM處理后從細胞突起中去除DAAM1仍然是未知的,并且將是進一步研究的重要主題。 因此,研究揭示了WNT信號傳導(dǎo)和肌動蛋白成核中的中心體模塊的非典型功能,這對于癌細胞運動是至關(guān)重要的。更重要的是,該模塊中基因的失調(diào)包括PLK4,AURKB,DAAM1和DAAM2與侵襲性形式的人類癌癥相關(guān)。值得注意的是,DAAM1是在原代模型中顯示出更高的肺轉(zhuǎn)移傾向的MDA-MB-231細胞亞群中表達降低的47個基因之一。此外,原位與浸潤性導(dǎo)管癌乳腺癌之間的地形單細胞測序比較顯示,CEP192是來自特定突變的侵入性特征的11個錯誤調(diào)控基因之一,進一步支持該模塊在癌癥遷移和侵襲中的作用。 總之,文章提供了中心體模塊的證據(jù),該模塊在WNT信號通路中執(zhí)行獨立于其中心體作用的功能,通過直接調(diào)節(jié)通過formins的肌動蛋白重組并反過來促進癌細胞遷移。推測這種途徑可能至少部分地調(diào)節(jié)與癌癥無關(guān)的其他功能,這是非常誘人的。盡管AURKB-/-胚胎通常是植入的,但與研究結(jié)果一致,AURKC在胚胎發(fā)生過程中取代了AUKRB功能,因此AURKB在胚胎發(fā)育中的重要性可能仍然受到重視。進一步研究AURKB和PLK4在人類胚胎/組織發(fā)育中的作用將是有趣的,特別這些激酶的冗余功能仍未被發(fā)現(xiàn)。最后,這里鑒定的中心體模塊是否在細胞運動的上下文控制中具有任何其他發(fā)育和無數(shù)其他疾病相關(guān)背景中的任何作用,將是進一步研究的重要領(lǐng)域。 全文鏈接: https://pan.baidu.com/s/1Ye1IRo-BSMWc346nhXrphw 提取碼: a3na EVs-Exosomes由蘇大,浙大, 法國居里研究所數(shù)位博士、博后及教授創(chuàng)建。 |
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