Le rôle de l'isoforme II de RUNX2 dans l'OSCC et la ferroptose
Cette étude révèle l'impact de l'isoforme II de RUNX2 sur la ferroptose dans le carcinome épidermoïde oral.
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Table des matières
- RUNX2 et son rôle dans le cancer
- Aperçu de l'OSCC
- Objectif de l'étude
- Isoforme II de RUNX2 et son expression dans l'OSCC
- Effets de l'isoforme II de RUNX2 sur la croissance cellulaire
- L'isoforme II de RUNX2 et la ferroptose
- Le mécanisme derrière l'action de l'isoforme II de RUNX2
- Le rôle de HOXA10 dans la régulation de l'isoforme II de RUNX2
- Ferroptose et traitement du cancer
- Conclusion
- Directions futures
- Matériaux et méthodes
- Source originale
- Liens de référence
La Ferroptose est un type de mort cellulaire qui suit pas les chemins habituels comme l'apoptose. Ce processus repose sur le fer et se caractérise par l'accumulation de certaines substances nocives dans la cellule. Les scientifiques s'intéressent à la ferroptose car cela pourrait conduire à de nouvelles façons de traiter le cancer. Des études récentes ont suggéré que la ferroptose pourrait jouer un rôle dans l'arrêt de la croissance de certains cancers, y compris les cancers de la tête et du cou et le carcinome épidermoïde buccal (OSCC).
Dans l'OSCC, les cellules cancéreuses peuvent devenir résistantes aux traitements, ce qui rend difficile le contrôle de la maladie. Des recherches ont montré que déclencher la ferroptose dans ces cellules peut aider à surmonter cette résistance. Par conséquent, trouver des moyens d'induire la ferroptose pourrait être une stratégie efficace pour traiter l'OSCC. Il existe différents chemins à l'intérieur de nos cellules qui peuvent soit promouvoir, soit inhiber la ferroptose. Certains de ces chemins s'activent de l'extérieur de la cellule, tandis que d'autres viennent de l'intérieur.
RUNX2 et son rôle dans le cancer
Le gène RUNX2 est important pour le développement des os et des dents. Cependant, il a aussi été lié au cancer. Des études montrent que RUNX2 peut aider les cellules cancéreuses à se propager et à envahir d'autres tissus dans divers types de cancer, y compris le cancer du sein et de la thyroïde. Malgré cela, les rôles spécifiques que jouent les différentes versions du gène RUNX2 dans le développement du cancer ne sont pas bien compris.
RUNX2 a deux principales formes, appelées isoformes. L'isoforme II est produite à partir d'une partie spécifique du gène et a des séquences uniques qui pourraient affecter sa fonction dans le cancer.
Aperçu de l'OSCC
L'OSCC est l'un des types de cancer les plus courants dans le monde, surtout dans les endroits moins développés. Les traitements de l'OSCC ont évolué avec le temps, passant de la chirurgie seule à une combinaison de chirurgie, de radiation, de chimiothérapie et d'immunothérapie. Malgré ces avancées, le taux de survie global des patients reste autour de 50-60 % sur cinq ans, ce qui indique qu'il reste beaucoup à faire pour améliorer les résultats de traitement.
Objectif de l'étude
Cette étude vise à explorer comment l'isoforme II de RUNX2 influence la ferroptose dans l'OSCC. Nous allons examiner l'impact de la réduction ou de l'augmentation des niveaux de l'isoforme II de RUNX2 sur les substances nocives dans les cellules, et comment cela affecte le comportement cellulaire.
Isoforme II de RUNX2 et son expression dans l'OSCC
Dans notre recherche, nous avons constaté que les niveaux de l'isoforme II de RUNX2 étaient plus élevés dans les tissus d'OSCC par rapport aux tissus normaux. D'autres études ont montré cette tendance dans d'autres types de cancer également. Nous avons découvert que les patients avec des niveaux plus élevés de l'isoforme II avaient des temps de survie plus courts, ce qui suggère que cette isoforme pourrait être liée à un comportement cancéreux plus agressif.
Fait intéressant, les niveaux d'une autre version de RUNX2, l'isoforme I, étaient plus bas chez les patients atteints d'OSCC. Nos résultats suggèrent que l'isoforme II de RUNX2 est importante dans l'OSCC et pourrait être impliquée dans la progression de ce cancer.
Effets de l'isoforme II de RUNX2 sur la croissance cellulaire
Après avoir confirmé que l'isoforme II de RUNX2 est surexprimée dans l'OSCC, nous avons examiné son rôle dans la promotion de la croissance des cellules cancéreuses. Nous avons constaté qu'une augmentation des niveaux de l'isoforme II entraînait une croissance plus rapide des lignées cellulaires d'OSCC, tandis que la réduction des niveaux de l'isoforme II ralentissait la croissance cellulaire. De plus, les cellules avec des niveaux réduits d'isoforme II ont montré une augmentation de la mort cellulaire.
Dans des études animales, les cellules d'OSCC avec une réduction de l'isoforme II de RUNX2 avaient une croissance tumorale et un poids inférieurs par rapport aux cellules témoins. Cela soutient l'idée que l'isoforme II de RUNX2 est essentielle à la croissance des cellules cancéreuses et à la formation de tumeurs.
L'isoforme II de RUNX2 et la ferroptose
Ensuite, nous avons examiné comment l'isoforme II de RUNX2 affecte la ferroptose dans les cellules d'OSCC. La ferroptose se caractérise par l'accumulation de peroxydation lipidique et d'espèces réactives de l'oxygène (ROS), qui peuvent endommager les cellules. Nos résultats ont montré que réduire l'isoforme II de RUNX2 augmentait les niveaux de ROS et de peroxydation lipidique dans les cellules d'OSCC. À l'inverse, augmenter les niveaux de l'isoforme II de RUNX2 abaissait les ROS et la peroxydation lipidique, suggérant que l'isoforme II aide à protéger les cellules de la ferroptose.
Nous avons également utilisé divers inhibiteurs pour confirmer que la réduction de la croissance cellulaire causée par la baisse de l'isoforme II de RUNX2 était associée à la ferroptose, l'apoptose et la nécroptose. En résumé, nos résultats indiquent que l'isoforme II de RUNX2 pourrait supprimer la ferroptose dans les cellules d'OSCC.
Le mécanisme derrière l'action de l'isoforme II de RUNX2
Pour comprendre comment l'isoforme II de RUNX2 fonctionne, nous avons identifié un gène appelé PRDX2 qui est impliqué dans la protection des cellules contre le stress oxydatif. Notre analyse a révélé que les niveaux de PRDX2 étaient significativement plus bas dans les cellules avec une réduction de l'isoforme II de RUNX2. Augmenter les niveaux de l'isoforme II de RUNX2 a conduit à une expression plus élevée de PRDX2 dans les cellules d'OSCC.
Nous avons également découvert que l'isoforme II de RUNX2 peut se lier à la région du promoteur de PRDX2, ce qui suggère qu'il renforce activement l'expression de PRDX2. Cette relation indique que l'isoforme II de RUNX2 peut aider à protéger les cellules cancéreuses de la ferroptose en favorisant l'expression de PRDX2.
Le rôle de HOXA10 dans la régulation de l'isoforme II de RUNX2
Nous avons exploré un autre gène, HOXA10, qui a été lié au développement du cancer. Des recherches précédentes ont indiqué que HOXA10 pourrait activer le promoteur de l'isoforme II de RUNX2. Dans notre étude, nous avons constaté que réduire les niveaux de HOXA10 diminuait l'expression de l'isoforme II de RUNX2, tandis que les niveaux de HOXA10 chez les patients atteints d'OSCC étaient plus élevés que chez les individus normaux. Cela suggère que HOXA10 pourrait jouer un rôle dans la surexpression de l'isoforme II de RUNX2 dans le cancer.
Nous avons également observé que réduire les niveaux de HOXA10 entraînait une augmentation des ROS et de la peroxydation lipidique, indiquant que HOXA10 pourrait également avoir un rôle dans la promotion de la ferroptose dans les cellules d'OSCC par le biais de l'isoforme II de RUNX2.
Ferroptose et traitement du cancer
La ferroptose est un domaine de recherche relativement nouveau dans le cancer. Elle se caractérise par des dommages aux membranes cellulaires dus au stress oxydatif et est considérée comme une forme de mort cellulaire programmée. Des preuves commencent à montrer que provoquer la ferroptose dans les cellules cancéreuses pourrait être un moyen efficace d'arrêter la croissance des tumeurs.
Dans le contexte de l'OSCC, renforcer la ferroptose pourrait rendre les cellules cancéreuses plus sensibles aux traitements. Notre étude met en évidence l'isoforme II de RUNX2 comme un nouvel acteur dans la régulation de la ferroptose dans l'OSCC, ouvrant ainsi des possibilités pour de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Conclusion
En conclusion, cette étude a révélé que l'isoforme II de RUNX2 est un facteur significatif dans le développement de l'OSCC en supprimant la ferroptose par activation de PRDX2. La surexpression de l'isoforme II de RUNX2 est liée à la progression du cancer et à de mauvais résultats pour les patients. HOXA10 a été identifié comme un régulateur en amont, indiquant une voie possible où HOXA10 renforce l'expression de l'isoforme II de RUNX2, inhibant ainsi la ferroptose. Ces résultats fournissent un aperçu des mécanismes biologiques derrière l'OSCC et suggèrent des cibles potentielles pour de futures stratégies de traitement.
Directions futures
Avec ces nouvelles connaissances, des recherches supplémentaires peuvent se concentrer sur le développement de thérapies ciblant l'isoforme II de RUNX2 et PRDX2 pour renforcer la ferroptose dans l'OSCC. L'étude des interactions entre ces protéines et d'autres voies pourrait mener à des options de traitement plus efficaces, améliorant finalement les taux de survie des patients atteints de ce type de cancer difficile.
Matériaux et méthodes
Collecte de tissus humains
Des échantillons humains d'OSCC et de tissus normaux adjacents ont été collectés, suivant l'approbation éthique et le consentement éclairé des patients. Tous les diagnostics histologiques ont été confirmés par des pathologistes.
Études animales
Des souris nude ont été utilisées pour tester la capacité des cellules d'OSCC à former des tumeurs. Divers paramètres, y compris la taille et le poids des tumeurs, ont été surveillés tout au long de l'étude.
Culture cellulaire
Les lignées cellulaires d'OSCC ont été cultivées dans des conditions spécifiques pour garantir la croissance et la viabilité des cellules pour les expériences.
Construction et transfection de plasmides
Des plasmides ont été construits pour exprimer différentes isoformes de RUNX2 et ont été transfectés dans des cellules pour observer les effets sur le comportement cellulaire.
Analyse de l'expression génique
L'expression de divers gènes a été mesurée en utilisant des techniques de RT-PCR et de Western blot pour déterminer l'impact de l'isoforme II de RUNX2 et de HOXA10 sur le comportement des cellules d'OSCC.
Analyse statistique
Les données ont été analysées à l'aide de méthodes statistiques appropriées pour déterminer la signification et interpréter les résultats avec précision.
Cette étude ouvre la voie à des explorations supplémentaires de la ferroptose dans le cancer et pourrait conduire à des stratégies thérapeutiques innovantes pour l'OSCC et éventuellement d'autres cancers à l'avenir.
Titre: RUNX2 Isoform II Protects Cancer Cells from Ferroptosis by Promoting PRDX2 Expression in Oral Squamous Cell Carcinoma
Résumé: Ferroptosis is a distinct iron-dependent programmed cell death and plays important roles in tumor suppression. However, the regulatory mechanisms of ferroptosis need further exploration. RUNT-related transcription factor 2 (RUNX2), a transcription factor, is essential for osteogenesis. RUNX2 has two types of transcripts produced by two alternative promoters. In the present study, we surprisingly find that RUNX2 isoform II is a novel ferroptosis suppressor. RUNX2 isoform II can bind to the promoter of peroxiredoxin-2 (PRDX2), a ferroptosis inhibitor, and activate its expression. Knockdown of RUNX2 isoform II suppresses cell proliferation in vitro and tumorigenesis in vivo in oral squamous cell carcinoma (OSCC). Interestingly, homeobox A10 (HOXA10), an upstream positive regulator of RUNX2 isoform II, is required for the inhibition of ferroptosis through the RUNX2 isoform II/PRDX2 pathway. Consistently, RUNX2 isoform II is overexpressed in OSCC, and associated with OSCC progression and poor prognosis. Collectively, OSCC cancer cells can up-regulate RUNX2 isoform II to inhibit ferroptosis and facilitate tumorigenesis through the novel HOXA10/RUNX2 isoform II/PRDX2 pathway.
Auteurs: Jihua Guo, J. Huang, R. Jia
Dernière mise à jour: 2024-05-18 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.17.594656
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.17.594656.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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