癌における広範な非遺伝的転写伸長欠損（TEdeff）を研究するための慢性的な CDK9 阻害のマウス細胞株モデル

A Murine Cell Line Based Model of Chronic CDK9 Inhibition to Study Widespread Non-Genetic Transcriptional Elongation Defects (TEdeff) in Cancers.

• Vishnu Modur
• Navneet Singh
• Belal Muhammad

抄録

我々はこれまでに、mRNA転写伸長（TE）の広範な欠損を伴うグローバルな転写抑制によって定義されるがんのサブセットを、我々はこのようながんをTEがんと呼んでいることを報告してきた。注目すべきことに、TE 癌は、インターフェロン/JAK/STAT や TNF/NF-κB パスウェイなど、多くの遺伝子のスプリアス転写や mRNA 処理の欠陥によって特徴づけられ、それらの抑制につながっています。腎細胞癌や転移性メラノーマ患者のTEサブタイプの腫瘍は、免疫療法の奏効性や転帰に有意な相関がある。免疫療法の重要な障害となるTE癌の研究の重要性を考えると、本プロトコールの目的は、癌におけるこれらの広範な非遺伝的転写異常を研究し、新たな洞察を得たり、既存の薬剤の新たな用途を見出したり、そのような癌に対する新たな戦略を発見したりするために、in vitro TEマウスモデルを確立することである。我々は、RNAポリメラーゼII（RNA Pol II）のC末端リピートドメイン（CTD）上のセリン2残基のリン酸化を阻害し、RNA Pol IIの生産的な転写伸長への放出を抑制するために、フラボピリドールを介在させた慢性的なCDK9阻害剤の使用を詳述する。TE癌が特定の体細胞変異の下で分類されていないことを考えると、薬理学的モデルは有利であり、それらで観察される広範な転写およびエピジェネティックな欠陥を最もよく模倣している。最適化された亜致死量のフラボピリドールの使用は、臨床的に観察されているTEの特徴を密接に模倣し、転写伸長およびmRNA処理の欠陥における非遺伝的な広範な障害の一般化可能なモデルを作成するための唯一の効果的な戦略である。そのため、このモデルを用いて、免疫介在性の細胞攻撃に抵抗する細胞の自律的な因子を解析することができます。

We have previously reported that a subset of cancers is defined by global transcriptional deregulations with widespread deficiencies in mRNA transcription elongation (TE)-we call such cancers as TE. Notably, TE cancers are characterized by spurious transcription and faulty mRNA processing in a large set of genes, such as interferon/JAK/STAT and TNF/NF-κB pathways, leading to their suppression. The TE subtype of tumors in renal cell carcinoma and metastatic melanoma patients significantly correlate with poor response and outcome in immunotherapy. Given the importance of investigating TE cancers-as it portends a significant roadblock against immunotherapy-the goal of this protocol is to establish an in vitro TE mouse model to study these widespread, non-genetic transcriptional abnormalities in cancers and gain new insights, novel uses for existing drugs, or find new strategies against such cancers. We detail the use of chronic flavopiridol mediated CDK9 inhibition to abrogate phosphorylation of serine 2 residue on the C-terminal repeat domain (CTD) of RNA polymerase II (RNA Pol II), suppressing the release of RNA Pol II into productive transcription elongation. Given that TE cancers are not classified under any specific somatic mutation, a pharmacological model is advantageous, and best mimics the widespread transcriptional and epigenetic defects observed in them. The use of an optimized sublethal dose of flavopiridol is the only efficacious strategy in creating a generalizable model of non-genetic widespread disruption in transcription elongation and mRNA processing defects, closely mimicking the clinically observed TE characteristics. Therefore, this model of TE can be leveraged to dissect, cell-autonomous factors enabling them in resisting immune-mediated cell attack.