THOC1のノックダウンは肝細胞癌の増殖を減少させ、シスプラチンに対する感受性を増加させた

Knockdown of THOC1 reduces the proliferation of hepatocellular carcinoma and increases the sensitivity to cisplatin.

• Shijiao Cai
• Yunpeng Bai
• Huan Wang
• Zihan Zhao
• Xiujuan Ding
• Heng Zhang
• Xiaoyun Zhang
• Yantao Liu
• Yan Jia
• Yinan Li
• Shuang Chen
• Honggang Zhou
• Huijuan Liu
• Cheng Yang
• Tao Sun

抄録

背景:

肝細胞癌（HCC）は、予後不良で発生率が高い最も一般的な悪性癌の一つである。The Cancer Genome Atlasからダウンロードした肝細胞癌の臨床データを解析したところ、THO Complex 1 (THOC1)がHCCで顕著に高発現し、予後不良と関連していることが明らかになりました。しかし、そのメカニズムは未だ解明されていない。我々は、THOC1がHCCの増殖を促進するのではないかと仮説を立てた。本研究では、THOC1をHCC治療のターゲットとして同定し、HCCの治療戦略への展望を広げることを目的としています。

BACKGROUND: Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most common malignant cancers with poor prognosis and high incidence. The clinical data analysis of liver hepatocellular carcinoma samples downloaded from The Cancer Genome Atlas reveals that the THO Complex 1 (THOC1) is remarkable upregulated in HCC and associated with poor prognosis. However, the underlying mechanism remains to be elucidated. We hypothesize that THOC1 can promote the proliferation of HCC. The present study aims to identify THOC1 as the target for HCC treatment and broaden our sights into therapeutic strategy for this disease.

方法:

遺伝子およびタンパク質発現の測定には、定量的RT-PCR、ウェスタンブロット、免疫蛍光および免疫組織化学を用いた。コロニー形成と細胞周期解析を行い、増殖の評価を行った。また、THOC1 が関与する機能を同定するために、遺伝子セットの濃縮解析を行った。肝細胞の悪性表現型に対するTHOC1の影響をin vitroおよびin vivoで検討した。

METHODS: Quantitative RT-PCR, Western blot, immunofluorescence and immunohistochemistry were used to measure gene and protein expression. Colony formation and cell cycle analysis were performed to evaluate the proliferation. The gene set enrichment analysis were performed to identify the function which THOC1 was involved in. The effects of THOC1 on the malignant phenotypes of hepatocellular cells were examined in vitro and in vivo.

結果:

遺伝子セットの濃縮解析により、THOC1がHCCの増殖とG2/M細胞周期移行を促進することが明らかになった。同様に、実験結果は、THOC1がHCC細胞の増殖と細胞周期の進行を促進することを示している。THOC1のノックダウンは、Rループ形成およびDNA損傷をもたらし、シスプラチンに対する感受性をもたらす。さらに、in vivoのデータは、THOC1が腫瘍細胞の増殖を増加させることで腫瘍形成を促進することを示している。さらに、バーチャルスクリーニングにより、THOC1はルテオリンの直接の標的として予測されています。ルテオリンはTHOC1を標的とすることで、DNA損傷を誘導し、HCCの増殖を抑制することができる。さらに、ルテオリンによるTHOC1活性の阻害は、シスプラチンに対するHCC腫瘍細胞の化学感受性を高めることが示唆された。

RESULTS: The gene set enrichment analysis reveals that THOC1 can promote the proliferation and G2/M cell cycle transition of HCC. Similarly, experimental results demonstrate that THOC1 promotes HCC cell proliferation and cell cycle progression. The knockdown of THOC1 leads to R-loop formation and DNA damage and confers sensitivity to cisplatin. In addition, in vivo data demonstrate that THOC1 can enhance tumorigenesis by increasing tumor cell proliferation. Furthermore, virtual screening predicts that THOC1 as a direct target of luteolin. Luteolin can induce DNA damage and suppress the proliferation of HCC by targeting THOC1. Furthermore, the inhibition of THOC1 activity by luteolin enhances the chemosensitivity of HCC tumor cells to cisplatin.

結論:

その結果、THOC1はHCC治療の標的となるバイオマーカーであり、予後の改善に不可欠なバイオマーカーであることが明らかになりました。ルテオリンはシスプラチンと併用することで、HCCの腫瘍増殖を効果的に抑制することができ、HCC治療にルテオリンを従来の細胞障害性薬剤と併用することで、有効な治療戦略の可能性があることを示しています。

CONCLUSIONS: THOC1 was identified as a predictive biomarker vital for HCC-targeted treatments and improvement of clinical prognosis. Luteolin combined with cisplatin can effectively suppress HCC tumor growth, indicating a potential and effective therapeutic strategy that uses luteolin in combination with conventional cytotoxic agents for HCC treatment.