mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-IOA-3132mimmun-3132Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSЗамедление роста агрессивной клеточной линии глиобластомы в результате подавления энхансерной рнк зависит от способа нокдаунаInhibition of aggressive glioblastoma cell line growth by enhancer rna silencing depends on the knockdown methodСтасевичЕ. М.StatsevichE. M.

младший научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины 

Junior Researcher, Center for Precision Genome Editing and Genetic Technologies for Biomedicine

kankan1010@yandex.ruСимоноваА. В.SimonovaA. V.

старший лаборант лаборатории передачи внутриклеточных сигналов в норме и патологии 

Senior Laboratory Assistant, Laboratory for the Transmission of Intracellular Signals in Normal and Pathological Conditions

simonova_a_v@mail.ruПотеряхинаА. В.PoteryakhinaA. V.

к.б.н., старший научный сотрудник 

PhD (Biology), Senior Researcher

Lipatovaanv@gmail.comБериУ. Р.BeriU. R.

студент лаборатории передачи внутриклеточных сигналов в норме и патологии 

Student, Laboratory for the Transmission of Intracellular Signals in Normal and Pathological Conditions

uliana.beri@gmail.comБогомоловаЭ. А.BogomolovaE. A.

старший лаборант лаборатории передачи внутриклеточных сигналов в норме и патологии 

Senior Laboratory Assistant, Laboratory for the Transmission of Intracellular Signals in Normal and Pathological Conditions

elvina.elochka@gmail.comУвароваА. Н.UvarovaA. N.

к.б.н., младший научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины 

PhD (Biology), Junior Researcher, Center for Precision Genome Editing and Genetic Technologies for Biomedicine

uvarowww@gmail.comМурашкоМ. М.MurashkoM. M.

младший научный сотрудник лаборатории передачи внутриклеточных сигналов в норме и патологии 

Junior Researcher, Laboratory for the Transmission of Intracellular Signals in Normal and Pathological Conditions

murashko@eimb.ruЖеремянЭ. А.ZheremyanE. A.

младший научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины 

Junior Research er, Center for Precision Genome Editing and Genetic Technologies for Biomedicine

elyazheremyan@mail.ruКорнеевК. В.KorneevK. V.

к.б.н., старший научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины 

PhD (Biology), Senior Researcher, Center for Precision Genome Editing and Genetic Technologies for Biomedicine

kirkorneev@gmail.comКупрашД. В.KuprashD. V.

д.б.н., главный научный сотрудник, руководитель Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины 

PhD, MD (Biology), Chief Researcher, Head, Center for Precision Genome Editing and Genetic Technologies for Biomedicine

kuprash@gmail.comДеминД. Э.DeminD. E.

к.б.н., младший научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины 

PhD (Biology), Junior Researcher, Center for Precision Genome Editing and Genetic Technologies for Biomedicine

Denisdeminbio@gmail.comФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наукРоссияEngelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of SciencesRussian Federation20252012202527613991406Copyright © Стасевич Е.М., Симонова А.В., Потеряхина А.В., Бери У.Р., Богомолова Э.А., Уварова А.Н., Мурашко М.М., Жеремян Э.А., Корнеев К.В., Купраш Д.В., Демин Д.Э., 20252025Стасевич Е.М., Симонова А.В., Потеряхина А.В., Бери У.Р., Богомолова Э.А., Уварова А.Н., Мурашко М.М., Жеремян Э.А., Корнеев К.В., Купраш Д.В., Демин Д.Э.Statsevich E.M., Simonova A.V., Poteryakhina A.V., Beri U.R., Bogomolova E.A., Uvarova A.N., Murashko M.M., Zheremyan E.A., Korneev K.V., Kuprash D.V., Demin D.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/3132

Глиобластома является наиболее частой и агрессивной опухолью головного мозга, характеризующейся низкой выживаемостью пациентов. Одной из сложностей в лечении глиобластомы является устойчивость клеток к темозоломиду – основному химиотерапевтическому агенту, применяемому для борьбы с данным заболеванием. Известно, что фактор транскрипции STAT3 играет важную роль в росте и метастазировании опухолевых клеток. Ингибирование STAT3 или подавление экспрессии гена STAT3 снижает устойчивость клеток глиобластомы к темозоломиду. Энхансерные РНК (эРНК) – это некодирующие РНК, которые транскрибируются с энхансерных областей генома. эРНК могут влиять на экспрессию ключевых генов, задействованных в различных биологических процессах, в том числе онкогенов. Ранее нами был произведен поиск эРНК, потенциально влияющих на устойчивость клеток глиобластомы к темозоломиду. Нокдаун энхансерной РНК TMZR1-eRNA (ENSG00000289579) в клеточной линии DBTRG-05MG приводил к снижению экспрессии гена STAT3 и увеличивал чувствительность клеток к темозоломиду. Было показано влияние нокдауна энхансерной РНК на активность промотора гена STAT3 как отдельно, так и в совместной системе с энхансером, с которого происходит транскрипция этой эРНК. В данной работе была исследована активность TMZR1-eRNA в клеточной линии глиобластомы U-251. По сравнению с ранее изученной клеточной линией DBTRG-05MG, линия U-251 является более агрессивной, имеет большую скорость пролиферации и была получена из ткани пациента на более поздней стадии заболевания. Нокдаун TMZR1-eRNA с помощью малых интерферирующих РНК привел к снижению экспрессии гена STAT3, при этом не было обнаружено влияния подавления эРНК на клеточный рост как при добавлении темозоломида, так и в контрольных условиях культуральной среды с ДМСО. Для изучения влияния конститутивного (длительного) подавления эРНК была создана клеточная культура U-251, экспрессирующая короткие шпилечные РНК (shRNA), нацеленные на TMZR1-eRNA. В полученной клеточной линии наблюдалось значимое повышение экспрессии мРНК гена STAT3 относительно контроля. При этом анализ жизнеспособности продемонстрировал значимое замедление скорости роста клеточной линии, экспрессирующей короткие шпилечные РНК к TMZR1-eRNA, по сравнению с контрольной. Значимый эффект наблюдался как при добавлении темозоломида, так и в культуральной среде с ДМСО.

Glioblastoma is the most frequent and aggressive brain tumor, with a low survival rate. One of the challenges in treating glioblastoma is the resistance of cells to temozolomide, the main chemical agent used to treat the disease. The STAT3 gene is known to play a significant role in the growth and metastasis of tumor cells. Inhibition of STAT3, or suppression of its expression reduces the resistance of glioblastoma cells to temozolomide. Enhancer RNAs (eRNAs) are non-coding RNAs that are transcribed from enhancer regions. eRNAs can affect the expression of key genes in various biological processes, including carcinogenesis. Previously, we conducted a search for an eRNAs that may potentially affect glioblastoma cell resistance to temozolomide. Knockdown of TMZR1-eRNA (ENSG00000289579) in DBTRG-05MG cell line resulted in decreased STAT3 gene expression and increased cell sensitivity to temozolomide. The effect of enhancer RNA knockdown on STAT3 gene promoter activity has been shown, both alone and together with the enhancer element from which this eRNA is transcribed. The current study was designed to investigate the potency of TMZR1-eRNA in a glioblastoma U-251 cell line. Compared to the previously studied cell line DBTRG-05MG, the U-251 cell line is more aggressive, has a higher proliferation rate and was derived from patient tissue at a later stage of the disease. Knockdown of TMZR1-eRNA by small interfering RNAs resulted in a decrease in STAT3 gene expression. No effect on cell growth was observed both when temozolomide was added and under control conditions of culture medium with DMSO. To study the effects of constitutive (long-term) eRNAs suppression, were have designed U-251 cell cultures expressing short hairpin RNA (shRNA) targeting TMZR1-eRNA and control vector. A significant increase in STAT3 mRNA expression was observed in the obtained cell lines relative to the control. At the same time, viability analysis demonstrated a significant slowdown in the growth rate of the cell line expressing short hairpin RNAs to TMZR1-eRNA compared to the control. A significant effect was observed both when temozolomide was added, as well as in DMSO-containing culture medium.

энхансерная РНКэРНКглиобластомаРНК-интерференциянекодирующая РНКenhancer RNAknockdownglioblastomaRNA interferencenon-coding RNAРабота выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда: грант № 24-24-00130.ReferencesBravo-Estupiñan D.M., Aguilar-Guerrero K., Quirós S., Acón M.S., Marín-Müller C., Ibáñez-Hernández M., Mora-Rodríguez R.A. Gene dosage compensation: Origins, criteria to identify compensated genes, and mechanisms including sensor loops as an emerging systems-level property in cancer. Cancer Med., 2023, Vol. 12, no. 24, pp. 22130-22155.Bravo-Estupiñan D.M., Aguilar-Guerrero K., Quirós S., Acón M.S., Marín-Müller C., Ibáñez-Hernández M., Mora-Rodríguez R.A. Gene dosage compensation: Origins, criteria to identify compensated genes, and mechanisms including sensor loops as an emerging systems-level property in cancer. Cancer Med., 2023, Vol. 12, no. 24, pp. 22130-22155.Chumakov S.P., Kravchenko J.E., Prassolov V.S., Frolova E.I., Chumakov P.M. Efficient downregulation of multiple mRNA targets with a single shRNA-expressing lentiviral vector. Plasmid, 2010, Vol. 63, no. 3, pp. 143-149.Chumakov S.P., Kravchenko J.E., Prassolov V.S., Frolova E.I., Chumakov P.M. Efficient downregulation of multiple mRNA targets with a single shRNA-expressing lentiviral vector. Plasmid, 2010, Vol. 63, no. 3, pp. 143-149.Fishilevich S., Nudel R., Rappaport N., Hadar R., Plaschkes I., Iny Stein T., Rosen N., Kohn A., Twik M., Safran M., Lancet D., Cohen D. GeneHancer: genome-wide integration of enhancers and target genes in GeneCards. Database (Oxford), 2017, Vol. 2017, bax028. doi: 10.1093/database/bax028.Fishilevich S., Nudel R., Rappaport N., Hadar R., Plaschkes I., Iny Stein T., Rosen N., Kohn A., Twik M., Safran M., Lancet D., Cohen D. GeneHancer: genome-wide integration of enhancers and target genes in GeneCards. Database (Oxford), 2017, Vol. 2017, bax028. doi: 10.1093/database/bax028.Fu W., Hou X., Dong L., Hou W. Roles of STAT3 in the pathogenesis and treatment of glioblastoma. Front. Cell Dev. Biol., 2023, Vol. 11, 1098482. doi: 10.3389/fcell.2023.1098482.Fu W., Hou X., Dong L., Hou W. Roles of STAT3 in the pathogenesis and treatment of glioblastoma. Front. Cell Dev. Biol., 2023, Vol. 11, 1098482. doi: 10.3389/fcell.2023.1098482.Kałuzińska-Kołat Ż., Kołat D., Kośla K., Płuciennik E., Bednarek A.K. Molecular landscapes of glioblastoma cell lines revealed a group of patients that do not benefit from WWOX tumor suppressor expression. Front. Neurosci., 2023, Vol. 17, 1260409. doi: 10.3389/fnins.2023.1260409.Kałuzińska-Kołat Ż., Kołat D., Kośla K., Płuciennik E., Bednarek A.K. Molecular landscapes of glioblastoma cell lines revealed a group of patients that do not benefit from WWOX tumor suppressor expression. Front. Neurosci., 2023, Vol. 17, 1260409. doi: 10.3389/fnins.2023.1260409.Kruse C.A., Mitchell D.H., Kleinschmidt-DeMasters B.K., Franklin W.A., Morse H.G., Spector E.B., Lillehei K.O. Characterization of a continuous human glioma cell line DBTRG-05MG: growth kinetics, karyotype, receptor expression, and tumor suppressor gene analyses. In Vitro Cell. Dev. Biol., 1992, Vol. 28A, no. 9-10, pp. 609-614.Kruse C.A., Mitchell D.H., Kleinschmidt-DeMasters B.K., Franklin W.A., Morse H.G., Spector E.B., Lillehei K.O. Characterization of a continuous human glioma cell line DBTRG-05MG: growth kinetics, karyotype, receptor expression, and tumor suppressor gene analyses. In Vitro Cell. Dev. Biol., 1992, Vol. 28A, no. 9-10, pp. 609-614.Murashko M.M., Stasevich E.M., Schwartz A.M., Kuprash D.V., Uvarova A.N., Demin D.E. The role of RNA in DNA breaks, repair and chromosomal rearrangements. Biomolecules, 2021, Vol. 11, no. 4, 550. doi: 10.3390/biom11040550.Murashko M.M., Stasevich E.M., Schwartz A.M., Kuprash D.V., Uvarova A.N., Demin D.E. The role of RNA in DNA breaks, repair and chromosomal rearrangements. Biomolecules, 2021, Vol. 11, no. 4, 550. doi: 10.3390/biom11040550.Singh N., Miner A., Hennis L., Mittal S. Mechanisms of temozolomide resistance in glioblastoma – a comprehensive review. Cancer Drug Resist., 2021, Vol. 4, no. 1, pp. 17-43.Singh N., Miner A., Hennis L., Mittal S. Mechanisms of temozolomide resistance in glioblastoma – a comprehensive review. Cancer Drug Resist., 2021, Vol. 4, no. 1, pp. 17-43.Stasevich E.M., Murashko M.M., Zinevich L.S., Demin D.E., Schwartz A.M. The role of non-coding RNAs in the regulation of the proto-oncogene MYC in different types of cancer. Biomedicines. 2021, Vol. 9, no. 8, 921. doi: 10.3390/biomedicines9080921.Stasevich E.M., Murashko M.M., Zinevich L.S., Demin D.E., Schwartz A.M. The role of non-coding RNAs in the regulation of the proto-oncogene MYC in different types of cancer. Biomedicines. 2021, Vol. 9, no. 8, 921. doi: 10.3390/biomedicines9080921.Stasevich E.M., Simonova A.V., Bogomolova E.A., Murashko M.M., Uvarova A.N., Zheremyan E.A., Korneev K.V., Schwartz A.M., Kuprash D.V., Demin D.E. Cut from the same cloth: RNAs transcribed from regulatory elements. Biochim. Biophys. Acta Gene Regul. Mech., 2024, Vol. 1867, Vol. 3, 195049. doi: 10.1016/j.bbagrm.2024.195049.Stasevich E.M., Simonova A.V., Bogomolova E.A., Murashko M.M., Uvarova A.N., Zheremyan E.A., Korneev K.V., Schwartz A.M., Kuprash D.V., Demin D.E. Cut from the same cloth: RNAs transcribed from regulatory elements. Biochim. Biophys. Acta Gene Regul. Mech., 2024, Vol. 1867, Vol. 3, 195049. doi: 10.1016/j.bbagrm.2024.195049.Stasevich E.M., Simonova A.V., Poteryakhina A.V., Bogomolova E.A., Uvarova A.N., Zheremyan E.A., Korneev K.V., Schwartz A.M., Kuprash D.V., Demin D.E. Enhancer RNA from STAT3 locus affects temozolomide chemoresistance of glioblastoma cells. Gene. 2025 Apr 10, Vol. 944:149297. doi: 10.1016/j.gene.2025.149297.Stasevich E.M., Simonova A.V., Poteryakhina A.V., Bogomolova E.A., Uvarova A.N., Zheremyan E.A., Korneev K.V., Schwartz A.M., Kuprash D.V., Demin D.E. Enhancer RNA from STAT3 locus affects temozolomide chemoresistance of glioblastoma cells. Gene. 2025 Apr 10, Vol. 944:149297. doi: 10.1016/j.gene.2025.149297.Stasevich E.M., Uvarova A.N., Murashko M.M., Khabusheva E.R., Sheetikov S.A., Prassolov V.S., Kuprash D.V., Demin D.E., Schwartz A.M. Enhancer RNA AL928768.3 from the IGH locus regulates MYC expression and controls the proliferation and chemoresistance of burkitt lymphoma cells with IGH/MYC translocation. Int. J. Mol. Sci., 2022, Vol. 23, no. 9, 4624. doi: 10.3390/ijms23094624.Stasevich E.M., Uvarova A.N., Murashko M.M., Khabusheva E.R., Sheetikov S.A., Prassolov V.S., Kuprash D.V., Demin D.E., Schwartz A.M. Enhancer RNA AL928768.3 from the IGH locus regulates MYC expression and controls the proliferation and chemoresistance of burkitt lymphoma cells with IGH/MYC translocation. Int. J. Mol. Sci., 2022, Vol. 23, no. 9, 4624. doi: 10.3390/ijms23094624.Tolomeo M., Cascio A. The multifaced role of STAT3 in cancer and its implication for anticancer therapy. Int. J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, no. 2, 603. doi: 10.3390/ijms22020603.Tolomeo M., Cascio A. The multifaced role of STAT3 in cancer and its implication for anticancer therapy. Int. J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, no. 2, 603. doi: 10.3390/ijms22020603.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.