Замедление роста агрессивной клеточной линии глиобластомы в результате подавления энхансерной рнк зависит от способа нокдауна

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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.