Скрининг CRISPR идентифицирует биосинтез холестерина как терапевтическую мишень в отношении стволовости и лекарственной резистентности рака толстой кишки
Абстракт
Раковые стволовые клетки (CSC) ответственны за прогрессирование опухоли, рецидивирование опухоли и развитие устойчивости к лекарственным препаратам. Чтобы определить генетическую особенности рака толстой кишки, на которые можно воздействовать, мы выполнили целевые скрины отсева CRISPR, включающие 657 мишеней из банка лекарств и 317 эпигенетических регуляторов, на двух полученных от пациентов сфероидах толстой кишки, обогащенных CSC. Секвенирование следующего поколения объединенных геномных ДНК, выделенных из выживших клеток, дало терапевтических кандидатов. Мы раскрыли 44 основных гена для размножения сфероидов толстой кишки, обогащенных CSC, включая ключевые гены биосинтеза холестерина (HMGCR, FDPS и GGPS1). Биосинтез холестерина индуцировался в тканях рака толстой кишки, особенно в сфероидах, обогащенных CSC. Генетическое и фармакологическое ингибирование HMGCR / FDPS снижает способность к самообновлению и канцерогенный потенциал моделей сфероидов in vitro и in vivo. Механически истощение HMGCR или FDPS нарушает характеристики мультипотентности рака за счет активации передачи сигналов TGF-β, что, в свою очередь, снижает экспрессию ингибиторов белков дифференцировки (ID), ключевых регуляторов мультипотентности рака. Холестерин и геранилгеранилдифосфат (GGPP) восстанавливают ингибирующий рост и сигнальный эффект блокады HMGCR / FDPS, что подразумевает прямую роль этих метаболитов в модулировании стволовых клеток. Наконец, ингибиторы биосинтеза холестерина и 5-FU продемонстрировали противоопухолевый синергизм в сфероидах толстой кишки, обогащенных CSC, опухолевых органоидах и ксенотрансплантатах. В совокупности наше исследование раскрывает новые генетические уязвимости сфероидов толстой кишки, обогащенных CSC, и предлагает биосинтез холестерина в качестве потенциальной мишени в сочетании с традиционной химиотерапией для лечения рака толстой кишки.
CRISPR screens identify cholesterol biosynthesis as a therapeutic target on stemness and drug resistance of colon cancer.
Shanshan Gao, Fraser Soares, Shiyan Wang, Chi Chun Wong, Huarong Chen, Zhenjie Yang, Weixin Liu, Minnie Y. Y. Go, Musaddeque Ahmed, Yong Zeng, Catherine Adell O’Brien, Joseph J. Y. Sung, Housheng Hansen He, Jun Yu. Oncogene volume 40, pages6601–6613 (2021)