Involvement of THO Complex 2 in the 5-Fluorouracil Resistance of Human Glioblastoma Cells
초록/요약
교모세포종 (GBM) 은 가장 흔한 뇌암으로, 강한 공격성과 나쁜 예후로 잘 알려져 있다. GBM의 치료 수단은 그 위치와 혈액뇌장벽 때문에 상당히 제한되어 있다. 그러나, 최근의 발전된 약물전달기술은 기존 GBM 치료에 사용되지 않던 약물, 예를 들어 5-FU와 같은 약물이 GBM 치료에 사용될 수 있도록 길을 열었다. 이 연구에서, 우리는 THO/TREX complex의 단위체인 THOC2가 GBM의 5-FU 저항성에 기여한다는 것을 확인한다. 다양한 GBM 세포에서 THOC2의 발현은 각각의 GBM 들의 5-FU IC50 값과 대응하였다. 또한, T98FR 같은, 장기간의 5-FU 처리를 통해 5-FU 저항성을 획득한 세포들은 THOC2의 발현이 증가한 것을 확인하였다. T98FR에서 THOC2의 발현을 낮추었을 때, 5-FU IC50가 감소하고, 쥐 이종이식 종양모델에서 tumor volume이 크게 감소하였으며, 동물의 전체적인 생존기간이 연장되었다. 또한, 유전체 분석은 THOC2의 발현 감소가 L1CAM과 같은 종양의 침범과 운동성에 영향을 미치는 것으로 알려진 세포부착 유전자의 발현 감소를 일으킨 다는 것을 보여주었다. 유전체 분석은 또한 THOC2의 바현 감소가 항세포사멸 기능을 가진 Bcl-xL이 친세포사멸 기능을 가진 대체접합 변종인 Bcl-xS로의 변화를 일으킨다는 것을 확인하였다. 이 결과는 THOC2가 세포 부착 분자와 세포사멸 전사체의 조절을 통해 교모세포종 세포의 5-FU 저항성에 중요한 역할을 하며, 암 치료 표적으로서의 가능성을 제시한다.
more초록/요약
Glioblastoma multiforme (GBM) represents the most prevalent and aggressive form of brain cancer, often characterized by poor prognosis. The anatomical intricacy of the brain and the impediment of the blood brain barrier have historically limited the treatment options for GBM. Nonetheless, the recent progress in drug delivery technologies has introduced novel therapeutic avenues, including the potential use of 5-Fluorouracul (5-FU), a drug not conventionally employed in GBM treatment. This dissertation delves into the role of THOC2, a constituent of the THO/TREX complex, in imparting 5-FU resistance in GBM. We analyzed multiple GBM cell lines and observed a significant correlation between the expression of THOC2 and resistance to 5-FU. Moreover, GBM cells such as T98FR, which developed 5-FU resistance after long-term exposure, exhibited increased THOC2 expression. THOC2 knockdown experiments in these cells manifested a decline in 5-FU IC50 values, signifying a decrease in resistance. This was further reinforced by our mouse xenograft model experiments where THOC2 knockdown led to a substantial reduction on tumor volume and an extension in overall survival duration. To elucidate the underlying mechanism, we carried out transcriptome analysis and identified that THOC2 knockdown induced a shift in the alternative splicing of Bcl-x, favoring the expression of the pro-apoptotic variant Bcl-xS. This alteration seemed to enhance the 5-FU sensitivity of the cells post-THOC2 knockdwon. Simultaneously, THOC2 knockdown resulted in the downregulation of several cell adhesion molecules, including L1CAM, known to promote tumor invasiveness and motility. Nevertheless, it remains intricate to delineate a direct link between such as cell adhesion molecule expression and 5-FU sensitivity. Cumulatively, the findings presented in this dissertation underscore the pivotal role of THOC2 in 5-FU resistance in GBM, predominantly through the modulation of Bcl-x splicing. These results indicate the potential of THOC2 as a therapeutic target to enhance the efficacy of 5-FU-based treatments in GBM, thus opening up new vistas for improving patient outcomes in this challenging disease.
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