Sp1/FOXC1/HOTTIP/LATS2/YAP/β-カテニンカスケードは、骨肉腫の悪性および転移性の進行を促進する

The Sp1/FOXC1/HOTTIP/LATS2/YAP/β-catenin cascade promotes malignant and metastatic progression of osteosarcoma.

• Ke Liu
• Jiang-Dong Ni
• Wen-Zhao Li
• Bai-Qi Pan
• Yu-Ting Yang
• Qin Xia
• Jun Huang

抄録

骨肉腫（OS）の予後は、侵攻性の高い腫瘍の増殖と高い転移の発生率のために悲惨なものである。骨肉腫では、遠位先端の長いノンコーディングRNAであるヒトホメオボックスA転写因子（HOTTIP）と転写因子であるフォークヘッドボックスC1（FOXC1）が発がん性を示すことが知られている。ここで私たちは、その根底にあるメカニズムとクロストークを解明することを目的とした。OS の組織や細胞株における FOXC1 と HOTTIP の発現をリアルタイム PCR (RT-PCR) とウエスタンブロットで調べた。FOXC1またはHOTTIPの細胞生存率、増殖、遊走、浸潤および標的遺伝子の発現に対するin vitro効果は、それぞれMTT、コロニー形成アッセイ、創傷治癒、Transwell浸潤およびウエスタンブロットを用いて調べ、in vivo効果は異種移植モデルおよび実験的転移モデルを用いて調べた。HOTTIPの大型腫瘍抑制因子2（LATS2）に対する分子制御、またはHOTTIP上のFOXC1またはSp1のトランザクティベーションをRNA免疫沈降、qRT-PCR、ウェスタンブロット、クロマチン免疫沈降、およびルシフェラーゼアッセイを組み合わせて評価した。FOXC1とHOTTIPはいずれもOSの組織や細胞株で高発現していた。FOXC1とHOTTIPは、in vitroではOS細胞の生存性、増殖、遊走、浸潤を本質的に維持し、in vivoでは異種移植片の増殖や肺転移に寄与していた。メカニズム的には、HOTTIPはエンハンサーオブゼストホモログ2（EZH2）とリジン特異的デメチラーゼ1（LSD1）をリクルートしてLATS2を沈黙させ、YAP/β-カテニンシグナル伝達を活性化させた。上流では、Sp1がFOXC1を活性化し、両者ともHOTTIPを直接活性化した。以上のことから、OS細胞ではSp1/FOXC1/HOTTIP/LATS2/YAP/β-カテニンカスケードが発がん性を示すことが明らかになった。このことから、FOXC1やHOTTIPを標的とすることは、OS治療に有益であると考えられます。

The prognosis for osteosarcoma (OS) is dismal due to the aggressive tumor growth and high incidence of metastasis. The long non-coding RNA human homeobox A transcript at the distal tip (HOTTIP) and the transcription factor Forkhead box C1 (FOXC1) present oncogenic activities in OS. Here, we aimed at gaining insights into the underlying mechanisms and their crosstalk. The expression of FOXC1 and HOTTIP in OS tissues or cell lines was examined by real-time PCR (RT-PCR) and western blot. The in vitro effects of FOXC1 or HOTTIP on cell viability, proliferation, migration, invasion, and expression of target genes were examined using MTT, colony-forming assay, wound healing, Transwell invasion, and western blot, respectively; the in vivo effects were examined using xenograft and experimental metastasis models. Molecular control of HOTTIP on large tumor suppressor 2 (LATS2) or transactivation of FOXC1 or Sp1 on HOTTIP was assessed by combining RNA immunoprecipitation, qRT-PCR, western blot, chromatin immunoprecipitation, and luciferase assay. Both FOXC1 and HOTTIP were potently up-regulated in OS tissues and cell lines. FOXC1 and HOTTIP essentially maintained viability, proliferation, migration, and invasion of OS cells in vitro and contributed to xenograft growth or lung metastasis in vivo. Mechanistically, HOTTIP recruited enhancer of zeste homolog 2 (EZH2) and lysine specific demethylase 1 (LSD1) to silence LATS2 and thus activated YAP/β-catenin signaling. Upstream, Sp1 activated FOXC1 and they both directly transactivated HOTTIP. In summary, we showed that the Sp1/FOXC1/HOTTIP/LATS2/YAP/β-catenin cascade presented oncogenic activities in OS cells. Targeting FOXC1 or HOTTIP may therefore prove beneficial for OS treatment.

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