Reduction of cytoskeleton gene expression in tumor cells during lentivirus transduction

Zherdeva V.V.; Rassomakhina N.V.; Yurkova A.Yu.; Monakhova M.V.; Guck E.A.; Apukhtina U.A.; Maloshenok L.G.

doi:https://doi.org/10.17116/molgen20254301130

Жердева В.В.

ФИЦ Биотехнологии РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха

ORCID: 0000-0001-7537-6318

Рассомахина Н.В.

ФИЦ Биотехнологии РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха

ORCID: 0000-0002-5188-9255

Юркова А.Ю.

ФИЦ Биотехнологии РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха

ORCID: 0009-0007-3814-8800

Монахова М.В.

Институт А.Н. Белозерского Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

ORCID: 0000-0002-2582-6226

Гук Е.А.

ФИЦ Биотехнологии РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха;
ФГБУН «Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН» Минобрнауки России

ORCID: 0009-0006-3360-2288

Апухтина У.А.

ФИЦ Биотехнологии РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха

ORCID: 0009-0000-6544-0742

Малошенок Л.Г.

ORCID: 0000-0002-0049-2354

Снижение экспрессии генов цитоскелета в опухолевых клетках при лентивирусной трансдукции

Авторы:

Жердева В.В., Рассомахина Н.В., Юркова А.Ю., Монахова М.В., Гук Е.А., Апухтина У.А., Малошенок Л.Г.

Подробнее об авторах

Журнал: Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2025;43(1): 30‑37

DOI: 10.17116/molgen20254301130

Прочитано: 565 раз

Связаться с автором

Оглавление

Как цитировать:

Жердева В.В., Рассомахина Н.В., Юркова А.Ю., Монахова М.В., Гук Е.А., Апухтина У.А., Малошенок Л.Г. Снижение экспрессии генов цитоскелета в опухолевых клетках при лентивирусной трансдукции. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2025;43(1):30‑37.
Zherdeva VV, Rassomakhina NV, Yurkova AYu, Monakhova MV, Guck EA, Apukhtina UA, Maloshenok LG. Reduction of cytoskeleton gene expression in tumor cells during lentivirus transduction. Molecular Genetics, Microbiology and Virology. 2025;43(1):30‑37. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/molgen20254301130

Подписка 2026 Молекулярная генетика, микробиология и вирусология (Molecular Genetics, Microbiology and Virology)

Использование инфографики авторами научных работ

Рекомендуем статьи по данной теме:

ALDH1-, CD133-, CD34-позитивные раковые стволовые клетки в аденокарциноме легкого у пациентов, перенесших новую коронавирусную инфекцию SARS-CoV2. Архив патологии. 2024;(5):5-14

Сравнительная характеристика морфометрических и гистологических показателей ВПЧ-ассоциированной и ВПЧ-независимой плоскоклеточной карциномы вульвы. Архив патологии. 2025;(3):26-32

Резюме / Abstract:

Для визуализации различных процессов в клетке часто прибегают к введению генов флуоресцентных белков в геном клетки. При этом актуальным является вопрос стабильности исходной культуры клеток, фенотип-генотипические свойства которой подвергаются существенным трансформациям. Отбор субклонов еще в большей степени ассоциирован с искусственной онкотрансформацией, что подчеркивает важность в контексте исследований в области рака.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Проанализировать уровень экспрессии флуоресцирующего белка TagRFP в опухолевых клетках Hep2-TagRFP, сравнить морфологию клонов, выделенных из гетерогенной культуры Hep2-TagRFP, и выявить фенотипические отличия по сравнению с исходной гетерогенной клеточной культурой.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Линия аденокарциномы гортани Hep2-TaqRFP была получена с использованием лентивирусной трансдукции. Последующее клонирование и селекция позволили отобрать два субклона 2B10 и 2F11, стабильно экспрессирующих флуоресцентный белок TagRFP. МТТ-тест, цитофлуорометрия с анализом клеточного цикла, реал-тайм ПЦР, получение ксенографтов на мышах линии Nude были использованы для подтверждения фенотипических отличий субклонов от исходной клеточной линии.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Получена гетерогенная флуоресцирующая клеточная линия аденокарциномы гортани Hep2 с конститутивной экспрессией белка TagRFP. На основе линии Hep2-TagRFP получено два стабильных субклона и изучены их свойства. Показано, что высокая копийность трансгена TagRFP может влиять на экспрессию ключевых генов цитоскелета (ACTB и TUBB3), снижать уровень пролиферативной активности и изменять уровень метаболической (активность митохондриальных оксидоредуктаз), демонстрируя также снижение туморогенности полученных клонов в мышах линии Nude.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Случайные встройки лентивирусной кассеты могут влиять на экспрессию ключевых генов (генов «домашнего хозяйства»), что продемонстрировано на полученных клонах опухолевых клеток с высоким уровнем экспрессии целевого белка. Полученные субклоны опухолевых клеток-трансдуктантов отличаются от исходной гетерогенной культуры не только по уровню флуоресценции белка TagRFP в клетках, но и по метаболическим, пролиферативным и туморогенным свойствам.

Ключевые слова / Keywords:

лентивирусная трансдукция

клоны опухолевых клеток

флуоресцентные белки

тубулин

актин

молекулярная визуализация

канцерогенез

Авторы / Authors:

Жердева В.В.

ФИЦ Биотехнологии РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха

ORCID: 0000-0001-7537-6318

Рассомахина Н.В.

ФИЦ Биотехнологии РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха

ORCID: 0000-0002-5188-9255

Юркова А.Ю.

ФИЦ Биотехнологии РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха

ORCID: 0009-0007-3814-8800

Монахова М.В.

Институт А.Н. Белозерского Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

ORCID: 0000-0002-2582-6226

Гук Е.А.

ORCID: 0009-0006-3360-2288

Апухтина У.А.

ФИЦ Биотехнологии РАН, Институт биохимии им. А.Н. Баха

ORCID: 0009-0000-6544-0742

Малошенок Л.Г.

ORCID: 0000-0002-0049-2354

Дата поступления:

13.12.2024

Дата принятия в печать:

27.12.2024

Закрыть метаданные

Литература / References:

Chudakov DM, Matz MV, Lukyanov SA, Lukyanov KA. Fluorescent proteins and their Applications in imaging living cells and tissues. Physiological Reviews. 2010; 90(3): 1103-1163. https://doi.org/10.1152/physrev.00038.2009
Geraerts M, Willems S, Baekelandt V, Debyser Z, Gijsbers R. Comparison of lentiviral vector titration methods. BMC biotechnology. 2006; 6(34): 1-10. https://doi.org/10.1186/1472-6750-6-34
Kalidasan V, Ng WH, Ishola OA, Ravichantar N, Tan JJ, Das KT. A guide in lentiviral vector production for hard-to-transfect cells, using cardiac-derived c-kit expressing cells as a model system. Scientific Reports. 2021;11(1): 19265. https://doi.org/10.1038/s41598-021-98657-7
Mátrai J, Chuah MK, VandenDriessche T. Recent advances in lentiviral vector development and applications. Molecular therapy. 2010; 18(3): 477-490. https://doi.org/10.1038/mt.2009.319
Maloshenok L, Abushinova G, Kazachkina N, Bogdanov Jr A, Zherdeva V. Tet-regulated expression and optical clearing for in vivo visualization of genetically encoded chimeric dCas9/fluorescent protein probes. Materials. 2023; 16(3):940. https://doi.org/10.3390/ma16030940
Zherdeva V, Kazachkina NI, Shcheslavskiy V, Savitsky AP. Long-term fluorescence lifetime imaging of a genetically encoded sensor for caspase-3 activity in mouse tumor xenografts. Journal of biomedical optics. 2018; 3(3): 035002-035002. https://doi.org/10.1117/1.JBO.23.3.035002
Zhu D, Larin KV, Luo Q, Tuchin VV. Recent progress in tissue optical clearing. Laser & photonics reviews. 2013; 7(5): 732-757. https://doi.org/10.1002/lpor.201200056
Jalali M, Saldanha FYL, Jalali M. (Eds.). Basic science methods for clinical researchers. Academic Press, Cambridge, Massachusetts, 2017; pp. 151-172.
Pfaffl MW, Tichopad A, Prgomet C, Neuvians TP. Determination of stable housekeeping genes, differentially regulated target genes and sample integrity: BestKeeper-Excel-based tool using pair-wise correlations. Biotechnol Lett. 2004; 26(6): 509-15. https://doi.org/10.1023/b:bile.0000019559.84305.47
Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2 − ΔΔCT method. Methods. 2001; 25(4): 402-408. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262
Elegheert J, Behiels E, Bishop B, Scott S, Woolley RE, Griffiths SC, Byrne EFX, Chang VT, Stuart DI, Jones EY, Siebold C, Aricescu AR. Lentiviral transduction of mammalian cells for fast, scalable and high-level production of soluble and membrane proteins. Nature protocols. 2018; 13(12): 2991-3017. https://doi.org/10.1038/s41596-018-0075-9
Bandopadhyay R., Haque I., Singh D., Mukhopadhyay K. Levels and stability of expression of transgenes. Transgenic crop plants: principles and development. 2010; 145-186. https://doi.org/10.1007/978-3-642-04809-8_5
Villemure JF, Savard N, Belmaaza A. Promoter suppression in cultured mammalian cells can be blocked by the chicken β-globin chromatin insulator 5′ HS4 and matrix/scaffold attachment regions. Journal of molecular biology. 2001; 312(5): 963-974. https://doi.org/10.1006/jmbi.2001.5015
Jiang ZK, Sato M, Wu L. The development of transcription-regulated adenoviral vectors with high cancer-selective imaging capabilities. Advances in cancer research. 2012; 115: 115-146. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-398342-8.00005-7
Poletti V, Mavilio F. Designing lentiviral vectors for gene therapy of genetic diseases. Viruses. 2021; 13(8): 1526. https://doi.org/10.3390/v13081526
Lee J, Liu Z, Suzuki PH, Ahrens JF, Lai S, Lu X, Guan S, St-Pierre F. Versatile phenotype-activated cell sorting. Science advances. 2020;6(43): eabb7438. https://doi.org/10.1126/sciadv.abb7438
Liu Y, Sun Y, Guo Y, Shi X, Chen X, Feng W, Wu LL, Zhang J. Yu S, Wang Y, Shi Y. An overview: the diversified role of mitochondria in cancer metabolism. International journal of biological sciences. 2023;19(3):897. https://doi.org/10.7150/ijbs.81609
Popov LD. Mitochondrial biogenesis: An update. Journal of cellular and molecular medicine, 2020; 24(9):4892-4899. https://doi.org/10.1111/jcmm.15194
Zhang Y, Xu H. Translational regulation of mitochondrial biogenesis. Biochemical Society Transactions. 2016; 44(6):1717-1724. https://doi.org/10.1042/BST20160071C