The effect of DNA methyltransferase and histone deacetylase inhibitors on αKlotho gene expression in bladder cancer T24 cell line

• Authors: Agnieszka Szymczyk , Ewa Forma

Title variants

PL

Wpływ inhibiotorów metylotransferaz DNA oraz deacetylaz białek histonowych na kspresję genu αKlotho w komórkach raka pęcherza moczowego linii T24

• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

Introduction: αKlotho gene was originally identified as a putative agesuppressing gene in mice. Recently it is known that αKlotho gene functions as a tumor suppressor in many types of cancer, including breast, pancreas, gastric, colon, lung and cervical cancer. The downregulation of αKlotho expression was associated with CpG hipermethylation of promoter region and histone deacetylation. Bladder cancer is the most common cancer of the urinary tract in Polish population. The aim of this study was the analysis of the effect of DNA methyltransferase and histone deacetylase inhibitors on αKlotho gene expression in bladder cancer cells. Materials and methods: In this study T24 bladder cancer cell line was used. The analysis of the effect of DNA methyltransferase and histone deacetylase inhibitors on αKlotho gene expression was performed using Real Time PCR method with TaqMan probes. To determine the methylation profile of αKlotho gene promoter region quantitive Methylation-Specific Polymerase Chain Reaction technique was used. Results: The treatment of T24 cells with DNA methyltransferase inhibitor (AZA) restored the expression of αKlotho gene. After AZA treatment, the methylation level of CpG island in the promoter region of αKlotho gene was nearly half lower (p<0.05) than control cells. In case of the treatment of T24 cells with histone deacetylase inhibitor (TSA) we did not observe any changes in αKL gene expression in respect to the control cells. Treatment cells with both the inhibitors led to the significant increase of mRNA αKlotho gene expression level (p<0.001). Conclusions: The changes in αKlotho gene expression on mRNA level are associated with epigenetic changes.

PL

Wstęp: Gen αKlotho pierwotnie zidentyfikowany został u myszy jako gen, którego ekspresja wpływa na długość ich życia. Obecnie wiadomo, że αKlotho spełnia funkcję genu supresorowego w przypadku wielu typów nowotworów, m.in. w raku piersi, trzustki, żołądka, płuc, okrężnicy i raku szyjki macicy. Wykazano, że spadek ekspresji genu αKlotho związany jest z hipermetylacją wysp CpG w obrębie regionu promotorowego oraz deacetylacją histonów. Rak pęcherza moczowego jest najczęściej występującym nowotworem układu moczowego w Polsce. Celem prowadzonych badań była analiza wpływ inhibitorów metylotransferaz DNA oraz deacetylaz białek histonowych na ekspresję genu αKlotho w komórkach raka pęcherza moczowego. Materiały i metody: Materiał do badań stanowiła linia komórek raka pęcherza moczowego T24. Analizę wpływu inhibitorów metylotransferaz DNA oraz deacetylaz białek histonowych na ekspresję genu αKlotho prowadzono techniką Real Time PCR z użyciem sond fluorescencyjnych TaqMan. Ocenę stopnia metylacji regionu promotorowego badanego genu prowadzono przy użyciu techniki ilościowego MSP-PCR (ang. Methylation-Specific Polymerase Chain Reaction). Wyniki: W wyniku traktowania komórek linii T24 inhibitorem metylotransferaz DNA (AZA) obserwowano przywrócenie ekspresji genu αKlotho. W porównaniu do komórek kontrolnych, komórki traktowane 5-aza-2′-deoksycytydyną wykazywały blisko o połowę niższy stopień metylacji wysp CpG w regionie promotorowym genu αKlotho (p<0,05). W wyniku traktowania komórek inhibitorem deacetylaz białek histonowych (TSA) nie obserwowano zmian w ekspresji genu αKL. Zastosowanie obu inhibitorów prowadziło do istotnego wzrostu ekspresji genu αKlotho na poziomie mRNA (p<0,001). Wnioski: Zmiany ekspresji genu αKlotho na poziomie mRNA związane są ze zmianami we wzorze modyfikacji epigenetycznych.

Keywords

EN

DNA methylation; bladder cancer; deacetylacja histonów; histone deacetylation; klotho; metylacja DNA; rak pęcherza moczowego

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Łódzkie Towarzystwo Naukowe
• Journal: Folia Medica Lodziensia
• Year: 2014
• Volume: 41
• Issue: 2
• Pages: 111-119

Contributors

author

Agnieszka Szymczyk

• Katedra Cytobiochemii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Łódzki

author

Ewa Forma

• Katedra Cytobiochemii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Łódzki

References

• Kuro-o M, Matsumura Y, Aizawa H, Kawaguchi H, Suga T, Utsugi T et al. Mutation of the mouse klotho gene leads to a syndrome resembling ageing. Nature. 1997; 390(6655): 45-51.
• Kuro-o M. Klotho and aging process. Korean J Intern Med. 2011; 26: 113-122.
• Kuro-o M. Klotho and aging. Biochim Biophys Acta. 2009; 1790: 1049-1058.
• Huang CL. Regulation of ion channels by secreted Klotho: mechanisms and
• implications. Kidney Int. 2010; 77(10): 855-860.
• Kuro-o M. Klotho and βKlotho. Adv Exp Med Biol. 2012; 728:25-40.
• Goetz R, Ohnishi M, Ding X, Kurosu H, Wang L, Akiyoshi J et al. Klotho coreceptors inhibit signaling by paracrine fibroblast growth factor 8 subfamily ligands. Mol Cell Biol. 2012; 32(10): 1944-1954.
• Zhou X, Wang X. Klotho: a novel biomarker for cancer. J Cancer Res Clin Oncol. 2014 Aug 3. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 25086986.
• http://onkologia.org.pl/wp-content/uploads/COI_Nowotwory2013_web.pdf
• Letašiova S, Medve'ova A, Šovčikova A, Dušinska M, Volkovova K, Mosoiu C et al. Bladder cancer, a review of the environmental risk factors. Environ Health. 2012;11 Suppl 1:S11.
• Wolf I, Levanon-Cohen S, Bose S, Ligumsky H, Sredni B, Kanety H et al. Klotho: a tumor suppressor and a modulator of the IGF-1 and FGF pathways in human breast cancer. Oncogene. 2008; 27(56): 7094-7105.
• Abramovitz L, Rubinek T, Ligumsky H, Bose S, Barshack I, Avivi C et al. KL1 internal repeat mediates klotho tumor suppressor activities and inhibits bFGF and IGF-I signaling in pancreatic cancer. Clin Cancer Res. 2011; 17: 4254-4266.
• Wang L, Wang X, Wang X, Jie P, Lu H et al. Klotho is silenced through promoter hypermethylation in gastric cancer. Am J Cancer Res. 2011; 1: 111-119.
• Pan J, Zhong J, Gan LH, Chen SJ, Jin HC, Wang X, Wang LJ. Klotho, an antisenescence related gene, is frequently inactivated through promoter hypermethylation in colorectal cancer. Tumour Biol. 2011; 32: 729-735.
• Usuda J, Ichinose S, Ishizumi T, Ohtani K, Inoue T, Saji H et al. Klotho predicts good clinical outcome in patients with limited-disease small cell lung cancer who received surgery. Lung Cancer. 2011; 74: 332-337.
• Usuda J, Ichinose S, Ishizumi T, Ohtani K, Inoue T, Saji H et al. Klotho is a novel biomarker for good survival in resected large cell neuroendocrine carcinoma of the lung. Lung Cancer. 2011; 72: 355-359.
• Lee J, Jeong DJ, Kim J, Lee S, Park JH, Chang B et al. The anti-aging gene KLOTHO is a novel target for epigenetic silencing in human cervical carcinoma. Mol Cancer. 2010; 9: 109.
• di Martino E, Tomlinson DC, Knowles MA. A Decade of FGF Receptor Research in Bladder Cancer: Past, Present, and Future Challenges. Adv Urol. 2012; 2012: 429213.
• Sun HZ, Wu SF, Tu ZH. Blockage of IGF-1R signaling sensitizes urinary bladder cancer cells to mitomycin-mediated cytotoxicity. Cell Res. 2001;11(2): 107-115.
• Szymczyk A, Forma E, Krześlak A, Joźwiak P, Madej A, Rożański W et al.
• Genetic polymorphism of Klotho gene and bladder cancer risk. Fol Med Lodz. 2012; 39(2): 189-205.

• Document Type: paper