接下来,我们穿越Cep55TG/TG雌性小鼠Trp53−/−建立雄性小鼠双转基因队列Cep55WT/TG;Trp53+/− (n=15),Cep55WT/wt;Trp53+/− (n=17),Cep55WT/TG;Trp53+/+ (n=11),以及Cep55WT/wt;Trp53+/+ (n=10)老鼠。对这些小鼠队列进行定期监测,为期2.5年,以促进肿瘤的自发发展。有趣的是,我们观察到Cep55WT/TG;Trp53+/−小鼠由于潜伏期减少(中位生存期13.8个月)而死于广泛的癌症发展(脾、肝和肺);p < 0.0001) when compared to the Cep55WT/wt;Trp53+/−队列(中位生存21.6个月)(图)。2C,补充图。3B-F,补充表1)。这些肿瘤的组织学特征见附表。2。值得注意的是,Cep55WT/TG;Trp53+/−小鼠肿瘤发生的时间框架与小鼠的肿瘤发生时间相似。Cep55TG/TG老鼠(图1.2C).
此外,观察到的肿瘤发生的发生率Cep55WT/TG;Trp53+/−小鼠也显著高于对照组(~85%;费舍尔精确试验)。p < 0.0001) in comparison to Cep55WT/wt;Trp53WT/−(~50%)每只动物有1~3个肿瘤(图1)。二维空间)。这个Cep55WT/TG;Trp53+/−小鼠的增生性病变的发生率也明显较高(Fisher精确检验)。p < 0.01) (Fig. 2E),其发生率与Cep55TG/TG小鼠(附图)2F)。组织病理学分析显示有一些肿瘤性病变(如图所示)。2F,补充图。3B,补充表1)类似的观察到的Cep55TG/TG老鼠(图1.1C,d,和表1)。值得注意的是,虽然类似的分数Cep55WT/wt;Trp53+/−和Cep55WT/TG;Trp53+/−动物患上淋巴瘤和肉瘤(见图)。2F);然而,他们的淋巴瘤频谱是不同的。B细胞淋巴瘤的发病率高于T细胞淋巴瘤。Cep55WT/TG;Trp53+/−小鼠相比较Cep55WT/wt;Trp53+/−老鼠(图1.2G)。此外,Cep55WT/TG;Trp53+/−小鼠出现类似的纤维肉瘤和血管肉瘤(在肝脏和脾脏),如Cep55TG/TG老鼠(图1.2H)。综上所述,当p53杂合子对p53的保护作用减弱时,Cep 55过表达的组织比p53野生型动物具有更好的肿瘤发生率。
a, b叉子速度的统计表示(a)和分叉速度的频率分布(b)用DNA纤维分析法测定。用CldU(绿色)和Idu(红色)分别脉冲标记永生化MEF 20 min,对纤维进行成像和定量分析。代表不同基因型的图像显示在右侧面板上.每种基因型的500多根纤维来自两个独立的实验,A中的误差条代表±SD。未配对t两组患者进行韦尔奇矫治前后的检验,并进行统计学分析。P值; < 0.0001 (****). c有代表性的S期细胞免疫荧光图像(绿色),可与双链γ-H2AX(红色)标记在永生化MEF中标记一个小时。n每个实验计数150个细胞)左侧面板显示所示基因型。用DAPI(蓝色)标记DNA。γ-H2AX在EDU阳性或阴性细胞中的百分比在右侧面板显示。误差条表示三个独立实验的±SD。未配对t测试是为了确定P值 < 0.0067 (**). d6 Gy照射后标记的永生化MEFs DNA损伤反应蛋白的免疫印迹分析。以β-肌动蛋白作为负载对照。e用所指示的永生化MEFs进行细胞质核分馏的免疫印迹分析,测定Chk 1蛋白在不加抑制剂和不加抑制剂的情况下的分布。试验前用抑制剂处理细胞6h。核组分和细胞质组分分别以H3和Vincullin作为分馏负荷控制。f永久化中观察到的复制叉速度的量化Cep55TG/TGMEFs受BEZ 235(PAN-PI3K/AKT信号通路抑制剂)和AKTViii(抑制Akt信号转导)的刺激。Cep55TG/TG用指示抑制剂对MEFs进行6 h预处理,并测定分叉速度。每种基因型的至少300根纤维来自两个独立的实验,误差条代表±SD。单因素方差分析与褐连翘试验测定P值; < 0.0001 (****) and ns (not significant). g从面板中复制分叉速度的分布频率f. h如(a)。两株细胞均瞬时转染1.5g指示突变体(Chk 1突变体-S280 A和第280 E,Westernblotting(右)分别进行24h和DNA纤维分析。每种基因型的至少300根纤维来自三个独立的实验,误差条代表±SD。单因素方差分析与褐连翘试验测定P值 < 0.0001 (****). β-Actin was used as a loading control in the Western blot.
CEP 55作为CIN的调节因子,其作用是通过调节胞质分裂来实现的。3。与此相一致,我们发现全基因组重复(WGD)肿瘤有更高的水平。CEP 55MRNA比二倍体和近二倍体肿瘤(附图)。7A)。同样,永生化Cep55TG/TGMEFs的比例高出三倍(p < 0.0001) of binucleated and multinucleated cells (Fig. 5A,b)。此外,通过fcs分析,我们发现原始和永久化。Cep55TG/TGMEFs显示>4的比例显著提高。n亚种(图1.5C,补充图。7b)。我们还观察到,与小学相比,Cep55TG/TGMEF,自发永生Cep55TG/TGMEF所占百分比显著提高(p < 0.01) of >4n亚种(附图)7C)。在分离出的不同器官中也观察到了相似的结果。Cep55TG/TG老鼠和它们的小老鼠比较(补充图)。7D)。重要的是,我们发现Cep55TG/TG多边环境基金(p < 0.001) indicating the possible presence of CIN (Fig. 5D)。同样,当Cep55在tcl中,我们发现在>4中有显著的下降。n亚种(图1.5E,f,补充图。7E),表明cep 55过表达有助于癌细胞耐受非整倍体的能力,正如我们先前报道的乳腺癌细胞。18。与此相一致的是,当我们使用tcga的基因组范围spp 6阵列数据分析某些人类癌症的非整倍体水平时,我们发现CEP 55高表达肿瘤表现为结构或数值上的非整倍体增加,包括全染色体非整倍体和染色体臂水平的非整倍体(补充图)。8A-D)。此外,中期的光谱核型分析也是从Cep55TG/TGMEFs显示,与其他基因型相比,其数量和结构染色体畸变水平均明显增高(图1)。5G)。值得注意的是,这些MEF显示出复杂的染色体易位和数量异常,而两者都有。Cep55WT/TG和Cep55WT/wtMEFs显示低水平的结构和数值染色体异常(表)2)。总之,这些数据强调Cep 55过表达在某个阈值以上足以促进CIN的结构和数值。
CIN在癌症中主要是由于有丝分裂缺陷,包括不平等的染色体分离和没有进行胞质分裂。我们对有丝分裂细胞百分比的初步分析表明,Cep55TG/TG与其他基因型相比,MEFs的有丝分裂指数显著增加(补充图)。9A,B; p < 0.001) and Cep55-耗尽的TCLs显示有丝分裂细胞数量减少(补充图)。9C)。接下来我们问Cep55在正常和不安有丝分裂过程中,过度表达可能促进这些细胞的结构和数量的CIN。为了破译,我们收集了双胸腺嘧啶同步MEF进行dna含量和时移活细胞成像分析.值得注意的是,我们观察到Cep55TG/TG与有丝分裂相比,MEFs在间期进展更快,进入有丝分裂速度更快。Cep55WT/wt补充图9d)。但是,Cep55TG/TG与野生型和杂合型MEFs相比,MEFs在有丝分裂过程中花费的时间相对较长,表现出胞质分裂失败的细胞比例更高(见图)。6a,b)。同样,Cep55WT/TG与野生型MEFs相比,MEFs在有丝分裂过程中花费的时间也更长,这表明MEFs对有丝分裂有剂量依赖性的影响Cep55有丝分裂持续时间过表达(图1.6A)。多核细胞通常需要更多的时间来完成有丝分裂,因为高dna含量和Cep55WT/TG和Cep55TG/TGMEFs表现出单核细胞、双核细胞和多核细胞的混合亚群体。c.和补充图。9E)。因此,我们对各个亚群体进行了分析,以确定有丝分裂的持续时间(如图所示)。6C)。令人惊讶的是,随着双核和多核化Cep55TG/TG细胞,单核细胞也花了更多的时间在有丝分裂,表明Cep55过表达延长有丝分裂持续时间,而不依赖于DNA含量(如图所示)。6d)。染色体分离错误是CIN的主要来源。27。接下来,我们研究了Cep55有丝分裂同步细胞在染色体分离中的过度表达。我们观察到更高的频率(p < 0.05) of multipolar spindle poles along with unaligned and lagging chromosomes in Cep55TG/TG与Cep55WT/wtMEFs(图1.6E,f,补充图。10A,B)。此外,我们还利用荧光和活细胞时间推移显微镜观察到Cep55TG/TGMEFs显示有染色质桥的后期细胞(后期桥)的频率显著增高。在有丝分裂过程中,后期桥的存在表明存在不完全分离的dna。Cep55TG/TGMEFS,这反过来导致染色体断裂和微核形成。6f)。与此一致,我们观察到Cep55TG/TGMEF的比例有所增加(p < 0.001) of micronuclei, a morphological characteristic of CIN, when compared to control MEFs (Fig. 6f).
图6:Cep 55过表达对有丝分裂的影响。
a所述基因型的永生化MEFs用于有丝分裂的平均时间的量化。MEFs用双胸腺嘧啶同步,释放到常规培养基中。单个细胞用明亮场奥林巴斯xcellence ix 81时移显微镜追踪完成有丝分裂所需的全部时间,从核包膜分解到子代细胞形成。18。每次实验至少计数50个细胞。误差条表示两个独立实验的±SD值,每个实验重复三个。单因素方差分析测定P值; < 0.01 (**) and < 0.0001 (****). b在所指示基因型的永生化MEF中观察到的胞质分裂失败率。从实验中获得的数据(a)。每个实验从50个细胞中提取百分比。c不同细胞群体在所指示基因型的永生化MEF中观察到的平均有丝分裂时间的量化。至少有100个细胞被计数。误差条表示两个独立实验的±SD值,每个实验重复三个。采用双向方差分析方法进行测定。P值 < 0.05 (*), < 0.01 (**) and < 0.001 (***). d用指示基因型的永生化单核MEF量化有丝分裂的平均时间。误差条表示来自上述两个独立实验的±SD。单因素方差分析测定P值 < 0.01 (**) and < 0.0001 (****). e有代表性的免疫荧光图像(标尺,100μm)和(f)永生化过程中观察到的有丝分裂缺陷的统计分析Cep55WT/wt和Cep55TG/TG三极纺锤体极、未对齐的中期板、落后的染色体以及染色质桥和微核的存在表明了MEFs的存在。箭头代表不同的有丝分裂表型。Cep55TG/TGMEFs。蓝色箭头代表未对齐染色体,黄色箭头代表落后染色体,紫色箭头代表三极纺锤体,橙色箭头代表染色质桥和微核的存在。误差条表示两个独立实验的±SD值,每个实验重复三个。n每个实验计数50个有丝分裂细胞。学生的t测试是为了确定P值<0.05(*)和<0.01(**)。
a, b有丝分裂平均时间的比较a)和完成有丝分裂的平均时间(b)在诺考唑(0.5μM)存在和不存在的情况下,对所指示基因型的永生化MEF进行时间推移显微镜测定。误差条表示两个独立实验的±sd。n每个实验计数50个细胞)。学生的t测试是为了确定P-数值<0.001(*)、<0.01(**)、<0.001(*)和<0.0001(*)。c如A和B组所示,A和B组所示的在诺可唑(0.5μM)存在下,所指示基因型的永生化MEFs的有丝分裂结局百分比由核分裂阻滞时的有丝分裂提前退出来定义,而死亡则通过膜泡来确定。由两个独立实验得出的平均值(宿命)n每个实验计数50个细胞)。d用流式细胞仪(FACS)测定诺可唑(0.5μM)存在与否时的永生化MEF细胞周期谱。误差条表示三个独立实验的±SD。如补充表所示,进行双向方差分析以确定P-值。3. e, f多倍体(>4N DNA含量)e)和亚G1人口的百分比(f)在诺可唑(0.5μM)存在或不存在的情况下,用FACS测定所指示的永生化MEFs。误差条表示三个独立实验的±SD值,每个实验重复两个。单因素方差分析测定P-数值<0.0001(*)。g永生化中期脱硫(红色)和乙酰化微管蛋白(绿色)的代表图像Cep55WT/wt和Cep55TG/TGMEF显示微管网络(标尺,100μm)。h永生化过程中乙酰化(上板)和脱囊(下板)微管蛋白平均积分密度(MID)的定量研究Cep55WT/wt和Cep55TG/TGMEFs。强度用ImageJ软件计算,其中n每基因型50个中期细胞。误差条表示两个独立实验的±SD。学生的t测试是为了确定P-数值<0.0001(*)。i有丝分裂缺陷的百分比(前面在图中描述)。6f论KIF2B在永生化MEFs中的过度表达n每试验计数100个细胞)。误差条表示三个独立实验的±SD。单因素方差分析测定P-数值<0.05(*)和<0.01(**)。