Suppr超能文献

致癌性 KRAS 在结肠癌细胞和肠上皮细胞中依赖细胞类型的 ERK 差异激活。

Cell type-dependent differential activation of ERK by oncogenic KRAS in colon cancer and intestinal epithelium.

机构信息

Institute of Pathology, Charité Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117, Berlin, Germany.

IRI Life Sciences, Humboldt University Berlin, Philippstrasse 13, 10115, Berlin, Germany.

出版信息

Nat Commun. 2019 Jul 2;10(1):2919. doi: 10.1038/s41467-019-10954-y.

Abstract

Oncogenic mutations in KRAS or BRAF are frequent in colorectal cancer and activate the ERK kinase. Here, we find graded ERK phosphorylation correlating with cell differentiation in patient-derived colorectal cancer organoids with and without KRAS mutations. Using reporters, single cell transcriptomics and mass cytometry, we observe cell type-specific phosphorylation of ERK in response to transgenic KRAS in mouse intestinal organoids, while transgenic BRAF activates ERK in all cells. Quantitative network modelling from perturbation data reveals that activation of ERK is shaped by cell type-specific MEK to ERK feed forward and negative feedback signalling. We identify dual-specificity phosphatases as candidate modulators of ERK in the intestine. Furthermore, we find that oncogenic KRAS, together with β-Catenin, favours expansion of crypt cells with high ERK activity. Our experiments highlight key differences between oncogenic BRAF and KRAS in colorectal cancer and find unexpected heterogeneity in a signalling pathway with fundamental relevance for cancer therapy.

摘要

KRAS 或 BRAF 的致癌突变在结直肠癌中很常见,并激活 ERK 激酶。在这里,我们发现具有和不具有 KRAS 突变的患者来源的结直肠类器官中,ERK 磷酸化与细胞分化呈梯度相关。使用报告基因、单细胞转录组学和质谱细胞术,我们观察到在小鼠肠类器官中转基因 KRAS 引起的 ERK 的细胞类型特异性磷酸化,而转基因 BRAF 则激活所有细胞中的 ERK。从扰动数据进行的定量网络建模揭示,ERK 的激活受到细胞类型特异性 MEK 到 ERK 前馈和负反馈信号的影响。我们将双特异性磷酸酶鉴定为肠道中 ERK 的候选调节剂。此外,我们发现致癌性 KRAS 与β-Catenin 一起有利于具有高 ERK 活性的隐窝细胞的扩增。我们的实验突出了结直肠癌中致癌性 BRAF 和 KRAS 之间的关键差异,并发现了对癌症治疗具有根本重要性的信号通路中的意外异质性。

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