SETDB1 Inhibits p53-Mediated Apo
本文选自GASTROENTEROLOGY,https://doi.org/10.1053/j.gastro.2020.04.047，喜欢的朋友可以自行下载阅读。
废话太多，上图。
这图只能说画糙理不糙
这里作者不是解决了ADM向PDAC的世纪难题？SETDB1，一种组蛋白甲基转移酶，使赖氨酸9上的组蛋白H3三甲基化，促进几种肿瘤类型的发展。作者研究了SETDB1是否与胰腺导管腺癌(PDAC)的发生有关（这你能信是gastroenterology的说理方式），可见其实这个SETDB1是在转录水平抑制P53的，这个东西在胰腺癌上没研究过，那么，作者就看看这个东西在胰腺癌发生、发展中的作用。从文章动物那一块，作者显然想要做炎癌转换方面的内容，上来作者就研究了SETDB1在正常，验证和ADM、PDAC中的表达情况。这里作者用了KC和KPC鼠，看了SETDB1和H3K9me3在不同鼠的表达情况。可见，SETDB1在炎症、ADM、PanIN、PDAC中都是增多的。
作者进一步在小鼠Panin和PDAC组织中分别观察到H3K9甲基转移酶的活性，
然后就是人组织中验证了一波。进一步的免疫组织化学分析显示48例PDAC中有21例SETDB1表达阳性(这里需要提到为什么不是大多数，因为基因突变背景不同，可能会有肿瘤异质性问题，如果单细胞可以测序的话，提取这些阳性的细胞，进行测序也是可以的好像单细胞测序对我来说就是这么一个作用了）
然后，作者用了SETDB1 cre的基因工程鼠，Ptf1a、Cre；Setdb1f/f小鼠在6周龄时胰腺形态和胰腺/体重比与对照组无明显差异。组织学上，Ptf1aCre；Setdb1f/f小鼠在该时间点没有显示胰腺异常。（基因工程太过深奥，不懂，如果cre的话，不是讲一个基因和等位基因全都cre了吗？要不然不就成了杂合鼠，而且传代后好像这个cre的能力也是下降的，所以传几代后要看看这个重组的比例，反正我不懂。）
鉴于Setdb1在ADM中表达，接下来作者确定Setdb1是否在诱导ADM的雨蛙素诱导的急性胰腺炎的反应中在胰腺外分泌再生中发挥作用。在Ptf1a
Cre；Setdb1f/f小鼠中观察到大量的胰腺萎缩和胰腺/体重比的严重降低。组织学上，对照组Ptf1a Cre小鼠在治疗2d后，由于急性胰腺炎可诱导炎性细胞浸润和ADM形成。相反，与对照组相比，ptf1acre；setdb1f/f小鼠的导管结构增多，腺泡细胞减少，炎性细胞浸润增多。此外，Ptf1a Cre；Setdb1f/f小鼠的胰腺炎病理评分明显高于对照小鼠。这些发现表明setdb1缺失导致了急性早期胰腺炎的加重。雨蛙素治疗7天后，在ptf1a cre；setdb1f/f小鼠中观察到了长时间的胰腺炎，而对照组小鼠的胰腺炎几乎完全恢复。
Ptf1a、Cre、Setdb1f/f小鼠F4/80阳性细胞浸润明显。CD8或CD117阳性细胞在对照组和Ptf1aCre；Setdb1f/f小鼠中均很少见。这些数据表明，胰腺Setdb1的缺失加剧了雨蛙素诱导的胰腺炎，并且在雨蛙素诱导的胰腺炎后，正常的外分泌胰腺再生需要胰腺Setdb1。
为探讨Ptf1a Cre、Setdb1f/f小鼠胰腺炎时胰腺萎缩的可能机制，作者观察了Ptf1a Cre、Ptf1a Cre、Setdb1f/f小鼠在雨蛙素治疗2天后的细胞增殖和凋亡情况，以探讨Ptf1aCre、Setdb1f/f小鼠胰腺萎缩的可能机制。裂解caspase3和TUNEL染色显示Ptf1a Cre；Setdb1f/f小鼠与对照Ptf1aCre小鼠相比凋亡细胞显著增加，而Ki67免疫染色显示对照组和Ptf1a Cre；Setdb1f/f小鼠在细胞增殖方面没有差异。
为了探讨setdb1缺失介导的胰腺炎细胞凋亡的可能机制，作者对凋亡的主要参与者之一的p53进行了免疫组织化学染色，结果发现，celurein治疗2天后，ptf1a cre；setdb1f/f小鼠的p53表达明显增加。(P53作为体内重要的抑癌基因，具有调节细胞周期、促进凋亡的作用，逐渐走向正轨）
qRT-PCR分析显示，与对照组相比，凋亡基因Apaf1、Noxa和p53在Ptf1aCre；Setdb1f/f小鼠中的表达显著升高，而抗凋亡基因bcl2的表达显著降低，（生理条件下没有改变）这些结果表明，在雨蛙素诱导的胰腺炎后，胰腺Setdb1的缺失导致胰腺萎缩，并伴随着细胞凋亡的增加和p53表达的上调。
接下来研究了胰腺Setdb1缺失在致癌Kras激活的背景下的影响。为此，作者建立了Ptf1a Cre、Kras G12D、Setdb1f/f(KCS)小鼠，并与对照Ptf1a Cre、Kras G12D(KC)小鼠进行比较。1周龄时，HE染色显示KCS胰腺与KC胰腺难以区分。然而，在4周龄和8周龄时，与KC胰腺相比，KCS胰腺中可以更明显地观察到管样结构和纤维化，提示Setdb1缺失导致了在致癌Kras背景下导管化生改变和纤维化的加剧。为了描述4周龄和8周龄KCS胰腺中观察到的管状结构，首先对淀粉酶(AMY)、细胞角蛋白19(CK19)、性别决定区Y盒9(Sox9)、磷酸化细胞外信号调节激酶(Perk)和磷酸化信号转导和转录激活因子3(PStat3)进行了免疫染色。
免疫染色显示在4周龄的KCS胰腺中有AMY和CK19双重阳性细胞表明ADM，而在KC对照组中没有观察到这些细胞。分别进行Claudin 18和天狼星红免疫组织化学染色，对Panin和纤维化区域进行定量分析（这下知道用什么染色了）。定量分析显示，与KC小鼠相比，KCS小鼠的Panin和纤维化面积明显增加。这些数据表明，在致癌Kras激活的背景下，胰腺Setdb1的缺失明显加速了ADM/Panin的形成，并伴有纤维化。
作者进一步分析了这种ADM是自发的还是非自发的，6周龄的小鼠取胰腺进行培养，在没有TGFa的情况系，KCS鼠转化为管样囊肿的腺泡细胞数明显高于对照Ptf1aCre小鼠。经转化生长因子α处理后，KCS小鼠的导管囊性结构形成率显著高于对照Ptf1aCre小鼠,说明，KCS鼠形成ADM是自发的。
作者还通过qRT-PCR分析评估了1周龄KC和KCS胰腺中与Wnt通路、Notch通路和炎症相关的介质的激活情况。然而，KC和KCS胰腺之间没有显著差异。对6周龄的鼠胰腺转录因子进行比较，也没有发现差异，提示胰腺转录因子、Wnt途径、Notch途径和炎症不是促进KCS胰腺ADM/Panin形成的主要途径。（这一段是补充材料，为什么要补充这个呢？）
鉴于细胞凋亡在雨蛙素诱导的胰腺炎期间增加的事实，作者接下来在4周龄时评估KCS胰腺的凋亡状态。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Caspase3)裂解免疫组化染色和TUNEL染色显示，KCS胰腺的凋亡细胞数明显多于KC胰腺。
为了确定KCS胰腺的整体转录变化，在4周龄时对KC和KCS胰腺的基因表达进行了全基因组分析。对KC和KCS胰腺组织mRNA的微阵列分析表明，与凋亡途径相关的基因表达上调。使用软件程序David6.8(https://david.ncifcrf.gov/))进行的途径富集分析(基因本体论分析)显示凋亡过程(GO：0006915)显著富集(FDR：9.9E-11)。此外，与凋亡过程相关的基因，如tns4、p19、serpina3g、noxa、trfrs11b和s100a8，被包括在kcs小鼠中上调最多的100个基因中。基因集富集分析(GSEA)显示，与KC胰腺相比，“凋亡信号通路”和“p53下游通路”在KCS胰腺中显著富集。此外，qRT-PCR分析证实，与KC胰腺相比，凋亡基因p53、apaf1和noxa在KCS胰腺中的表达升高，而抗凋亡基因bcl2的表达降低。也就是说明在KRAS背景下，SETDB1缺失促进凋亡同时P53信号通路可能参与其中。
因为前面作者发现了SETDB1与p53负相关性，作者进一步向看看SETDB1是否调节P53,发现SETDB1可以结合到P53的启动子区域。
20周龄时，与KC小鼠相比，KCS小鼠胰腺萎缩程度更高。组织学上，KC小鼠几乎所有的腺泡细胞都被ADM和Panin取代。相反，正如H&E染色所示，KCS小鼠的胰腺实质被纤维化和脂肪取代（凋亡没有了）。Ki67免疫组化染色显示KC小鼠有明显的细胞增殖，而KCS小鼠未见明显增殖。值得注意的是，切割的caspase3和p53的免疫染色显示，与KC小鼠相比，KCS小鼠的凋亡细胞和p53表达显著增加。Setdb1缺失导致细胞凋亡增加，随后，在致癌Kras的背景下，胰腺萎缩。（这么看来SETDB1对于胰腺的作用很大啊，虽然凋亡了，但是不用致癌了，也是好事啊，有点搞头）
下面作者就进一步看看这个SETDB1缺失对PDAC形成的影响了。作者让KCS鼠和P53CRE的鼠一起多鼠运动，(如果有多重基因工程鼠多鼠运动，岂不是产生很多不同基因背景的鼠来宝)，产生Ptf1a Cre ; Kras G12D ; p53 f/+ ; Setdb1 f/f (KP hetero CS ) KPCS鼠，然后与Ptf1a Cre ; Kras G12D ; p53 f/+ ; Setdb1 wt/wt (KP hetero C)KPC鼠进行比较。大体形态学显示，与KPC胰腺相比，KPCS胰腺萎缩程度更重。组织学上，对照KPC小鼠在20周龄时出现PDAC形成，而在该日龄KPCS小鼠未观察到PDAC形成。（突然让我想搞一搞具体这个TP53蛋白在体内到底起到什么作用，构象改变了，功能也改变了，但是，存在即合理，胰腺癌肯定存在的时间远远早于我们认识的时间，这么长的时间，这个基因在自然界的选择下肯定是发挥了作用了），作者这里用的杂合p53鼠。
兄弟们，发现了什么吗？KPCS到实验终止都没有形成肿瘤，奥利给
作者下面又cre了p53，Ptf1a Cre ;Kras G12D ; p53 f/f ; Setdb1 f/f (KP homo CS )和Ptf1a Cre ; Kras G12D ; p53 f/f ; Setdb1 wt/wt (KP homo C)，这下是纯合子了，在看看抑制p53是不是能够抵消SETDB1 KO后的抑制PDAC形成的功能。这下两组都成瘤了。纯合P53cre成功的抵消了SETDB1 KO的肿瘤抑制作用。作者这里为什么这么做？小朋友，是不是有很多省略号？？？？？
鉴于Ras-MYC致癌轴的状态对于PDAC启动是重要的，作者调查了KCS小鼠中Ras-MYC致癌轴是否发生了改变。与对照组小鼠相比，KCS小鼠c-Myc表达显著降低。鉴于Myc与RAS在PDAC的形成中发挥不同的作用，下调的Ras-Myc致癌轴在KCS小鼠PDAC的形成中也可能起到肿瘤抑制作用。
作者研究了抑制SETDB1是否影响TP53的表达和人PDAC细胞的生长。为此，沉默了SETDB1，并使用PK59和KP4细胞进行了生长抑制实验，这两个细胞被开放数据库鉴定为具有野生TP53状态的PDAC细胞。首先，用shRNA沉默了PK59和KP4细胞中SETDB1的表达。QRT-PCR分析显示，在SETDB1沉默的PK59和KP4细胞中，SETDB1的表达降低，而TP53的表达升高。接下来，利用SETDB1沉默的PK59细胞建立了原位PDAC模型。与对照组相比，SETDB1沉默的PK59细胞的肿瘤大小显著减小，在PDAC模型中也发现了TP53的高表达。
然后，作者又做回了开头的那个H3K9me3,表明SETDB1至少部分通过H3K9me3在人PDAC细胞中调控TP53的表观遗传表达
接下来，为了进一步验证SETDB1抑制对人PDAC细胞生长的影响，用米曲霉素A进行了生长抑制实验，米曲霉素A是一种抗肿瘤抗生素，它可以抑制SETDB1启动子的活性，从而抑制SETDB114、25的表达。结果显示500nM的米曲霉素A对PK59细胞的增殖有明显的抑制作用。裂解caspase3和Annexin V/ethidium HomodimmerIII免疫组化染色显示，米曲霉素A处理的PK59细胞凋亡细胞数明显增加。此外，qRT-PCR分析显示，米曲霉素A处理的PK59和KP4细胞中SETDB1表达降低，TP53表达升高。
作者最后又是一波生信分析，TCGA数据挖掘，SETDB1低表达的PDAC病例保留至少一个野生型TP53等位基因的频率较低(27%(4/15))，这表明在人类中也需要TP53等位基因的双等位基因改变来形成SETDB1表达降低的PDAC，换句话说，就是TP53突变必须是纯合的，才能诱导SETDB1缺失因其的PDAC，要不然杂合TP53可能诱导的是细胞凋亡。这里也就解释了为什么作者会用杂合P53进行一波实验了。
好文分享，到此结束，还是挺不错的文章的，全文看不出什么细胞实验吧，基本上都是动物，可见动物实验还是值钱的，做科研的小伙伴们，一起做动物吧，让动物再来个多鼠运动，助力高分文章。欢迎批评、指正。
