Riassunto analitico
NF-Y è un fattore trascrizionale eterotrimerico costituito dalle subunità NF-YA, NF-YB e NF-YC. NF-Y riconosce e lega le sequenze CCAAT presenti nelle regioni regolative di diversi geni coinvolti in proliferazione, progressione del ciclo cellulare, differenziamento, apoptosi e metabolismo. L’aumentata espressione delle subunità NF-YC e NF-YA è stata osservata in alcuni tipi di tumori solidi. Entrambe le subunità hanno forme di splicing alternativo che sono diversamente espresse in cellule e tessuti. Dati di letteratura suggeriscono che le due forme di splicing alternativo di NF-YA, NF-YAs e NF-YAl, abbiano ruoli trascrizionali diversi. Mentre NF-YAs sembra stimolare la proliferazione cellulare, NF-YAl è maggiormente coinvolto nel differenziamento. Inoltre, l’espressione di NF-YAs sembra correlare con una maggior aggressività nel tumore ovarico.
I siti di legame di NF-Y sono molto rappresentati nei promotori di geni over-espressi durante il processo di trasformazione e progressione del cancro della prostata (PCa), in particolare nella trasformazione da epitelio benigno a tumore localizzato a tumore metastatico ormone-resistente. Mediante analisi bioinformatiche abbiamo identificato un lieve ma significativo aumento di espressione dei livelli totali di NF-YA nel tessuto tumorale di prostata rispetto a quello sano.
In molteplici tipi di tumore, compreso quello della prostata, si è osservata una deregolazione del processo di splicing alternativo, che addirittura sembra svolgere un ruolo attivo nei meccanismi molecolari patologici. Per questo motivo, abbiamo deciso di studiare l’espressione e l’ attività delle isoforme di splicing di NF-YA nella trasformazione e nella progressione tumorale delle cellule epiteliali prostatiche. Attraverso la consultazione e l’analisi del database TCGA (The Cancer Genome Atlas), abbiamo osservato un aumento significativo del rapporto tra i trascritti NF-YAs/NF-YAl in campioni tumorali rispetto a campioni normali di prostata. In accordo con questi dati, lo stesso andamento di espressione di NF-YAs vs NF-YAl è stato osservato mediante analisi quantitative RT-qPCR di campioni da pazienti con PCa e da linee cellulari epitaliali di prostata tumorali vs linee epiteliali normali o di iperplasia benigna. Al fine di studiare il contributo specifico che le isoforme di splicing di NF-YA possono dare al processo di trasformazione o progressione tumorale, abbiamo generato delle linee epiteliali di prostata, normali e tumorali, overesprimenti stabilmente NF-YAs e NF-YAl. I nostri dati mostrano che le due isoforme hanno effetti diversi, persino opposti, in due delle pathway principali coinvolte nellla progressione tumorale, ovvero la proliferazione e la migrazione cellulare. Analisi molecolari hanno permesso di identificare potenziali meccanismi associati alle specifiche forme di splicing di NF-YA che possano promuovere un fenotipo tumorale aggressivo.
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Abstract
NF-Y is a heterotrimeric transcription factor composed by NF-YA, NF-YB and NF-YC subunits. NF-Y binds to CCAAT elements within regulatory regions of a multitude of genes, among which those controlling proliferation, cell cycle progression, apoptosis and metabolism. The overexpression of NF-YA and NF-YC subunits has been observed in few solid tumors. Both NF-YA and NF-YC genes encode for diverse splice variants, differently expressed in human tissues and cells. The two alternative NF-YA isoforms, NF-YAs and NF-YAl, seem to play different transcriptional activities with NF-YAs enhancing cell proliferation and NF-YAl cell differentiation. Moreover, recent data showed that NF-YAs expression correlates with tumor aggressiveness in low grade epithelial ovarian cancer.
Large-scale analysis highlighted that the NF-Y binding site is over-represented in promoters of genes overexpressed during the progression from benign epithelium to both localized and hormone-refractory metastatic prostate cancer (PCa). Through different bioinformatic tools, we identified a slight but significant increase of total NF-YA transcripts in tumor vs normal cells, particularly in high Gleason score tumors. Since mRNA splicing is misregulated by cancer-specific defects in cancer cells, PCa cells included, we decided to investigate the expression pattern and activity of NF-Y and its splice variants in PCa. Analysis of the cancer genome atlas (TCGA) database revealed a significant increase in NF-YAs/NF-YAl transcripts ratio in prostate tumor vs nontumor sample, consistently with RT-qPCR analyses on tissues from patients as well as cell lines.
Through the generation of normal and cancer epithelial cell lines overexpressing NF-YAs or NF-YAl, we studied the specific role of NF-YA splice variants in epithelial-mesenchimal transition of prostate cells and PCa progression. Our data highlighted that the two NF-YA isoforms have different, even opposite, effects on two key pathways involved in cancer progression, that is proliferation and migration. Through molecular analyses we identified putative NF-YA-isoforms mechanisms associated with the promotion of an aggressive tumor phenotype.
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