Analysis of the c-MYC and AP4 axis in breast cancer

Shi, Wenjing (2023): Analysis of the c-MYC and AP4 axis in breast cancer. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine

Abstract

The deregulated expression of the c-MYC oncogene activates p53 which is presumably mediated by ARF/INK4, as well as replication-stress-induced DNA damage. Here, we aimed to determine whether the c-MYC-inducible AP4 transcription factor plays a role in this context using a genetic approach. We used a CRISPR/Cas9 approach to generate AP4- and/or p53-deficient derivatives of MCF-7 breast cancer cells harboring an ectopic, inducible c-MYC allele. Cell proliferation, senescence, DNA damage, and comprehensive RNA expression profiles were determined after activation of c-MYC. In addition, we analyzed the expression data from primary breast cancer samples. Loss of AP4 resulted in elevated levels of both spontaneous and c-MYC-induced DNA damage, senescence, and diminished cell proliferation. Deletion of p53 in AP4-deficient cells reverted senescence and proliferation defects without affecting DNA damage levels. RNA-Seq analyses showed that loss of AP4 enhanced repression of DREAM and E2F target genes after p53 activation by c-MYC. Depletion of p21 or the DREAM complex component LIN37 abrogated this effect. These p53-dependent effects were conserved on the level of clinical and gene expression associations found in primary breast cancer tumors. Our results established AP4 as a pivotal factor at the crossroads of c-MYC, E2F, and p53 target gene regulation.

Abstract

Die deregulierte Expression des c-MYC-Onkogens aktiviert p53, was vermutlich durch ARF/INK4 sowie durch Replikationsstress-induzierte DNA-Schäden vermittelt wird. Ob der c-MYC-induzierbare Transkriptionsfaktor AP4 in diesem Zusammenhang eine Rolle spielt, wollten wir hier mit einem genetischen Ansatz klären. Wir verwendeten einen CRISPR/Cas9-Ansatz, um AP4- und/oder p53- defiziente Derivate von MCF-7-Brustkrebszellen zu erzeugen, die ein ektopisches, induzierbares c-MYC-Allel beinhalten. Zellproliferation, Seneszenz, DNA-Schäden und umfassende RNA-Expressionsprofile wurden nach Aktivierung von c-MYC bestimmt. Darüber hinaus analysierten wir die Expressionsdaten von primären Brustkrebsproben. Der Verlust von AP4 führte zu Erhöhung von spontaner als auch c-MYC-induzierter DNA-Schädigung, Seneszenz und verminderter Zellproliferation. Die Deletion von p53 in AP4-defizienten Zellen hob die Seneszenz und Proliferationsdefekte auf, ohne das Ausmaß der DNA-Schädigung zu beeinflussen. RNA-Seq-Analysen zeigten, dass der Verlust von AP4 die Repression von DREAM- und E2F-Zielgenen nach p53-Aktivierung durch c-MYC verstärkt. Die Depletion von p21 oder der DREAM-Komplex-Komponente LIN37 hob diesen Effekt auf. Diese p53- abhängigen Effekte blieben auf der Ebene von klinischen und Genexpressions Assoziationen erhalten, die in primären Brustkrebstumoren gefunden wurden. Unsere Ergebnisse etablierten AP4 als zentralen Faktor an der Schnittstelle der c-MYC, E2F und p53-vermittelten Genregulation.

• Item Type: Theses (Dissertation, LMU Munich)
• Keywords: AP4, ARF/INK4A, DREAM complex, E2F target genes, TFAP4, breast cancer, c-MYC, cell cycle progression, p21, p53, senescence
• Subjects: 600 Technology, Medicine; 600 Technology, Medicine > 610 Medical sciences and medicine
• Faculties: Faculty of Medicine
• Language: English
• Date of oral examination: 27. June 2023
• 1. Referee: Hermeking, Heiko
• Signature of the printed copy: 0700/UMD 21218