NFkB-dependent antiviral pathways in VSV-resistant cancer cells

VSV 耐药癌细胞中 NFkB 依赖性抗病毒途径

基本信息

  • 批准号:
    10209637
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45.12万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-05-01 至 2024-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Antiviral responses are defective in many human tumors, leaving them susceptible to infection by “oncolytic” viruses such as vesicular stomatitis virus (VSV). In contrast, normal cells are not infected because they mount an innate immune response. Studies show that some cancers are resistant to VSV infection because they retain these antiviral responses. For example, many VSV-resistant prostate cell lines have constitutively active NFκB, while VSV-sensitive prostate cancer cell lines do not. Therefore it is important to delineate the mechanisms of sensitivity versus resistance of cancers to VSV. The wild-type M protein inhibits NFκB activation, the IFN response, and host gene expression, but different M protein mutations can selectively eliminate each of these functions. These findings have led us to conclude that the M protein uses at least two mechanisms to limit expression of antiviral genes: M-mediated inhibition of global host transcription (the first suppressor) and inhibition of NFκB activation (the second suppressor). Our preliminary in vitro and modeling data support our central hypothesis that VSV uses multiple strategies to control antiviral gene expression in response to VSV infection, including global host transcription inhibition, targeting of steps upstream of IKK in the RIG-I pathway, and suppression of antiviral genes controlled by NFκB. The objectives of this study are to enhance our understanding of the balance between the host’s ability to activate an NFκB-dependent antiviral response and the virus’s ability to evade these defenses; and how this impacts the use of oncolytic viruses to treat tumors that constitutively express antiviral genes. The goal of this study is to determine the effects of M protein mutations on NFκB-dependent responses in VSV-sensitive (LNCaP) versus VSV-resistant (PC3) prostate cancer cell lines using the innovative combination of in vitro and in silico modeling studies. In Aim 1, we will determine NFκB activation and expression of NFκB- dependent antiviral genes (e.g. interferon, IL-6 and TNF-α) in LNCaP and PC3 cells infected with viruses bearing different mutations in the M protein (Aim 1A). To determine the role of NFκB-dependent pathway activation in resistance to VSV, the transcriptomes of infected LNCaP and PC3 cells will be compared by RNA- seq (Aim 1B). We have developed an executable network model of the intracellular signaling pathways impacted by wildtype and M protein mutant VSV in mouse cells. We will tune this network using data specific to the context of VSV infection of human prostate cancer cell lines (generated in Aim 1) and perform simulations to identify key NFκB-dependent signaling molecules and interactions responsible for VSV sensitivity or resistance in prostate cancer cells (Aim 2A). Finally, new in vitro experiments will be performed to validate these predictions (Aim 2B). In addition to these scientific merits, this project will provide undergraduate and Master’s students with a quality biomedical research experience, foster collaborations, and significantly enhance the research environment at The Rochester Institute of Technology.
抗病毒药反应在许多人类肿瘤中有缺陷,使它们容易受到“溶瘤”的感染 诸如囊泡气孔病毒(VSV)之类的病毒。相比之下,正常细胞未感染,因为它们安装 先天免疫反应。研究表明,有些癌症对VSV感染具有抗性 保留这些抗病毒反应。例如,许多耐VSV的前列腺细胞系具有组成性活动性 NFκB,而对VSV敏感的前列腺癌细胞系没有。因此,描述 癌症对VSV的敏感性与阻力的机制。野生型M蛋白抑制NFκB 激活,IFN反应和宿主基因表达,但不同的M蛋白突变可以选择性地 消除这些功能中的每一个。这些发现使我们包括M蛋白使用至少两种 限制抗病毒基因表达的机制:M介导的全球宿主转录抑制(第一个 抑制剂)和抑制NFκB激活(第二个抑制剂)。 我们的初步体外和建模数据支持我们的中心假设,即VSV使用多种策略来 对VSV感染的响应,控制抗病毒基因表达,包括全局宿主转录抑制, 靶向RIG-I途径上IKK上游的步骤,并抑制由抗病毒基因控制 NFκB。这项研究的目标是增强我们对宿主能力之间平衡的理解 激活NFκB依赖性抗病毒反应和病毒对这些防御的能力;以及如何 影响溶瘤病毒的使用来治疗组成症表达抗病毒基因的肿瘤。 这项研究的目的是确定M蛋白突变对NFκB依赖性反应的影响 使用创新组合 体外和计算机建模研究。在AIM 1中,我们将确定NFκB激活和NFκB-的表达 LNCAP和PC3细胞感染病毒的依赖性抗病毒基因(例如干扰素,IL-6和TNF-α) 在M蛋白中具有不同的突变(AIM 1A)。确定NFκB依赖性途径的作用 在对VSV的耐药性中,将通过RNA-比较感染的LNCAP和PC3细胞的转录组 SEQ(AIM 1B)。我们已经开发了细胞内信号通路的可执行网络模型 受小鼠细胞中野生型和M蛋白突变体VSV的影响。我们将使用特定于 人类前列腺癌细胞系的VSV感染的背景(在AIM 1中产生)并进行模拟 确定关键NFκB依赖性信号分子和负责VSV灵敏度的相互作用或 前列腺癌细胞的抗性(AIM 2A)。最后,将进行新的体外实验以验证 这些预测(AIM 2B)。除了这些科学的优点外,该项目还将提供本科生和 拥有优质生物医学研究经验,促进合作的硕士学生 改善罗切斯特理工学院的研究环境。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Computational prediction of intracellular targets of wild-type or mutant vesicular stomatitis matrix protein.
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0263065
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Morris MC;Russell TM;Lyman CA;Wong WK;Broderick G;Ferran MC
  • 通讯作者:
    Ferran MC
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作者:{{ showInfoDetail.author }}

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