Chromatin basis of cellular senescence and its implication in epithelial ovarian cancer

NIH RePORTER · NIH · R01 · $221,318 · view on reporter.nih.gov ↗

Abstract

Project Summary    Cellular senescence is a tumor suppressive cell growth arrest triggered by inducers such as  activation of oncogenes and chemotherapeutics.  However, senescent cells are viable and may promote  tumor progression and therapy relapse through secretion of factors such as cytokines, chemokines and  growth factors, termed the senescence-­associated secretory phenotype (SASP).  Thus, it would be ideal  to enhance senescence-­associated growth arrest while limiting SASP because this may lead to a durable  therapeutic outcome.   Notably, it remains to be determined whether silencing of proliferation genes and  upregulation of SASP genes are coupled at the molecular level.  Thus, the overall goal of this proposal is  to investigate the mechanism that coordinates the silencing of proliferation genes and the upregulation of  SASP genes during senescence and its implications in cancer and response to therapy. HMGB2 is a  chromatin architecture protein that binds to DNA without sequence specificity. Our preliminary data  suggest that HMGB2 orchestrates gene expression reprogramming during senescence by acting as a  molecular switch. Specifically, loss of HMGB2 from genomic loci of proliferation genes contributes to their  silencing.  In contrast, HMGB2’s redistribution to SASP genes loci promotes their expression. Consistent  with its role in senescence, HMGB2 is often upregulated in epithelial ovarian cancer (EOC) and its  expression correlates with EOC progression.  Further, expression of HMGB2 positively correlates with its  target proliferation genes in EOCs.  Based on these findings, our central hypothesis is that HMGB2  orchestrates gene expression reprogramming to regulate the switch from proliferation to senescence.   We also hypothesize that HMGB2 contributes to EOC by suppressing senescence and promotes  platinum-­based therapy relapse by driving SASP. Accordingly, two specific aims are proposed:  Aim 1:  To elucidate the molecular mechanism by which HMGB2 regulates senescence;; and Aim 2: To  determine the role of HMGB2 in EOC and therapy relapse. The proposed studies are highly novel  because this is the first study to explore a novel molecular mechanism that orchestrates the silencing of  proliferation-­promoting genes and the upregulation of SASP genes during senescence. Thus, our studies  are paradigm shifting in their potential to elucidate the molecular basis of gene expression  reprogramming during senescence.  The research proposed is of high impact because they will lay the  critical foundation for ultimately developing novel strategies that harness the tumor-­suppressive benefit of  senescence, while limiting the detrimental aspects of SASP to ultimately achieve durable therapy  outcome.  Therefore, the current study will not only provide critical mechanistic insights into gene  expression reprogramming during senescence, but will also have far-­reaching implications for the  development of senescence-­based therapeutic...

Key facts

NIH application ID
10220867
Project number
5R01CA160331-10
Recipient
WISTAR INSTITUTE
Principal Investigator
Rugang Zhang
Activity code
R01
Funding institute
NIH
Fiscal year
2021
Award amount
$221,318
Award type
5
Project period
2012-06-01 → 2023-01-31