The effect of APC on the Notch1 receptor signaling

Abstract

The balanced activity of the Wnt and Notch1 signaling pathways is essential for the development and maintenance of the intestinal epithelium. Disruptions of this balance, most commonly caused by mutations in Adenomatous polyposis coli 1 (APC1), a key negative regulator of Wnt signaling, are strongly associated with Familial Adenomatous Polyposis and colorectal cancer. Approximately 90% of these mutations are truncating, resulting in the expression of C-terminally truncated APC1 proteins. At a molecular level, while truncated APC1 loses the domains responsible for regulating β-catenin, it may also undergo a gain of function that impacts other cellular processes. The Notch1 signaling pathway is frequently upregulated in these pathological contexts, but no-one tested if Notch1 activity and APC1 truncations may be connected. Our preliminary data revealed that cell lines expressing truncated APC1 exhibit elevated levels of the intracellular domain of the Notch1 receptor (N1ICD) protein, an effect that was independent of β-catenin levels. To further investigate this regulatory mechanism, we utilized the CRISPR/Cas9 system to generate APC1-KO, APC2- KO, and APC1/2-dKO cell lines. Current results from these models clearly demonstrate that the behaviour of the Notch1 signaling pathway is indeed independent...

Rovnováha mezi signálními drahami Wnt a Notch1 je zásadní pro vývoj a homeostázu střevního epitelu. Narušení jejich vzájemné komunikace, které je nejčastěji způsobené mutacemi v genu Adenomatous polyposis coli 1 (APC1), klíčovém negativním regulátoru signalizace Wnt, je často asociováno s familiární adenomatózní polypózou a kolorektálním karcinomem. Přibližně 90% těchto mutací je trunkujících, vedoucí k expresi C-terminálně zkráceného proteinu. Na molekulární úrovni takto zkrácené APC1 proteiny ztrácí domény zodpovědné za regulaci β-kateninu, zároveň však take mohou vykazovat nové funkce, které ovlivňují další buněčné procesy. V těchto patologických kontextech často dochází k upregulaci Notch1 signální dráhy, avšak toto propojení s trunkací APC1 nebylo dosud podrobněji zkoumáno. Data z naší laboratoře ukázala, že buněčné linie exprimující zkrácený APC1 vykazují zvýšenou hladinu proteinu intracelulární domény Notch1 receptoru (N1ICD), přičemž tento účinek byl nezávislý na β-kateninu. K hlubšímu pochopení tohoto regulačního mechanismu jsme použili systém CRISPR/Cas9 k vytvoření buněčných linií APC1-KO, APC2-KO a APC1/2-dKO. Současné výsledky z těchto modelů jasně ukazují, že chování signální dráhy Notch1 je skutečně nezávislé na β-kateninu, což naznačuje přímou regulační roli APC1. Ztráta APC1 a APC2...