Identification of PDE5A-regulated genes in BRAF mutant melanoma cells

Abstract

Melanoma is the most aggressive type of skin cancer and the leading cause of death from skin disease. This disease shows a very poor prognosis when progressing to a metastatic stage. Our laboratory previously discovered a key role for the cGMP phosphodiesterase PDE5A in inhibiting melanoma cell invasion. We found that PDE5A was mostly downregulated via oncogenic BRAF in a panel of highly invasive human melanoma cell lines. Following those findings, our aim was to identify PDE5A regulated genes in BRAF mutant melanoma cells. In the present study, two previously published A375M2 melanoma cell clones genetically modified to stably re-express PDE5A were analysed using gene expression microarrays and compared to parental control cells. We identified 24 downregulated and 587 upregulated genes in common between the two A375M2 stably re-expressing PDE5A clones compared to control cells. For further validation, from the list of downregulated genes, TFPI2 (Tissue factor pathway inhibitor 2) and SERPINB2 (Plasminogen activator inhibitor type 2) were selected. Among the upregulated genes, MUC15 (mucin 15, cell surface associated), SERPINA5 (serpin peptidase inhibitor, clade A (alpha-1 antiproteinase, antitrypsin), member 5) and SERPINF1 (serpin peptidase inhibitor, clade F (alpha-2 antiplasmin, pigment epithelium derived factor), member 1) were chosen for further validation. Our data show that PDE5A regulates expression of a large number of genes in melanoma cells. The identification of these differentially expressed genes will facilitate improved understanding of metastatic melanoma biology and could lead to the identification of new therapeutic targets that could inhibit metastatic dissemination.

O melanoma é o tipo de cancro da pele mais agressivo, sendo a principal causa de morte por doenças da pele. Esta doença demonstra um pobre prognóstico quando progride para um estado metastático. O nosso laboratório descobriu previamente o papel chave da cGMP fosfodiesterase PDE5A na inibição da invasão celular. Foi descoberto que a PDE5A era maioritariamente regulada negativamente pelo oncogene BRAF num painel de linhas celulares de melanoma que demonstram uma grande capacidade de invasão. No seguimento destes factos, o nosso principal objetivo foi então identificar genes regulados pela PDE5A em linhas celulares que possuem BRAF mutado. Neste estudo, dois clones da linha celular A375M2 geneticamente modificados de modo a expressar estavelmente a PDE5A foram analisados usando microarrays de forma a verificar a expressão genética e comparados com os controlos parentais. Foram identificados 24 genes regulados negativamente e 587 regulados positivamente em comum entre os dois clones que expressam PDE5A, em comparação com o controlo. Para futura validação, da lista dos 24 genes regulados negativamente, TFPI2 (Tissue factor pathway inhibitor 2) e SERPINB2 (Plasminogen activator inhibitor type 2) foram selecionados. Quanto aos genes positivamente regulados pela PDE5A, MUC15 (mucin 15, cell surface associated), SERPINA5 (serpin peptidase inhibitor, clade A (alpha-1 antiproteinase, antitrypsin), member 5) e SERPINF1 (serpin peptidase inhibitor, clade F (alpha-2 antiplasmin, pigment epithelium derived factor), member 1) foram escolhidos para validação. Os resultados demonstram que a fosfodiesterase PDE5A regula a expressão de um grande número de genes em células de melanoma. A identificação desses genes, expressos de forma diferencial, irá facilitar uma melhoria na compreensão da biologia do melanoma mestastático e poderá permitir a identificação de novos alvos terapêuticos que poderão inibir a metastização.