Down-modulation or loss-of-function mutations of the Notch 1 and 2 genes are associated with development of squamous cell carcinoma (SCC), a very frequent and therapy-resilient malignancy that develops on epithelial surfaces. While the function of Notch in this context has been well characterized, surprisingly little is known on the rôle of CSL (RBP-Jk), the key effector of canonical Notch signaling endowed with an intrinsic transcription répressive function. We report here that, in contrast to Notch 1 and 2, CSL expression is down-modulated in the upper epidermal layers as well as in differentiating primary human keratinocytes (HKCs), while its expression is up-regulated in clinically occurring premalignant and malignant SCC lésions as well as in a panel of SCC cell lines derived from skin, Head/Neck and lung. Increased CSL expression enhances growth and stem cell potential of HKCs and SCC cells, while silencing of the gene promotes growth arrest and apoptosis. Similar results are observed in vivo where SCC cells with increased CSL levels give rise to rapidly expanding tumors, while SCC cells with silenced CSL form smaller and more differentiated tumors with a lesser inflammatory reaction. RNA seq analysis of HKC and SCC cells plus/minus CSL silencing reveal major modulation of apoptotic and cell cycle regulatory genes. Combined ChIP-seq and RNA-seq analysis show that KDM6B, a histone demethylase gene with highly context dépendent functions in cellular senescence, inflammation and tumor development, is a direct target of CSL that is up-regulated as a conséquence of CSL gene silencing. Functional assays show that KDM6B is implicated in the self- renewing potential and tumor promoting functions of CSL in HKC and SCC cells. Pharmacologie approaches eliciting KDM6B-dependent chromatin modifications could provide a significant advance in prévention and treatment of squamous cell cancer.
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La perte d'expression et de fonction de Notch est observée dans les carcinomes à cellules squameuses (SCC) , des cancers résistants aux thérapies qui se développent dans divers épithéliums. Alors que la fonction de Notch est bien caractérisée, celle de CSL, un effecteur de la voie canonique de Notch comportant une fonction répressive intrinsèque, l'est peu. Dans ce travail, nous montrons que, contrairement à Notch, l'expression de CSL est inversement corrélée avec la différenciation des kératinocytes humains primaires (HKCs) et est élevée dans lésions pré-malignes et malignes de SCC de patients ainsi que dans une variété de lignées cellulaires de SCC de la peau, de la tête et du cou et du poumon. La surexpression de CSL induit la prolifération des kératinocytes et augmente leur pouvoir cellule-souche, alors que l'inhibition de son expression promeut un arrêt de croissance et l'apoptose. Des résultats similaires ont été obtenus in vivo où l'augmentation de l'expression de CSL dans les cellules de SCC conduit au développement rapide de tumeurs, alors que l'abrogation partielle de l'expression CSL donne naissance à des tumeurs plus petites et plus différenciées. L'analyse par séquençage d'ARN des keratinocytes avec modulation du niveau d'expression de CSL révèle un impact sur l'apoptose et les gènes du cycle cellulaire. De plus, l'analyse combinée de séquençage d'ARN et d'immuno-précipitation de chromatine montre que le gène KDM6B codant une histone déméthylase impliquée dans la sénescence, l'inflammation et le développement tumoral, selon le contexte, est une cible directe de CSL, dont l'expression est augmentée lors du silençage de CSL. Au niveau fonctionnel, nous démontrons que KDM6B est un médiateur du potentiel cellule-souche et de la fonction oncogénique de CSL dans les kératinocytes. De ce fait, KDM6B pourrait être considérée comme une nouvelle cible thérapeutique importante dans la prévention et le traitement des cancers à cellules squameuses