SM
Stefan Müller
Author with expertise in Ubiquitin-Proteasome Proteolytic Pathway
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
11
(73% Open Access)
Cited by:
5,526
h-index:
60
/
i10-index:
129
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Cabozantinib in Progressive Medullary Thyroid Cancer

Rossella Elisei et al.Sep 4, 2013
Purpose Cabozantinib, a tyrosine kinase inhibitor (TKI) of hepatocyte growth factor receptor (MET), vascular endothelial growth factor receptor 2, and rearranged during transfection (RET), demonstrated clinical activity in patients with medullary thyroid cancer (MTC) in phase I. Patients and Methods We conducted a double-blind, phase III trial comparing cabozantinib with placebo in 330 patients with documented radiographic progression of metastatic MTC. Patients were randomly assigned (2:1) to cabozantinib (140 mg per day) or placebo. The primary end point was progression-free survival (PFS). Additional outcome measures included tumor response rate, overall survival, and safety. Results The estimated median PFS was 11.2 months for cabozantinib versus 4.0 months for placebo (hazard ratio, 0.28; 95% CI, 0.19 to 0.40; P < .001). Prolonged PFS with cabozantinib was observed across all subgroups including by age, prior TKI treatment, and RET mutation status (hereditary or sporadic). Response rate was 28% for cabozantinib and 0% for placebo; responses were seen regardless of RET mutation status. Kaplan-Meier estimates of patients alive and progression-free at 1 year are 47.3% for cabozantinib and 7.2% for placebo. Common cabozantinib-associated adverse events included diarrhea, palmar-plantar erythrodysesthesia, decreased weight and appetite, nausea, and fatigue and resulted in dose reductions in 79% and holds in 65% of patients. Adverse events led to treatment discontinuation in 16% of cabozantinib-treated patients and in 8% of placebo-treated patients. Conclusion Cabozantinib (140 mg per day) achieved a statistically significant improvement of PFS in patients with progressive metastatic MTC and represents an important new treatment option for patients with this rare disease. This dose of cabozantinib was associated with significant but manageable toxicity.
0
Citation1,076
0
Save
0

Papain-like protease regulates SARS-CoV-2 viral spread and innate immunity

Dong Shin et al.Jul 29, 2020
The papain-like protease PLpro is an essential coronavirus enzyme that is required for processing viral polyproteins to generate a functional replicase complex and enable viral spread1,2. PLpro is also implicated in cleaving proteinaceous post-translational modifications on host proteins as an evasion mechanism against host antiviral immune responses3–5. Here we perform biochemical, structural and functional characterization of the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) PLpro (SCoV2-PLpro) and outline differences with SARS-CoV PLpro (SCoV-PLpro) in regulation of host interferon and NF-κB pathways. SCoV2-PLpro and SCoV-PLpro share 83% sequence identity but exhibit different host substrate preferences; SCoV2-PLpro preferentially cleaves the ubiquitin-like interferon-stimulated gene 15 protein (ISG15), whereas SCoV-PLpro predominantly targets ubiquitin chains. The crystal structure of SCoV2-PLpro in complex with ISG15 reveals distinctive interactions with the amino-terminal ubiquitin-like domain of ISG15, highlighting the high affinity and specificity of these interactions. Furthermore, upon infection, SCoV2-PLpro contributes to the cleavage of ISG15 from interferon responsive factor 3 (IRF3) and attenuates type I interferon responses. Notably, inhibition of SCoV2-PLpro with GRL-0617 impairs the virus-induced cytopathogenic effect, maintains the antiviral interferon pathway and reduces viral replication in infected cells. These results highlight a potential dual therapeutic strategy in which targeting of SCoV2-PLpro can suppress SARS-CoV-2 infection and promote antiviral immunity. Biochemical, structural and functional studies on the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) papain-like protease PLpro reveal that it regulates host antiviral responses by preferentially cleaving the ubiquitin-like interferon-stimulated gene 15 protein (ISG15) and identify this protease as a potential therapeutic target for coronavirus disease 2019 (COVID-19).
0
Citation996
0
Save
0

Conjugation with the ubiquitin-related modifier SUMO-1 regulates the partitioning of PML within the nucleus

Stefan MüllerJan 1, 1998
Article1 January 1998free access Conjugation with the ubiquitin-related modifier SUMO-1 regulates the partitioning of PML within the nucleus Stefan Müller Stefan Müller Unité de Recombinaison et Expression Génétique, INSERM U 163, Institut Pasteur, 28 rue du Dr Roux, 75724 Paris, Cedex 15, France Search for more papers by this author Michael J. Matunis Michael J. Matunis Laboratory of Cell Biology, Howard Hughes Medical Institute, The Rockefeller University, NY, 10021 USA Search for more papers by this author Anne Dejean Corresponding Author Anne Dejean Unité de Recombinaison et Expression Génétique, INSERM U 163, Institut Pasteur, 28 rue du Dr Roux, 75724 Paris, Cedex 15, France Search for more papers by this author Stefan Müller Stefan Müller Unité de Recombinaison et Expression Génétique, INSERM U 163, Institut Pasteur, 28 rue du Dr Roux, 75724 Paris, Cedex 15, France Search for more papers by this author Michael J. Matunis Michael J. Matunis Laboratory of Cell Biology, Howard Hughes Medical Institute, The Rockefeller University, NY, 10021 USA Search for more papers by this author Anne Dejean Corresponding Author Anne Dejean Unité de Recombinaison et Expression Génétique, INSERM U 163, Institut Pasteur, 28 rue du Dr Roux, 75724 Paris, Cedex 15, France Search for more papers by this author Author Information Stefan Müller1, Michael J. Matunis2 and Anne Dejean 1 1Unité de Recombinaison et Expression Génétique, INSERM U 163, Institut Pasteur, 28 rue du Dr Roux, 75724 Paris, Cedex 15, France 2Laboratory of Cell Biology, Howard Hughes Medical Institute, The Rockefeller University, NY, 10021 USA *Corresponding author. E-mail: [email protected] The EMBO Journal (1998)17:61-70https://doi.org/10.1093/emboj/17.1.61 PDFDownload PDF of article text and main figures. ToolsAdd to favoritesDownload CitationsTrack CitationsPermissions ShareFacebookTwitterLinked InMendeleyWechatReddit Figures & Info The PML protein, identified first as part of the oncogenic PML–RARα chimera in acute promyelocytic leukemia (APL), concentrates within discrete subnuclear structures, corresponding to some types of nuclear bodies. These structures are disrupted in APL cells, and retinoic acid (RA) can trigger their reorganization, correlating with its therapeutic effect in this type of leukemia. Recently, arsenic trioxide (As2O3) was identified as a potent antileukemic agent which, similarly to RA, induces complete remissions in APL patients. Here we show that, in APL cells, As2O3 triggers rapid degradation of PML–RARα and provokes the restoration of intact nuclear bodies. In non-APL cells, the ubiquitin-like protein SUMO-1 is covalently attached to a subset of wild-type PML in a reversible and phosphorylation-dependent manner. The unmodified form of PML is found in the soluble nucleoplasmic fraction, whereas the SUMO-1-polymodified forms of PML are compartmentalized exclusively in the PML nuclear bodies. As2O3 administration strikingly increases the pool of SUMO-1–PML conjugates that, subsequently, accumulate in enlarged nuclear bodies. In contrast to PML–RARα, the overall amount of PML seems to remain unaltered up to 36 h following As2O3 treatment. These findings indicate that the conjugation of PML with SUMO-1 modulates its intracellular localization and suggest that post-translational modification by SUMO-1 may be more generally involved than previously suspected in the targeting of proteins to distinct subcellular structures. They provide additional evidence that the role of ‘ubiquitin-like’ post-translational modification is not limited to a degradation signal. Introduction Acute promyelocytic leukaemia (APL) is a severe hematopoietic malignancy characterized by a specific block of differentiation of the myeloid progenitor cells at the promyelocytic stage. A unique feature of APL blasts is their ability to undergo differentiation after retinoid acid (RA) administration in vitro as well as in vivo (Huang et al., 1988; Castaigne et al., 1990). Thus, oral administration of RA can induce morphological complete remission of virtually all APL patients. After a disease-free interval, some patients relapse and subsequently develop resistance to RA treatment. Recently, Chen et al. (1996) reported that arsenic trioxide (As2O3) can induce remissions in both RA-sensitive and -resistant APL patients by triggering apoptosis rather than differentiation. At the molecular level, APL is characterized by a specific t(15;17) translocation which fuses the PML gene located on chromosome 15 to the retinoid acid receptor α (RARα) gene on chromosome 17 (de Thé et al., 1991; Goddard et al., 1991; Kakizuka et al., 1991; Pandolfi et al., 1991; Kastner et al., 1992). With some very rare exceptions, PML–RARα fusion transcripts and proteins are found in all APL patients. The PML–RARα chimera retains most of the functional domains of the parental PML and RARα proteins. RARα is missing its first 59 amino acids but retains the domains necessary for ligand and DNA binding. The candidate functional domains of PML, which are conserved in PML–RARα, consist of three cysteine-rich regions, referred to as the RING finger and the B1 and B2 boxes, as well as an α-helical coiled-coil region (Reddy et al., 1992). Whereas the exact function of the RING finger and B boxes are still unknown, the coiled-coil domain serves as a dimerization interface for the formation of stable PML–PML homodimers as well as PML–PML–RARα heterodimers (Kastner et al., 1992). PML has been shown to localize to distinct subnuclear domains, the so-called PML nuclear bodies (NBs), ND 10 or PODs (Dyck et al., 1994; Koken et al., 1994; Weis et al., 1994). These structures appear as dense spherical particles, 0.3–0.5 μm in diameter, that are tightly associated with the nuclear matrix. Whereas normal cells contain 10–30 nuclear bodies per nucleus, in APL cells NBs are highly disorganized into numerous and aberrant microstructures containing both PML and PML–RARα. Strikingly, RA treatment induces a drastic reorganization of the PML NBs back to their normal number and morphology, suggesting that the delocalization of PML or other nuclear body-associated proteins may play an important role in APL pathogenesis. To date, three other nuclear body antigens have been genetically characterized. The Sp100 protein has been identified using autoantibodies from patients with primary biliary cirrhosis (Szostecki et al., 1990). Sp100 shows no significant homology to known proteins and its function is unknown. Another component of the nuclear bodies is NDP52 (Korioth et al., 1995). As for PML (Lavau et al., 1995; Stadler et al., 1995) and Sp100 (Guldner et al., 1992), the expression of NDP52 is strongly up-regulated by interferons (Korioth et al., 1995). It contains a coiled-coil region and a LIM domain, but its biological properties are also unclear. Recently, the putative PML-interacting clone encoding the PIC 1 protein (now renamed SUMO-1 for small ubiquitin-related modifier) was identified in a yeast two-hybrid screen, when a human B-cell library was screened with the full-length PML protein as a bait (Boddy et al., 1996). cDNAs for SUMO-1 have also been cloned independently by several other groups using different approaches. In a two-hybrid screen using the death domain of Fas/Apo-1 as a bait, SUMO-1 has been found to interact with Fas/Apo-1 and the tumor necrosis factor (TNF) receptor 1 (Okura et al., 1996). Interestingly, overexpression of SUMO-1 prevents anti-Fas/Apo-1- and TNF-induced cell death. SUMO-1 has also been identified in the yeast two-hybrid system as a bona fide binding protein for human RAD51/52 (Shen et al., 1996), the human homologs of yeast RAD51/RAD52, which are involved in the DNA double-strand break repair mechanism in yeast. SUMO-1, a polypeptide of 101 amino acids, is a member of the ubiquitin-like protein family, an expanding group of proteins which are all characterized by the presence of a UbH (ubiquitin homology) domain. Among this group, SUMO-1 shows the highest homology to human SMT3A/B (Mannen et al., 1996; Lapenta et al., 1997) and yeast SMT3 (Meluh and Koshland, 1995) proteins, with 47 and 52% identity, respectively. Yeast SMT3 originally has been identified as a suppressor of mutations in MIF2. The MIF2 protein is part of a centromeric multiprotein complex and is required for normal DNA replication and mitotic spindle integrity in yeast (Brown et al., 1993; Meluh and Koshland, 1995). The overall identity between SUMO-1 and ubiquitin is 18%. Recently, two groups independently have shown that, like ubiquitin, SUMO-1 can be covalently attached to a target protein (Matunis et al., 1996; Mahajan et al., 1997). They identified as a target of SUMO-1 the Ran GTPase-activating protein RanGAP1, a component of the nuclear import machinery. In contrast to the well known function of ubiquitination in proteasomal protein degradation, modification of RanGAP1 by SUMO-1 does not lead to proteolysis, but rather seems to modulate the subcellular localization of RanGAP1. Whereas the 70 kDa unmodified form of RanGAP1 is localized exclusively in the cytosol, the SUMO-1-modified 90 kDa form is targeted to the nuclear pore complex, where it interacts with RanBP2. Here we show that SUMO-1 is covalently conjugated with a subset of PML. The conjugation is phosphorylation dependent and is mediated through a reversible process. The unmodified PML is found in the soluble fraction of the nucleus, whereas SUMO-1-modified PML is compartmentalized in the PML nuclear bodies, indicating that post-translational modification of proteins by SUMO-1 plays a general role in the regulation of their subcellular localization. Results As2O3 induces the rapid degradation of PML–RARα and the reorganization of the PML nuclear bodies in APL cells In an attempt to clarify the molecular basis for the therapeutic effect of As2O3 in APL, we wished to compare the effect of this compound with that of RA on PML nuclear body organization in the APL-derived NB4 cells. Figure 1A shows the typical microspeckled appearance of the PML immunolabeling in untreated NB4 cells. As described previously (Dyck et al., 1994; Koken et al., 1994; Weis et al., 1994), treatment of the cells with 1 μM RA induces a drastic reorganization of the PML immunofluorescence pattern, with the restoration of intact nuclear bodies after 24–48 h (Figure 1B). Strikingly, treatment of NB4 cells with 1 μM As2O3 leads to a similar reorganization of the PML nuclear bodies (Figure 1C). However, in this case, it is a much more rapid phenomenon as a partial restoration is already detectable after 3 h and complete reorganization is seen after 4–6 h of As2O3 treatment. In addition, in ∼30% of the cells, the PML bodies are not only reformed, but dramatically enlarged (Figure 1C). This pattern persists for up to 24–36 h and, after longer As2O3 exposure (∼48 h), when cells are undergoing apoptosis, PML immunofluorescence staining becomes weak and more diffuse (data not shown). Figure 1.As2O3 induces the rapid reorganization of PML nuclear bodies in APL cells. Indirect immunofluorescence was performed with an anti-PML polyclonal antibody on untreated NB4 cells (A), on cells treated for 48 h with 1 μM RA (B) and on cells treated for 4 h with 1 μM As2O3. All micrographs were obtained by confocal microscopy. The images represent a three-dimensional reconstruction of 10 optical sections. Download figure Download PowerPoint It was shown previously that treatment of NB4 cells with RA leads to the degradation of the PML–RARα fusion protein (Yoshida et al., 1996). Accordingly, an immunoblot probed with an anti-RARα antibody shows a progressive degradation of PML–RARα after incubation of NB4 cells with 1 μM RA (Figure 2A). A decrease in the level of expression of the chimera is detectable after 12 h and the degradation is almost complete after 24 h. Examination of the PML–RARα protein levels in NB4 cells after As2O3 treatment revealed that, similarly to what was observed for RA, As2O3 induces the degradation of the fusion protein (Figure 2B). However, the time course of arsenic-induced degradation is remarkably different from that of RA. After 2 h As2O3 treatment, the amount of PML–RARα is already drastically diminished, and the fusion protein becomes barely detectable after 6 h. In addition to the 120 kDa chimeric protein, higher molecular PML–RARα species are visible in untreated cell (Figure 2A and B, open triangles). After 2 h of As2O3 treatment, these bands are no longer detectable, but a smear of very high molecular weight bands becomes apparent after longer exposure of the blots (not shown). Figure 2.As2O3 induces the rapid degradation of PML–RARα in APL cells. Cellular extracts from NB4 cells treated with 1 μM RA (A) or 1 μM As2O3 (B) for different times were prepared in SDS sample buffer. Proteins were separated on a 7.5% SDS–PAGE gel, transferred to a nitrocellulose membrane and probed with an anti-RARα polyclonal antibody. The 120 kDa PML–RARα and the 50 kDa RARα proteins are indicated by arrowheads. The higher molecular weight PML–RARα species are indicated by open triangles. Download figure Download PowerPoint As2O3 induces the formation of higher molecular weight PML species Since As2O3 treatment had no effect on the level of expression of the endogenous RARα in NB4 cells (Figure 2B), we wished to examine whether the PML moiety of the fusion protein might be the target of arsenic action. With this aim, we performed immunoblots on cellular extracts from HeLa cells stably overexpressing an F epitope-tagged PML protein after treatment with 1 μM RA or 1 μM As2O3 for different times (Figure 3). PML-overexpressing cells were used, as the endogenous PML protein is virtually not detectable by immunoblotting. PML(F) cells were lysed directly by boiling in SDS sample buffer and extracts analyzed by Western blotting. The blots were probed with a monoclonal antibody (mAb) directed against the F tag. In untreated cells, the antibody revealed a major PML(F) form showing an apparent Mr of 100 kDa. In addition, three larger PML species migrating between 20 and 60 kDa above this major form were detected (Figure 3, lane 1). None of these bands was detected in extracts from the parental HeLa cells (data not shown). A cross-reacting 68 kDa band, that has been observed previously (Ali et al., 1993), was present in all extracts. Whereas treatment with RA did not alter the pattern of the PML-immunoreactive bands (Figure 3, compare lane 1 with lanes 6–9), unexpectedly, As2O3 treatment induced a dramatic shift of the 120, 140 and 160 kDa PML forms towards higher molecular weight species migrating from 160 kDa on towards the top of the gel (Figure 3, compare lane 1 with lanes 2–5). In contrast to the As2O3-induced degradation of PML–RARα (Figure 2B), no significant degradation of PML was observed upon As2O3 exposure, and this new pattern of bands remained unaltered up to 36 h after the beginning of the treatment. Similar results were obtained using a HeLa cell line stably overexpressing the untagged PML protein (data not shown). These data indicate that, in non-APL cells, As2O3 triggers post-translational modification of the wild-type PML protein. Figure 3.As2O3 induces the formation of higher molecular weight PML species in non-APL cells. Cellular extracts from HeLa cells stably overexpressing PML(F) were prepared in SDS sample buffer. Cells were treated for different times with 1 μM As2O3 or 1 μl of RA. Proteins were run on a 7.5% SDS–PAGE gel, transferred to a nitrocellulose membrane and the blot immunostained with a monoclonal antibody directed against the F tag. The unmodified 100 kDa PML form is indicated by an open triangle. The 120, 140 and 160 kDa forms are indicated by arrowheads and the high molecular weight species forming a smear towards the top of the gel by a square bracket. The ∼68 kDa band represents a protein cross-reacting with the anti-F antibody that has been described previously (Ali et al., 1993). Download figure Download PowerPoint PML is modified by conjugation to SUMO-1 The recent finding that the ubiquitin-related SUMO-1 protein interacts in vivo with PML (Boddy et al., 1996) led us to hypothesize that the modification of PML might correspond to a covalent ligation with SUMO-1. To address this question, we looked for specific SUMO-1 immunoreactivity in PML immunoprecipitates (Figure 4A). RIPA extracts were prepared from HeLa PML(F)-expressing cells before and after a 5 h treatment with 1 μM As2O3, as well as from the untreated parental HeLa cells used as a negative control. Extracts were subjected to immunoprecipitation with either the anti-F mAb or an anti-PML polyclonal antibody. Immunoprecipitates were separated by denaturing electrophoresis and analyzed by Western blotting with an anti-SUMO-1 mAb. In both the anti-F and anti-PML precipitates from untreated PML(F) cells, a major single SUMO-1-reactive band of 120 kDa was revealed (Figure 4A, lanes 2 and 5). After As2O3 treatment, a group of high molecular weight SUMO-1-immunoreactive bands, ranging from 120 kDa to the top of the gel, was detected in the anti-F (Figure 4A, lane 3) as well as in the anti-PML immunoprecipitates (Figure 4A, lane 6). As shown for several multi-ubiquitinated proteins (see, for example, Treier et al., 1994), the slower migrating SUMO-1-reactive PML bands formed a complex pattern that transformed into a smear towards the top of the gel. No SUMO-1-immunoreactive bands were found in immunoprecipitates from the parental HeLa cells (Figure 4A, lanes 1 and 4), nor in precipitates performed with the unrelated anti-HA ‘control’ antibody (Figure 4A, lanes 7–9), excluding potential antibody artifacts. Figure 4.PML and PML–RARα are modified by conjugation to SUMO-1. (A and B) Cellular extracts were prepared in RIPA buffer from HeLa PML(F) cells before (lanes 2, 5, 8, 11 and 14) and after a 5 h treatment with 1 μM As2O3 (lanes 3, 6, 9, 12 and 15). Cellular extracts from untreated parental HeLa cells were used as a negative control (lanes 1, 4, 7, 10 and 13). Extracts were immunoprecipitated with the antibodies as indicated. The anti-HA antibody served as an unrelated control. Immunoprecipitates were separated on a 7.5% SDS–PAGE gel and transferred to a nitrocellulose membrane. The left part of the membrane (A) was immunostained with a monoclonal anti-SUMO-1 antibody, the right part (B) with a polyclonal anti-PML antibody. The different forms of PML are indicated as described in Figure 3. Immunoglobulins are marked by an asterisk. (C) RIPA extracts from untreated NB4 cells (lanes 2 and 4) or from cells treated for 30 min with 1 μM As2O3 (lanes 3 and 6) were immunoprecipitated with a polyclonal anti-PML or anti-RARα antibody. Immunoprecipitates were separated by electrophoresis, transferred to nitrocellulose and the membrane was immunostained with a monoclonal anti-SUMO-1 antibody. Cellular extracts from untreated HL60 cells were used as a negative control (lanes 1 and 4). The 140 and 160 kDa forms of PML–RARα are indicated by arrowheads and the high molecular weight species forming a smear towards the top of the gel by a square bracket. Download figure Download PowerPoint To confirm these results, we performed the reciprocal experiment and probed anti-SUMO-1 immunoprecipitates with antibodies against PML. Figure 4B shows that in anti-SUMO-1 immunoprecipitates from As2O3-treated PML(F) cells, two PML-immunoreactive bands of 120 and 140 kDa were found (lane 12). These two SUMO-1-reactive bands co-migrated with modified forms of PML as detected using the anti-PML antibody in anti-F immunoprecipitates (Figure 4B, lane 15). On the contrary, the major unmodified 100 kDa PML form was not recognized by the anti-SUMO-1 antibody (compare lane 12 with 15). Probing a Western blot of PML(F) cell extracts directly with the anti-SUMO-1 antibody confirmed that all high molecular weight PML species observed before and after As2O3 treatment correspond to SUMO-1–PML conjugates (data not shown). Altogether, these data demonstrate that the modified forms of PML originate from a covalent linkage to SUMO-1. Such modified PML products pre-exist in the cell, and As2O3 somehow induces the formation of multi-SUMO-1–PML conjugates similarly to a polyubiquitination process. Surprisingly, the pattern of PML-reactive bands found in immunoprecipitations followed by Western blotting differs from the pattern observed in direct Western blots. Whereas in RIPA extracts from untreated PML(F) cells only a 120 kDa band (that most likely corresponds to a mono-SUMO-1-modified PML form) is detected (Figure 4B, lane 14), in direct Western blot, three PML species ranging from 120 to 160 kDa are observed (Figure 3, lane 1). The 140 and 160 kDa bands are likely to represent oligo-SUMO-1-modified PML forms consistent with the addition of two and three SUMO-1 molecules per PML, respectively. In a similar fashion, in immunoprecipitates from As2O3-treated PML(F) cells (Figure 4B, lane 15), the 120–160 kDa bands are the most abundant whereas in direct Western blots (Figure 3, lanes 2–5), much higher molecular weight species are detected, consistent with the addition of multiple SUMO-1 molecules. This discrepancy in the molecular weights of SUMO-1–PML conjugates recovered from immunoprecipitates, compared with those detected directly on Western blots, is observed consistently. This finding suggests that cleaving enzymes are present in RIPA extracts, which can reverse the formation of multi-SUMO-1–PML conjugates and are readily inhibited by lysing the cells directly in SDS sample buffer. A similar in vitro demodification has been described for RanGAP1–SUMO-1 conjugates (Matunis et al., 1996; Mahajan et al., 1997). These data are consistent with the interpretation that the modification of PML by SUMO-1 is reversible. The unmodified and SUMO-1-modified forms of PML localize to distinct subnuclear compartments As the conjugation of SUMO-1 to RanGAP1 modulates the subcellular localization of RanGAP1, we wished to determine whether the formation of SUMO-1–PML conjugates may similarly modify the localization of PML. To address this question, we took advantage of the fact that As2O3 dramatically increases the amount of modified PML. We thus analyzed both the PML and the SUMO–1 immunofluorescence pattern before and after As2O3 treatment in stably untagged PML-expressing HeLa cells as well as in wild-type HeLa cells. Double labeling with the polyclonal anti-PML antibody and the anti-SUMO-1 mAb was performed on formaldehyde-fixed and Triton-permeabilized cells. Figure 5A–I shows the confocal images obtained in the PML-overexpressing cell line. As has been observed previously, cells overexpressing PML have a higher number of nuclear bodies than normal cells and, in addition to the typical nuclear punctate staining, a nuclear diffuse PML signal is observed (Figure 5A). SUMO-1 staining reveals an intense nuclear diffuse signal, but also gives rise to a nuclear punctate labeling (Figure 5B). Note that the described SUMO-1 staining in nuclear envelopes is only visible after detergent extraction prior to fixation (Matunis et al., 1996). Superimposition of the PML and the SUMO-1 signals demonstrates the co-localization of PML and SUMO-1 in almost all of the nuclear bodies (Figure 5C). After 4 h As2O3 treatment, both the nuclear diffuse fractions of PML (Figure 5D) and SUMO-1 (Figure 5E) have completely disappeared, and the two proteins are found exclusively together in enlarged nuclear bodies (Figure 5F). This observation suggests that As2O3 induces the ‘co-transfer’ of the diffuse forms of SUMO-1 and PML to the nuclear bodies. After 24 h, the number of nuclear bodies has diminished, but their size has increased further, forming sometimes large aggregates (Figure 5G–I). Figure 5.As2O3 induces the co-recruitment of PML and SUMO-1 to nuclear bodies. HeLa cells overexpressing an untagged PML protein (A–I) as well as wild-type HeLa cells (J–O) were subjected to double-immunofluorescence staining with a polyclonal anti-PML and a monoclonal anti-SUMO-1 antibody. Labeling was performed on untreated cells (A–C and J–L), cells treated for 4 h (D–F and M–O) or cells treated for 24 h (G–I) with 1 μM As2O3. The staining pattern was analyzed by confocal laser microscopy. The red signal (PML) is obtained with an anti-rabbit Ig Texas red-conjugated secondary antibody, the green signal (SUMO-1) with an anti-mouse Ig fluorescein-conjugated secondary antibody. Superimposing the two colors (merge) results in a yellow signal, where both proteins co-localize. Download figure Download PowerPoint Confocal images of endogenous PML and SUMO-1 localizations in wild-type HeLa cells are shown in Figure 5J–O. PML immunofluorescence exhibits the typical nuclear speckled pattern and a relatively weak nuclear diffuse signal (Figure 5J). SUMO-1 staining reveals an intense nuclear diffuse signal in all cells. In addition, in ∼30% of the cells, a variable number of brighter dots is detected (Figure 5K), with most (but not all) of these dots corresponding to PML nuclear bodies (Figure 5L). Similarly to what was observed in the PML-overexpressing HeLa cells, As2O3 treatment for 4 h leads to the complete recruitment of the nuclear diffuse PML form to the nuclear bodies which consequently become larger (Figure 5M). In parallel, the nuclear diffuse SUMO-1 signal becomes slightly weaker and an obvious punctate pattern becomes apparent in almost every cell (Figure 5N). A clear co-localization between PML and SUMO-1 in the nuclear bodies is observed (Figure 5O), indicating that an important fraction of SUMO-1 concentrates in these structures following As2O3 treatment. After incubating wild-type HeLa cells for 48 h with As2O3, the PML staining in nuclear bodies decreased and the SUMO-1 signal became diffuse (data not shown). At this time, a large number of cells showed chromatin condensation and the formation of micronuclei, typical phenomena associated with apoptosis. As we also observed weaker staining for other nuclear body antigens such as Sp100, we suggest that the disappearance of the PML signal is more likely to be a consequence of As2O3-induced cell apoptosis rather than a specific consequence of SUMO-1 conjugation. The results from immunofluorescence microscopy demonstrate that As2O3 induces the recruitment of PML and SUMO-1 to the nuclear bodies. We thus wished to determine whether this concentration was due to the covalent conjugation of SUMO-1 to PML, and was not only the consequence of a protein–protein interaction between the two proteins. To address this question, cellular extracts from both untreated and As2O3-treated PML(F) cells were biochemically fractionated into an NP40-soluble fraction, which contains the soluble nuclear diffuse form of PML, and into an NP40-insoluble fraction, which among other insoluble cellular structures contains the nuclear matrix with the PML nuclear bodies. If the PML forms concentrating in the nuclear bodies correspond to covalent SUMO-1–PML conjugates, one would expect an accumulation of these modified PML forms in the insoluble fraction after As2O3 treatment. Figure 6 shows the result of a Western blot performed on the NP40-soluble and −insoluble fractions of extracts from untreated PML(F) cells or from the same cells treated for 3, 6 and 12 h with 1 μM As2O3. The soluble fraction from both untreated cells and cells treated for 3 h contains exclusively the unmodified 100 kDa PML form (Figure 6A, lanes 1 and 2). It is noteworthy that after 3 h As2O3 treatment, the amount of PML in the soluble fraction has greatly diminished and the protein becomes barely detectable after 6 h treatment (Figure 6A, lane 3). Concomitant with the disappearance of PML from the soluble fraction, the 120, 140 and 160 kDa SUMO-1-modified PML forms as well as the higher molecular weight SUMO-1–PML conjugates migrating above 160 kDa appear in the NP40-insoluble fraction (Figure 6B, lanes 6–8). As can be seen in lane 5, the 120 kDa mono-SUMO-1-modified PML form is already present in the insoluble fraction before As2O3 treatment. Taken together, the data of immunofluorescence and biochemical fractionation of the cells demonstrate that a nucleoplasmic unmodified form of PML can be converted into a SUMO-1-modified form concentrating in the PML nuclear bodies. Figure 6.SUMO-1-modified PML fractionates exclusively in the detergent-insoluble fraction. Cellular extracts from HeLa PML(F) cells treated with 1 μM As2O3 for different times were separated in an NP–40-soluble (A) and an NP-40-insoluble fraction (B). Proteins were run on a 7.5% SDS–PAGE gel, transferred to a nitrocellulose membrane and the blot immunostained with a monoclonal antibody directed against the F tag. The different forms of PML are indicated as described in Figure 3. Download figure Download PowerPoint SUMO-1 conjugation to PML is regulated by phosphorylation Ubiquitination is, in many cases, accomplished by a phosphorylation-dependent process (reviewed in Deshaies, 1997). We thus wished to investigate whether SUMO-1 modification of PML is submitted to similar types of regulation. In a recent report, it has been shown that PML is phosphorylated at serine residues (Chang et al., 1995). In order to determine whether serine phoshorylation has any influence on the conjugation of SUMO-1 to PML, we treated PML(F) HeLa cells with calyculin A (a potent inhibitor of serine/threonine phosphatases 1 and 2A), As2O3 and a combination of the two substances. After a 45 min treatment, cells were lysed directly by boiling in SDS sample buffer and the extracts were analyzed by Western blotting for the presence
0
Citation670
0
Save
0

Recovery from wernicke's aphasia: A positron emission tomographic study

Cornelius Weiller et al.Jun 1, 1995
Abstract Changes in the organization of the brain after recovery from aphasia were investigated by measuring increases in regional cerebral blood flow (rCBF) during repetition of pseudowords and during verb generation. Six right‐handed patients who had recovered from Wernicke's aphasia caused by an infarction destroying the left posterior perisylvian language zone were compared with 6 healthy, right‐handed volunteers. In the control subjects, strong rCBF increases were found in the left hemisphere in the posterior part of the superior and middle temporal gyrus (Wernicke's area), and during the generation task in lateral prefrontal cortex (LPFC) and in inferior frontal gyrus (Broca's area). There were some weak right hemisphere increases in superior temporal gyrus and inferior premotor cortex. In the patients, rCBF increases were preserved in the frontal areas. There was clear right hemisphere activation in superior temporal gyrus and inferior premotor and lateral prefrontal cortices, homotopic to the left hemisphere language zones. Increased left frontal and right perisylvian activity in patients with persisting destruction of Wernicke's area emphasizes redistribution of activity within the framework of a preexisting, parallel processing and bilateral network as the central mechanism in functional reorganization of the language system after stroke.
0

Role of SUMO-1–modified PML in nuclear body formation

Sue Zhong et al.May 1, 2000
The tumor-suppressive promyelocytic leukemia (PML) protein of acute promyelocytic leukemia (APL) has served as one of the defining components of a class of distinctive nuclear bodies (NBs). PML is delocalized from NBs in APL cells and is degraded in cells infected by several viruses. In these cells, NBs are disrupted, leading to the aberrant localization of NB proteins. These results have suggested a critical role for the NB in immune response and tumor suppression and raised the question of whether PML is crucial for the formation or stability of NB. In addition, PML is, among other proteins, covalently modified by SUMO-1. However, the functional relevance of this modification is unclear. Here, we show in primary PML(-/-) cells of various histologic origins, that in the absence of PML, several NB proteins such as Sp100, CBP, ISG20, Daxx, and SUMO-1 fail to accumulate in the NB and acquire aberrant localization patterns. Transfection of PML in PML(-/-) cells causes the relocalization of NB proteins. By contrast, a PML mutant that can no longer be modified by SUMO-1 fails to do so and displays an aberrant nuclear localization pattern. Therefore, PML is required for the proper formation of the NB. Conjugation to SUMO-1 is a prerequisite for PML to exert this function. These data shed new light on both the mechanisms underlying the formation of the NBs and the pathogenesis of APL. (Blood. 2000;95:2748-2752)
0
Citation547
0
Save
0

Members of the PIAS family act as SUMO ligases for c-Jun and p53 and repress p53 activity

Darja Schmidt et al.Feb 26, 2002
The activity of the p53 tumor suppressor protein and the c-Jun protooncogene is regulated by posttranslational modifications, such as phosphorylation or ubiquitination. In addition, covalent attachment of the ubiquitin-like modifier SUMO appears to modulate their transcriptional activity. Sumoylation proceeds via an enzymatic pathway that is mechanistically analogous to ubiquitination, but requires a different E1-activating enzyme and Ubc9, a SUMO-specific E2-conjugating enzyme. Here, we show that two members of the PIAS family, PIAS1 and PIASxbeta, act as specific E3-like ligases that promote sumoylation of p53 and c-Jun in vitro and in vivo. The PIAS proteins physically interact with both p53 and c-Jun. In addition, they bind to Ubc9, suggesting that they recruit the E2 enzyme to their respective substrate. The SUMO ligase activity requires the conserved zinc-finger domain, which is distantly related to the essential RING-finger motif, found in a subset of ubiquitin ligases. Furthermore, similar to RING-type ubiquitin ligases, PIASxbeta can catalyze its own modification. Hence, these data further extend the analogy between the ubiquitin and SUMO pathway. Strikingly, PIAS proteins strongly repress the transcriptional activity of p53, suggesting that the PIAS-SUMO pathway plays a crucial role in the regulation of p53 and presumably other transcription factors.
0
Citation439
0
Save
0

Radioembolization with yttrium-90 glass microspheres in hepatocellular carcinoma: European experience on safety and long-term survival

Philip Hilgard et al.Aug 31, 2010
Radioembolization has been demonstrated to allow locoregional therapy of patients with hepatocellular carcinoma not eligible for transarterial chemoembolization or other local therapies. The aim of this study was to validate evidence of the safety and efficacy of this treatment in a European sample of patients with advanced hepatocellular carcinoma (HCC). Therefore, 108 consecutive patients with advanced HCC and liver cirrhosis were included. Yttrium-90 (Y-90) microspheres were administered in a lobar fashion over the right or left branch of the hepatic artery. The response to treatment was evaluated by computed tomography (CT) imaging applying Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST) and World Health Organization (WHO) criteria with recent European Association for the Study of the Liver / National Cancer Institute (EASL/NCI) amendments. Time to progression (TTP) and overall survival were estimated by the Kaplan-Meier method. In all, 159 treatment sessions were performed ranging between one to three treatments per patient. The mean radiation dose per treatment was 120 (± 18) Gy. According to EASL criteria, complete responses were determined in 3% of patients, partial responses in 37%, stable disease 53%, and primary progression in 6% of patients. TTP was 10.0 months, whereas the median overall survival was 16.4 months. No lung or visceral toxicity was observed. The most frequently observed adverse events was a transient fatigue-syndrome.Radioembolization with Y-90 glass microspheres for patients with advanced HCC is a safe and effective treatment which can be utilized even in patients with compromised liver function. Because TTP and survival appear to be comparable to systemic therapy in selected patients with advanced HCC, randomized controlled trials in combination with systemic therapy are warranted.
0

Positron Emission Tomography–Guided Therapy of Aggressive Non-Hodgkin Lymphomas (PETAL): A Multicenter, Randomized Phase III Trial

Ulrich Dührsen et al.May 11, 2018
Purpose Interim positron emission tomography (PET) using the tracer, [18F]fluorodeoxyglucose, may predict outcomes in patients with aggressive non-Hodgkin lymphomas. We assessed whether PET can guide therapy in patients who are treated with cyclophosphamide, doxorubicin, vincristine, and prednisone (CHOP). Patients and Methods Newly diagnosed patients received two cycles of CHOP-plus rituximab (R-CHOP) in CD20-positive lymphomas-followed by a PET scan that was evaluated using the ΔSUVmax method. PET-positive patients were randomly assigned to receive six additional cycles of R-CHOP or six blocks of an intensive Burkitt's lymphoma protocol. PET-negative patients with CD20-positive lymphomas were randomly assigned or allocated to receive four additional cycles of R-CHOP or the same treatment with two additional doses rituximab. The primary end point was event-free survival time as assessed by log-rank test. Results Interim PET was positive in 108 (12.5%) and negative in 754 (87.5%) of 862 patients treated, with statistically significant differences in event-free survival and overall survival. Among PET-positive patients, 52 were randomly assigned to R-CHOP and 56 to the Burkitt protocol, with 2-year event-free survival rates of 42.0% (95% CI, 28.2% to 55.2%) and 31.6% (95% CI, 19.3% to 44.6%), respectively (hazard ratio, 1.501 [95% CI, 0.896 to 2.514]; P = .1229). The Burkitt protocol produced significantly more toxicity. Of 754 PET-negative patients, 255 underwent random assignment (129 to R-CHOP and 126 to R-CHOP with additional rituximab). Event-free survival rates were 76.4% (95% CI, 68.0% to 82.8%) and 73.5% (95% CI, 64.8% to 80.4%), respectively (hazard ratio, 1.048 [95% CI, 0.684 to 1.606]; P = .8305). Outcome prediction by PET was independent of the International Prognostic Index. Results in diffuse large B-cell lymphoma were similar to those in the total group. Conclusion Interim PET predicted survival in patients with aggressive lymphomas treated with R-CHOP. PET-based treatment intensification did not improve outcome.
0
Citation199
0
Save
Load More