Upregulation of exonuclease 1 caused by homology-dependent repair confers cisplatin resistance to gastric cancer cells

Abstract

The homology-dependent repair (HDR) pathway is involved in deoxyribonucleic acid (DNA) damage response (DDR), which is crucial to cancer cell survival after treatment with DNA damage agents, including cisplatin (CDDP). Here, we explored the interactions between exonuclease 1 (EXO1), a core gene in the HDR pathway, and CDDP resistance in gastric cancer (GC). Using bioinformatics analysis, we identified the HDR pathway as the most amplified pathway in DDR in GC. In addition, EXO1 was the core gene in the HDR pathway and showed the most significant amplification in GC. The amplification of EXO1 resulted in higher EXO1 expression in cancerous tissues, with malignant prognostic effects. Moreover, we upregulated or downregulated EXO1 in GC cells to examine its effects on the cell malignant phenotype and CDDP resistance in vitro and in vivo. The depletion of EXO1 inhibited cell proliferatory, migratory, and invasive activities, and provided apoptosis resistance to GC cells. EXO1 expression was elevated in CDDP-resistant cells. Ectopic expression of EXO1 increased the resistance of GC cells to CDDP, while downregulation of EXO1 increased the sensitivity of GC cells. Taken together, our study indicates that the HDR pathway is an important player in CDDP resistance in GC through the regulation of EXO1.

Résumé

La voie de réparation par homologie (RH) joue un rôle dans la réaction aux dommages à l’ADN (RDA), cruciale à la survie des cellules cancéreuses après l’administration d’agents endommageant l’ADN, y compris le cisplatine (CDDP). Dans les présents travaux, nous avons exploré les interactions entre EXO1, un gène central dans la voie de RH, de même que la résistance au CDDP dans le cancer gastrique (CG). À l’aide d’analyses bioinformatiques, nous avons établi que la voie de RH est la voie de signalisation la plus amplifiée dans la RDA dans le cas du CG. De plus, nous avons observé qu’EXO1 était le gène central dans la voie de RH, avec l’amplification la plus importante dans le CG. L’amplification d’EXO1 entraînait une augmentation plus importante de l’expression d’EXO1 dans le tissu cancéreux, avec des effets sur le pronostic de malignité. En outre, nous avons procédé à une régulation à la hausse ou à la baisse d’EXO1 dans les cellules de CG en vue d’examiner ses effets sur le phénotype de malignité cellulaire et la résistance au CDDP in vitro et in vivo. La déplétion d’EXO1 entraînait une inhibition des activités de prolifération, de migration et d’invasion des cellules de CG, avec une résistance à l’apoptose. L’expression d’EXO1 augmentait dans les cellules résistantes au CDDP. L’expression ectopique d’EXO1 entraînait une augmentation de la résistance des cellules de CG au CDDP, tandis que la régulation à la baisse d’EXO1 entraînait une augmentation de la sensibilité des cellules de CG. Dans l’ensemble, notre étude montre que la voie de RH joue un rôle important dans la résistance au CDDP dans le CG par l’intermédiaire de la régulation d’EXO1. [Traduit par la Rédaction]

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