péniszvesztés

  • elemeket
  • absztrakt
  • bevezetés
  • az eredmény
  • Egérmodell létrehozása GRP78 és PTEN biallél deléciójával a májban
  • A GRP78 csökkentése a májban, nulla PTEN mellett elősegítette a máj steatosisát, a májkárosodást és az epeutak proliferációját.
  • Sült cPf/f78f/f fokozott szaporodást, progenitor sejtek proliferációját és az GRP78 új expresszióját mutatta az epevezeték sejtjeiben.
  • A májban a szelektív jelátviteli utak rendellenessége cPf/f78f/f
  • A HCC és a CC gyorsított fejlődése és a máj GRP78-pozitív sejtjeinek újratelepítése cPf/f78f/f
  • vita
  • További információ
  • Képfájlok
  • További kép S1
  • További kép S2
  • További kép S3
  • További kép S4
  • További kép S5
  • További kép S6
  • További kép S7
  • Word dokumentumok
  • További információ

elemeket

  • Sejtjelzés
  • Sült rák
  • Májbetegség
  • Tumor szuppresszor fehérjék

absztrakt

A 78-as fehérje által szabályozott glükóz (GRP78), más néven BiP/HSPA5, a HSP70 családba tartozik. A GRP78 egy fő endoplazmatikus retikulum (ER) chaperone fehérje, amely kritikus a fehérje minőségének ellenőrzéséhez az ER-ben, valamint a kifejlesztett fehérjére adott válasz fő szabályozója. 1, 2 ER terhelés alatt a GRP78-at a rosszul összehajtott fehérjék felhalmozódása titrálja, felszabadítva és aktiválva a kifejlesztett fehérje válaszérzékelőket az ER homeosztázisának helyreállításához. Hosszan tartó és súlyos ER stresszre adott válaszként a lebomlott fehérje válasz sejtpusztuláshoz vezető apoptotikus utakat vált ki. 3 Összegyűjtött bizonyítékok arra utalnak, hogy a GRP78 szubfrakció kóros körülmények között lokalizálódik a sejt felszínén, például rákos sejtekben. 2, 4 A GRP78 sejtfelülete multifunkcionális receptorként működik a jelátviteli utak szabályozásában, mint például a PI3K/AKT jelátvitel aktiválása a rák túlélése és proliferációja érdekében. 5, 6

A hepatocelluláris carcinoma (HCC) és a kolangiocarcinoma (CC) a leggyakoribb elsődleges májrák, és rossz prognózissal társulnak. Jelenleg a fejlett májrák hatékony kezelésének hiánya rávilágít arra, hogy meg kell érteni a máj tumorigén mechanizmusait. A tumor szuppresszor, a PTEN (a 10. kromoszómán deletált foszfatázzal és tenzonnal homológ), amely a plazma membránból egy nem redundáns lipid foszfatázt kódol, amely antagonizálja a PI3K jelátviteli utat, 7 az emberi máj 40-50% -ában mutálódik vagy törlődik rákos megbetegedések. 8 A PTEN elvesztése aktiválja a PI3K/AKT útvonalat, ami számos emberi rák esetében rákos progresszióhoz vezet. A májspecifikus PTEN eliminációja egerekben zsírmáj- és májkárosodást okoz, amely aktiválja az őssejteket tumorindító sejtekké és idővel (

12 hónap) mind a HCC, mind a CC kialakulásához vezet. 9, 10 A máj progenitor sejtjei két potenciállal rendelkeznek, és csendesen helyezkednek el egy őssejt-fülkében. Krónikus vagy hatalmas májkárosodás során a máj progenitor sejtjei aktiválódnak, hogy szaporodjanak és differenciálódjanak hepatocitákká és kolangiocitákká (epevezeték sejtek). A deregulált májprogenitorok azonban májrákhoz vezethetnek. 11.

az eredmény

Egérmodell létrehozása GRP78 és PTEN biallél deléciójával a májban

A következő öt egércsoport alkotó tenyésztési sémáját az S1. Ezek a következőket tartalmazzák: (1) egyetlen homozigóta Pten kiesés Alb-Cre-vel (cP f/f); (2) homozigóta Pten kiütés és heterozigóta Grp78 kiütés Alb-Cre-vel (cP f/f 78 f/+); (3) Pten és Grp78 homozigóta kiütése Alb-Cre-vel (cP f/f 78 f/f); (4) a Grp78 egyszerű homozigóta kiütése Alb-Cre-vel (c78 f/f); és (5) az Alb-Cre transzgén nélküli állatok alomából származó WT, amely normális kontrollként szolgál. Az előző vizsgálat egy másik Alb-Cre egér törzsét használtuk ebben a tenyészcsoportban. Ez lehetővé tette számunkra, hogy megvizsgáljuk, hogy a c78 f/f májban megfigyelt maradék GRP78 a különböző transzgenikus egér törzsek Cre aktivitásának változékonyságának köszönhető-e.

A GRP78 csökkentése a májban, nulla PTEN mellett elősegítette a máj steatosisát, a májkárosodást és az epeutak proliferációját.

A korábbi jelentésekkel összhangban a máj 9, 20 szövettani elemzése három hónap elteltével a lipidek enyhe felhalmozódását mutatta a cP f/f és a c78 f/f egerekben (2a. Ábra). Ezzel szemben a zsírcseppek nyilvánvalóak voltak a cP f/f 78 f/+ és a cP f/f 78 f/f májban (2a. Ábra). Olajvörös O festés tovább erősítette a súlyosabb máj steatosis cP f/f 78 f/f értékét (2b. Ábra). Továbbá az epeutak proliferációját az öt cP f/f 78 f/f máj közül kettőben 3 hónap múlva detektálták (2a. Ábra). A megnövekedett lipidfelhalmozódással összhangban az SREBP-1c, ACC1 és FAS lipogén gének mRNS-szintjét a cP f/f 78 f/f májában szabályozták a WT és cP f/f egerekhez képest (2c. Ábra). A legújabb bizonyítékok arra utalnak, hogy az XBP-1 transzkripciós faktor a máj lipogenezisének szabályozója. 23 Ebben a vizsgálatban az Xbp-1 mRNS enyhe splicingjét figyeltük meg a c78 f/f májban, összhangban a korábbi adatokkal. Az Xbp-1 splicing azonban minimális volt a cPf/f 78 f/f májában (S4a. Kiegészítő ábra). Az ATF4 részt vesz a lipogén gének expressziójában is; 24 azonban nem találtunk megnövekedett ATF4 fehérje szintet a májban cP f/f 78 f/f (További S4b ábra).

A máj cP f/f 78 f/f fokozott szaporodást, progenitor sejtek szaporodását és a GRP78 új expresszióját mutatta az epevezeték sejtjeiben.

A májkárosodás általában proliferáció révén indukálja a regenerációt. 11 A májproliferáció meghatározásához megvizsgáltuk a Ki67 expressziót az egerek májában. Jelentős növekedést figyeltünk meg a Ki67-pozitív sejtekben a cP f/f 78 f/fv májban a cP f/fa c78 f/fv egerekhez képest 3 és 6 hónapos korban, míg a Ki67-pozitív sejtek hiányoztak a WT-ben máj (3a. ábra). Ezenkívül néhány Ki67-pozitív sejtet, a sejtprogenitor sejtek sejtmorfológiájával, az epeutak körül detektáltak a cP f/f 78 f/f májban (3a. Ábra). Az epCAM, CK19 és AFP májprogenitorok markereit a máj cP f/f 78 f/f-ben is szabályozták a WT, cP f/f és c78 f/f májhoz képest, ami tovább jelzi a proliferációt (3b. Ábra).

A máj cP f/f 78 f/f fokozott szaporodást, progenitor sejtek terjeszkedését és GRP78 expressziót mutatott az epevezeték sejtekben. a ) A Ki67 (barna mag) sejtproliferációs marker immunhisztokémiai festése a jelzett genotípusok máján 3 és 6 hónap elteltével. b ) Az EpCAM, AFP és CK19 progenitor markerek valós idejű kvantitatív PCR-elemzése a megadott genotípusú májban 3 hónapon belül. Az egyes gének expressziós szintjét 18S RNS szintre normalizáltuk. Az adatokat átlag ± se * P f/f 78 f/f formában mutatjuk be. Fekete nyilak a a c az epeutak példáit tüntesse fel. A skála 100 μm-t mutat és minden panelre alkalmazható.

Teljes méretű kép

Amint azt a Western blot analízis kimutatta, a cP f/f 78 f/f májban maradék GRP78-t találtak. A GRP78 cP f/f 78 f/f egerekben való eloszlási modelljének áttekintése érdekében immunhisztokémiai festést végeztünk a máj metszetein. Western blot eredményeinknek (1b. Ábra és S2a. Kiegészítő ábra) összhangban a GRP78 expresszió fokozatosan csökkent 3-6 hónapos kor között. Meglepő módon a cP f/f 78 f/f májban a kitágult epevezeték sejtek erős GRP78 festést mutattak mind a 3., mind a 6. hónapban (3c. Ábra). Ez arra utal, hogy egyes hiányos Cre-közvetített rekombinációval rendelkező hepatoblastok epevezetékekké differenciálódtak, ahol Alb-Cre inaktív volt. Ezenkívül néhány GRP78-pozitív sejt az epeutak körül morfológiailag hasonlított a máj progenitoraira (3c. Ábra).

A májban a szelektív jelátviteli utak rendellenessége cP f/f 78 f/f

A májban a szelektív jelátviteli utak rendellenessége cP f/f 78 f/f . a ) A p-AKT (S473), az összes AKT, a p-ERK1/2 (T202/Y204) és az összes ERK1/2 szint reprezentatív Western blotjai a jelzett genotípusok májából 6 hónap után. ( b ) A p-JNK (p54, T183/Y185) és az összes JNK (p54) szint reprezentatív western blotjai. ( c ) A β-catenin és a PDGFRα expressziójának reprezentatív Western-blotjai. A Β-aktint használtuk terhelés kontrollként, és a megfelelő mennyiségi meghatározásokat a jobb oldalon mutatjuk be. n = 3 minden genotípusnál. Az adatokat átlag ± se * P f/f 78 f/f formában mutatjuk be

Teljes méretű kép

vita

Először is, miért a GRP78 redukció és a máj PTEN deléciója kombinálva gyorsítja fel a máj tumorigenesisét, míg a GRP78 más szövetekben történő kiütése általában gátolja a tumor kialakulását? A májrák egyedülálló abban, hogy a rákot sérülések és regeneráció okozzák. A PTEN elvesztésével kapcsolatban megfigyeltük, hogy a GRP78 redukció elősegítette a máj steatosisát, nyilvánvalóan egy XBP-1-független mechanizmus révén, amely károsodáshoz vezetett, amely a progenitor sejtek proliferációját indukálta. Ha a GRP78 expresszió megszűnik a tumorsejtekben, akkor a daganat fejlődése megállítható, ahogyan azt más rákmodellek is mutatják. A máj cP f/f 78 f/f esetében azonban az epevezeték sejtjei és az Alb-Cre elől elmenekült GRP78 pozitív progenitor sejtek felszívták a májat; ezért a kialakult májdaganatokat nem befolyásolta a GRP78 hiány. Ezzel a magyarázattal összhangban áll az a megállapítás, hogy a β-catenin-pozitív sejtek újratelepítik a β-catenin-null májokat az Alb-Cre expresszió fokozatos elvesztése miatt. A 32 és a GRP78-pozitív sejtek gyorsan újratelepítik a bélhámot az AhCre1-Grp78 genetikai kiütésekor. f/f egér. 33

A máj HCC és CC eredetét tekintve a cP f/f 78 f/f, a HCC és a CC származhatott volna a máj progenitor sejtjeiből. 11 Immunhisztokémiai adataink arra utalnak, hogy a GRP78 erősen expresszálódik a HCC és CC szövetekben, és hogy a proliferáló epevezeték közelében lévő egyes sejtek megmutatták a májsejtek progenitor sejtjeinek morfológiáját és expresszálták a GRP78-at is. Ezek a megfigyelések arra utalnak, hogy a máj progenitor sejtje rosszindulatú eredetű. Érdekes módon bebizonyosodott, hogy a hepatociták transzdifferenciálódnak az epevezeték hámsejtjeibe. 34 Ezzel szemben úgy tűnik, hogy egyes epehámsejtek képesek hepatocitákká differenciálódni. 35 Jövőbeni vizsgálatokra lesz szükség annak megállapításához, hogy a GRP78-pozitív epevezeték-sejtek okozzák-e a GRP78-pozitív májrákot.

GRP78 túlexpresszióról számoltak be különféle daganatokban, beleértve a HCC-t is. 36, 37 A GRP78 mint fő chaperone, erős antiapoptotikus tulajdonságokkal és szignálszabályozóval védi a tumorsejteket az ER stressztől és a gazdasejtek védekezésétől, ezáltal elősegítve a tumor növekedését. Ez összhangban áll azzal a megfigyelésünkkel, hogy a GRP78-ot felszabályozták a cP f/f májdaganatokban (S6. Kiegészítő ábra). A GRP78 a jelentések szerint megvédi a májrákos sejteket az ER-indukálta apoptózistól, és metasztatikus modellben elősegíti azok invázióját. 37, 38 A GRP78 robusztus expressziójára valóban szükség lehet a májrák előrehaladásához. Mivel számos, a GRP7813 elleni terápiát fejlesztenek ki, érdekes lesz a májrák kezelése ezekkel a szerekkel, hogy lássák, képesek-e blokkolni a GRP78 új expresszióját és elnyomják-e a májrák progresszióját, miközben fenntartják az alapvető májfunkciókat. Egyéb daganatok anti-GRP78 szerekkel történő kezelésében, mivel a felnőtt máj normális működésű lehet részleges GRP78 szint mellett, míg a rák magas GRP78 szintet igényel, a normál máj károsodása korlátozott lehet. Amint arról a közelmúltban beszámoltunk, a GRP78 sejtfelület elleni antitesteket jól tolerálták az egereken, majmokon és betegeken végzett farmakokinetikai/toxikológiai vizsgálatokban. 39, 40

A JNK jelátviteli út karcinogén által indukált HCC növekedéssel társul, és a humán HCC körülbelül 50-60% -a erős JNK1 aktivációt mutat. A hepatocita halálozás, valamint az azt követő gyulladás és karcinogenezis esetén a JNK tartós aktivációjának funkcióját a HCC-t fejlesztő különféle genetikai egérmodellek foglalják össze. 30 Eredményeinkből kiderült, hogy a p-JNK a máj cP f/f 78 f/f-jében 6 hónap elteltével kissé megemelkedett, fokozott gyulladás kíséretében (az adatokat nem közölték) a HCC és a CC képződése előtt, ami arra utal, hogy a JNK részben hozzájárulhat a máj gyorsulásához . tumorgenezis. Mivel ez validálást igényel, az apoptózis mértéke 6 hónap után alacsony maradt (2% alatt) a máj cP f/f 78 f/f-ben (az adatokat nem közöljük); így az enyhe JNK-aktiváció ezekben a májokban nem befolyásolta szignifikánsan a folyamatos JNK-aktivációval járó apoptózist.