absztrakt
A fő
A difluor-metilornitin (DFMO) az ornitin-dekarboxiláz (ODC) szintetikus inhibitora, amely a poliaminszintézis kulcsfontosságú enzime (Pegg et al., 1987), és hatékonyan megakadályozza a vastagbél és a bőr onkogenezisét (Kingsnorth et al., 1983; Reddy et al. ., 1990;). A DFMO késlelteti az emlődaganat progresszióját (Thompson és Ronan, 1986; Ratko et al., 1990). Mivel szinte minden patkány melldaganat ösztrogénfüggő, ezek a daganatok általában olyan szerekre reagálnak, amelyek megzavarják az ösztrogén jelátviteli utakat (Nandi et al., 1995). Azonban az ösztrogén nem az egyetlen tényező, amely befolyásolja az emlőrák kialakulását emberben (Kelloff et al., 1998). A patkány melldaganatoktól és az emberi emlőrák jelentős hányadától eltérően az egér melldaganatok kevésbé ösztrogénfüggők. Egerekben az ovariectomia nem blokkolja a tumor fejlődését, és nem okozza a tumor regresszióját (Nandi et al., 1995; Russo és Russo, 1996). Így a melldaganatos modellek leküzdik a patkány melldaganat-modellek hiányát a hormonfüggetlen emlőrákot megakadályozó szerek szűrésében. A kemoprevenció mechanizmusainak azonosítására a mai napig csak néhány egér emlődaganat modellt alkalmaztak (Green és mtsai, 2001; Hursting és mtsai, 2001).
A tejsavó-savas fehérje promoter-T antigén (WAP-TAg) transzgénikus egérmodelljét alkalmazták a melldaganat progressziójának mind a korai, mind a késői szakaszára gyakorolt hatások vizsgálatára (Tzeng et al., 1993; Li et al., 1996; Furth és mtsai, 1999; Li és mtsai, 2000; Ren és mtsai, 2002). Ebben a modellben a majomvírusban 40 nagy TAg expresszálódik az emlő hámsejtjeiben WAP vezérlés alatt. Az expresszió kifejezetten pubertás után kezdődik az emlő hámsejtjeiben. A terhesség alatt a TAg az alveoláris sejtekben is expresszálódik. 7 hónapos korban a nőstény egerek 100% -ánál alakult ki mell adenocarcinoma. A daganatok szövettani jellemzői hasonlóak az emberi emlőrákhoz (Furth és mtsai, 1999; Li és mtsai, 2000), és némi analógiát mutatnak az emberi emlőrák egy részével, amelyeknél p53 mutáció van, és egy vagy több viszonylag gyakori változás. az Rb útvonal elemei, beleértve a ciklin D1 amplifikációját és/vagy túlzott expresszióját, a p16 csökkent expresszióját vagy más genetikai változásokat (Ioachim et al., 2000), például az SV40 TAg, inaktiválják mind a p53, mind az Rb funkcióját (Furth, 1998) . Korábbi tanulmányok a modellt használták a Bcl-2 és Maspin túlzott expresszió és Stat5a veszteség hatásának vizsgálatára az emlőrák progressziójának bizonyos szakaszaiban (Furth et al., 1999; Zhang et al., 2000; Ren et al., 2002).
Először a nem transzgén nőstény egereket különböző koncentrációjú DFMO-t tartalmazó étrenddel etették (0, 3, 5, 4, 9, 7, 0 és 10 g/kg étrend), hogy teszteljék a szisztémás toxicitást. 6 hetes kezelés után nem figyeltek meg szisztémás toxicitást. A DFMO-kezelés emlőrák előrehaladására gyakorolt hatásainak vizsgálatához transzgén nőstény egereket tettünk ki DFMO-nak, miután a karcinogenezis TAg expresszióval kezdődött. Annak kizárása érdekében, hogy a DFMO befolyásolja a TAg expressziót, az egyensúlyi állapot TAg szintjét immunhisztokémiai és Western blot analízissel mértük, és 30 napig hasonlítottuk össze DFMO kezeléssel vagy anélkül (10 g/kg diéta) ellátott egerekkel. A DFMO kezelés nem csökkentette a TAg expressziót (1a. Ábra). A daganat látenciája dózisfüggő módon nőtt (2. ábra). A DFMO ebben a vizsgálatban a legmagasabb dózisban (10 g/kg diéta) szignifikánsan késleltette a daganat megjelenését a kontroll egerek átlagosan 109 napjától a DFMO-val kezelt egereknél átlagosan 131 napig (Student t-próbája, P = 0,018). Nem volt szignifikáns hatás a tumor növekedési sebességére vagy a tumor szövettanára. A DFMO-val kezelt egerek daganatai (n = 12) átlagos megduplázódási ideje 7,3 nap volt, összehasonlítva a kontroll egerek 6,8 napjával (n = 15).
Teljes méretű kép
A DFMO-knak való kitettség késleltette a tumor kialakulását. Az egereket az első tapintható daganatig figyeltük meg, és eutanizálódtunk, amikor a legnagyobb daganat külső tapintással elérte az 1 cm 3 -es méretet. A tumor előfordulását hetente kétszer regisztrálták. ( a ) A DFMO a legmagasabb dózisban (10 g/kg étrend) szignifikánsan késleltette a tumor megjelenését a kontroll egerek átlagos 109 napos életkorától (n = 14) 131 napos átlagéletkorig DFMO-val kezelt egereknél (n = 14) ( Student t-próbája, p = 0,018). A daganat késleltetésének statisztikailag nem szignifikáns dózisfüggő növekedését figyelték meg három alacsonyabb DFMO-dózisnál (3., 5., 4., 9. és 7.0 g/kg étrend, n = 15 minden csoportnál). ( b ) Az emlődaganatok előfordulásának gátlása DFMO-kezeléssel (10 g/kg diéta). 160. napon a tumor előfordulása körülbelül 30% -kal csökkent. Fekete vonal (folytonos dobozok): DFMO-val kezelt; szürke vonal (nyitott dobozok): jelölje be
Teljes méretű kép
Az a megfigyelés, miszerint a DFMO szignifikánsan csökkentette a daganat megjelenésének átlagos idejét, de nem befolyásolta az azonosított daganatok növekedését, azt jelezte, hogy a DFMO gátolta a preneoplasztikus emlőhámsejtek növekedését. Ennek a hipotézisnek az igazolására elemezték a DFMO hatását a preneoplasztikus emlő hámsejtek növekedésére egerekben, akik DFMO-nak voltak kitéve (10 g/kg diéta) és DFMO-expozíció nélkül (10 g/kg diéta) 1 hónapig. apoptotikus emlő hámsejtek (apoptotikus index (AI)) (1b. ábra) és szaporodó emlő hámsejtek (proliferatív index (PI)) (1c. ábra) egyedi egereknél és az AI/PI arány kiszámítása (3. ábra). Az AI/PI arány szignifikánsan megnőtt az emlő hámsejtjeiben DFMO-val kezelt egerekben (0,0558 ± 0,001, szemben a kontroll egerek 0,013 ± 0,003-mal; ANOVA, P = 0,013), ami azt jelzi, hogy a DFMO-expozíció gátolta az emlőpreneoplasztikus epithelialis növekedését sejtek. Bár kezdetben úgy gondolták, hogy a DFMO elsősorban a sejtek szaporodását befolyásolja (Peralta Soler et al., 1998), mind ez a tanulmány, mind a bőrrák transzgenikus egérmodelljében végzett korábbi tanulmány jelentős apoptózist mutatott ki ezzel a szerrel végzett kezelés után (Arbeit et al., 1999 ).
A DFMO kezelés növelte az apoptózis és a proliferatív sejtek arányát a preneoplasztikus emlőszövetben. Statisztikailag szignifikánsan növekedett az AI/PI arány a DFMO-val kezelt (10 g/kg étrend) emlőmirigyekben (0,058 ± 0,001) a kontroll (0,013 ± 0,003) egerekhez (ANOVA, P = 0, 013). Az AI-t úgy határoztuk meg, hogy kiszámítottuk az apoptotikus sejtek százalékos arányát 500 pre-neoplasztikus emlő hámsejt teljes populációjában DFMO-val kezelt mirigyekben (1,8% ± 0,6, n = 5), és a kontrollokat 0,6% ± 0,2, n = 5). A PI értékét úgy határoztuk meg, hogy kiszámítottuk a BrdU-val jelölt sejtek százalékos arányát 500 pre-neoplasztikus emlő hámsejt populációban DFMO-val kezelt (37, 4 ± 13, 8, n = 5) és kontroll (51, 8 ± 12) populációban., 7, n = 5) mirigyek és AI. Minden egér esetében kiszámítottuk a PI/PI arányt. Átlagos standard hibák vannak megadva
Teljes méretű kép
Teljes méretű kép
A DFMO-kezelés nem befolyásolta az egerek súlygyarapodását vagy bruttó toxicitását; a három legnagyobb dózis mellett azonban megakadályozta a sikeres terhességet. A DFMO-kezelés után a különböző dóziscsoportokból öt egérből álló alcsoportokat párosítottunk. A kontrollcsoportból és a DFMO-val kezelt csoportból származó összes egér (3,5 g/kg diéta) 20 napon belül teherbe esett. Az étrendben 4,9 g/kg koncentrációban DFMO-val kezelt egerek egyike sem volt bosszantó. Ez a terhességre gyakorolt hatás visszafordítható volt. A DFMO-ból legalább 1 hónapos kezelés után összegyűjtött egerek 20 napon belül teherbe eshetnek. A DFMO-expozíció nem akadályozta meg a hüvelyi kenet technikával mért ösztrusz-diestrust (Cooper és mtsai., 1993), és nem változtatta meg a petefészek szövettanát. Valószínű, hogy a DFMO terhességre gyakorolt gátló hatása másodlagos a méhre gyakorolt hatásokkal szemben, összhangban a patkányok korábbi jelentéseivel (Fozard et al., 1980; Reddy és Rukmini, 1981).
Röviden, a DFMO (10 g/kg étrend) jelentősen növeli a tumor látenciáját azáltal, hogy megváltoztatja a sejtproliferáció és az apoptózis sebességét a preneoplasztikus emlőhámsejtekben. Ezek a változások a sejtciklin D1-t kimutató sejtek százalékos csökkenésével jártak. A ciklin D1 aktivitásának változásai a kemopreventív aktivitás korai biomarkerei lehetnek, és összhangban vannak a ciklin D1 emlőrák progressziójában betöltött mechanikus szerepével.
köszönöm
Támogatott NIH, NCI, MAO/RFP NO1-CN-85076-46 (CJG és PAF) és NIH HD 38955 (JAF).