Αφηρημένο

Μη αλκοολούχα στεατοηπατίτιδα (NASH) σχετίζεται με το μεταβολικό απορρύθμισης και τη διατάραξη της ενδοπλασματικό δίκτυο (ER ) ομοιόστασης που αναπτύσσεται συχνά σε ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα (HCC). Gp78 είναι η Ε3 λιγάση, η οποία ρυθμίζει ενδοπλασματικό δίκτυο που σχετίζονται με την υποβάθμιση (ERAD) από ubiquitinylation της misfolded πρωτεΐνες ER. Εδώ, αναφέρουμε ότι κατά τη γήρανση (12 μήνες), gp78

– /- ποντίκια ανέπτυξαν παχυσαρκία, ανακεφαλαιώνοντας σχετίζονται με την ηλικία του ανθρώπου NASH. Ήπαρ ιστολογία του gp78

– /- ποντίκια αποκάλυψε τυπικό στεάτωση, ηπατική φλεγμονή και ίνωση, που ακολουθείται από εξέλιξης σε ηπατοκυτταρικό όγκων. Οξεία στρες ER αποκάλυψε ότι η απώλεια της gp78 αποτελέσματα σε έως και ρύθμιση της εκτυλίχθηκε απόκρισης πρωτεΐνης (UPR) μονοπάτια και SREBP-1 ρύθμισης

de novo λιπογένεση

, υπεύθυνη για το λιπώδες ήπαρ. συστοιχία ιστών του ανθρώπινου ηπατοκυτταρικού καρκινώματος (HCC) απέδειξαν ότι η έκφραση του gp78 ήταν αντιστρόφως ανάλογη με την κλινική ποιότητες του καρκίνου. Εδώ, έχουμε περιγράψει την παραγωγή του πρώτου προκλινικό σύστημα πειραματικό μοντέλο που αναπτύσσει αυθόρμητα συνδέονται με την ηλικία και NASH HCC, συνδέοντας ERAD να hepatosteatosis, κίρρωση και καρκίνο. Προτείνει ότι η gp78 είναι ένας ρυθμιστής της φυσιολογικής ομοιοστασίας του ήπατος και καταστολέα όγκου σε ανθρώπινο ήπαρ

Παράθεση:. Zhang Τ, Kho DH, Wang Υ, Harazono Υ, Nakajima Κ, Xie Υ, et al. (2015) Gp78, ένα Ε3 λιγκάσης της ουμπικουϊτίνης Πράξεις ως Gatekeeper Παρεμπόδιση Μη αλκοολούχα στεατοηπατίτιδα (NASH) και καρκίνο του ήπατος. PLoS ONE 10 (3): e0118448. doi: 10.1371 /journal.pone.0118448

Ακαδημαϊκό Επιμέλεια: Srikumar Π Chellappan, H. Lee Moffitt Cancer Center ER στρες με τη μεσολάβηση δείκτη απόπτωσης.

Η

(Α) Φωτογραφία στο gp78-ΚΟ του ποντικιού φιλοξενούν δύο όγκους του ήπατος. (B) H & amp? E λεκέ. Βέλος δείχνει χαρακτηριστικό των ηπατικών κυττάρων και πολλαπλά πυρήνια ανά πυρήνα. (Γ) Η κίρρωση σε gp78 ήπαρ. Τρίχρωμη χρώση σε ένα άλλο γειτονικό λοβό του όγκου του ήπατος ρουλεμάν. Μπλε χρώμα δείχνει ίνωση. (D) Διαδοχικές τομές του gp78-KO ήπατος που φιλοξενούν όγκου (Τ) και γειτονικό φυσιολογικό ιστό του ήπατος (ΝΤ) υποβλήθηκαν σε ανάλυση IHC με αντισώματα ειδικά προς το Ki-67, δείκτης πολλαπλασιασμού? γλυπικάνη-3, ανθρώπινη δείκτη HCC? β-κατενίνης, παρεκκλίνουσα Wnt δείκτη σηματοδότηση αντίστοιχα. (Ε) Gp78 ρύθμιση προς τα κάτω στην IHC σειρά του ανθρώπινου HCC. Διπλότυπα δείγματα ανά ασθενή βάφτηκαν με αντι-gp78 αντισώματος. Α, φυσιολογικό ήπαρ (& gt? 50% λεκέ)? β, το στάδιο Ι (& lt? 50% λεκέ)? c, φάση ΙΙ (& lt? 10% λεκέ)? δ, στάδιο ΙΙΙ (0% λεκέ). Γράφημα αντιπροσωπεύει το επίπεδο της gp78 έκφρασης σύμφωνα με την τάξη του όγκου (φυσιολογικό ήπαρ, n του ασθενούς = 10? Σταδίου Ι, η = 3? Σταδίου II, η = 40? Στάδιο III, n = 46). Μια βαθμολογία υπολογίστηκε (0, αρνητικά? 1, & lt? 10%? 2, 10% έως 50%? 3, & gt? 50% θετική χρώση). (F) υποθετικό μηχανισμό υποκείμενες NASH και HCC παθογένεση σε ποντίκια gp78-ΚΟ. Gp78 μεσολάβηση αποδοτικότητα ERAD δημιουργεί απόκριση υπερευαισθησίας σε οξεία ER στρες εξής γήρανση, οδηγώντας σε χρόνια ER στρες στο οποίο misfolded πρωτεΐνες είναι ανθεκτικές και επάγουν Chop απόπτωση που διαμεσολαβείται, SREBP-διαμεσολαβούμενη λιπογένεση, τελικά, οδηγεί σε φλεγμονή, NASH, και καρκίνο.

η

Gp78 παίζει το ρόλο του καταστολέα όγκου σε ηπατοκυτταρικό καρκινογένεση

NAFLD, ειδικά η επιθετική φάση της μη αλκοολική στεατοηπατίτιδα (NASH) σχετίζεται με αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου του ήπατος και των αναδρομικών στοιχείων δείχνουν ότι περίπου το 27% των περιπτώσεων NASH μετατρέψει σε HCC μετά την ανάπτυξη κίρρωσης, ένα προχωρημένο στάδιο των ουλών (ίνωση) [27]. Είναι ενδιαφέρον, παρατηρήσαμε ότι συνολικά, & gt? 20% (6/25 ποντίκια) των ποντικών gp78-ΚΟ ανέπτυξαν όγκους του ήπατος, ενώ όλοι οι ποντικοί WT εξετάστηκαν ήταν ελεύθερο στην γραμμή χρόνου εξετάστηκε καρκίνου (Σχήμα 4Α).. H & amp? Ανάλυση Ε αποκάλυψε ότι αυτά τα ηλικιωμένα ποντίκια είχαν δυσπλαστικών εστίες (Σχήμα 4Β και S3 Εικ.), Αλλά δεν τήρησε όγκων σε άλλα όργανα, γεγονός που υποδηλώνει πρωτογενούς όγκου στο ήπαρ. Στη συνέχεια, εξετάσαμε ίνωσης σε ήπατα φιλοξενούν όγκους, όπως κίρρωση αποτελεί προϋπόθεση για ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα και βρέθηκε σοβαρή ίνωση (2/6 ποντικούς) σε άλλο συκώτι λοβού σε απόσταση από την περιοχή του όγκου (Σχ. 4C). Για να εξετασθεί η προέλευση των καρκινικών όγκων, εκτελέσαμε ανοσοϊστοχημική ανάλυση (IHC) σε διαδοχικές τομές χρησιμοποιώντας αντίσωμα εναντίον Ki-67, ένα δείκτη πολλαπλασιαζόμενα και γλυπικάνη-3, ένα διαγνωστικό δείκτη για ανθρώπινη HCC (Εικ. 4D). Ο αιτιολογικός σύνδεσμος μεταξύ σηματοδότηση Wnt και το ήπαρ ιδρύθηκε αρχικά, μέσω της επίδειξης που η β-κατενίνη ενεργοποίησης μεταλλάξεις συμβαίνουν σε 20% έως 40% του ανθρώπινου ηπατοκυτταρικού καρκινώματος (HCC) [28]. Λαμβάνοντας μια ιδέα από τα προηγούμενα ευρήματα για την ανθρώπινη HCC, εξετάσαμε αν η ενεργοποίηση των β-κατενίνης είχε εμπλακεί στον καρκίνο του gp78-KO, με αποτέλεσμα την επικάλυψη βάφονται περιοχές με Ki-67 σε ετερογενή ιστό του όγκου (Σχ. 4D). Από gp78 φαίνεται να είναι ένας καταστολέας όγκων σε πρώιμο ογκογένεση ηλικιωμένων ποντικών, μπορεί να θεωρηθεί ως δείκτης της εξέλιξης και /ή πιθανός στόχος στην ανθρώπινη HCC. Έτσι, χρησιμοποιώντας έναν πίνακα ιστού, το οποίο περιείχε φυσιολογικούς ιστούς και ηπατοκυτταρικού καρκινώματος εξετάσαμε την έκφραση του gp78 σε ανθρώπινα HCC ανάλογα με την κλινική βαθμού των όγκων. Βρήκαμε ότι gp78 έκφραση HCC ήταν σημαντικά χαμηλότερη από εκείνη των κανονικών ηπατικών ιστών (Εικ. 4Ε). Η ανάλυση σε δείγματα ανθρώπινου HCC προτείνει αιτιολογικός συνδέει gp78 απώλεια για HCC και υποθετικές καταστολή του όγκου αν και οι ακριβείς μοριακοί μηχανισμοί που διέπουν την εξέλιξη της NASH σε καρκίνο είναι ακόμα να καθοριστεί σε ποντίκια gp78-ΚΟ.

Συζήτηση

σε αυτή τη μελέτη, αξιολογήσαμε το κλειδί υποθετικό καταστολέα γονίδιο που ευθύνεται για NASH και ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα (HCC) όπως συνοψίζεται στο Σχ. 4F. Για πρώτη φορά, το μοντέλο ποντικού gp78-KO παρέχει μια σύνδεση της ανεπάρκειας ERAD σε αυτόματο NASH και HCC εξέλιξη, αφού ο φαινότυπος των ποντικών gp78-ΚΟ μιμούνται στεάτωση, στεατοηπατίτιδα, κίρρωση και καρκίνο του ήπατος του ανθρώπινου ήπατος παθογένεση. NASH είναι μια μεταβολική νόσος που προκαλείται από το ήπαρ λιπογένεση και την παράδοση των λιποπρωτεϊνών χαμηλής πυκνότητας (LDL), καθώς η ροή των ελεύθερων λιπαρών οξέων (FFAs) που προέρχονται από το έντερο και λιποκυττάρων ιστού [2]. Μένει να διευκρινιστεί πώς gp78 απώλεια έντερο και gp78-KO παχυσαρκία επηρεάζει NASH, αν και έδειξε ότι το χρόνιο στρες ER και SREBP-μεσολάβηση

de novo λιπογένεση

στο ήπαρ είναι υπεύθυνο για NASH της gp78-ΚΟ (Εικ . 3Ε και S1B Εικ.). Εμφανώς, αυτή η παρατήρηση της gp78 null ποντίκια έρχεται σε αντίθεση με την προηγούμενη έκθεση που δείχνει ότι το συκώτι ειδικά ποντίκια gp78-ΚΟ είναι ανθεκτικά στην κανονική τροφή δίαιτα και δυτικού τύπου διατροφή που προκαλείται από την παχυσαρκία οφείλεται σε καταστέλλεται SREBP έως ρύθμιση των αρνητικών ρυθμιστών της, INSIG-1 /-2 [29]. Αν και δεν είναι εύκολο να συμβιβαστούν μοριακών μηχανισμών στις δύο ποντίκια, πιθανές εξηγήσεις περιλαμβάνουν ότι gp78 νοκ-άουτ σε ολόκληρη ποντίκια θα μπορούσε να ξεπεράσει μεταβολικό στρες που παρατηρούνται στο ήπαρ-ειδική gp78-KO κατά την εμβρυϊκή αναπτυξιακά στάδια και πρώιμης ανάπτυξης. Έτσι, το αντίθετο φαινότυπο τόσο στα ποντίκια όσο απαιτείται για να επιβεβαιωθεί περαιτέρω μέσω της καταστολής και add-πίσω μελέτες, συμπεριλαμβανομένων διασταυρώσεις και

in vitro

κυτταρικής καλλιέργειας. Εν τω μεταξύ, ως προερχόμενα gp78-KO NASH εμφανίζεται σε μια εποχή-εξαρτώμενο τρόπο, θα μπορούσε να ενισχυθεί λόγω της ηλικίας-συνδεδεμένη πτώση στην έκφραση και τη δραστηριότητα των βασικών μοριακών συνοδών ER και το δίπλωμα ένζυμα τα οποία συμβιβασμός σωστή αναδίπλωση πρωτεϊνών και η προσαρμοστική απόκριση του UPR [30]. Απλή ηπατίτιδα (Εικ. 2Α, c και S2 Εικ) παρατηρήθηκε σε gp78-ΚΟ ήπατα τα οποία δεν παρουσίαζαν στεάτωση. Αυτό μπορεί να παρέχει στοιχεία για την προτεινόμενη κίνδυνο ανεπάρκειας ERAD στην οποία ελαττωματικών πρωτεϊνών εκκρίσεως και διαμεμβρανικές απελευθερώνονται ή εκτεθειμένο στην επιφάνεια του κυττάρου για να παρεμβαίνει με την επικοινωνία κυττάρου-κυττάρου και την προώθηση της αυτοανοσίας από την αναγνώριση της αυτο-αντιγόνου [31].

όπως gp78 συμβάλλει στην πρόοδο του όγκου, όπως αναφέρεται στη μετάσταση σαρκώματος στοχεύοντας KAI1 για την υποβάθμιση [32] και της υπερπλασίας του μαστικού αδένα από MMTV-καθοδηγείται 78 διαγονιδιακά υπερέκφραση [33], gp78 είναι πιθανό να διαδραματίσει αντίθετους ρόλους της καταστολής του όγκου ή την προώθηση σύμφωνα με το πλαίσιο των ιστών και τα στάδια όγκου. Αν και gp78 παίζει κρίσιμο ρόλο στην ομοιόσταση του ήπατος και καταστέλλει την ανάπτυξη του ήπατος, καρκίνο, την προώθηση ή την καταστολή gp78 ρόλους παραμείνει σαφές σε ανθρώπινα ηπατικά καρκινώματα αιτιολογικά που προκύπτουν από διάφορες αιτίες.

In vitro

, μελέτες με βάση τα κύτταρα έδειξαν ότι AMF είναι ένας στόχος ουβικουιτινωμένης με gp78 [34] και την προστασία AMF /ΠΓΕ κατά ER στρες προκαλείται από gp78 /AMFR υποδοχέα [35]. Ωστόσο, δεν παρατηρήσαμε αποδεικτικά στοιχεία της AMF /ΠΓΕ έως ρύθμιση στο ήπαρ και MEF κύτταρα του gp78-KO σε προηγούμενα ευρήματα (δεδομένα δεν παρουσιάζονται).

ERAD εμπλέκεται σε UPR για ομοιόσταση ER με την εξάλειψη misfolded πρωτεΐνες [36], αλλά το μοντέλο νοκ-άουτ του ERAD δεν έχει τεκμηριωθεί σε σχέση με NASH και HCC εξέλιξη. Δεδομένου ότι η Hrd1 /synoviolin του gp78 ομολόγου και gp78-αλληλεπιδρούν knockout ποντικών ΑΤΡάσης ρ97 είναι εμβρυονικώς θανατηφόρες [16,17], δεν θα μπορούσε να αποκαλυφθούν σύνδεσμος του ERAD να NASH και καρκίνο του ήπατος. Αλλά gp78 δεν είναι απαραίτητη για την εμβρυϊκή ανάπτυξη με βάση τη γέννηση και στην επιβίωση των ποντικών gp78-ΚΟ. Κατά ειρωνικό τρόπο, gp78-KO ποντίκια διαφυγή απειλής και της φυσικής επιλογής στο αναπτυξιακό στάδιο είναι πιθανό να δημιουργήσει την ηλικία που συνδέονται με νόσο του ήπατος. Το εύρημά μας είναι συνεπής με προστατευτικό ρόλο της gp78 εναντίον ER στρες στο ήπαρ ζέβρα ψάρια [37].

Η έρευνα πρόοδος έχει διευκρινιστεί το θετικό ρόλο της UPR για την επιβίωση στον καρκίνο η οποία έχει τον κίνδυνο της χρόνιας ER στρες οφείλεται σε γρήγορο ρυθμό ανάπτυξης και οδηγεί σε κακή αγγείωση της μάζας του όγκου, χαμηλής παροχής οξυγόνου, θρεπτικών συστατικών στέρηση, και οι αλλαγές του pH [36,38]. Οι σχετικές διαπιστώσεις έχουν αυξήσει τη δυνατότητα στόχευσης των UPR συστατικά ως μια αποτελεσματική στρατηγική για τη θεραπεία του καρκίνου και την υπερνίκηση της αντίστασης στα φάρμακα. Εν τω μεταξύ, έχει προταθεί ότι η αναστολή της ERAD προκαλεί UPR, η οποία αποκαθιστά αποτελεσματικά την κυτταρική ομοιόσταση, μετατοπίζοντας τη λειτουργία επιβίωσης της προς προαποπτωτικής πτυχές της UPR. Αντίθετα, τα ευρήματά μας ότι gp78 δρα ως καταστολέας του ήπατος συγκεκριμένο όγκο, ανοίγει ένα ανεξερεύνητο έρευνα παράθυρο για να μελετήσει ένα αιτιολογικός σύνδεσμος της ERAD για την πρόληψη των ασθενειών και καλύτερα αποτελέσματα σε ανθρώπους ασθενείς?