Αφηρημένο

Ιστορικό

Κεφάλι και ακανθοκυτταρικό καρκίνωμα Λαιμός (HNSCC) είναι μια ανθρώπινη θανατηφόρο καρκίνο με κλινικές, παθολογικές, φαινοτυπικά και βιολογική ετερογένεια. Caner κύτταρα έναρξης (CICs), οι οποίες είναι υπεύθυνες για την ανάπτυξη του όγκου και σε συνδυασμό με την αύξηση του σωματικού του επιθηλίου-μεσεγχύματος μετάβασης (ΕΜΤ), έχουν ταυτοποιηθεί. Προηγουμένως, εμπλουτίσαμε έναν υποπληθυσμό καρκίνου κεφαλής και τραχήλου έναρξη κύτταρα (HN-CICs) με up-ρύθμιση του CD133 και την ενίσχυση της EMT. Άλλοι καταδεικνύουν ότι Src κινάση αλληλεπιδρά με και φωσφορυλιώνει την κυτταροπλασματική περιοχή του CD133. Ωστόσο, η φυσιολογική λειτουργία του CD133 /Src σηματοδότησης σε HNSCCs δεν έχει αποκαλυφθεί.

Μεθοδολογία /Principal εύρεση

Εδώ, προσδιορίσαμε τον κρίσιμο ρόλο του άξονα CD133 /Src διαμόρφωση βλαστική ικανότητα, EMT και καρκινογένεση από HNSCC και HN-CICs. Αρχικά, ρύθμιση προς τα κάτω του CD133 μείωσε σημαντικά την ικανότητα αυτο-ανανέωσης και έκφραση γονιδίων βλαστική ικανότητα, και προώθησε την διαφοροποίηση και αποπτωτική ικανότητα του ΗΝ-CICs. Επιπλέον, νοκ ντάουν του CD133 σε HN-CICs μειωθεί επίσης, τόσο

in vitro

κακοήθεις ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων της μετανάστευσης /κυττάρων εισβολής /αγκύρωση ανεξάρτητη ανάπτυξη, και

in vivo

ανάπτυξη του όγκου με τη δοκιμασία γυμνά ποντίκια ξενομεταμόσχευση. Στο αντίθετο, η υπερέκφραση του CD133 ενίσχυσε τις ιδιότητες βλαστική ικανότητα και την ογκογόνο ικανότητα HNSCCs. Τέλος, πάνω ρύθμιση του CD133 αυξημένη φωσφορυλίωση της Src σε συνδυασμό με EMT μετασχηματισμό HNSCCs, αντιθέτως, η σιωπή του CD133 ή θεραπεία Src αναστολέα αντιστρόφως κατήργησε παραπάνω φαινοτυπικά αποτελέσματα, τα οποία επάγονται από CD133 τα άνω ρύθμιση σε HNSCCs ή HN-CICs .

Συμπέρασμα /Σημασία

Τα αποτελέσματά μας πρότεινε ότι CD133 /Src σηματοδότηση είναι ένα ρυθμιστικό διακόπτη για να κερδίσει από EMT και βλαστική ικανότητα ακίνητα στην HNSCC. Τέλος, άξονας CD133 /Src θα μπορούσε να είναι ένας πιθανός θεραπευτικός στόχος για HNSCC εξαλείφοντας HN-CICs

Παράθεση:. Chen Υ-S, Wu M-J, Huang C-Υ, Lin S-C, Chuang Τ-Η, Yu C-C, et al. (2011) CD133 /Src Άξονα Παρεμβαίνει όγκων Εκκίνηση Ακίνητα και επιθηλιακά-μεσεγχυματικά μετάβαση του καρκίνου κεφαλής και τραχήλου. PLoS ONE 6 (11): e28053. doi: 10.1371 /journal.pone.0028053

Συντάκτης: Andrew Yeudall, Βιρτζίνια Πανεπιστήμιο της Κοινοπολιτείας, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 8 του Ιούνη 2011? Αποδεκτές: 31 του Οκτωβρίου, 2011? Δημοσιεύθηκε: 28, Νοεμ, 2011

Copyright: © 2011 Chen et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτή η μελέτη υποστηρίζεται από ερευνητικές επιχορηγήσεις από το Εθνικό Επιστημονικό Συμβούλιο (NSC95N444, NSC97N456, NSC99N024 και NSC100-2314-Β-040-001), Ταϊπέι Γενικού Νοσοκομείου Βετεράνων (V97ER2018 και V98ER2018) και το Εθνικό Πανεπιστήμιο Yang Ming-(Υπουργείο Παιδείας, στόχος για το Top Πανεπιστήμιο σχέδιο: 97ACD113, 97ACT302 και 98ACT302). Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

Head και ακανθοκυτταρικό καρκίνωμα αυχένα (HNSCC) είναι ένας από τους συχνότερους καρκίνους στον κόσμο και μία από τις αιτίες θανάτου από καρκίνο σχετίζονται λόγω της αντίστασης θεραπεία [1]. Παρά τις βελτιώσεις στη διάγνωση και τη θεραπεία της HNSCC, τα συνολικά ποσοστά μακροπρόθεσμης επιβίωσης έχουν βελτιωθεί οριακά κατά την τελευταία δεκαετία [2].

Συσσωρευμένα στοιχεία δείχνουν ότι ο σχηματισμός όγκου οδηγείται από έναν υποπληθυσμό κυττάρων που εμφανίζουν ικανότητας οι αυτο-ανανέωση δήθεν καρκινικά βλαστικά κύτταρα (ΚΕΠ) ή καρκίνο έναρξη κύτταρα (CICs) [3], [4]. έχουν CICs έχουν δειχθεί ότι έχουν την ικανότητα να προωθούν την εξέλιξη του όγκου και τη μετάσταση, και επίσης να συμβάλει στην ραδιο-αντίσταση και χημειο-αντίσταση [5]. Πρόσφατα, εμείς και οι άλλοι έχουν επαληθεύσει την ύπαρξη CICs σε HNSCC (HN-CICs) [6], [7], [8], [9]. Ωστόσο, υπάρχει έλλειψη αποδεικτικών στοιχείων πόσο σηματοδότησης στην κυτταρική επιφάνεια διαμόρφωσης των ενδοκυτταρικών βλαστική ικανότητα ιδιότητες ή καρκινογένεση από HN-CICs.

CD133 (προμινίνη-1), ένα 5-διαμεμβρανική γλυκοπρωτεΐνη, αρχικά αναγνωρίζεται ως ένα αιμοποιητικά βλαστικά κύτταρα δείκτης [10]. Κατά συνέπεια, CD133 έχει θεωρηθεί ως ένας σημαντικός δείκτης της κυτταρικής επιφάνειας που αντιπροσωπεύει τον υποπληθυσμό CICs σε όγκους του εγκεφάλου, το καρκίνωμα του κόλου, καρκίνωμα του προστάτη, ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα, καρκίνωμα του θυρεοειδούς και καρκίνου κεφαλής και τραχήλου [8], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18]. Προηγουμένως, έχουμε καταδείξει ότι το επάνω ρύθμιση του CD133 σε HN-CICs, περαιτέρω, η αυξητική ρύθμιση του C133 σε HNSCC καρκινικό ιστό συσχετίζεται αρνητικά με την πρόγνωση επιβίωσης ασθενών HNSCC [8]. Πρόσφατες αναφορές δείχνουν επίσης ότι η έκφραση του CD133 σε ιστούς όγκων θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως προγνωστικός δείκτης για όγκο εκ νέου ανάπτυξη, κακοήθη εξέλιξη και επιβίωση του ασθενούς [19], [20], [21]. Παρ ‘όλα αυτά, ο CD133 μεσολάβηση μοριακών μηχανισμών για τη ρύθμιση CICs σε HNSCC είναι ακόμα ασαφής.

EMT, ένα κυτταρικό μετασχηματισμό που μετατρέπει προσκολλημένα επιθηλιακά κύτταρα σε μεταναστευτικά μεσεγχυματικά κύτταρα, είναι κρίσιμη για την εμβρυϊκή ανάπτυξη και ογκογόνο εξέλιξη των καρκινικών κυττάρων και του καρκίνου μετάσταση [22]. Οι ερευνητές έχουν δείξει ότι η EMT θα μπορούσε να προωθήσει βλαστικά κύτταρα (ΥΠ.Ε.Ε.) ιδιότητες και επιπλέον παράγουν τα κύτταρα με τα χαρακτηριστικά του όγκου έναρξη ιδιοκτησίας [23], [24]. EMT πρόγραμμα επίσης διατηρούνται σημαντικά καρκινικά κύτταρα έναρξης ιδιοκτησίας στο HNSCC [6], [7], [25].

Src, ένα κλασικό μη-υποδοχέα τυροσινικής κινάσης με την δυνατότητα να προκαλέσουν μετασχηματισμό κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό και την απώλεια της αναστολής επαφής, ενεργοποιείται από την αλληλεπίδραση με τα διεγερμένα μεμβράνη υποδοχείς [26]. Το εξωκυτταρικό σήμα θα ενισχύεται περαιτέρω και μετάγονται μέσω της αλληλεπίδρασης μεταξύ ενεργοποιούνται Src και κατάντη στόχους, όπως η Ras /MAPK, PI3K /AKT και μονοπάτια STAT3 [26]. Η ενεργοποίηση των Src διαταράσσει διασταύρωση μεταξύ κυττάρων, προάγει την ικανότητα εισβολής μέσω της φωσφορυλίωσης του β-κατενίνης προκαλώντας έτσι την αποικοδόμηση της Ε-καδερίνης, και στη συνέχεια ενεργοποιεί το ΕΜΤ [27]. Περαιτέρω, Boivin et al αποδείξει ότι CD133 είναι δεσμευτική νέο συνεργάτη της Src και φωσφορυλιωμένη από κινάση Src [28].

Η λεπτομερής μοριακών μηχανισμών που εμπλέκονται στις κανονιστικές δεσμών μεταξύ EMT και βλαστικών κυττάρων γονίδια που σχετίζονται, όπως CD133 και Src είναι ακόμη πλήρως κατανοητό. Στο παρόν, έχουμε αποδείξει έναν κρίσιμο ρόλο του CD133 στην ενίσχυση των βλαστική ικανότητα, αύξηση της EMT, και την προώθηση της ογκογονικότητας HN-CICs. Επιπλέον, προς τα κάτω ρύθμιση του CD133 ή αναστολή της CD133 που προκαλείται από την ενεργοποίηση της Src μειώνει ιδιότητες βλαστική ικανότητα και την καρκινογένεση από HNSCCs τόσο

in vitro

και

in vivo.

Τελικά, έχουμε καταδείξει τη σημασία του CD133 /Src σηματοδότησης σχετικά με τη διαδικασία EMT στην HNSCC.

Υλικά και Μέθοδοι

Οι κυτταρικές σειρές καλλιέργειας και εμπλουτισμού των HN-CICs από HNSCCs

Δύο κυτταρικές σειρές HNSCC, SAS [29] και OECM1 [30], αναπτύχθηκαν σε ϋΜΕΜ ή σε RPMI συμπληρωμένο με 10% FBS (Grand Island, ΝΥ), αντίστοιχα. Ένα πρωτογενές HNSCC κυτταρική γραμμή ελήφθη από HNSCC ασθενή. Όλα τα κλινικά δείγματα σε αυτή τη μελέτη είχαν εγκριθεί και σύμφωνα με το Διοικητικό Συμβούλιο Institutional Review του Chung Shan Medical University Hospital (CSMUH No: CSI0249). Για τον εμπλουτισμό του ΗΝ-CICs, οι δύο κυτταρικές σειρές καλλιεργήθηκαν σε μέσο σφαίρα όγκου που αποτελείται από DMEM /μέσου χωρίς ορό F12 (GIBCO), συμπλήρωμα Ν2 (GIBCO), 10 ng /mL ανθρώπινης αυξητικής ανασυνδυασμένο βασικό παράγοντα ινοβλαστών-βασικό (FGF ) και 10 ng /mL επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGF) (R Εδώ, δείξαμε ότι το ρ-Src (ενεργοποιημένο Src με φωσφορυλίωση) αυξήθηκε σε CD133 υπερεκφράζουν HNSCCs (Σχήμα 5D). Αντιθέτως, CD133 σίγηση μειωμένη ενεργός Src σε HN-CICs (Σχήμα 5Ε). Σταθερά, η θεραπεία του αναστολέα Src (ΡΡ2), αλλά όχι Erk1 αναστολέα /2 (U0126) ανέστρεψε σημαντικά την μορφή έκφρασης πρωτεΐνης μεσεγχυματικά-σαν σε έναν επιθηλιακό-όπως ένα, και αύξησε την έκφραση του κυτοκερατίνης 18 (CK18), ένα δείκτη διαφοροποίησης, σε CD133-κύτταρα που υπερεκφράζουν OECM1 (Σχήμα 5F). Η υπερέκφραση του CD133 προάγει την φωσφορυλίωση των ERK1 /2 σε ανθρώπινα κύτταρα γλοιοβλαστώματος [36], αλλά σε CD133 υπερεκφράζουν HNSCCs μας, η κατεργασία του /2 αναστολέα Erk1 (U0126) προκάλεσε μόνο μικρή επίδραση στην CD133 υπερεκφράζουν επαγόμενη EMT (Σχήμα 5F και τα δεδομένα δεν φαίνεται). Τέλος, ΡΡ2 θεραπεία μείωσε δείκτες βλαστική ικανότητα (Oct4 και Nanog) και επίσης μειωμένη ικανότητα σχηματισμού σφαίρας CD133 υπερεκφράζουν HNSCCs υπό καλλιέργεια με ορισμένο μέσο χωρίς ορό (Σχήμα 5G και τα δεδομένα δεν παρουσιάζονται).

CD133 μειορύθμιση και Src αναστολή καταργήσει τη δραστηριότητα και το σχηματισμό σφαίρας δυνατότητα π-Src στην πρωτοβάθμια HN-CICs

Για να επαληθεύσετε περαιτέρω την φυσιολογική λειτουργία του άξονα CD133 /Src μεσολάβηση σηματοδότησης στην πρωτοβάθμια HN-CICs, οι HN-CICs προέρχονται από πρωτογενή ασθενή HNSCC κύτταρα δημιουργήθηκαν. Περαιτέρω, η έκφραση του CD133 σε HN-CICs ήταν μειωτικά από λεντοϊού-SH-RNAi. Σταθερά, η δραστικότητα ρ-Src επίσης ρυθμίζεται προς τα κάτω (Σχήμα 6Α). Επιπλέον, η σφαίρα ικανότητα σχηματισμός sh-CD133 πρωτογενούς HN-CICs μειώθηκε σε σύγκριση με εκείνη του ελέγχου (sh-Luc) πρωτογενή HN-CICs (Σχήμα 6Β). Τέλος, PP2 (αναστολέας της Src δραστηριότητα) θεραπεία στην πρωτοβάθμια HN-CICs κατάργησε επίσης τη δυνατότητα σχηματισμού σφαίρα (Σχήμα 6C).

(A) επίπεδο πρωτεΐνης CD133 και π-Src της lentivius μεσολάβηση CD133 νοκ ντάουν πρωτογενή HN -CICs αναλύθηκε με western blot. (Β) Δημοτικό HN-CICs για πρώτη φορά μολυνθεί με sh-Luc ή CD133-shRNA λεντοϊού. Τρεις ημέρες μετά την μόλυνση λεντοϊού, η σφαίρα ικανότητα σχηματισμό κυττάρων μολυσμένων με ιό στη συνέχεια καλλιεργούνται υπό μέσο επιλογής καταγράφηκαν. (Γ) Πρόσφατες εμπλουτισμένο πρωτογενούς HN-CICs υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με ΡΡ2 (10 μΜ) για 72 ώρες και στη σφαίρα ικανότητα σχηματισμό ΡΡ2 κατεργασμένων κυττάρων HN-CICs εξετάστηκαν. Βέλη υποδεικνύονται τα κύτταρα σφαίρα.

Η

Εν κατακλείδι, τα αποτελέσματά μας πρότεινε ότι CD133 /Src σηματοδότηση διαδραματίζει μείζονα διακόπτη για τη ρύθμιση CICs ιδιότητες, τη μετατροπή EMT και καρκινογένεση από HNSCCs (Σχήμα 7).

Up-ρύθμιση του CD133, κατά συνέπεια, ενεργοποιεί την Src σηματοδότησης (p-Src), στη συνέχεια, προωθεί την αύξηση της EMT, ενίσχυση των βλαστική ικανότητα ιδιοτήτων και ογκογένεσης με HNSCC.

η

Συζήτηση

όγκων αποτελείται από έναν ετερογενή πληθυσμό κυττάρων, και έχει παρατηρηθεί ότι ένας υποπληθυσμός κυττάρων, που ονομάζεται έτσι καρκινικά βλαστικά κύτταρα (ΚΕΠ) ή καρκίνο κύτταρα έναρξης (CICs), μέσα στους ιστούς του όγκου κατέχουν βλαστική ικανότητα ιδιότητες [37]. Τα ΚΕΠ ή CICs θεωρείται ότι είναι υπεύθυνος για την έναρξη, τον πολλαπλασιασμό και τη μετάσταση των όγκων [38], [39], [40]. Είναι σημαντικό ότι, η ύπαρξη CICs θα μπορούσε να εξηγήσει τον καρκίνο υποτροπές εξαιτίας ραδιοαντοχή ή χημειοαντίσταση μετά την κλινική θεραπεία σε ασθενείς με καρκίνο [5].

CD133, ένας δείκτης της κυτταρικής επιφάνειας των αιμοποιητικών αρχέγονων κυττάρων και των ενδοθηλιακών προγονικών κυττάρων, έχει προταθεί να είναι που εμπλέκονται στην αγγειογένεση καθώς και την γένεσιν όγκων του καρκίνου [41]. CD133 έχει πρόσφατα αναγνωριστεί ως ένα κοινό δείκτη CICs για πολλούς τύπους όγκων, συμπεριλαμβανομένων HNSCC [8], [31]. Bao et al. διαπιστώσει ότι η υποπληθυσμό CD133

+ κύτταρα που απομονώθηκαν από όγκους εγκεφάλου εμφανίζουν ιδιότητες CICs, είναι ανθεκτικοί σε χημειοθεραπεία ή ακτινοθεραπεία, και να προωθήσει την αγγειογένεση για να διευκολυνθεί η ανάπτυξη των όγκων του εγκεφάλου [42]. Εν τω μεταξύ, CD133

+ CICs σε συμπαγείς όγκους που χαρακτηρίζεται αντίσταση προσδίδουν στη χημειοθεραπεία [43]. Αντιθέτως, εξάντληση CD133 καταστέλλει την ικανότητα σχηματισμού αποικιών από καρκίνο του παχέος εντέρου [44]. Ως εκ τούτου, η καλύτερη κατανόηση των βιολογικών χαρακτηριστικών του CD133

+ CICs μπορεί να εξηγήσει την αποτυχία της διαχείρισης του καρκίνου, και θα μας δώσει νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις [45].

Εδώ, θα αξιολογηθεί ο ρόλος της CD133 στη η διατήρηση των χαρακτηριστικών και βλαστική ικανότητα ογκογόνο δυναμικό των HNSCCs και ΗΝ-CICs με βραδέος μεσολάβηση knockdown ή υπερέκφραση του CD133 (Σχήματα 1 και 3). Εξάντληση των CD133 προήγαγε τη διαφοροποίηση και μειωμένη i

n vivo

ογκογόνων ιδιοτήτων των HN-CICs (Εικόνες 1 και 2). Ότι, η υπερέκφραση του CD133 ενισχύει όγκου σχηματισμού σφαίρας ικανότητα, κύτταρα πλευρά του πληθυσμού, βλαστική ικανότητα έκφρασης γονιδίων (Oct4 και Nanog) και προωθεί ογκογόνο ικανότητα του HNSCC (Σχήματα 3 και 4).