Αφηρημένο

Προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι ο διαβήτης τύπου 2 σακχαρώδη (T2DM) συνδέεται με αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου του παχέος εντέρου. Ινσουλίνη και ινσουλινοειδής αυξητικός παράγοντας 1 (IGF-1) αυξάνονται σε ασθενείς με T2DM. Η αυξημένη ινσουλίνη και IGF-1 μπορεί να είναι υπεύθυνη για την ανάπτυξη του καρκίνου του παχέος εντέρου. Σε αυτή τη μελέτη, ερευνήσαμε την επίδραση και των μηχανισμών της ινσουλίνης και IGF-1 στην ανάπτυξη καρκίνου του παχέος εντέρου

in vitro

και

in vivo

. Η ινσουλίνη και IGF-1 μόνο του ή μαζί αυξημένα πολλαπλασιασμό και μειωμένη απόπτωση σε κύτταρα του παχέος εντέρου καρκίνο MC38. Εν τω μεταξύ, η ινσουλίνη και IGF-1 προωθεί την φωσφορυλίωση του εξωκυτταρικού σήματος ρυθμιζόμενη κινάση 1/2 (ERK1 /2) και c-Jun Ν-τερματικής κινάσης (JNK). Η θεραπεία με ERK1 /2 ή JNK αναστολέα υπό την παρουσία ινσουλίνης και IGF-1 μείωσε σημαντικά Β-κυττάρου λέμφωμα 2 (Bcl-2) και την αύξηση της Bcl-2 σχετίζεται Χ πρωτεΐνη (Bax) έκφραση και τελικά αυξημένη απόπτωση και ανέστειλαν τον πολλαπλασιασμό . Επιταχυντικών ανάπτυξη του όγκου του κόλου βρέθηκε σε ένα μοντέλο ποντικού με T2DM

db /db ποντίκια

που πήρε υψηλό επίπεδο ενδογενούς ινσουλίνης και IGF-1. Επιπλέον, η αναστολή της ERK1 /2 ή JNK κατέστειλε την ανάπτυξη του όγκου κόλου

in vivo

. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η ενεργοποίηση του ERK1 /2 και JNK σηματοδότησης με ινσουλίνη και IGF-1, τουλάχιστον εν μέρει, είναι υπεύθυνη για την ανάπτυξη του καρκίνου του παχέος εντέρου με T2DM

Παράθεση:. Teng JA, Wu SG, Chen JX, Li Q, Peng F, Zhu Ζ, et al. (2016) Η ενεργοποίηση των ERK1 /2 και JNK ΜΑΡΚ Σηματοδοσίας με ινσουλίνη /IGF-1 είναι υπεύθυνη για την ανάπτυξη του καρκίνου του παχέος εντέρου με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2. PLoS ONE 11 (2): e0149822. doi: 10.1371 /journal.pone.0149822

Επιμέλεια: Aamir Ahmad, Wayne State University School of Medicine, Ηνωμένες Πολιτείες |

Ελήφθη: 27, Απρ 2015? Αποδεκτές: 4 του Φλεβάρη του 2016? Δημοσιεύθηκε: 22 Φεβρουαρίου 2016

Copyright: © 2016 Teng 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

Δεδομένα Διαθεσιμότητα:. Όλη η δεδομένα είναι εντός του Υποστηρίζοντας αρχεία πληροφοριών του χαρτιού και

Χρηματοδότηση:. η μελέτη αυτή υποστηρίζεται από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας (Νο 81160107, JAT), Guangxi Επιστημονικής Έρευνας και Τεχνική Ίδρυμα Ανάπτυξης σχεδίου (Νο 1104003B-69, JQ), και Guangxi Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών (Αρ 2010GXNSFB013083, JAT). 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

στη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, λόγω της ταχείας οικονομικής ανάπτυξης και των αλλαγών στον τρόπο ζωής στην Κίνα, η συχνότητα και οι περιπτώσεις διαβήτη έχουν αυξηθεί ραγδαία. Στην Κίνα, ο επιπολασμός του σακχαρώδη διαβήτη ήταν 9,7%, αντιπροσωπεύοντας 92.400.000 άτομα που ζουν με διαβήτη, κυρίως τύπου 2 σακχαρώδη διαβήτη (T2DM) [1]. T2DM σχετίζεται με αυξημένη επίπτωση της θνησιμότητας από καρκίνο [2, 3]. Ειδικότερα, ο κίνδυνος καρκίνου του μαστού [4], το πάγκρεας [5], το ήπαρ [6] και του παχέος εντέρου [7, 8] καρκίνος είναι αυξημένη σε ασθενείς με T2DM. T2DM αυξάνει τον κίνδυνο διάρκειας ζωής καρκίνου του παχέος εντέρου κατά τρεις φορές από τον γενικό πληθυσμό, η οποία κάνει καρκίνο του παχέος εντέρου ένας από τους συχνότερους καρκίνους σε ασθενείς με T2DM [9].

μηχανισμών που διέπουν τη σύνδεση του T2DM με καρκίνο του παχέος εντέρου είναι περίπλοκα και δεν έχουν ακόμη διευκρινιστεί πλήρως. T2DM συνδέεται με υπερινσουλιναιμία και αυξημένα ινσουλινοειδής αυξητικός παράγοντας 1 (IGF-1). Η ινσουλίνη, μια σημαντική αύξηση παράγοντας που ενεργεί ως ένα κύτταρο μιτογόνο, όταν σε υψηλές συγκεντρώσεις αυξάνουν τον κίνδυνο καρκίνου του παχέος εντέρου, με την προώθηση της ανάπτυξης των όγκων [10]. Και η αγωγή με ινσουλίνη μπορεί περαιτέρω να ανυψώσει τον κίνδυνο για καρκίνο του παχέος εντέρου σε ασθενείς με T2DM [11]. Η ινσουλίνη διεγείρει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων μέσω της άμεσης σύνδεσης στους υποδοχείς της ινσουλίνης ή ΙΟΡ-1 υποδοχείς, ή από την αναστολή των πρωτεϊνών IGF-δέσμευσης, το οποίο αυξάνει IGF-1 διαθεσιμότητα με τον υποδοχέα IGF [12]. Η σηματοδότηση ινσουλίνης ή IGF-1 αποδεικνύεται ως ένας ισχυρός ρυθμιστής της ανάπτυξης που συνδέεται με την καρκινογένεση σε διαφορετικές κυτταρικές σειρές [13]. Προηγούμενες μελέτες έδειξαν συσχέτιση μεταξύ αυξημένα IGF-1 και τους κινδύνους του καρκίνου του παχέος εντέρου [14, 15]. Η συσχέτιση ανάμεσα στην ινσουλίνη ή IGF-1 και τους κινδύνους του καρκίνου του παχέος εντέρου σε ασθενείς με T2DM είναι αποδεκτή ευρέως [16, 17]. σήμα Μιτογόνο-ενεργοποιούμενης κινάσης πρωτεΐνης (ΜΑΡΚ) περιέχει 3 κύριες οδούς: εξωκυτταρική ρυθμιζόμενη πρωτεϊνικών κινασών 1/2 (ERK1 /2), c-Jun Ν-τερματικής κινάσης (JNK) και τα σήματα Ρ38. Προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι ΜΑΡΚ σήμα, το οποίο δρα ως κατάντη της ινσουλίνης και IGF-1 σηματοδότηση πολλαπλασιαστική, παίζει ένα ρόλο στον πολλαπλασιασμό των διαφόρων μορφών καρκίνου, συμπεριλαμβανομένου του μαστού, του παχέος εντέρου και του καρκίνου του προστάτη [18-20]. Ωστόσο, λόγω της έλλειψης ιδανικό μοντέλο καρκίνου του παχέος εντέρου με T2DM, εξακολουθεί να μην είναι σαφές πώς αυτό το σήμα ρυθμίζουν τον πολλαπλασιασμό του καρκίνου του παχέος εντέρου σε ένα περιβάλλον T2DM.

Αυτή η μελέτη είχε ως στόχο να προσδιοριστεί ο μηχανισμός της ινσουλίνης /IGF-1 στην ανάπτυξη του καρκίνου του παχέος εντέρου μέσα σε ένα περιβάλλον T2DM. Για το σκοπό αυτό, μια παράγωγη ποντικού κύτταρα κόλου κυτταρική σειρά καρκίνου-MC38 με ινσουλίνη /IGF-1 θεραπεία και μια αυθόρμητη μοντέλο ποντικού με T2DM αλλομοσχεύματα όγκου χρησιμοποιήθηκαν για να μιμηθεί το περιβάλλον T2DM

in vitro

και

σε vivo

. Ινσουλίνη /IGF-1 αυξημένα πολλαπλασιασμό και μειωμένη απόπτωση σε κύτταρα MC38. Εν τω μεταξύ, τα αποτελέσματα της ινσουλίνης /ΙΟΡ-1 σε κύτταρα MC38 ήταν ERK1 /2 και JNK εξαρτάται. Επιταχυντικών ανάπτυξη του όγκου του κόλου βρέθηκε σε ένα μοντέλο ποντικού T2DM που πήρε υψηλό επίπεδο ινσουλίνης και IGF-1. Έτσι, προτείνουν ότι η ενεργοποίηση του ERK1 /2 και JNK σηματοδότησης με ινσουλίνη και IGF-1, τουλάχιστον εν μέρει, είναι υπεύθυνη για τη ρύθμιση της ανάπτυξης και του σχηματισμού του καρκίνου του παχέος εντέρου με T2DM.

Υλικά και Μέθοδοι

Κυτταροκαλλιέργεια

καρκίνο του παχέος εντέρου κυτταρική γραμμή MC38 αρχικά προέρχεται από C57BL /6 ποντικούς που υπέστησαν αγωγή με την καρκινογόνο 1,2-διμεθυλυδραζίνη [21], αγοράστηκε από την American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA) και αναπτύχθηκαν σε μέσο ϋΜΕΜ συμπληρωμένο με 10% ορό εμβρύου μόσχου, 1% γλουταμίνη και 1% πενικιλίνη /στρεπτομυκίνη. Τα κύτταρα διατηρήθηκαν στους 37 ° C και 5% CO

2 σε ένα υγρό περιβάλλον. Το μέσο αντικαθίσταται κάθε 48 ώρες και τα κύτταρα θρυψινοποιήθηκαν όταν φτάσει το 80% συρροή. Τα κύτταρα στερήθηκαν ορό επί μία νύκτα και έπειτα υποβλήθηκε σε επεξεργασία με 5 ng /ml ή 50 ng /ml συγκεντρώσεις ινσουλίνης (Sigma, St. Louis, ΜΟ) και IGF-1 (Cell Signaling Technology, Beverly, ΜΑ) διαλύθηκε σε αλατούχο ρυθμιστικό διάλυμα φωσφορικών (PBS). Σε προσδιορισμούς ERK1 /2 ή JNK αναστολή, 40 μΜ /αναστολέα ERK1 2 PD98059 (Sigma, St. Louis, ΜΟ) ή 20 μΜ JNK αναστολέα SP600125 (Sigma, St. Louis, ΜΟ) διαλυμένη σε διμεθυλοσουλφοξείδιο (DMSO) προστέθηκαν σε καλλιεργημένα κύτταρα.

ο πολλαπλασιασμός των κυττάρων δοκιμασία

ο πολλαπλασιασμός των κυττάρων προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας απαρίθμηση κυττάρου κιτ-8 (CCK-8) (Dojindo, Kumamoto, Japan) σύμφωνα με το πρωτόκολλο του κατασκευαστή. Εν συντομία, τα κύτταρα MC38 σπάρθηκαν σε πλάκες 96 φρεατίων σε 8000 κύτταρα ανά φρεάτιο. Μετά από ολονύκτια επώαση, τα κύτταρα υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με 50 ng /ml ινσουλίνη και 50 ng /ml IGF-1 με ή χωρίς 40 μΜ ERK1 PD98059 /αναστολέα 2 ή 20 μΜ JNK αναστολέα SP600125 για 24, 48 ή 72 ώρες. Στη συνέχεια 10 μL 2- (2-μεθοξυ-4-νιτροφαινυλ) -3- (4-νιτροφαινυλ) -5- (2,4-δισουλφοφαινυλ) -2Η-τετραζόλιο μονονάτριο άλας (WST-8) προστέθηκαν σε κάθε φρεάτιο και επωάστηκαν στους 37 ° C για άλλες 2 ώρες. Στη συνέχεια, η οπτική απορρόφηση στα μήκος κύματος 450 nm μετρήθηκε χρησιμοποιώντας έναν αναγνώστη μικροπλακών (Thermo Scientific, Waltham, ΜΑ)

κυτταρικού κύκλου ανάλυση

Για

in vitro

κυτταρικού κύκλου. ανάλυση, MC38 κυττάρων με διαφορετικές θεραπείες για 72 ώρες συλλέχθηκαν και σταθεροποιήθηκαν με 70% παγωμένη αιθανόλη επί 4 ώρες. Στη συνέχεια, τα στερεωμένα κύτταρα επωάστηκαν με 400 μΙ 0,5 mg /ml ιωδιούχου προπιδίου (ΡΙ) για 30 λεπτά στους 4 ° C. Τα βαμμένα κύτταρα αναλύθηκαν με FACS Calibur (BD, Franklin Lakes, NJ). Η ποσοτικοποίηση του φθορισμού έγινε με κυτταρομετρία ροής για τον προσδιορισμό της κινητικής του κυτταρικού κύκλου των κυττάρων MC38 σε G0 /G1 φάσης, S-φάσης και G2 /M φάση.

κυτταρικής απόπτωσης ανάλυση

Η απόπτωση ποσοστό αξιολογήθηκαν στις 7

ης ημέρας της καλλιέργειας με Annexin V-FITC Apoptosis Detection Kit Ι (BD, San Diego, CA) σύμφωνα με το πρωτόκολλο του κατασκευαστή. Εν συντομία, 1 × 10

6 θρυψίνη κύτταρα πλύθηκαν με PBS και επανα-εναιωρήθηκαν σε αννεξίνης V ρυθμιστικό σύνδεσης. Τα κύτταρα χρωματίστηκαν με 5 μΙ FITC Annexin V και 5 μΐ ΡΙ για 15 λεπτά σε θερμοκρασία δωματίου στο σκοτάδι. Τα βαμμένα κύτταρα αναλύθηκαν με FACS Calibur (BD, Franklin Lakes, NJ) εντός 1 ώρας.

Western Blot ανάλυση

κύτταρα MC38 ή ιστούς όγκων προϊόντα λύσης παρασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας δυτική ρυθμιστικό λύσης που περιέχει πρωτεάση και φωσφατάση αναστολείς επί πάγου. Κυτταρικά εκχυλίσματα φυγοκεντρήθηκαν στα 12.000 rpm για 15 λεπτά στους 4 ° C και το υπερκείμενο χρησιμοποιήθηκε για κηλίδωση Western. Η συγκέντρωση πρωτεΐνης μετρήθηκε με δοκιμασία Bio-Rad χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο του κατασκευαστή (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA). Είκοσι μγρ υπερκειμένου πρωτεΐνες διαχωρίστηκαν σε 10% SDS-PAGE και μεταφέρθηκαν σε μεμβράνες πολυβινυλιδενο φθορίδιο (Millipore, Billerica, ΜΑ) για 1 ώρα. Οι μεμβράνες αποκλείστηκαν με 5% άπαχο ξηρό γάλα σε ρυθμισμένο με Tris αλατούχο διάλυμα που περιέχει 0.05% Tween-20 για 2 ώρες, ακολουθούμενη από επώαση με πρωτογενή αντισώματα όλη τη νύχτα στους 4 ° C. Τα πρωτογενή αντισώματα του GAPDH (Cat # 4695s), ERK1 /2 (Cat # 5174), ρ-ERK1 /2 Thr202 /Tyr204 (Cat # 4370), JNK (Cat # 9252), ρ-ΙΝΚ Thr183 /Tyr185 (Cat # 9251), Ρ38 (Cat # 8690), ρ-P38 Thr180 /Tyr182 (Cat # 4511) και Caspase3 (Cat # 9664) ήταν από την Cell Signaling Technology (Beverly, ΜΑ), Bcl-2 (Cat # SC-509), Bax (Cat # SC-20067) και κυκλίνης D1 (Cat # SC-753) ήταν από την Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA). Η μεμβράνη στη συνέχεια επωάστηκε με δευτερογενή αντισώματα κοχλιαρίας συζευγμένη με υπεροξειδάση κουνελιού ή ποντικού για 1 ώρα σε θερμοκρασία δωματίου. Ανοσοδραστικές ταινίες ανιχνεύθηκαν χρησιμοποιώντας Σούπερ σήματος West Pico υπόστρωμα χημειοφωταύγειας (Thermo Scientific, Rockford, IL).

μελέτες ανάπτυξης όγκων στο μοντέλο ποντικού διαβήτη τύπου 2

Το έργο εγκρίθηκε από την φροντίδα των ζώων και Χρήση Επιτροπή του Νοσοκομείου της Λαϊκής Δημοκρατίας της Guangxi Zhuang Αυτόνομη Περιφέρεια, Νανίνγκ, Κίνα (# 2011-005). Αρσενικό B6.BKS-ίβρΓ

db ποντίκια (

db /db

) και ετερόζυγα κουτάβια τους (

db /+

) αγοράστηκαν από το Εργαστήριο Jackson (Bar Harbor, ΜΕ). Όλες οι διαδικασίες που ακολουθήθηκαν τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας κατευθυντήριες γραμμές για τη φροντίδα και τη χρήση των πειραματόζωων. Τα ποντίκια στεγάστηκαν σε ένα συγκεκριμένο παθογόνο ελεύθερη εγκατάσταση υπό κανονικές 12 ωρών φωτός /σκότους και τρέφονται με τροφή πρότυπο τρωκτικών και νερό

κατά βούληση

. Οκτώ εβδομάδων

db /db

ποντίκια χρησιμοποιήθηκαν ως μοντέλο διαβήτη τύπου 2, ενώ τα

db /+

ποντίκια ως υγιείς μάρτυρες. κύτταρα MC38 επεκτάθηκαν σε μέσο ϋΜΕΜ συμπληρωμένο με 10% εμβρυϊκό βόειο ορό και 1% πενικιλλίνη /στρεπτομυκίνη

in vitro

. 2 × 10

6 κύτταρα MC38 αιωρήθηκε σε 0.1 ml PBS εγχύθηκαν υποδορίως στο δεξί πλευρό του κάθε ποντικού να κινήσει την ανάπτυξη του όγκου. Για το

in vivo

/2 και ΙΝΚ μελέτες αποκλεισμού ERK1, 10 mg /kg PD98059 ή 30 mg /kg SP600125 χορηγήθηκε ενδοπεριτοναϊκά (ΙΡ) κάθε 3 ημέρες, όταν ο όγκος του όγκου έφθασε 100 χιλιοστά

3 (7- 8 ημέρες μετά την έναρξη του όγκου) και διήρκεσε για άλλες 2 εβδομάδες. 1% DMSO χρησιμοποιήθηκε ως θεραπεία ελέγχου. Τα μεγέθη των όγκων μετρήθηκαν κάθε 3 ημέρες με παχύμετρο όταν οι όγκοι άρχισαν να αυξάνονται. Κάθε μία διάσταση του όγκου υπερέβη 20 mm ή το φορτίο του όγκου ήταν μεγαλύτερη από 10% του σωματικού βάρους θεωρήθηκε ότι είναι τα ακραία σημεία της παρατήρησης. Ο όγκος του όγκου υπολογίστηκε από τον τύπο: όγκος όγκου = πλάτος

2 × μήκος × π /6 [22]. CO

2 και εξάρθρωση του αυχένα χρησιμοποιήθηκαν για ποντίκια ευθανασία. Οι όγκοι αποκόπηκαν και το βάρος του όγκου καταγράφηκε στο τέλος των πειραμάτων. Ένα μέρος των όγκων από τις δύο ομάδες χρησιμοποιήθηκαν για λύματος όγκου σε πειράματα Western Blot.

Μετρήσεις γλυκόζης στο αίμα, της ινσουλίνης και του IGF-1

Τα ποντίκια νηστικά για 6 ώρες, και η γλυκόζη στο αίμα συγκέντρωση παρακολουθήθηκε στο φλεβικό αίμα που προέρχονται από την φλέβα της ουράς χρησιμοποιώντας ένα γλυκόμετρο (Roche, Βασιλεία, Ελβετία). Κατά την θυσία, τα δείγματα αίματος συλλέχθηκαν για μέτρηση των συγκεντρώσεων στον ορό της ινσουλίνης και IGF-1. Η ινσουλίνη του ορού και του IGF-1 προσδιορίσθηκαν από ένα ένζυμο ανοσοδοκιμασίας σύμφωνα με το πρωτόκολλο του κατασκευαστή (R &? D Systems, Minneapolis, ΜΝ).

Στατιστική ανάλυση

λογισμικό SPSS 17.0 (SPSS Inc. , Chicago, IL) χρησιμοποιήθηκε για στατιστική ανάλυση. Ποσοτικά αποτελέσματα εκφράστηκαν ως το μέσο ± τυπικές αποκλίσεις (SD). Η στατιστική ανάλυση έγινε με το t τεστ Student μεταξύ δύο ομάδων ή μονόδρομη ANOVA για τα δεδομένα από πολλές ομάδες. Ρ τιμές & lt?. 0.05 θεωρήθηκαν σημαντικές

Αποτελέσματα

Η ινσουλίνη /IGF-1 προωθεί παχέος εντέρου καρκινικά κύτταρα πολλαπλασιασμού και της προόδου του κυτταρικού κύκλου

in vitro

Η

προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η ινσουλίνη και η IGF-1 έχει και θετικές συνέπειες διάδοσης σε διάφορα καρκινικά κύτταρα [13]. Έχουμε σκεφτεί ότι η ινσουλίνη ή IGF-1 πήρα τα ίδια αποτελέσματα στα κύτταρα MC38, άνω και κάτω τελεία καρκίνου κυτταρική γραμμή που προέρχεται το ποντίκι. Επειδή η ινσουλίνη αίματος και επίπεδα IGF-1 είναι αυξημένες σε ασθενείς T2DM, συνδυασμός της ινσουλίνης και IGF-1 (ινσουλίνη /IGF-1) χρησιμοποιήθηκε επίσης για να μιμηθεί αυτό το περιβάλλον

in vitro

. Πράγματι, διαπιστώσαμε ότι είτε ινσουλίνη ή IGF-1 προωθεί την επέκταση των κυττάρων MC38

in vitro

(Σχήμα 1Α). Για τον προσδιορισμό των προ-πολλαπλασιαστικά αποτελέσματα της ινσουλίνης και του IGF-1, μία ανίχνευση CCK-8 εφαρμόσθηκε για την ανίχνευση της βιωσιμότητας των κυττάρων. Όπως περιμέναμε, είτε ινσουλίνη ή IGF-1 προήγαγαν τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων MC38 σε ένα δοσοεξαρτώμενο τρόπο. Επιπλέον, ο συνδυασμός της ινσουλίνης και του IGF-1 έδειξε αθροιστική δράση στον πολλαπλασιασμό (Σχήμα 1Β).

κύτταρα MC38 καλλιεργήθηκαν με διάφορες συγκεντρώσεις ινσουλίνης και IGF-1 για 72 ώρες. Οι ομάδες ελέγχου υποβλήθηκαν σε αγωγή με PBS. Παρατηρήθηκε (Α) κυτταρική μορφολογία. (Β) Τα κύτταρα συλλέχθηκαν για ανάλυση πολλαπλασιασμού με CCK-8 δοκιμασίας. * P & lt? 0,05? ** P & lt? 0,01? *** P & lt? 0,001 έναντι του ελέγχου,

# P & lt? 0,05?

## P & lt? 0,01 μεταξύ των ενδεικνυόμενη δύο ομάδες, η = 3 ανά ομάδα. ανάλυση του κύκλου (C) Cell ινσουλίνης /ΙΟΡ-1 κύτταρα που υπέστησαν αγωγή. περιεκτικότητα DNA μετρήθηκε με χρώση ΡΙ επί κυτταρομετρία ροής. Τα ποσοστά των φάσεων του κυτταρικού κύκλου φαίνεται σε κάθε πίνακα. Τα δεδομένα που παρουσιάζονται είναι αντιπροσωπευτικά τριών ξεχωριστών πειραμάτων.

Η

Είμαστε δίπλα απευθύνεται το ερώτημα κατά πόσον η ινσουλίνη /IGF-1 προώθησε την εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου σε κύτταρα MC38. Για την ανάλυση του κυτταρικού κύκλου, το περιεχόμενο DNA μετρήθηκε με χρώση ΡΙ επί κυτταρομετρίας ροής μετά από 72 ώρες από την ινσουλίνη και IGF-1 θεραπεία. Η ανάλυση κυτταρικού κύκλου έδειξε ότι η ινσουλίνη /IGF-1 μείωσε σημαντικά την αναλογία των κυττάρων MC38 σε G0 /1-φάση, και ενίσχυσε την αναλογία των κυττάρων MC38 σε φάση S (Σχήμα 1 C). Έτσι, αυτά τα δεδομένα έδειξαν ότι η ινσουλίνη /IGF-1 προάγει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων καρκίνου του παχέος εντέρου και την πρόοδο του κυτταρικού κύκλου

in vitro

.

ινσουλίνη /IGF-1 αναστέλλει κόλον καρκινικά κύτταρα απόπτωσης

in vitro

η

η απόπτωση παίζει σημαντικό ρόλο κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του καρκίνου. Για να εκτιμηθεί εάν η ινσουλίνη /IGF-1 επηρέασε την απόπτωση των κυττάρων MC38

in vitro

, τα κύτταρα καλλιεργήθηκαν με ινσουλίνη και IGF-1 μόνο του ή και τα δύο μαζί για 72 ώρες. Τα κύτταρα συλλέχθηκαν για ανάλυση απόπτωση με Annexin V και χρώση ΡΙ σε κυτταρομετρία ροής. Η δοκιμασία απόπτωσης έδειξαν ότι η ινσουλίνη και IGF-1 μόνο του ή και τα δύο μαζί σε μείωση των συνολικών αποπτωτικών κυττάρων (Σχ 2Α και 2Β). Να προσδιορίσει περαιτέρω το στάδιο της απόπτωσης, το πρώιμο στάδιο και αποπτωτικά κύτταρα προχωρημένο στάδιο μετρήθηκαν πάρα πολύ. Όπως αναμενόταν, όλες οι θεραπείες μειωμένη πρώιμη απόπτωση στάδιο και όψιμο στάδιο απόπτωσης, εκτός του IGF-1 από μόνη της δεν θα μπορούσε να επηρεάσει την απόπτωση προχωρημένο στάδιο (Σχήμα 2Α και 2C). Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν ότι η ινσουλίνη /IGF-1 αναστέλλει καρκινικά κύτταρα κόλου απόπτωση

in vitro

.

κύτταρα MC38 καλλιεργήθηκαν με ινσουλίνη και IGF-1 μόνο του ή και τα δύο μαζί για 72 ώρες. Οι ομάδες ελέγχου υποβλήθηκαν σε αγωγή με PBS. (Α) Τα κύτταρα συλλέχθηκαν για ανάλυση απόπτωση με Annexin V και χρώση ΡΙ σε κυτταρομετρία ροής. Το αρχικό στάδιο (αννεξίνη V + /ΡΙ-) και προχωρημένο στάδιο (αννεξίνη V + /ΡΙ +) αποπτωτικά γεγονότα ήταν περιφραγμένη. Τα δεδομένα που παρουσιάζονται είναι αντιπροσωπευτικά τριών ξεχωριστών πειραμάτων. Ποσοτικοποίηση του συνολικού ποσοστού (Β) και ποσοστό πρώιμο /προχωρημένο στάδιο (Β) των αποπτωτικών κυττάρων μετά τις θεραπείες. * P & lt? 0,05? ** Ρ & lt?. 0,01 έναντι του ελέγχου, η = 3 ανά ομάδα

Η

ινσουλίνη /IGF-1 ενεργοποιεί ERK1 /2 και JNK σηματοδότηση του καρκίνου του παχέος εντέρου κυττάρων

in vitro

Η

Προηγούμενη μελέτη έδειξε ότι η Ras-Raf-ΜΑΡΚ σήματος, η οποία ενεργεί ως κατάντη ινσουλίνη /IGF-1 σηματοδότηση παίζει ένα ρόλο στον πολλαπλασιασμό των διαφόρων καρκίνων [18-20]. Για να προσδιορίσετε αν το σήμα Ras-Raf-ΜΑΡΚ που εμπλέκονται στην ινσουλίνη /IFG-1sinaling μεταγωγή, εντοπίσαμε τις 3 κύριες μεταγενέστερα μόρια (ERK1 /2, JNK και Ρ38) σε Ras-Raf-MAPK μονοπατιού σήμα. κύτταρα MC38 καλλιεργήθηκαν για 72 ώρες με διαφορετικές θεραπείες και συλλέχθηκαν για ανάλυση κηλίδας Western (Σχήμα 3Α). Βρήκαμε ότι η ινσουλίνη, IGF-1 και ινσουλίνη /IGF-1 αύξησε την φωσφορυλίωση των ERK1 /2 και JNK, εκτός Ρ38 (σχήμα 3Β-3ϋ). Περαιτέρω, υπήρχε προσθετικό αποτέλεσμα όταν ινσουλίνης και IGF-1 χρησιμοποιήθηκαν μαζί (σχήμα 3Β και 3C). Έτσι, αυτά τα δεδομένα έδειξαν ότι η ινσουλίνη /IGF-1 ενεργοποιεί ERK1 /2 και JNK σηματοδότηση του καρκίνου του παχέος εντέρου κυττάρων

in vitro

.

κύτταρα MC38 καλλιεργήθηκαν με ινσουλίνη και IGF-1 μόνο του ή και τα δύο μαζί για 72 ώρες και στη συνέχεια συλλέγονται για ανάλυση western αποτύπωση. Οι ομάδες ελέγχου υποβλήθηκαν σε αγωγή με PBS. (Α) Ανάλυση κηλιδώσεως Western της ρ-ERK1 /2, ERK1 /2, π-ΙΝΚ, JNK, ρ-Ρ38 και η έκφραση πρωτεΐνης Ρ38 σε επεξεργασμένα κύτταρα. GAPDH χρησίμευσε ως μάρτυρας φόρτωσης. Οι κηλίδες παρουσιάζονται είναι αντιπροσωπευτικά τριών ξεχωριστών πειραμάτων. Ημι-επιμέτρησης εκφράσεις του (Β) ERK1 /2 και pERK1 /2, (Γ) JNK και ρ-JNK, (D) Ρ38 και πρωτείνες ρ-P38. Fold αλλαγές ομαλοποιήθηκαν με ομάδες ελέγχου. * P & lt? 0,05? ** P & lt? 0,01? *** Ρ & lt?. 0.001 έναντι ελέγχου, η = 3 ανά ομάδα

Η

Αναστολή της ERK1 /2 ή JNK σηματοδότησης καταργεί τις πολλαπλασιαστικές και αντι-αποπτωτικά αποτελέσματα της ινσουλίνης /ΙΟΡ-1

σε vitro

η

επόμενο εκτιμηθεί αν οι επιδράσεις της ινσουλίνης /IGF-1 σήμα ήταν ERK1 /2 και JNK εξαρτάται. κύτταρα MC38 υποβλήθηκαν σε αγωγή με ινσουλίνη /IGF-1 με ή χωρίς 40 μΜ PD98059 ERK1 /2 αναστολέας ή 20 μΜ JNK αναστολέα SP600125 για 24, 48 ή 72 ώρες. Οι ρυθμοί πολλαπλασιασμού μετρήθηκαν με τη χρήση CCK-8 κιτ. Όπως φαίνεται στο Σχ 4Α, την πολλαπλασιαστική επίδραση της ινσουλίνης /ΙΟΡ-1 καταργήθηκε είτε PD98059 ή SP600125. Διαπιστώσαμε επίσης τα αποτελέσματα της /2 αναστολέα ERK1 (Σχήμα 4Β) και αναστολέα JNK (Σχήμα 4C) σε φωσφορυλίωση, απόπτωση και τον πολλαπλασιασμό με στύπωμα western. Η συνδυασμένη ινσουλίνη /IGF-1 αύξησε δραματικά την έκφραση του αντι-αποπτωτική πρωτεΐνη Bcl-2, πολλαπλασιαστική πρωτεΐνη Κυκλίνη D1 και μείωσε την έκφραση των αποπτωτικών πρωτεϊνών Bax και Κασπάσης 3. αγωγή είτε με PD98059 ή SP600125 μπορούσε να αντιστρέψει τις επιδράσεις αυτές. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αναστολή της ERK1 /2 ή JNK σηματοδότησης καταργεί τις πολλαπλασιαστικές και αντι-αποπτωτικά αποτελέσματα της ινσουλίνης /ΙΟΡ-1

in vitro

.

κύτταρα MC38 καλλιεργήθηκαν με ινσουλίνη και IGF- 1 μόνο του ή και τα δύο μαζί για 72 ώρες. ERK1 /2 αναστολέα PD98059 (Β), SP600125 αναστολέα JNK (C) ή το όχημά τους DMSO προστέθηκε στις καλλιέργειες όταν τα κύτταρα MC38 υποβλήθηκαν σε επεξεργασία τόσο με ινσουλίνη και IGF-1. (Α) Τα κύτταρα συλλέχθηκαν για ανάλυση πολλαπλασιασμού με CCK-8 δοκιμασία στις 24, 48 και 72 ώρα. ** P & lt? 0,01? *** Ρ & lt? 0.001 μεταξύ της ενδεικνυόμενης δύο ομάδες, η = 3 ανά ομάδα. (Β και Γ) Western blotting ανάλυση για ρ-ERK1 /2, ERK1 /2, π-ΙΝΚ, JNK, κυκλίνη D1, Bcl2, Βαχ και Caspase3 έκφραση πρωτεΐνης στα επεξεργασμένα MC38 κύτταρα. GAPDH χρησίμευσε ως μάρτυρας φόρτωσης. Οι κηλίδες που εμφανίζονται είναι αντιπροσωπευτικά των τριών ξεχωριστών πειραμάτων.

Η

ενδογενούς ινσουλίνης και IGF-1 είναι αυξημένη σε είδος ποντικού διαβήτη τύπου 2 μοντέλο

Οκτώ εβδομάδων αρσενικό

db /db

ποντίκια χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία μια αυθόρμητη μοντέλο διαβήτη τύπου 2. Ενώ τους

db /+

αδερφάκια χρησιμοποιήθηκαν ως φυσιολογικούς μάρτυρες. Κατά την έναρξη των πειραμάτων, το σωματικό βάρος και η γλυκόζη του αίματος ελέγχθηκαν σε confirme αν η διαβητική μοντέλο ήταν επιτυχείς. Βρήκαμε ότι το

db /db

ποντίκια ήταν παχύσαρκοι σε σύγκριση με τους

db /+

αδερφάκια που πήρε το φυσιολογικό βάρος (Σχήμα 5Α). Η γλυκόζη νηστείας αίματος σε

db /db ποντίκια

ήταν δραματικά αυξημένη (Σχήμα 5Β). Στη συνέχεια καθορίζεται εάν η ινσουλίνη ορού και IGF-1 άλλαξαν σε αυτά τα ποντίκια. Η ινσουλίνη του ορού ήταν αυξημένη σε

db /db ποντίκια

όπως αναμενόταν (Σχήμα 5C). Τι περισσότερο, ο IGF-1 στον ορό σε

db /db

ποντίκια επίσης αυξήθηκε σημαντικά (Σχήμα 5D). Αυτά τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το

db /db

ποντίκια είναι ιδανικά μοντέλα για το διαβήτη τύπου 2 με υψηλό επίπεδο της ινσουλίνης και IGF-1.

Άνδρας

db /db

χρησιμοποιήθηκαν ποντίκια όπως ο τύπος του ποντικιού 2 μοντέλα διαβήτη, ενώ η

db /+

αδερφάκια ως φυσιολογικούς μάρτυρες. Σωματικό βάρος (Α), γλυκόζη του αίματος (Β), ινσουλίνη (C) και IGF-1 (D) προσδιορίστηκαν πριν την ένεση κυττάρων MC38 σε 8

ου εβδομάδες. * P & lt? 0,05? *** P & lt?. 0.001, n = 5 ανά ομάδα

Η

Η ενδογενής ινσουλίνη /IGF-1 επιταχύνει την ανάπτυξη των όγκων του παχέος εντέρου σε είδος ποντίκι 2 μοντέλο διαβήτη

Για να αξιολογηθούν περαιτέρω τα αποτελέσματα της ενδογενούς ινσουλίνης /ΙΟΡ-1 στην ανάπτυξη του όγκου του παχέος εντέρου, τα κύτταρα MC38 εγχύθηκαν υποδορίως στην ανάπτυξη

db /db

ή

db /+ ποντίκια

να κινήσει όγκου. Οι όγκοι των όγκων μετρήθηκαν σε διαφορετικά χρονικά σημεία μετά τον εμβολιασμό, και τα βάρη των όγκων μετρήθηκαν μετά τη θυσία. Βρήκαμε ότι η ανάπτυξη του όγκου ήταν ταχύτερη, και το βάρος του όγκου ήταν βαρύτερο σε

db /db ποντίκια

από

db /+

ποντίκια (Εικ 6Α και 6Β). Στη συνέχεια ανιχνεύεται η φωσφορυλίωση των ERK1 /2 και JNK, κυκλίνη D1, Bcl-2, κασπάσης 3 και Bax στον ιστό του όγκου. Τόσο ρ-ERK1 /2 και εκφράσεις π-JNK ήταν υψηλότερα σε

db /db ποντίκια

(Σχ 6C και 6D). Οι εκφράσεις Κυκλίνης D1 και Bcl-2 αυξήθηκαν, ενώ οι εκφράσεις του Βαχ και κασπάσης 3 μειώθηκαν σε

db /db ποντίκια

, η οποία ήταν σύμφωνη με τις παρατηρήσεις

in vitro

(Σχ 6Ε και 6F). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ενδογενής ινσουλίνη /IGF-1 επιταχύνει την ανάπτυξη του όγκου του παχέος εντέρου σε ένα μοντέλο διαβήτη τύπου 2. ποντίκι.

2 × 10

6 MC38 κύτταρα αιωρούνται σε 0.1 ml PBS εγχύθηκαν υποδορίως σε ο

db /db

και

db /+

ποντίκια για να ξεκινήσει η ανάπτυξη του όγκου

in vivo

. (Α) Το μέγεθος του όγκου μετρήθηκε κάθε 3 ημέρες. * P & lt? 0,05? *** P & lt? 0.001. (Β) Οι όγκοι αποκόπηκαν και σταθμίζονται 3 εβδομάδες μετά την ένεση των κυττάρων. *** P & lt? 0.001. Ένας εκπρόσωπος μάζα του όγκου από κάθε ομάδα παρουσιάστηκε στο ένθετο (γραμμή κλίμακας = 1cm). (C και Ε) κηλίδωση Western ανάλυση του ρ-ERK1 /2, ERK1 /2, π-ΙΝΚ, JNK, κυκλίνη D1, Bcl-2, Βαχ και Caspase3 πρωτεϊνική έκφραση σε όγκους. GAPDH χρησίμευσε ως μάρτυρας φόρτωσης. Οι κηλίδες παρουσιάζονται είναι αντιπροσωπευτικά τριών ξεχωριστών πειραμάτων. (D και F) Ημι-επιμέτρησης για τις εκφράσεις των ERK1 /2 και pERK1 /2, JNK και π-ΙΝΚ, κυκλίνη D1, Bcl-2, Βαχ και Caspase3 πρωτεΐνη. Fold αλλαγές ομαλοποιήθηκαν με ομάδες ελέγχου. * P & lt? 0,05? ** P & lt?. 0,01 έναντι του ελέγχου, n = 3 ανά ομάδα

Η

Αναστολή των ERK1 /2 ή JNK σηματοδότησης καταστέλλει την ανάπτυξη των όγκων του παχέος εντέρου σε μοντέλο διαβήτη τύπου 2 ποντίκι

Σε το τέλος της μελέτης αυτής, να καταλάβω αν η ανάπτυξη των όγκων του παχέος εντέρου σε

db /db

ποντικών ERK1 /2 ή JNK εξαρτάται, χρησιμοποιήσαμε ERK1 /2 ή JNK αναστολέα για τη θεραπεία που φέρει ο όγκος του παχέος εντέρου

db /db

ποντίκια. Βρήκαμε ότι το αποτέλεσμα της /2 ή JNK αναστολέα ERK1 ήταν δοσοεξαρτώμενη και 10 mg /kg PD98059 ή 30 mg /kg SP600125 έδειξε ένα καλύτερο αποτέλεσμα για το φράξιμο οιδηματώδης ERK1 /2 ή JNK σηματοδότησης αντίστοιχα

in vivo

(S1 Σχήμα). Όπως περιμέναμε, PD98059 ή SP600125 έδειξε μια σημαντική καταστολή της ανάπτυξης του όγκου του παχέος εντέρου

in vivo

, η οποία ήταν σύμφωνη με τις βρέθηκαν αποτελέσματα

in vitro

(Σχήμα 7Α). Οι μετρήσεις μάζας του όγκου στο τέλος των πειραμάτων έδειξαν τα παρόμοια αποτελέσματα (Εικόνα 7Β).

2 × 10

6 MC38 κύτταρα αιωρούνται σε 0.1 ml PBS εγχύθηκαν υποδορίως σε ο

db /db

ποντίκια για να ξεκινήσει η ανάπτυξη του όγκου

in vivo

. 10 mg /kg PD98059 ή 30 mg /kg SP600125 χορηγήθηκε ενδοπεριτοναϊκά κάθε 3 ημέρες όταν ο όγκος όγκου έφθασε 100 χιλιοστά

3. 1% DMSO χρησιμοποιήθηκε ως θεραπεία ελέγχου. (Α) Το μέγεθος του όγκου μετρήθηκε κάθε 3 ημέρες. * P & lt? 0,05? *** P & lt? 0.001. (Β) Οι όγκοι αποκόπηκαν και σταθμίζονται 3 εβδομάδες μετά την ένεση των κυττάρων. *** P & lt? 0.001. Ένας εκπρόσωπος μάζα του όγκου από κάθε ομάδα παρουσιάστηκε στο ένθετο (γραμμή κλίμακας = 1cm). (C και Ε) κηλίδωση Western ανάλυση του ρ-ERK1 /2, ERK1 /2, π-ΙΝΚ, JNK, κυκλίνη D1, Bcl-2, Βαχ και Caspase3 πρωτεϊνική έκφραση σε όγκους. GAPDH χρησίμευσε ως μάρτυρας φόρτωσης. Οι κηλίδες παρουσιάζονται είναι αντιπροσωπευτικά τριών ξεχωριστών πειραμάτων. (D και F) Ημι-επιμέτρησης για τις εκφράσεις των ERK1 /2 και pERK1 /2, JNK και π-ΙΝΚ, κυκλίνη D1, Bcl-2, Βαχ και Caspase3 πρωτεΐνη. Fold αλλαγές ομαλοποιήθηκαν με ομάδες ελέγχου. ** P & lt? 0,01? *** P & lt?. 0.001 έναντι ελέγχου, n = 3 ανά ομάδα

Η

Διαπιστώσαμε επίσης τις εκφράσεις των στοχευμένων και κατάντη πρωτεϊνών μετά PD98059 ή θεραπεία SP600125 σε αυτό το μοντέλο (Σχήμα 7C-7F). Όπως περιμέναμε, PD98059 και SP600125 μπλοκάρει συγκεκριμένα ERK1 /2 και JNK, αντίστοιχα

in vivo

(Σχήμα 7C και 7D). Τόσο PD98059 και SP600125 μείωσε την έκφραση της κυκλίνης D1 και Bcl-2, αλλά αύξησε την έκφραση της κασπάσης 3 και Βαχ (Σχ 7Ε και 7F). Αυτά τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν ότι η αναστολή των ERK1 /2 ή JNK σηματοδότησης καταστέλλει την ανάπτυξη των όγκων του παχέος εντέρου σε είδος ποντίκι 2 μοντέλο διαβήτη.

Συζήτηση

Στην παρούσα μελέτη, παρατηρήσαμε ότι η ινσουλίνη και IGF- 1, δρουν ως μιτογόνα του καρκίνου του παχέος εντέρου κυττάρων, ενεργοποιούν το ERK1 /2 και σηματοδότηση της JNK ΜΑΡΚ, με αποτέλεσμα την επιτάχυνση του κυτταρικού κύκλου, την κυτταρική ανάπτυξη και αντι-απόπτωση σε κύτταρα του παχέος εντέρου καρκίνο MC38. Επιπλέον, επιβεβαίωσε αυτά τα ευρήματα

in vivo

με τη δημιουργία ενός μοντέλου μοσχεύματος όγκου του παχέος εντέρου με T2DM.

Ο διαβήτης χαρακτηρίζεται με ελαττώματα στην ομοιόσταση της γλυκόζης και τη λειτουργία της ινσουλίνης. T2DM, η οποία χαρακτηρίζεται από αντίσταση στην ινσουλίνη και τα υψηλά επίπεδα ινσουλίνης, αντιπροσωπεύει 90-95% του σακχαρώδους διαβήτη [23]. Δεκαετίες επιδημιολογικά στοιχεία έδειξαν ότι T2DM συσχετίστηκε με αυξημένο κίνδυνο καρκίνου σε διαφορετικές τοποθεσίες, συμπεριλαμβανομένων παχέος εντέρου, του ήπατος, του παγκρέατος, του μαστού και της ουροδόχου κύστης [24]. προηγούμενη μελέτη μας διαπίστωσε ότι T2DM θα μπορούσε να είναι ένας από τους σημαντικούς παθογόνους παράγοντες κινδύνου για καρκίνο του παχέος εντέρου σε κινέζικα [25]. Ωστόσο, υπήρχαν και ορισμένοι ερευνητές υποστήριξαν ότι οι ενώσεις αυτές θα μπορούσαν να προκληθούν από προκαταλήψεις στη βιβλιογραφία [26, 27]. Μια πρόσφατη ανασκόπηση ομπρέλα που αξιολόγησε τις ενώσεις μεταξύ T2DM και του κινδύνου ανάπτυξης καρκίνου σε 20 τοποθεσίες, έδειξε ότι μόνο παχέος εντέρου, του μαστού, ενδοηπατική χολαγγειοκαρκίνωμα και τον καρκίνο του ενδομητρίου είχαν ισχυρά στοιχεία που να τεκμηριώνουν τον κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου, χωρίς υπαινιγμούς της προκατάληψης [28].

Οι μηχανισμοί της T2DM προωθεί την ανάπτυξη του καρκίνου είναι ακόμη να διερευνηθούν, συμπεριλαμβανομένης της υπερινσουλιναιμίας, το υψηλό επίπεδο του IGF-1 και της υπεργλυκαιμίας σε T2DM [29]. προηγούμενες μελέτες μας έδειξαν ότι η ινσουλίνη γλαργίνη προώθησε την ανάπτυξη του ανθρώπινου καρκίνου του παχέος εντέρου (ΗΟΤ-116 και τα κύτταρα SW480) και του καρκίνου του μαστού (MCF-7 κύτταρα)

in vitro

[30, 31]. Επιπλέον, glargine θεραπεία ινσουλίνης πιστεύεται ότι αυξάνουν τον κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου του παχέος εντέρου [32]. Επιπλέον, υπερινσουλιναιμία οδηγεί επίσης στην αύξηση του επιπέδου των βιοδραστικών IGF-1, το οποίο είναι ένα ισχυρό μιτογόνο που μπορεί να οδηγήσει σε καρκινογένεση [33]. Ωστόσο, μια τυχαιοποιημένη ελεγχόμενη μελέτη δεν υποστηρίζουν την υπόθεση ότι η υπεργλυκαιμία ήταν συνδεδεμένη με αυξημένο κίνδυνο καρκίνου [34]. Ως εκ τούτου, η υπερινσουλιναιμία και το υψηλό επίπεδο του IGF-1 μπορεί να είναι κύριους μηχανισμούς της. Τα αποτελέσματα της μελέτης μας υποστηρίζουν αυτή την υπόθεση. Βρήκαμε ότι ο συνδυασμός της ινσουλίνης και IGF-1 προωθείται σημαντικά την ανάπτυξη και τον κυτταρικό κύκλο των κυττάρων του παχέος εντέρου ποντικού MC38 καρκίνο από μία χρήση της ινσουλίνης ή ΙΟΡ-1

in vitro

. Αυτό το αποτέλεσμα έδειξε επίσης ότι η ινσουλίνη /IGF-1 είχε ένα προσθετικό αποτέλεσμα στον πολλαπλασιασμό κυττάρων MC38.

ΜΑΡΚ μονοπάτια, τα οποία μετατρέπουν εξωκυτταρικά σήματα σε συγκεκριμένες κυτταρικές αποκρίσεις μέσω σειράς γεγονότων φωσφορυλίωσης σηματοδότησης, διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στο παχύ έντερο την ανάπτυξη του καρκίνου και μετάσταση [35]. ERK1 /2, Ρ38 και JNK είναι οι 3 κύριες οικογένειες ΜΑΡΚ βρέθηκε ενεργοποιημένο σε καρκίνο του παχέος εντέρου. Προηγούμενες μελέτες πρότειναν ότι η ERK1 /2 οδό, αλλά όχι την JNK ή η οδός Ρ38, είναι ένα κύριος ρυθμιστής του κυτταρικού πολλαπλασιασμού σε καρκίνο του παχέος εντέρου [36]. Τα άλλα δύο μονοπάτια ΜΑΡΚ, ο Ρ38 και JNK, μεσολαβούν απόπτωση και φλεγμονώδη απόκριση [36]. Ωστόσο, τα αποτελέσματα της JNK ενεργοποίησης μπορεί να είναι διαφορετικές σε ρύθμιση απόπτωσης όταν το κύτταρο που λαμβάνει διαφορετικές διέγερση. Για άμεση, αυξητικούς παράγοντες οδηγούν σε πολλαπλασιασμό και αντι-απόπτωση μέσω μονοπατιού ΙΝΚ, ενώ οι φλεγμονώδεις κυτοκίνες (π.χ. ΤΝΡ-α) να οδηγήσει σε απόπτωση [37]. Έχει γίνει ευρέως αποδεκτό ότι η ινσουλίνη ή IGF-1 προάγει τον πολλαπλασιασμό των διαφόρων μορφών καρκίνου, με την ενεργοποίηση της ΜΑΡΚ signalings [18-20]. παρούσα μελέτη μας έδειξε σαφώς ότι η ινσουλίνη /IGF-1 ενεργοποιείται ERK1 /2 και JNK ΜΑΡΚ, αλλά δεν σηματοδότησης p38 MAPK στον πολλαπλασιασμό των κυττάρων MC38. Η αναστολή της ERK1 /2 ή JNK έδειξαν ότι και οι δύο αυτές signalings ΜΑΡΚ συνέβαλαν σε πολλαπλασιασμό και αντι-απόπτωσης. Ωστόσο, Carlson et al. ανέφερε ότι η ινσουλίνη δεν ενίσχυσε /2, JNK ή P38 φωσφορυλίωση ERK1 στα λιποκύτταρα από ασθενείς T2MD [38]. Ενώ Gogg et al. έδειξε ότι ΜΑΡΚ σηματοδότηση (ERK1 /2) αυξήθηκε αλλά η σηματοδότηση της ινσουλίνης ήταν μειωμένη σε υποδόρια μικροαγγειακά ενδοθηλιακά κύτταρα από ασθενείς T2MD [39]. Οι προαναφερθείσες μελέτες και τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι η ενεργοποίηση και των αποτελεσμάτων της σηματοδότησης ΜΑΡΚ από ινσουλίνη ή IGF-1 σε διάφορες κυτταρικές σειρές μπορεί να είναι διάφορα.

Στη συνέχεια, θέλησε να επιβεβαιώσει την υπόθεσή μας με ένα μοντέλο T2DM ποντίκι

in vivo

. Η έλλειψη αξιόπιστων ζωικά μοντέλα τα οποία μιμούνται την ανθρώπινη T2DM έχει καθυστερήσει τις έρευνες των ειδικών μηχανισμών που εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ T2DM και την ανάπτυξη του καρκίνου. Κατά τη διάρκεια αυτών των δεκαετιών, πολλά μοντέλα T2DM ποντικιού εισήχθησαν σε διαβητικούς μελέτες. Υπάρχουν 2 τύποι μοντέλο ποντικού T2DM: επαγόμενη και αυθόρμητη μοντέλα T2DM [40]. Υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά δίαιτα συν χαμηλή δόση στρεπτοζωτοκίνης είναι συχνά χρησιμοποιούμενη προσέγγιση για την προκαλούμενη T2DM σε ποντίκια. Ωστόσο, μεγάλο χρονικό διάστημα που απαιτείται για την επαγωγή, ασταθή υπερινσουλιναιμία και μεγάλες διακυμάνσεις είναι οι περιορισμοί αυτού του μοντέλου. [41]. Τα ποντίκια knockout του υποδοχέα της λεπτίνης (

db /db ποντίκια

) είναι σχετικά κατάλληλοι για αυθόρμητη μοντέλο T2DM [42]. Στην παρούσα μελέτη, διαπιστώσαμε ότι η γλυκόζη στο αίμα, η ινσουλίνη ορού και IGF-1 ήταν εξαιρετικά υψηλότερα σε

db /db

ποντίκια από

db /+

ποντίκια σε ηλικίας 8 εβδομάδων. Αυτές οι παράμετροι συσχετίστηκαν με τους ασθενείς T2DM. Εκτός αυτού, οι δύο

db /db

ποντίκια και τα κύτταρα καρκίνου του παχέος εντέρου MC38 που χρησιμοποιήσαμε ήταν με C57BL /6 υπόβαθρο, η οποία κατέστησε δυνατό για μας να δημιουργήσει ένα αλλομόσχευμα όγκου MC38 του παχέος εντέρου σε

db /db

ποντίκια. Ως εκ τούτου,

db /db

ποντίκια έγινε το ιδανικό αυθόρμητο μοντέλο T2DM στη μελέτη μας. Kazuya et al.