Αφηρημένο

Τα ανόργανα φωσφορικά άλατα (Pi) απαιτείται από όλους τους ζωντανούς οργανισμούς για την ανάπτυξη των οργάνων, όπως των οστών, των μυών , τον εγκέφαλο, και τους πνεύμονες, που ρυθμίζουν την έκφραση αρκετών κρίσιμων γονιδίων καθώς και μεταγωγής σήματος. Ωστόσο, λίγα είναι γνωστά για τις επιπτώσεις της παρατεταμένης διαιτητική πρόσληψη Pi στην εξέλιξη του καρκίνου του πνεύμονα. Αυτή η μελέτη ερεύνησε τις επιδράσεις μίας δίαιτας υψηλής-φωσφορικό άλας (HPD) σε ένα μοντέλο ποντικού αδενοκαρκινώματος. K-ras

LA1 ποντικοί τράφηκαν με κανονική δίαιτα (0.3% Ρί) ή μία HPD (1% Pi) για 1, 2, ή 4 μήνες. Οι ποντικοί στη συνέχεια θυσιάστηκαν και υποβλήθηκαν σε επαγωγικά συζευγμένου μάζας πλάσματος /οπτική φασματοσκοπία εκπομπής και λέιζερ εκτομής αναλύσεις επαγωγικά συζευγμένου φασματομετρία μάζας πλάσματος, ανάλυση στυπώματος western, ιστοπαθολογικές, ανοσοϊστοχημικές και ανοσοκυτταροχημικές αναλύσεις για να αξιολογηθεί σχηματισμός όγκου και της εξέλιξης (συμπεριλαμβανομένων του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, της αγγειογένεσης, και απόπτωση), αλλαγές στα επίπεδα ιόντων και του μεταβολισμού, αυτοφαγία, επιθηλιακά-to-μεσεγχυματικών μετάβασης και την μετάφραση πρωτεΐνης στους πνεύμονες. Μια HPD επιταχυνόμενη ογκογένεση, όπως αποδεικνύεται από αυξημένους ρυθμούς αδενώματος και αδενοκαρκινώματος, καθώς και το μέγεθος του όγκου. Ωστόσο, μετά από 4 μήνες από την HPD, τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων συνελήφθη, και σημαντικές αυξήσεις των επιπέδων των ηπατικών και ιόν του πνεύμονα και στην παραγωγή ενέργειας μέσω παρατηρήθηκαν ο κύκλος τρικαρβοξυλικού οξέος στο ήπαρ, οι οποίες συνοδεύονται από αυξημένη αυτοφαγία και μειωμένη αγγειογένεση και απόπτωση. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι ένας HPD προωθεί αρχικά αλλά αργότερα αναστέλλει την εξέλιξη του καρκίνου του πνεύμονα, λόγω της μεταβολικής προσαρμογής που οδηγεί σε κύτταρο όγκου ηρεμία. Επιπλέον, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι προσεκτικά οργανωμένη κατανάλωση Pi είναι αποτελεσματικά στην πρόληψη του καρκίνου του πνεύμονα

Παράθεση:. Lee S, Kim J-E, το Χονγκ S-H, Lee Α-Υ, Πάρκο E-J, Seo HW, et al. (2015) Υψηλή ανόργανο φωσφορικό πρόσληψη Προωθεί Ογκογένεση σε πρώιμο στάδιο σε ένα μοντέλο ποντικού του καρκίνου του πνεύμονα. PLoS ONE 10 (8): e0135582. doi: 10.1371 /journal.pone.0135582

Επιμέλεια: Libing Song, η Sun Yat-sen University Κέντρο Καρκίνου, ΚΙΝΑ

Ελήφθη: 16 Φεβρουαρίου 2014? Αποδεκτές: 24 Ιουλ του 2015? Δημοσιεύθηκε: 18 Αυγούστου, 2015

Copyright: © 2015 Lee 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: Μέρος αυτής της δουλειάς υποστηρίζεται από το Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών της Κορέας (NRF), που χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Επιστημών, των ΤΠΕ & amp? Μελλοντικό σχεδιασμό (2012M3A9C4048819). Μ.Η. Cho επίσης χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από το Ινστιτούτο Έρευνας για Κτηνιατρικής Επιστήμης, Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σεούλ. πειράματα LA-IPC-MS πραγματοποιήθηκαν με την υποστήριξη από το Αυστραλιανό Συμβούλιο Έρευνας, Agilent Technologies, και Kenelec Επιστημονική, ως μέρος του προγράμματος Linkage Έργα (LP100200254). 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

Τα ανόργανα φωσφορικά άλατα (Pi) απαιτείται από όλους τους ζωντανούς οργανισμούς για ποικίλες κυτταρικές λειτουργίες -συμπεριλαμβανομένων του μεταβολισμού των ανόργανων και την παραγωγή ενέργειας από φωσφολιπίδια μεμβράνης και νουκλεοτίδια-και ως ένα υπόστρωμα για φωσφορυλιωμένη ενδιάμεσα στην κυτταρική σηματοδότηση [1]. Pi μπορεί να αποκτηθεί παθητικά μέσω της πρόσληψης τροφής ή ενεργά μέσω του κυτταρικού μεταβολισμού. Είναι συχνά χρησιμοποιείται ως πρόσθετο τροφίμων όχι για λόγους υγείας, αλλά για τις λειτουργίες, όπως η διατήρηση χρώμα τροφίμων και τη γεύση, ρυθμιστικούς οξύ, προζύμι, σταθεροποίηση υφή, και παράταση της ζωής στο ράφι. Μια σειρά από προϊόντα διατροφής περιέχουν Pi, συμπεριλαμβανομένων των κάσιους, τα αμύγδαλα, μπέικον, κονσερβοποιημένα ψάρια, γάλα εβαπορέ, επεξεργασμένα τυριά, το μπέικιν πάουντερ, μαγιά αρτοποιίας, αυγά, φακές, και τα ισοτονικά και αναψυκτικά τύπου κόλα ποτών [2]. Ανθρώπινη κατανάλωση Pi αυξάνεται λόγω της διαθεσιμότητας αυτών των τροφίμων? μελέτες δείχνουν ότι η χρήση του Pi σε πρόσθετα τροφίμων έχει αυξηθεί σταθερά, ενώ Pi πρόσληψη έχει αυξηθεί κατά σχεδόν 17% κατά τις τελευταίες δεκαετίες [3].

Οι τελευταίες εκθέσεις δείχνουν ότι η μη φυσιολογική πρόσληψη Pi συσχετίζεται στενά με την εμφάνιση της διαφόρων τύπων καρκίνου [4]. Pi παίζει επίσης έναν κρίσιμο ρόλο στη ρύθμιση των γονιδίων κατά τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου καθώς και στην μεταγωγή σήματος και τον μεταγραφικό έλεγχο in vitro [5]. Επιπλέον, μια δίαιτα υψηλής φωσφορικού (HPD) δείχθηκε να προωθήσει πνεύμονα ογκογένεση μέσω μεταβληθεί Akt σηματοδότηση [6]. Ωστόσο, δεν έχουν υπάρξει μελέτες μέχρι σήμερα αξιολόγηση ομοιοστατική συντήρηση στους πνεύμονες σε σχέση με ένα HPD ή ο ρόλος των Pi στις μεταβολικές προσαρμογή και την πρόοδο του καρκίνου, η οποία περιλαμβάνει αυτοφαγία, απόπτωση, ρύθμισης του επιπέδου ιόντων και τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ) σύνθεση μέσω ο κύκλος τρικαρβοξυλικού οξέος (TCA). Η παρούσα μελέτη ερεύνησε τις επιδράσεις της υψηλή πρόσληψη Pi στην πρόοδο του καρκίνου του πνεύμονα και των υποκείμενων μηχανισμών σε K-ras

LA1 ποντίκια, στα οποία συστατική ενεργοποίηση των K-ras ογκογονιδίου οδηγεί στην ανάπτυξη του αδενοκαρκινώματος του πνεύμονα. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ένα HPD προωθεί αρχικά αλλά αργότερα αναστέλλει την εξέλιξη του καρκίνου του πνεύμονα, ως αποτέλεσμα της μεταβολικής προσαρμογής που οδηγεί σε καρκινικών κυττάρων ησυχίας.

Υλικά και Μέθοδοι

Ζώα και δίαιτα

οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται σε αυτή τη μελέτη είχαν εγκριθεί από τη Φροντίδα και Χρήση Επιτροπής των ζώων στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σεούλ (SNU-120904-3-2). Τα πειράματα διεξήχθησαν σε 5-εβδομάδων αρσενικών K-ras

LA1 ποντίκια ελήφθησαν από το Human Cancer Consortium του Εθνικού Ινστιτούτου Καρκίνου (Frederick, MD, USA). Τα ζώα διατηρήθηκαν σε ένα εργαστήριο εγκατάσταση σε σταθερή θερμοκρασία 23 ° C ± 2 ° C και σχετική υγρασία 50% ± 10% κάτω από ένα κύκλο φωτός /σκότους 12:12 ωρών φωτός. Ένα σύνολο 36 ποντικών αποδόθηκαν τυχαία σε έξι ομάδες των έξι ποντικών η καθεμία? ήμισυ των ποντικών (1, 2, και 4 ομάδες μήνες) τράφηκαν δίαιτα ένα πρότυπο Αμερικανικό Ινστιτούτο Διατροφής (ΑΙΝ) 93-based περιέχει 0.3% Pi (κανονική δίαιτα, ND), ενώ το άλλο μισό (1, 2, και ομάδες 4 μηνών) δόθηκε η ίδια δίαιτα συμπληρωμένη με 1,0% Pi (HPD). Η σύνθεση του τροποποιημένου ΑΙΝ-93g δίαιτα καθαρίστηκε τρωκτικών [7] παρουσιάζεται στον Πίνακα 1. Το βάρος του σώματος, καθώς και το ποσό του σφαιριδίου και του όγκου του νερού που καταναλώνεται, μετρήθηκε μία φορά την εβδομάδα. Μετά από 1, 2, ή 4 μήνες στο δίαιτα, οι ποντικοί αναισθητοποιήθηκαν με 15 mg /kg Zoletil (Laboratories Virbac, Carros, Γαλλία) και 3 mg /kg ξυλαζίνης (Laboratories Calier, Βαρκελώνη, Ισπανία) και διακαρδιακή διάχυση διεξήχθη . Κατά τη διάρκεια της αυτοψίας, ο εγκέφαλος, θύμο, καρδιά, πνεύμονες, ήπαρ, σπλήνα, νεφρό και όρχεις απομακρύνθηκαν. Οι όγκοι σε ολόκληρη την επιφάνεια του πνεύμονα μετρήθηκαν, και οι διάμετροι βλάβης μετρήθηκαν με ψηφιακά παχύμετρα κάτω από ένα μικροσκόπιο, όπως περιγράφηκε προηγουμένως [8].

Η

Η ιστοπαθολογική εξέταση, ανοσοϊστοχημεία, και ανοσοκυτταροχημεία

Tissue δείγματα σταθεροποιήθηκαν σε 10% ρυθμισμένη φορμαλίνη, εγκλείστηκαν σε παραφίνη, και κόπηκε σε πάχος 5 μm, με τα τμήματα συλλέγονται σε φορτισμένη γυάλινες πλάκες (Fisher Scientific, Pittsburgh, ΡΑ, USA). Για ιστοπαθολογική ανάλυση, τομές αποπαραφινώθηκαν σε ξυλόλιο και επανυδατώθηκαν μέσω διαβαθμισμένης σειράς αλκοόλ, στη συνέχεια χρωματίζονται με αιματοξυλίνη και ηωσίνη (Η &? Ε? Sigma-Aldrich, St Louis, ΜΟ, USA). Για ανοσοϊστοχημεία, οι τομές αποπαραφινώθηκαν σε ξυλόλιο και επανυδατώθηκαν μέσω διαβαθμισμένης σειράς αλκοόλης, πλύθηκαν και στη συνέχεια επωάστηκαν σε 3% υπεροξείδιο του υδρογόνου (Applichem, Darmstadt, Γερμανία) για 30 λεπτά για την απόσβεση της ενδογενούς ενεργότητας υπεροξειδάσης, και κατόπιν πλύθηκαν σε ρυθμισμένο με φωσφορικό αλατούχο διάλυμα (PBS) και επωάζονται με 3% αλβουμίνη βόειου ορού σε Τρις- /Tween-ρυθμιστικό αλατούχο διάλυμα για 1 ώρα σε θερμοκρασία δωματίου για να εμποδίσει μη ειδική σύνδεση. Πρωτογενή αντισώματα έναντι του πυρηνικού αντιγόνου πολλαπλασιαζόμενων κυττάρων (PCNA) (PC10? Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA) και κασπάσης-3 (# 9662S? Abcam, Cambridge, MA, USA) εφαρμόστηκαν σε τμήματα σε 1: 200 και 1 : 1000 αραιώσεις, αντίστοιχα, όλη τη νύκτα στους 4 ° C. Την επόμενη ημέρα, οι τομές πλύθηκαν και επωάστηκαν με δευτερεύοντα αντισώματα συζευγμένα με υπεροξειδάση αρμορακίας (1:50) για 1 ώρα σε θερμοκρασία δωματίου. Μετά την πλύση, οι τομές με αιματοξυλίνη Mayer του (DakoCytomation, Carpinteria, CA, USA) και πλύθηκε με ξυλόλιο, και συναρμολογείται χρησιμοποιώντας Permount (Fisher Scientific). Διαφάνειες έχουν δει κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός (Carl Zeiss, Thornwood, NY, USA). Για ανοσοκυτταροχημεία, πυρήνες βάφτηκαν με 1 μg /ml DAPI μετά το κλείδωμα και το πλύσιμο τρεις φορές με PBS. Ένα αντίσωμα έναντι σχετίζεται με τους μικροσωληνίσκους πρωτεΐνη φως 1Α /1Β αλυσίδας (LC) 3 εφαρμόστηκε σε αραίωση 1: 400 όλη την νύκτα στους 4 ° C. Οι τομές ξεπλύθηκαν, επωάστηκαν με φλουορεσκεϊνη δευτερογενές αντίσωμα συζευγμένο με ισοθειοκυανική, και στη συνέχεια τοποθετήθηκαν σε γυάλινα πλακίδια χρησιμοποιώντας Faramount υδατικό μέσο στερέωσης (DakoCytomation). Ένταση χρώσης αξιολογήθηκε μετρώντας τον αριθμό των θετικών κυττάρων σε τυχαία επιλεγμένα πεδία χρησιμοποιώντας Στο Studio έκδοση 3.01 του λογισμικού (Pixera, San Jose, CA, USA).

ανάλυση Western blot

Η συνολική συγκέντρωση της πρωτεΐνης σε ομογενοποιημένα δείγματα πνεύμονα προσδιορίσθηκε χρησιμοποιώντας το αντιδραστήριο Protein Assay Bio-Rad (Bio-Rad, Hercules, CA, USA). Κηλίδωση Western εκτελέστηκε σύμφωνα με μια διαδικασία που περιγράφηκε προηγουμένως [9] με τη χρήση αντισωμάτων κατά των ακόλουθων πρωτεϊνών: ακετυλο συνένζυμο (Co) Α (# 3676), φωσφορυλιωμένο (p) -ακετυλο CoA (# 3661), LC3 (# 2275), autophagy πρωτεΐνη (ATG) 5 (# 2630), φωσφορυλιωμένο (p) -p70 S6 κινάσης

Thr389 (# 9205), 4EBP1 (# 9644S), και ρ-Ακί

Thr308 (# 2965) (όλα από την Cell Signaling Technology, Danvers, ΜΑ, USA)? ηλεκτρικό αφυδρογονάσης συγκρότημα, υπομονάδα Α (SDHA) (ab14715) και του κυτοχρώματος c οξειδάσης υπομονάδα (COX) -IV (ab33985) (και τα δύο από Abcam)? κυτόχρωμα c (Α-8), Rieske (Α-5), Β-κυττάρου λέμφωμα (BCL) -2 (C-2), Bcl-2 σχετίζεται με υποκινητή τον θάνατο (Bad) (C-7), Bcl-2- συνδέονται Χ πρωτεΐνη (Βαχ) (Β-9), eIF4E (Ρ-2), παράγοντα ανάπτυξης ινοβλάστης (FGF) -2 (147), πολλαπλασιαζόμενων κυττάρων πυρηνικό αντιγόνο (PCNA) (PC10), Ν-cadherin, και ακτίνη (Ι -19) (όλα από την Santa Cruz Biotechnology)? και αφυδρογονάση γλυκεραλδεϋδης-3-φωσφορικής (LF-PA0212? AbFrontier, Σεούλ, Κορέα). ζώνες πρωτεΐνης ανιχνεύθηκαν χρησιμοποιώντας το ΣΕΝ-3000 αναλυτή φωταύγειας της εικόνας (Fujifilm, Τόκιο, Ιαπωνία) και ποσοτικά με τη χρήση πολλαπλών έκδοση Gauge 2.02 του λογισμικού (Fujifilm).

qRT-PCR ανάλυση

qRT-PCR ανάλυση πραγματοποιήθηκε με απομόνωση του RNA χρησιμοποιώντας ολικό RNA απομονώθηκε χρησιμοποιώντας το κιτ QuickGene RNA (System Science ζωής της Fujifilm, Tokyo, Japan). Συμπληρωματικό DNA παρήχθη με την SuPrimeScript RT πρόμιγμα (Genet Bio, Cheonan, Κορέα). Οι αντιδράσεις στήθηκαν εις τριπλούν με τον Πρωθυπουργό Q-βασικού μείγματος (Genet Βιο) και τρέχει σε CFX96T Real-time System (Bio-Rad, Hercules, CA, USA). Οι εκφράσεις γονιδίων παρουσιάζονται ως έκφραση σε σχέση προς ακτίνη. Οι αλληλουχίες των εκκινητών που χρησιμοποιήθηκαν για την qPCR ήταν ως εξής ποντικού Ε-καδερίνης, προς τα εμπρός (5′-TCGAGGAAATCTGCATTCATACTC-3 ‘), αντίστροφη (5′-TCTCCGCTGCCATTTCTAAC-3’), ποντικού β-ακτίνης, προς τα εμπρός (5 ‘ – TTTCCAGCCTTCCTTCTTGGGTATG-3 ‘), και αντίστροφη (5′-CACTGTGTTGGCATAGAGGTCTTTAC-3’)

Ανίχνευση ιχνοστοιχείων στον ιστό

εκτομή με λέιζερ επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος φασματομετρία μάζας (LA-ICP-. MS) πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ενός συστήματος εκτομής λέιζερ New Wave Research UP-213 (Kenelec Technologies, New South Wales, Australia) εξοπλισμένο με ένα προσμείξεις νεοδυμίου ύττριο αλουμινίου λέιζερ γρανάτης εκπέμπει έναν παλμό nanosecond λέιζερ στην πέμπτη αρμονική με μήκος κύματος 213 nm . Το λέιζερ συνδέθηκε με ένα 7500ce ICP-MS (Agilent Technologies, Palo Alto, CA, ΗΠΑ) με Tygon σωλήνωση. Λεπτομέρειες σχετικά με τις αναλυτικές μεθόδους που έχουν ήδη δημοσιευθεί [10]. Εν συντομία, η δέσμη λέιζερ σαρώθηκε κατά μήκος της επιφάνειας του δείγματος σε μια ευθεία γραμμή. Τα δεδομένα αποκτήθηκαν με μέγεθος spot λέιζερ 65 μm, laser ταχύτητα σάρωσης των 20 μm s

-1, και ICP-MS χρόνο συνολική ένταξη των 0,325 s. Για ICP-οπτικά φασματομετρία εκπομπής (ICP-OES) στοιχειακή ανάλυση, δείγματα ιστού υποβλήθηκαν σε πέψη σε θειικό οξύ και υπεροξείδιο του υδρογόνου. Όλα τα χημικά αντιδραστήρια ήταν αναλυτικής ποιότητας. Νερό (ειδική αντίσταση 18,2 ΜΩ) ήταν απιονισμένο με ένα σύστημα Milli-Q (Millipore, Bedford, ΜΑ, USA). Νιτρικό οξύ (65% ν /ν) και θειικό οξύ (95% -97% ν /ν) (αμφότερα από Samchun Chemical Co., Σεούλ, Κορέα) χρησιμοποιήθηκαν για την προετοιμασία του δείγματος. Acid πέψη των δειγμάτων ιστών αραιωθεί με νερό Milli-Q χρησιμοποιώντας ένα οξύ συγκέντρωση 0,2% διεξήχθη στους 70 ° C για 24 ώρες ακολουθούμενο από υπεροξείδιο του υδρογόνου (70 ° C) πέψη όλη τη νύχτα. Συγκεντρώσεις του στοιχειακού Mn, Fe, Cu, Zn και ποσοτικοποιήθηκαν με ICP-MS και οι συγκεντρώσεις του στοιχειακού Na, Ca, S, και Ρ μετρήθηκαν με ICP-OES. Οι επιχειρησιακές συνθήκες και για τις δύο διαδικασίες φαίνονται στον Πίνακα 2.

Η

Η στατιστική ανάλυση

Η Φοιτητών

t-test

χρησιμοποιήθηκε για να αξιολογήσει τις διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων (GraphPad Software , San Diego, CA, USA). Οι αστερίσκοι (*) έδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές στη ΝΔ.

Αποτελέσματα

Υψηλή Pi πρόσληψη επιταχύνει την ογκογένεση σε πρώιμο στάδιο σε ένα μοντέλο καρκίνου του πνεύμονα

Για να διερευνηθεί η επίδραση της υψηλής πρόσληψη Pi επί της ανάπτυξης του καρκίνου του πνεύμονα, όγκους στην επιφάνεια του πνεύμονα μετρήθηκαν σε HPD- και ND-τρέφονται ποντίκια (Σχήμα 1Α). Όλα HPD-τρέφονται τα ποντίκια παρουσίασαν προοδευτική αδενοκαρκίνωμα και αδένωμα, όπως παρατηρείται από την H & amp? Χρώση Ε (Σχήμα 1C). Μια υψηλή κατανάλωση Pi προκάλεσε την ανάπτυξη του καρκίνου του πνεύμονα σε περιόδους των 1, 2, και 4 μήνες (Πίνακες 3 και 4). Ο αριθμός και το μέγεθος των οζιδίων του όγκου ήταν υψηλότερες στην HPD από ότι στην ομάδα ND σε 1 και 2 μήνες (Ρ & lt? 0,05), αν και η διαφορά μεταξύ των ομάδων δεν ήταν στατιστικά σημαντική στους 4 μήνες (Σχήμα 1Β). Ο όγκος του όγκου ήταν επίσης μεγαλύτερη σε ποντικούς που καταναλώνουν ένα HPD από σε ποντίκια ND, αλλά μόνο στις ομάδες 2- και 4-μηνών (Σχήμα 1Β). Ένα ιστοπαθολογική εξέταση αποκάλυψε μια περίπου 2-φορές υψηλότερη συχνότητα εμφάνισης αδενοκαρκινώματος και αδενώματος στις 1 και 2 μηνών ομάδες HPD σε σχέση με τους ομολόγους τους της ΝΔ. Ωστόσο, στην 4-μηνών ομάδα HPD, οι συχνότητες αδενοκαρκινώματος και αδενώματος ήταν συγκρίσιμη με εκείνη της ομάδας ND στους 4 μήνες (Πίνακας 4), γεγονός που υποδηλώνει ότι ο ρυθμός σχηματισμού όγκου είχε επιβραδυνθεί σε αυτό το χρονικό σημείο.

Ποντίκια (n = 6 ανά ομάδα) τροφοδοτήθηκαν ένα ND (0,3% Ρί) ή HPD (1% Pi) για 1, 2, ή 4 μήνες. (Α) Το αδενοκαρκίνωμα και αδένωμα στον πνευμονικό ιστό. (Β) Συνολικός αριθμός των όγκων, ο αριθμός των όγκων με διάμετρο & gt? 1.5 mm, και ο όγκος του όγκου σε ND- και HPD που τρέφονται ποντίκια. Τα αποτελέσματα είναι μέση τιμή ± τυπική απόκλιση (SD) από έξι ανεξάρτητες μετρήσεις. μπαρ σφάλματος αντιπροσωπεύουν SD. * P & lt? 0,05? ** P & lt? 0,01? *** P & lt? 0.001. (Γ) Οι όγκοι στους πνεύμονες του ND- και HPD τρέφονται ποντίκια, όπως οπτικοποιείται με Η &? Χρώση Ε. μπαρ κλίμακα:. 100 μm

Η

Η

Αλλαγές στον πνεύμονα τα επίπεδα ιόντων που προκαλείται από ενός HPD

Οι αλλαγές στα επίπεδα των διαφόρων ιόντων προσδιορίστηκαν με ICP-MS , ICP-OES, και LA-ICP-MS. Σε αντίθεση με τα ποντίκια στην ομάδα ND, αισθητά υψηλότερα επίπεδα ιόντων ανιχνεύθηκαν σε HPD που τρέφονται ποντίκια: P, S, Fe, Μη, και Ζη ήταν αυξημένα στο ήπαρ και τους πνεύμονες, και το επίπεδο Ca ήταν επίσης υψηλότερος στους πνεύμονες στους 4 μήνα (Πίνακας 5 και Σχήμα 2). Οι διαφορές στα επίπεδα των πνευμόνων ιόντων μεταξύ των ομάδων της ΝΔ και HPD ανιχνεύθηκαν επίσης σε 1 και 2 μήνες, ωστόσο, πιο ζωντανά διαφορά υπήρχε μεταξύ της ομάδας της ΝΔ και HPD σε 4 μήνες. Τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι η υψηλή πρόσληψη του Pi για παρατεταμένο χρονικό διάστημα όχι μόνο μεταβάλλει P ομοιόσταση, αλλά και τα επίπεδα των άλλων ιόντων.

LA-ICP-MS αναλύσεις αντιπροσωπεύουν μέσες τιμές από τρεις δοκιμές του διαλύματος ICP-MS /δεδομένων ICP-OES (n = 6 ανά ομάδα). Η κάθετη γραμμή στο διαβαθμισμένο χρώμα από μπλε σε κόκκινο αντιπροσωπεύει το επίπεδο ιόντων από χαμηλό σε υψηλό, αντίστοιχα.

Η

Pi επάγει την παραγωγή ενέργειας μέσω του κύκλου TCA στο ήπαρ

για να διερευνηθούν οι επιδράσεις ενός HPD επί του κυτταρικού μεταβολισμού, τα επίπεδα ολικής και ρ-ακετυλο CoA, και σύμπλοκα II, III, και IV αξιολογήθηκαν με κηλίδωση Western. Μια προς τα κάτω ρύθμιση της έκφρασης της ρ-ακετυλ CoA στο ήπαρ παρατηρήθηκε στην ομάδα σε σχέση HPD με τους ποντικούς ελέγχου στους 4 μήνες, ενώ ακετυλο CoA έκφραση ήταν σχεδόν απούσα (Σχήμα 3). Αντιστρόφως, τα επίπεδα των συμπλοκών II, III, και IV ρυθμίζεται προς τα πάνω σε 1, 2, και 4 μήνες στην ομάδα HPD σε σύγκριση με εκείνες στην ομάδα ND στο ήπαρ. Επιπλέον, το επίπεδο του συμπλόκου Fe-S Rieske αυξήθηκε στην ομάδα του HPD σχέση με την ομάδα ND. Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η υψηλή πρόσληψη Pi προκαλεί απορύθμιση του κυτταρικού μεταβολισμού, που οδηγεί σε μεγαλύτερη παραγωγή ΑΤΡ.

Protein έκφραση του ρ-ακετυλο CoA, ακετυλο CoA, SDHA (σύμπλεγμα II), το κυτόχρωμα c (σύμπλοκο III), COX IV (σύμπλοκο IV), και Rieske (Fe-S σύμπλεγμα) σε σχέση με αφυδρογονάση 3-φωσφορικής αφυδρογονάσης (GAPDH) σε ομογενοποιήματα ιστού ήπατος του K-ras

LA1 ποντίκια που τρέφονταν μια ND ή HPD για 1, 2, ή 4 μήνες (η = 6 ανά ομάδα), όπως προσδιορίζεται με κηλίδωση Western και ποσοτικοποιείται με πυκνομετρία. Τα αποτελέσματα είναι μέση τιμή ± SD. μπαρ σφάλματος αντιπροσωπεύουν SD. * P & lt? 0,05? ** P & lt? 0.01.

Η

Μια HPD αυξάνει την αυτοφαγία και επιθηλιακών-to-μεσεγχυματικά μετάβαση στους πνεύμονες

Τα προηγούμενα αποτελέσματα έδειξαν ότι η κατανάλωση υψηλής Pi προωθεί αρχικά αλλά αργότερα αναστέλλει ογκογένεση. Για να εκτιμηθεί εάν οι αλλαγές συμφωνούν με καταστολή όγκου να προκύψει ως αποτέλεσμα της παρατεταμένης υψηλής κατανάλωσης Pi, εξετάστηκαν δείκτες για αυτοφαγία και επιθηλιακών-to-μεσεγχυματικά μετάβαση (ΕΜΤ). Η έκφραση των δεικτών autophagosomal LC3 και ATG5 αυξήθηκε στους πνεύμονες του HPD τρέφονται ποντίκια σε σύγκριση με ND-τρέφονται ποντίκια σε 4 μήνες, όπως ανιχνεύεται με κηλίδωση Western (Σχήμα 4Α). Σε δείγματα πνευμονικού ιστού, περιστασιακή σήματα LC3 παρατηρήθηκαν στους 1- και 2-μήνες ομάδες HPD με ανοσοκυτταροχημεία (τα δεδομένα δεν παρουσιάζονται), ενώ σε 4 μήνες, το σήμα φθορισμού ήταν σημαντικά υψηλότερη στην HPD από ότι στην ομάδα ND (Εικόνα 4Β ). Επιπλέον, η έκφραση του δείκτη ΕΜΤ Ν-καδερίνης ήταν υψηλότερη στην HPD συγκριτικά με τις ομάδες ND, αν και η διαφορά μεταξύ των δύο διατροφικές συνθήκες ήταν μεγαλύτερος κατά 4 μήνες (σχήμα 4Γ). Στην ανάλυση qRT-PCR, η έκφραση των επιθηλιακών δείκτη Ε-καδερίνης ήταν χαμηλότερη στην HPD συγκριτικά με τις ομάδες ND (Εικ 4D). Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι εξέλιξης του όγκου καταστέλλεται από την υψηλή κατανάλωση Pi σε μεταγενέστερα στάδια οφείλεται στην ενεργοποίηση του αυτοφαγία και EMT.

(Α) Protein έκφραση των δεικτών αυτοφαγία LC3 και ATG5 σε ομογενοποιήματα πνευμονικό ιστό, όπως καθορίζεται από τη δυτική κηλίδωση, χρησιμοποιώντας ακτίνη ως έλεγχο φόρτισης. έκφρασης (Β) LC3 (πράσινο) σε τομές ιστών των πνευμόνων αξιολογήθηκε με ανοσοκυτταροχημεία. Η υψηλότερη ανοσοαντιδραστικότητα παρατηρήθηκε στην 4-μηνών HPD ομάδα σε σχέση με την ομάδα ελέγχου αντίστοιχα (ND). μπαρ κλίμακας: 10 μm. (Γ) Η πρωτεϊνική έκφραση του δείκτη ΕΜΤ Ν-καδερίνης σε ομογενοποιήματα ιστού πνεύμονα του K-ras

LA1 ποντίκια που τρέφονταν μια ND ή HPD για 1, 2, ή 4 μήνες (η = 6 ανά ομάδα), όπως προσδιορίζεται με τη δυτική κηλίδωση, χρησιμοποιώντας ακτίνη ως έλεγχο φόρτισης. Τα αποτελέσματα είναι μέση τιμή ± τυπική απόκλιση SD. μπαρ σφάλματος αντιπροσωπεύουν SD. * P & lt? 0,05? ** P & lt? 0,01? *** P & lt? 0.001. (Δ) Ανάλυση qRT-PCR των επιθηλιακών δεικτών, Ε-καδερίνης. Τα αποτελέσματα είναι μέση τιμή ± τυπική απόκλιση SD. μπαρ σφάλματος αντιπροσωπεύουν SD. * P & lt? 0,05? *** P & lt? 0.001.

Η

κατανάλωσης HPD αυξάνει την πρωτεϊνική μετάφραση στα πρώιμα στάδια της ανάπτυξης του όγκου

Το μονοπάτι του mTOR ρυθμίζει τη μετάφραση της πρωτεΐνης μέσω ευκαρυωτικό παράγοντα αναστολής 4Ε δεσμευτική πρωτεΐνη 1 (eIF4E-BP1) φωσφορυλίωση και η 70-kDa κινάσης ριβοσωμικής πρωτεΐνης S6 (p70S6K), επηρεάζοντας έτσι τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων του όγκου. Μια σημαντική αύξηση στην έκφραση eIF4E και p70S6K παρατηρήθηκε σε δείγματα από τις 1- και 2-μήνες HPD ομάδες σε σχέση με την ομάδα ελέγχου (Σχήμα 5). Σε αντίθεση, τα επίπεδα και των δύο πρωτεϊνών μειώθηκαν κατά 4 μήνες στην ομάδα HPD σε σύγκριση με την ομάδα ND. Αυτά τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι η μετάφραση πρωτεΐνης παροδικά διεγείρεται από Pi κατά τα πρώτα στάδια της ανάπτυξης του όγκου.

Η έκφραση των μεταφραστικών σχετίζονται πρωτεΐνες p70S6K, eIF4E, ρ-4Ε-BP-1/2, και 4ε- ΒΡ-1/2 σε πνεύμονα ομογενοποίησης ιστών του K-ras

LA1 ποντίκια που τρέφονταν μια ND ή HPD για 1, 2, ή 4 μηνών με προσδιορίστηκε με κηλίδωση Western και ποσοτικοποιείται με πυκνομετρία (n = 6 ανά ομάδα) σε σχέση με το επίπεδο έκφρασης ακτίνης. Τα αποτελέσματα είναι μέση τιμή ± τυπική απόκλιση SD. μπαρ σφάλματος αντιπροσωπεύουν SD. * P & lt? 0,05? ** P & lt? 0,01? *** P & lt? 0.001.

Η

Μια HPD διεγείρει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και την αγγειογένεση σε πρώιμα στάδια της ανάπτυξης του όγκου

Η επίδραση της Pi επί της προόδου όγκου διερευνήθηκε επίσης με αξιολόγηση πολλαπλασιασμού των κυττάρων και την αγγειογένεση σε K-ras

ποντίκια LA1. Τα επίπεδα έκφρασης του PCNA και FGF-2-δείκτες του πολλαπλασιασμού και της αγγειογένεσης, αντίστοιχα-στους πνεύμονες των ποντικών στις 1- και 2-μήνες ομάδες HPD αυξήθηκαν σε σύγκριση με εκείνες στις αντίστοιχες ομάδες ND, όπως προσδιορίζεται με κηλίδωση Western (Σχήμα 6Α). Αντίθετα, σημαντική μείωση σε αυτές τις πρωτεΐνες παρατηρήθηκε στο 4-μηνών ομάδα HPD. Τα αποτελέσματα αυτά επιβεβαιώθηκαν επίσης με ανοσοϊστοχημεία, η οποία αποκάλυψε μεγαλύτερη ανοσοαντιδραστικότητα PCNA στα δείγματα από 1- και 2-μήνες ομάδες HPD σε σχέση με εκείνες από την 4-μηνών ομάδα HPD (Σχήμα 6Β). Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο πολλαπλασιασμός των καρκινικών κυττάρων και την αγγειογένεση επιταχύνθηκαν από Pi σε πρώιμα στάδια, αλλά ότι οι επιπτώσεις αυτές καταργήθηκαν με την παρατεταμένη κατανάλωση Pi.

Ο πολλαπλασιασμός και η αγγειογένεση αξιολογήθηκαν στους πνεύμονες του K-ras

LA1 ποντίκια στα οποία χορηγήθηκε ένα ND ή HPD για 1, 2, ή 4 μήνες (η = 6 ανά ομάδα). (Α) Η έκφραση πρωτεϊνών που σχετίζονται με τον πολλαπλασιασμό (PCNA) και αγγειογένεση (FGF-2) σε ομογενοποιήματα πνευμονικό ιστό αξιολογήθηκε με κηλίδωση Western, χρησιμοποιώντας ακτίνη ως έλεγχο φόρτισης. (Β) κύτταρα που εκφράζουν PCNA-στην περιοχή του όγκου (άνω δεξιά γωνία του κάθε πάνελ) έγιναν ορατά με ανοσοϊστοχημεία. μπαρ κλίμακας: 20 μm. Τα αποτελέσματα είναι μέση τιμή ± τυπική απόκλιση SD. μπαρ σφάλματος αντιπροσωπεύουν SD. * P & lt? 0,05? ** P & lt? 0.01.

Η

Pi μειώνει μιτοχόνδρια-απόπτωση στα πνευμόνια

Η αποφυγή της απόπτωσης είναι ένας παράγοντας που συμβάλλει στην καρκινογένεση, την εξέλιξη του καρκίνου, καθώς και η απόκτηση της αντίστασης στη θεραπεία. Για να διερευνηθεί αν η κατανάλωση Pi επηρεάζει μιτοχόνδρια απόπτωση που διαμεσολαβείται, τα επίπεδα έκφρασης των Bad, Bax και πρωτεΐνες κυτόχρωμα c στον πνεύμονα αξιολογήθηκαν με κηλίδωση Western. Και οι τρεις πρωτεΐνες μειωτικά στις HPD τρεφόμενα ποντίκια σε όλα τα χρονικά σημεία (Εικόνα 7Α). Επιπλέον, κασπάσης-3 δραστηριότητας στην περιοχή του όγκου μειώθηκε επίσης κατά 1, 2, και 4 μήνες στην ομάδα HPD σε σύγκριση με την ομάδα ND (Σχήμα 7Β). Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι ένα HPD μπορεί να μειώσει μιτοχόνδρια απόπτωση που διαμεσολαβείται στους πνεύμονες του K-ras

LA1 ποντίκια.

Η απόπτωση στους πνεύμονες αναλύθηκε σε K-ras

LA1 ποντίκια που τρέφονταν μια ND ή HPD για 1, 2, ή 4 μήνες (η = 6 ανά ομάδα). (Α) Η έκφραση των μιτοχονδριακών πρωτεϊνών απόπτωση που σχετίζονται με Bad, Bax, και κυτόχρωμα c εκτιμήθηκε με κηλίδωση Western ομογενοποιημάτων ιστού των πνευμόνων, με την ακτίνη χρησιμοποιήθηκε ως έλεγχος φόρτωσης. (Β) Ανοσοϊστοχημική ανάλυση της κασπάσης-3 έκφραση στην περιοχή του όγκου. μπαρ κλίμακας: 20 μm. Τα αποτελέσματα είναι μέση τιμή ± τυπική απόκλιση SD. μπαρ σφάλματος αντιπροσωπεύουν SD. * P & lt? 0,05? ** P & lt? 0.01.

Η

Συζήτηση και Συμπεράσματα

Νεοπλασματική εξέλιξη περιλαμβάνει μια διαταραχή της ομοιοστατική έλεγχο του πολλαπλασιασμού των κυττάρων, κυτταρικό θάνατο, και την επιδιόρθωση του DNA που προκύπτουν από ενδογενείς παράγοντες ή έκθεση σε εξωγενή καρκινογόνες χημικές ουσίες [ ,,,0],11]. Pi δρα ως παγκόσμιος μόριο σηματοδότησης που ρυθμίζει την έκφραση γονιδίων σε μύκητες, βακτήρια και φυτά, καθώς και διαφόρων τύπων κυττάρων σε ζώα [12] σε διεργασίες όπως ορυκτό ή ενδιάμεσο μεταβολισμό και τη μεταφορά της ενέργειας. Επιπλέον, Pi είναι ένα βασικό συστατικό των φωσφολιπιδίων και νουκλεοτίδια, και απαιτείται για την φωσφορυλίωση πρωτεϊνών [13]

Αναστολή της Na-εξαρτώμενη φωσφορικού συν-μεταφορέα 2b κατέστειλε την ανάπτυξη του καρκίνου του πνεύμονα.? η πρωτεΐνη βρέθηκε επίσης ότι εκφράζεται υψηλά σε στάδια Ι και ΙΙΙ δείγματα ανθρώπινου καρκίνου του πνεύμονα ιστό [14]. Σε ένα μοντέλο ποντικού καρκίνου του πνεύμονα, η υψηλή πρόσληψη Pi έχει συνδεθεί με την αυξημένη καπάκι εξαρτώμενη μετάφραση καθώς και ογκογένεση μέσω της οδού σηματοδότησης Akt στον εγκέφαλο, πνεύμονα και ήπαρ [6,15-17]. Ωστόσο, οι επιπτώσεις της παρατεταμένης υψηλής κατανάλωσης Pi για πνευμονική εξέλιξης του καρκίνου δεν έχουν αναφερθεί στο παρελθόν? Αυτό ερευνήθηκε στη παρούσα μελέτη σε Κ-ras

LA1 ποντίκια που τρέφονταν μια HPD σε περίοδο 1, 2, ή 4 μήνες.

Τα ποντίκια που καταναλώνεται μια τροποποιημένη εκδοχή της δίαιτας ΑΙΝ-93, το οποίο στερείται Ca και Ρ Η σύνθεση των σφαιριδίων ήταν τροποποιημένο με βάση την δίαιτα ΑΙΝ-93g αντικαθιστώντας τα ελλείποντα στοιχεία (για παράδειγμα, με την προσθήκη φωσφορικού νατρίου για Ρ) για την κάλυψη ND (0,5% Ca, 0,3% Ρ) και HPD (0,5% Ca, 1% Ρ) συνθήκες. Η καθημερινή κατανάλωση Pi αυξήθηκε ενώ ημερήσια πρόσληψη τροφής ήταν αμετάβλητη (Πίνακας 3). Επιπλέον, δεν υπήρχε διαφορά στο σωματικό βάρος μεταξύ ΝΔ και ομάδων HPD (S1 Σχήμα). Παρ ‘όλα αυτά, σημειώνονται αλλαγές στα επίπεδα των διαφόρων ιόντων, συμπεριλαμβανομένων Ρ, παρατηρήθηκαν στην 4-μηνών ομάδα HPD, σε σχέση με την ομάδα ND (Πίνακας 5).

Το ήπαρ είναι ένα σημαντικό όργανο για την πέψη, καθώς και όπως ξενοβιοτικών μεταβολισμό. Αίμα που εξέρχεται από το στομάχι και τα έντερα διέρχεται μέσω του ήπατος, η οποία διασπά τα θρεπτικά συστατικά [18]. Δεδομένου ότι αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει μεταβολές στα επίπεδα ιόντων, ποσοτική ανάλυση διεξήχθη για να αξιολογηθούν οι αλλαγές στις συγκεντρώσεις των διαφόρων ιόντων σε ποντίκια στα οποία χορηγήθηκε μια HPD. Μια ανάλυση του συμπλόκου Fe-S Rieske με LA-ICP-MS αποκάλυψε υψηλότερα επίπεδα Fe και S στο συκώτι των HPD τρέφονται τα ποντίκια από τα ποντίκια ελέγχου που ήταν πιθανό λόγω της αυξημένης κυτταρικό μεταβολισμό. Το επίπεδο P ήταν επίσης αυξημένη σε όλες τις ομάδες HPD. Μια υψηλότερη πρόσληψη ιόντος μετάλλου αυξάνει τον κίνδυνο καρκίνου διεγείροντας τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων ή αναστολή καταστολείς όγκου όπως ρ53. Για παράδειγμα, κυτταροπλασματικά Ca

2+ δρα ως μιτογόνο [19]. εμφάνισης του καρκίνου έχει επίσης συνδεθεί με αυξημένη πρόσληψη και μειωμένη εκροή του Fe [20]. Επιπλέον, ένα υψηλό Fe

3+ επίπεδο ενεργοποιεί Fe

3 + εξαρτώμενη πρωτεΐνες που ενισχύουν τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων [21]. Τα μακροφάγα στο μικροπεριβάλλον του όγκου μπορεί να επιταχύνει την ανάπτυξη του όγκου εν μέρει από την παροχή καρκινικά κύτταρα με Fe [22], ενώ αυξημένα Fe

3+ επίπεδα μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου. Υψηλή Ζη

2+ επίπεδα μπορεί να προκαλέσει την απώλεια του μιτοχονδριακού δυναμικού και έχει ως αποτέλεσμα την υποβάθμιση του Bcl-2 [23]? Zn

2 + διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην ρύθμιση προς τα κάτω γονίδια σχετίζονται με την απόπτωση, όπως

Bax

,

Bcl-2

, και

survivin

, η οποία οδηγεί σε καρκινογένεση [ ,,,0],24]. Βλάβη στην Bcl-2 είναι ένας αιτιώδης παράγοντας σε διάφορους καρκίνους, συμπεριλαμβανομένου του μελανώματος, του μαστού, του πνεύμονα, και καρκίνων του προστάτη, και χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία [25]. Αυτά τα ευρήματα μαζί με τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης δείχνουν ότι η υψηλή κατανάλωση Pi διάρκεια ενός μακροπρόθεσμου μεταβάλλει τα επίπεδα των ειδικών μεταλλικών ιόντων και μπορεί να προκαλέσει ογκογένεση. Πρόσθετες εργασίες είναι σε εξέλιξη για να προσδιοριστεί ο ακριβής ρόλος αυτών των ιόντων στην ανάπτυξη και εξέλιξη του καρκίνου.

Ο κύκλος TCA είναι μια ενέργεια που παράγουν μεταβολικό μονοπάτι που ξεκινά με τη μεταβίβαση μιας ομάδας ακετυλο δύο εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από ακετυλ- CoA προς οξαλοξικό [26]. Συγκροτήματα I-IV παίζουν σημαντικούς ρόλους στην κυτταρική αναπνοή και ΑΤΡ παραγωγή [27]. Βρήκαμε ότι το βασικό μεταβολικό ρυθμό ήταν υψηλότερη στην HPD από ότι στην ομάδα ND, γεγονός που υποδηλώνει ότι Pi ενεργοποιηθεί ο κύκλος TCA στο ήπαρ μέσω της ταχείας κατανάλωσης ακετυλο-CoA. Πράγματι, ένας HPD επήγαγε την προς τα πάνω ρύθμιση των πρωτεϊνών αλυσίδας που σχετίζεται μεταφοράς ηλεκτρονίων όπως SDHA, κυτόχρωμα c, COX-IV, και Rieske (Σχήμα 3). Οι περισσότερες πρωτογενείς και μεταστατικούς καρκίνους που χαρακτηρίζονται από αυξημένη γλυκόλυση, η οποία οδηγεί σε αυξημένη κατανάλωση γλυκόζης [28]. Τα ενδιάμεσα γλυκόλυση χρησιμοποιούνται για τη βιοσύνθεση από τα καρκινικά κύτταρα, τα οποία ως εκ τούτου απαιτούν περισσότερο ΑΤΡ από μη διαιρούμενα κύτταρα [29]? τα καρκινικά κύτταρα μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν αερόβια γλυκόλυση να μεταβολίζουν τη γλυκόζη, ένα φαινόμενο γνωστό ως αποτέλεσμα Warburg [28]. Μια πρόσφατη μελέτη ανέφερε ότι η ενδοπλασματικό δίκτυο ένζυμο ectonucleoside τριφωσφορική diphosphohydrolase 5 διεγείρει κατανάλωση ΑΤΡ και ευνοεί αερόβια γλυκόλυση, προωθώντας έτσι την επιβίωση των καρκινικών κυττάρων [30]. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης δείχνουν ότι η υψηλή Pi πυροδοτεί τον κυτταρικό μεταβολισμό και οδηγεί σε μεγαλύτερη παραγωγή ATP.

ενεργοποίηση Autophagy παρατηρείται στο πλαίσιο τόσο της πείνας και συνθήκες υποξίας στο μικροπεριβάλλον του όγκου [31]. Autophagy προάγει επιβίωση κυττάρου υπό παροδικές θρεπτικό ασιτία και την απόσυρση αυξητικού παράγοντα [32] σε απόκριση σε χαμηλή πρόσληψη γλυκόζης και γλυκόλυση, η οποία οδηγεί σε μείωση του ποσοστού της πρωτεΐνης μετάφραση [33]. Υπό υποξικές συνθήκες, τα καρκινικά κύτταρα εμφανίζουν αλλοιωμένη μεταβολικά χαρακτηριστικά, όπως ένα προς τα πάνω ρύθμιση της γλυκόλυσης και οξειδωτική αντίδραση στο στρες. Συνεχής βιοσύνθεση γαλακτικού από γλυκόζη υπό αερόβιες συνθήκες αντιπροσωπεύει μια προσαρμογή σε σποραδικές υποξικές συνθήκες σε προκαρκινικές αλλοιώσεις και προωθεί καρκινικών κυττάρων ληθάργου [34], στην οποία τα κύτταρα στο εσωτερικό του όγκου εισέρχονται σε κατάσταση ηρεμίας προκαλούνται από τη χαμηλή θρεπτική ουσία διαθεσιμότητα και υποξία. Αυτοφαγικά δραστικότητα, όπως αποδεικνύεται από την έκφραση LC3-ΙΙ, επάγεται ως προσαρμοστικής απόκρισης [35], ενώ η έκφραση ειδικών πρωτεϊνών EMT συσχετίζεται με την επιθετικότητα του όγκου [36]. Στην παρούσα μελέτη, υποτέθηκε ότι οι όγκοι προσαρμόζονται στα υψηλά επίπεδα του Ρί που παρέτεινε την κατάσταση του μεταβολισμού χαμηλής ενέργειας, με αποτέλεσμα αδράνειας των καρκινικών κυττάρων σε ποντικούς στην 4-μηνών ομάδα HPD. Κατά τη διάρκεια του μεταβολισμού προσαρμογή σε υψηλή συγκέντρωση Pi, τα καρκινικά κύτταρα μπορούν επίσης να αναπτύξουν αντοχή φαρμάκου και να γίνει πιο επιθετική [37]. Εδώ, παρατηρήθηκε ότι η έκφραση των δεικτών autophagy LC3-ΙΙ και ATG5 καθώς και εκείνη του δείκτη ΕΜΤ Ν-καδερίνης ανυψώθηκε στους πνεύμονες ποντικών στην 4-μηνών ομάδα HPD (Σχήμα 4C)? Το εύρημα αυτό είναι σύμφωνο με τις πρόσφατες μελέτες που έχουν δείξει ότι η ενεργοποίηση αυτοφαγία συσχετίζεται με την προσαρμογή του όγκου και μια επακόλουθη αύξηση της επιθετικότητας του καρκίνου [38].

Μια άλλη πρόσφατη μελέτη διαπίστωσε ότι η mTOR-Akt μονοπατιού ήταν ενεργοποιείται σε περίπου 90% του μη-μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα κύτταρα, τα οποία έχουν ανατεθεί επιβίωση και την αντίσταση στη θεραπεία [39]. Η ριβοσωμική πρωτεΐνη p70S6K ρυθμίζει την μετάφραση πρωτεΐνης μέσω της οδού mTOR, και αδρανοποίηση του καταστέλλει την κυτταρική ανάπτυξη [40]. Επιπλέον, η μετάφραση και η φωσφορυλίωση του 4Ε-BP1, η οποία εκφράζεται σε μια ποικιλία κακοηθειών, συνδέεται στενά με την εξέλιξη του όγκου. Μετάφραση μύηση αναστέλλεται από την πρόσδεση του 4Ε-ΒΡ1 και eIF4E, που οδηγεί στην πρόσληψη του συμπλόκου μετάφρασης mRNA [41]. Το συγκρότημα του συμπλέγματος eIF4F ολοκληρώνεται με την απελευθέρωση υπερφωσφορυλιωμένης 4Ε-BP1 από eIF4E, το οποίο επιτρέπει τη μετάφραση να προχωρήσει [42]. Μετάφραση έναρξης είναι το περιοριστικό του ρυθμού στάδιο της πρωτεϊνοσύνθεσης, και ταχύτητας μετάφρασης καθορίζεται από eIF4E επίπεδα πρωτεΐνης [43]. Στην παρούσα μελέτη, pP70S6K και eIF4E ήταν εντόνως εκφρασμένο στους πνεύμονες των ποντικών στις 1- και 2-μήνες ομάδες HPD, υποδηλώνοντας ότι ο κύκλος εργασιών πρωτεΐνη και την εξέλιξη του όγκου σε αυτά τα ποντίκια ήταν υψηλότερα από ότι σε ποντικούς που καταναλώνουν υψηλή Pi σε μεγαλύτερο χρονικό διάστημα