Αφηρημένο

Ιστορικό

Η νικοτίνη είναι η κύρια εθιστική συστατικό του καπνού. Παρά το γεγονός ότι η νικοτίνη είναι γενικά πιστεύεται ότι έχουν περιορισμένη ικανότητα να κινήσει τον καρκίνο, αυτό μπορεί να διεγείρει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και την αγγειογένεση σε μία ποικιλία συστημάτων. Αυτές οι ιδιότητες μπορεί να επιτρέψει τη νικοτίνη για να διευκολύνει την ανάπτυξη των όγκων που έχουν ήδη αρχίσει. Εδώ μπορούμε να δείξουμε ότι η νικοτίνη προάγει σημαντικά την εξέλιξη και τη μετάσταση των όγκων σε μοντέλα ποντικών με καρκίνο του πνεύμονα. Αυτό το αποτέλεσμα παρατηρήθηκε όταν η νικοτίνη χορηγήθηκε μέσω ενδοπεριτοναϊκές ενέσεις, ή μέσω over-the-counter διαδερμικά έμπλαστρα.

Μέθοδοι και Εκτίμηση

Στην παρούσα μελέτη, Γραμμή1 κύτταρα αδενοκαρκινώματος ποντικού εμφυτεύθηκαν υποδορίως σε συγγενή /c ποντίκια BALB. Η νικοτίνη χορήγηση είτε με ενδοπεριτοναϊκή (ί.ρ.) ένεση ή διαδερμικά επιθέματα προκάλεσε μια αξιοσημείωτη αύξηση του μεγέθους των εμφυτευμένων όγκων Γραμμή1. Μόλις οι όγκοι αφαιρέθηκαν χειρουργικά, τα ποντίκια έλαβαν νικοτίνη είχε ένα σαφώς υψηλότερο υποτροπή του όγκου (59,7%) σε σύγκριση με τους ποντικούς που έλαβαν φορέα (19,5%). Η νικοτίνη αύξησε επίσης τη μετάσταση των όγκων ραχιαία εμφυτεύονται Γραμμή1 στους πνεύμονες κατά 9 πτυχώσεις. Αυτές οι μελέτες επί μεταμοσχευμένων όγκων επεκτάθηκαν σε ένα μοντέλο ποντικού, όπου οι όγκοι που προκαλούνται από την καρκινογόνο καπνό, ΝΝΚ. όγκων του πνεύμονα ξεκίνησαν το Α /J ποντίκια με ε.π. ένεση ΝΝΚ? χορήγηση 1 mg /kg νικοτίνης τρεις φορές την εβδομάδα οδήγησε σε αύξηση του μεγέθους και του αριθμού των όγκων που σχηματίζονται στους πνεύμονες. Επιπλέον, η νικοτίνη μείωσε σημαντικά την έκφραση των επιθηλιακών δεικτών, Ε-καδερίνης και β-κατενίνης, καθώς και την σφιχτή πρωτεΐνη διασταύρωση ΖΟ-1? Οι όγκοι αυτοί παρουσίασαν επίσης αυξημένη έκφραση του α

7 nAChR υπομονάδων. Πιστεύουμε ότι η έκθεση σε νικοτίνη, είτε με συμπληρώματα καπνό ή νικοτίνη μπορεί να διευκολύνει αυξημένη ανάπτυξη και μετάσταση όγκου.

Συμπεράσματα

προηγούμενα αποτελέσματα μας έδειξαν ότι η νικοτίνη θα μπορούσε να προκαλέσει την εισβολή και επιθηλιακά-μεσεγχυματικά μετάβασης (EMT ) σε καλλιεργημένα πνεύμονα, του μαστού και του παγκρέατος καρκινικών κυττάρων. Αυτή η μελέτη αποδεικνύει για πρώτη φορά ότι η χορήγηση της νικοτίνης, είτε με ε.π. ένεση ή μέσω over-the-counter δερματικά αυτοκόλλητα μπορεί να προωθήσει την ανάπτυξη του όγκου και τη μετάσταση σε ανοσοεπαρκείς ποντικούς. Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ενώ η νικοτίνη έχει περιορισμένη μόνο ικανότητα να κινεί το σχηματισμό όγκων, μπορεί να διευκολύνει την πρόοδο και τη μετάσταση των όγκων προ-ξεκίνησε από καρκινογόνες ουσίες του καπνού

Παράθεση:. Davis R, Rizwani W, Banerjee S, M Kovacs , Haura Ε, Coppola D, et al. (2009) Νικοτίνη προωθεί την ανάπτυξη και μετάσταση όγκου σε μοντέλα ποντικών με καρκίνο του πνεύμονα. PLoS ONE 4 (10): e7524. doi: 10.1371 /journal.pone.0007524

Συντάκτης: William Pao, Πανεπιστήμιο Vanderbilt, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 1 του Ιούνη 2009? Αποδεκτές: 25, Αύγ, 2009? Δημοσιεύθηκε: 20 Οκτωβρίου του 2009

Copyright: © 2009 Davis 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:. Αυτές οι μελέτες υποστηρίχθηκαν από το NCI Επιχορηγήσεις CA63136 και CA127725 καθώς και Bankhead-Coley Grant # 06BB-04-9587 στην SC. RD είναι αποδέκτης ενός προ-διδακτορική υποτροφία από το American Heart Association. Οι χορηγοί δεν συμμετείχαν στο σχεδιασμό της μελέτης? συλλογή, ανάλυση και ερμηνεία των δεδομένων? γραφής του χαρτιού ή της απόφασης να υποβάλει το χαρτί για τη δημοσίευση

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

Εισαγωγή

Ο καπνός του τσιγάρου περιέχει ευρύ φάσμα ενώσεων οι οποίες είναι επιβλαβείς για την υγεία? ορισμένες από αυτές τις ενώσεις όπως 4- (μεθυλονιτροζαμινο) -1- (3-πυριδυλ) -1-βουτανόνη (ΝΝΚ) και Ν’-νιτροζονορνικοτίνη (ΝΝΝ) είναι παράγωγα της νικοτίνης και είναι ιδιαίτερα καρκινογόνα [1]. Αυτά τα μόρια μπορούν να σχηματίσουν προϊόντα προσθήκης με κυτταρικό DNA, οδηγώντας σε μεταλλάξεις σε ζωτικής σημασίας γονίδια, όπως Ras, ρ53, Rb και [2], [3], [4]. Ενώ η νικοτίνη είναι το εθιστικό συστατικό στον καπνό του τσιγάρου, δεν μπορεί να κινήσει το σχηματισμό όγκου σε ποντικούς ή αρουραίους, αν και έχει αναφερθεί ότι μπορεί να κινήσει όγκους σε κρικητούς [5].

Η νικοτίνη εξασκεί κυτταρικών λειτουργιών του μέσω νικοτινικών ακετυλοχολίνης υποδοχέων (nAChRs), τα οποία είναι ευρέως διαδεδομένη σε νευρώνες και νευρομυϊκές συνάψεις [6], [7], [8]. nAChR υπομονάδες βρέθηκαν να είναι παρούσα σε μία ευρεία ποικιλία μη-νευρωνικών κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων και εκείνων των επιθηλιακών και ενδοθηλιακών [9] προέλευσης. nAChRs είναι πενταμερής πρωτεΐνες που αποτελούνται από εννέα α υπομονάδες (α2-α10) και τρεις β υπομονάδες (β2-β4) σε νευρωνικά κύτταρα [10] και μπορούν να ομαδοποιηθούν σε δύο τύπους-ένα που περιλαμβάνει μια ετερομερή πενταμερές α2-α6 και β2- β4, και η άλλη αποτελείται από ένα ομομερείς πενταμερές α7-α9 [11], [12], [13]. Τα μη-νευρωνικών (τύπος μυς) υποδοχείς αποτελούνται είτε από α1, β1, δ και γ υπομονάδων στην εμβρυακή μορφή, ή ως α1, β1, δ και ε υπομονάδων στην ενήλικη μορφή σε μία αναλογία 2:1:1:1 [ ,,,0],14]. Αμφότερες οι μυς και του νευρωνικού τύπου υποδοχείς είναι κάπως παρόμοια με ένα άλλο, ιδιαίτερα στις υδρόφοβες περιοχές. Διαφέρουν στην ευαισθησία τους σε α-μπουνγκαροτοξίνη (α-ΒΤ) [13], [15]. α7 nAChR είναι άφθονη στα νευρωνικά κύτταρα, έχει υψηλή διαπερατότητα σε Ca

2 + διευκολύνοντας έτσι Ca

2 + εξαρτώμενη από γεγονότα όπως η απελευθέρωση των νευροδιαβιβαστών, η ρύθμιση της δεύτερης καταρράκτες αγγελιοφόρο [16], [17], η επιβίωση των κυττάρων [ ,,,0],18] και την απόπτωση [19]. Το εύρημα ότι nAChRs είναι παρούσες σε μη-νευρωνικά κύτταρα ακολουθήθηκε από την παρατήρηση ότι η νικοτίνη θα μπορούσε να προκαλέσει τον πολλαπλασιασμό των ενδοθηλιακών κυττάρων [20], καθώς και των πνευμόνων κυτταρικές γραμμές καρκινώματος in vitro και in vivo [21]. Η νικοτίνη έχει αποδειχθεί επίσης για την προστασία του καρκίνου του πνεύμονα κύτταρα από την απόπτωση που επάγεται από πρότυπο χημειοθεραπευτικά φάρμακα [22]? Επιπλέον, η νικοτίνη μπορεί να επάγει τον πολλαπλασιασμό με τη μεσολάβηση του β-αρρεστίνης-1, Src κινάση και την επαγωγή του Rb-Raf-1 αλληλεπίδραση [23], [24].

Πρόσφατες μελέτες από το εργαστήριο Russo έχει φαίνεται ότι η αναστολή της nAChRs από την α-cobratoxin μπορεί να αναστείλει την ανάπτυξη των όγκων Α549 σε ανοσοκατεσταλμένους ποντικούς [25]. Πρόσφατες αναφορές έδειξαν επίσης την παρουσία λειτουργικών υποδοχέων οιστρογόνων στις κυτταρικές σειρές καρκίνου του πνεύμονα? οιστραδιόλη έχει αποδειχθεί ότι προάγει πολλαπλασιασμό του πνεύμονα των κυττάρων του όγκου [26], [27], [28], [29] και ένα συνδυασμό νικοτίνης και της οιστραδιόλης μπορεί να προωθήσει την ανάπτυξη των όγκων Α549 σε αθυμικούς γυμνούς ποντικούς [30]. Οι εκθέσεις αυτές παρούσες μελέτες που έγιναν σε ποντίκια με ανοσοανεπάρκεια? θα αποτολμήσει να μελετήσει την επίδραση της νικοτίνης σε δύο ξεχωριστά μοντέλα ποντικών με φυσιολογικό ανοσοποιητικό σύστημα. Μελέτες που παρουσιάζονται εδώ δείχνουν ότι η νικοτίνη από μόνη της μπορεί να προκαλέσει την ανάπτυξη και τη μετάσταση των όγκων σε ποντικούς ανοσοεπαρκείς, ανεξάρτητα από άλλες καρκινογόνες ουσίες του καπνού. Η νικοτίνη χορηγείται είτε ενδοπεριτοναϊκώς είτε με εμπορικά διαθέσιμο διαδερμικά επιθέματα θα μπορούσε να προωθήσει ουσιαστικά την ανάπτυξη του όγκου. Παρόμοια αποτελέσματα παρατηρήθηκαν επί εμφυτευμένων όγκων, καθώς και όγκων που διεγείρονται από το καρκινογόνο καπνό, ΝΝΚ. Περαιτέρω, τα ποντίκια εκτέθηκαν σε νικοτίνη έδειξαν σημαντικά ενισχυμένη μετάσταση του πνεύμονα καθώς και του όγκου επανάληψη των υστέρων χειρουργική αφαίρεση του πρωτογενούς όγκου. Τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι η νικοτίνη μπορεί να ενισχύσει την ανάπτυξη και μετάσταση των προκαθορισμένων όγκων του πνεύμονα.

Μέθοδοι

δοκιμασίες

Cell Culture και Διάδοσης

κύτταρα Γραμμή 1 καλλιεργήθηκαν σε RPMI (MediaTech ) που περιείχε 10% FBS. κύτταρα Γραμμή1 απλώθηκαν σε επικαλυμμένα με πολυ-ϋ-λυσίνη πλακίδια θαλάμου σε πυκνότητα 10.000 κύτταρα ανά φρεάτιο και καθίστανται αδρανείς με ασιτία ορού για 72 ώρες. Τα κύτταρα στη συνέχεια επανα-διεγέρθηκαν με νικοτίνη για 18 ώρες παρουσία ή απουσία 10 μΜ α-ΒΤ, ένας ανταγωνιστής του υποδοχέα της α

7. Ο πολλαπλασιασμός των κυττάρων εκτιμήθηκε με μέτρηση της ενσωμάτωσης BrdU. Βρωμοδεοξυουριδίνη (BrdU) σετ επισήμανση ελήφθησαν από την Roche Biochemicals. κύτταρα φάσης S έγιναν ορατά με μικροσκοπία και ποσοτικοποιείται με μέτρηση 3 πεδία 100 εις τετραπλούν.

Γραμμή1 πειράματα ανάπτυξης όγκου

Θηλυκά BALB /c ποντίκια ηλικίας 26-30 ημερών (Charles River) κούρεμα και αποτρίχωση χρησιμοποιώντας Nair για την αποτρίχωση στην πλάτη και στα πλευρά. κύτταρα Γραμμή1 (1 × 10

6 ανά όγκο) συλλέχθηκαν και επαναιωρήθηκαν σε 100 μΐ PBS για την ένεση. Τα ποντίκια τυχαιοποιήθηκαν 3-7 ημέρες μετά την ένεση των κυττάρων του όγκου. Τα ποντίκια χωρίστηκαν σε δύο ομάδες- Οχημάτων (

n

= 8) και νικοτίνη (

n

= 8) (αυτοκόλλητο ή ενδοπεριτοναϊκή ένεση). Ποντίκια έλαβαν νικοτίνη με ε.π. ένεση σε δόση 1 mg /kg τρεις φορές την εβδομάδα. Η νικοτίνη επίσης εφαρμόζεται με τη χρήση διαδερμικών επιθεμάτων (Nico®Derm® CQ, GlaxoSmithKline) σε δόση 25 mg /kg ημερησίως. Patches (14 mg) κόπηκαν σε 30 ίσου μεγέθους τετράγωνα αντιπροσωπεύουν 0,45 mg νικοτίνης χρησιμοποιώντας ένα ξυράφι. Το μέσο βάρος των ποντικιών ήταν 0.018 Kg (18 g). Ένα μικρό τετράγωνο που αντιπροσωπεύει 0,45 mg του εμπλάστρου ήταν ίση με μια τελική δόση των 25 mg /kg ημερησίως. Ένα επίθεμα εφαρμόζεται στην κατώτερη περιοχή της ράχης (αποτρίχωση) ανά ημέρα. Η νικοτίνη χορηγήθηκε για 2 εβδομάδες και η ανάπτυξη του όγκου μετρήθηκε τρεις φορές την εβδομάδα. επίπεδα νικοτίνης στα ποντίκια αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας ένα κιτ ELISA κοτινίνης. (cat # CT086D? CalBiotech, Spring Valley, CA)

πειράματα μετάσταση Γραμμή1

κύτταρα Γραμμή 1 (1 × 10

6 ανά όγκου) εγχύθηκαν και τα ποντίκια στη συνέχεια τυχαιοποιήθηκαν σε δύο ομάδες. Ομάδα ένας έλαβε το όχημα (

n

= 16) και την ομάδα δύο έλαβε νικοτίνη (1 mg /kg) (

n

= 16) με ε.π. ένεση τρεις φορές την εβδομάδα. Μετά από 3 εβδομάδες θεραπείας νικοτίνης, οι όγκοι αφαιρέθηκαν υπό αναισθησία και το δέρμα συρράπτεται, οι ποντικοί ανακτάται σε ένα μαξιλάρι θέρμανσης θερμαίνεται και οι συνδετήρες αφαιρέθηκαν μετά από 7 ημέρες. Οι ποντικοί συνέχισαν να λαμβάνουν νικοτίνη ή όχημα για επιπλέον 2 εβδομάδες. Στο τέλος του πειράματος, οι ποντικοί υποβλήθηκαν σε ευθανασία και οι πνεύμονες μονιμοποιήθηκαν σε φορμαλίνη.

πειράματα ογκογονικότητας A /J

Δύο πειράματα διεξήχθησαν χρησιμοποιώντας θηλυκούς /J ποντικούς A 4-6 εβδομάδων (Jackson Labs). Τα ποντίκια διατηρήθηκαν σύμφωνα με τη θεσμική φροντίδα των ζώων και την Επιτροπή Χρήση (IACUC) διαδικασίες και κατευθυντήριες γραμμές. ΝΝΚ (NCI) (100 mg /kg) χορηγήθηκε σε όλα τα ποντίκια (

n

= 16) μία φορά την εβδομάδα για 5 εβδομάδες [31], [32]. Οι ποντικοί χωρίστηκαν τυχαία σε δύο ομάδες? μία ομάδα έλαβε το όχημα (PBS) (

n

= 8) και την ομάδα δύο έλαβε νικοτίνη (

n

= 8) με ε.π. ένεση σε δόση 1 mg /kg τρεις φορές την εβδομάδα για ένα επιπλέον χρόνο 28 εβδομάδων. Η νικοτίνη επίπεδα σε ποντικούς αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας κοτινίνης κιτ ELISA. Στο τέλος του πειράματος, οι ποντικοί υποβλήθηκαν σε ευθανασία και οι πνεύμονες μονιμοποιήθηκαν σε 10% ρυθμισμένη φορμαλίνη. Οι πνεύμονες εξετάστηκαν στη συνέχεια από στερεοσκόπιο για τον αριθμό των όγκων του πνεύμονα. Οι πνεύμονες σε παραφίνη και τεμαχίσθηκαν για χρώση IHC και παθολογική εξέταση.

Η ποσοτικοποίηση κοτινίνης

Επίπεδο κοτινίνης στα ούρα χρησιμοποιήθηκε ως δείκτης για τα επίπεδα νικοτίνης. Ούρα (100 μΙ) συνελέγη καθ ‘όλη τη διάρκεια των πειραμάτων και αποθηκεύονται σε -20 ° C για μεταγενέστερη ανάλυση. επίπεδα κοτινίνη προσδιορίστηκαν με χρήση του κιτ BioQuant κοτινίνη Άμεση ELISA ακολουθώντας τα πρωτόκολλα του κατασκευαστή.

RT-PCR

Η αντίστροφη μεταγραφάση συζευγμένο PCR έγινε για α

7 nAChR σε κύτταρα Γραμμή1. Ολικό RNA απομονώθηκε από τον ορό στερήθηκαν και νικοτίνη διεγερμένα κύτταρα Γραμμή1 (RNeasy κιτ? Qiagen) χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο του κατασκευαστή. cDNA συντέθηκε με αντίστροφη μεταγραφή με τη χρήση ενός κιτ AMV-RT (Promega). Οι εκκινητές και οι προϋποθέσεις για RT-PCR για α

7 nAChR περιγράφηκαν αλλού [23], [33]. PCR για ακτίνη χρησιμοποιήθηκε ως έλεγχος φόρτωσης.

νοραδρεναλίνης και της αδρεναλίνης ELISAs

κύτταρα Γραμμή1 κατέστησαν αδρανείς με ασιτία ορού και κατεργάστηκε με 1 μΜ νικοτίνης για 48 ώρες. Μετά την οποία, το μέσο συλλέχθηκε και αραιώνονται κατάλληλα για την αξιολόγηση της νοραδρεναλίνης και της αδρεναλίνης που εκκρίνεται εντός του μέσου. Η ELISA έγινε χρησιμοποιώντας την έρευνα η αδρεναλίνη και η νοραδρεναλίνη ELISA έρευνα κιτ ELISA από Labor Diagnostika Nord (cat # ΒΑ 10-5100 και ΒΑ 10 έως 5200 αντίστοιχα), ακολουθώντας το πρωτόκολλο του κατασκευαστή. Οι συγκεντρώσεις που επιτεύχθηκε κατά ακολουθώντας τους υπολογισμούς πρότεινε στο πρωτόκολλο και οι τιμές είναι αντιπροσωπευτικές των δύο ανεξάρτητων πειραμάτων.

Η ανοσοϊστοχημεία

Κατά τον τερματισμό των πειραμάτων σε ζώα, οι όγκοι αφαιρέθηκαν και σταθεροποιήθηκαν σε 10% ουδέτερο ρυθμιστικό διάλυμα φορμόλης πριν από την επεξεργασία σε μπλοκ παραφίνης. Τομές ιστού (πάχους 5 μm) κόπηκαν από τα τεμάχια και χρωματίστηκαν είτε με Η ποντίκια υποβλήθηκαν σε αγωγή με νικοτίνη ή όχημα για 28 εβδομάδες. Πνεύμονες τόσο από όχημα και τα ποντίκια έλαβαν νικοτίνη είχαν αναπτύξει όγκους (Σχήμα 3Α & amp? Β). H & amp? Ε τομές πνεύμονα σαρώθηκαν και ένας παθολόγος (DC) περιέγραψε την περιοχή του όγκου? μέγεθος και τον αριθμό των εστιών του όγκου προσδιορίστηκαν ποσοτικά. Τα ποντίκια που έλαβαν PBS μετά ενέσεις ΝΝΚ είχαν κατά μέσο όρο 10 ± 3,0 όγκους του πνεύμονα ανά τμήμα και ποντίκια που έλαβαν νικοτίνη 1 mg /kg είχε 16 ± 3,0 όγκους ανά τμήμα, ρ = 0,01, η = 8 (Σχήμα 3C). Το μέγεθος του όγκου (περιοχή) αυξήθηκαν επίσης σε ποντίκια που έλαβαν θεραπεία νικοτίνης (Σχήμα 3D). Αυτό υποδηλώνει ότι η έκθεση σε νικοτίνη όταν οι όγκοι έχουν ήδη ξεκινήσει μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη ανάπτυξη όγκου

(Α) H & amp?. Ε χρώση των εγκάρσιων κοπής των πνευμόνων (Β) Εκπρόσωπος σαρωμένες εικόνες των H & amp? Ε βάφονται στεφανιαίο πνεύμονα τμήματα, οι όγκοι που περιγράφεται από κουτιά. Εικόνες σαρώθηκαν σε 20 × μεγέθυνση. (Γ) Η νικοτίνη αυξάνει τον μέσο αριθμό των όγκων του πνεύμονα ανά ποντικό,

σ

= 0,01,

n

= 8. (D) νικοτίνη αύξησε το μέγεθος του όγκου σημαντικά το A /J ποντίκια.

η νικοτίνη διεγείρει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων μέσω α

7 nAChR υπομονάδων στον καρκίνο του πνεύμονα ποντικού

στην προηγούμενη έκθεσή μας, δείξαμε ότι η νικοτίνη θα μπορούσε να προκαλέσει τον πολλαπλασιασμό και την εισβολή των ανθρώπινων NSCLCs μέσω α

7 nAChR υπομονάδων [45]. Στην παρούσα μελέτη, βρήκαμε νικοτίνη θα μπορούσε να προκαλέσει πολλαπλασιασμό σε αδενοκαρκίνωμα του πνεύμονα κυττάρων ποντικού Γραμμή1 κυρίως μέσω α

7 nAChR υπομονάδων. α-μπουνγκαροτοξίνη, ένας α

7 ανταγωνιστής υπομονάδα αναστέλλεται σημαντικά νικοτίνη επαγόμενο πολλαπλασιασμό σε κύτταρα Γραμμή1, υποδηλώνοντας έτσι ότι α

7 υπομονάδα είναι κυρίως υπεύθυνη για τη μεσολάβηση της πολλαπλασιαστικής επίδρασης της νικοτίνης (Σχήμα 4Α). Για να επιβεβαιωθεί περαιτέρω ο ρόλος των α

7 nAChR σε νικοτίνη μεσολάβηση του πολλαπλασιασμού των κυττάρων πραγματοποιήσαμε RT-PCR για α

7 έκφραση υπομονάδας nAChR. Η επεξεργασία των κυττάρων Γραμμή1 με νικοτίνη για 24 ώρες προκάλεσε την προς τα πάνω ρύθμιση του α

7 nAChR υπομονάδων σε σχέση με τα κύτταρα στερούνται ορού, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4Β. Παρατηρήσαμε μια παρόμοια αύξηση στην έκφραση πρωτεΐνης του α

7 nAChR σε τομές όγκου πνεύμονα από A /J ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με νικοτίνη κατόπιν ανοσοχρώση (Σχήμα 4C)? τα αποτελέσματα ποσοτικοποιούνται στο Σχήμα 4D. Αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η έκθεση σε νικοτίνη επάγει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και την ανάπτυξη του όγκου μέσω της α

7 υπομονάδα της nAChRs.

(Α) κύτταρα Αδρανή Γραμμή1 υποβλήθηκαν σε αγωγή με 1 μΜ νικοτίνης για 18 ώρες με την παρουσία ή απουσία α-BT, μία α

7 αναστολέας υπομονάδα του nAChR. Η νικοτίνη αυξάνει την α

7 έκφρασης, ενώ η α-BT αντιστρέφει αυτό. (Β) της ανάστροφης τρανσκριπτάσης συζευγμένο-PCR που δείχνει την έκφραση της α

7 υπομονάδες nAChR στον ορό στερήθηκαν κύτταρα Γραμμή1 σε επεξεργασία με νικοτίνη για 24 ώρες. PCR για ακτίνη χρησιμοποιήθηκε ως έλεγχος φόρτωσης. (C) α

7 nAChR χρώση A /J όγκων του πνεύμονα που προκαλείται από ΝΝΚ ή επάγονται από ΝΝΚ και εκτέθηκαν σε νικοτίνη. Η νικοτίνη ενισχύει την έκφραση αυτού υπομονάδα υποδοχέα. (Δ) Ο ποσοτικός προσδιορισμός της α

7 έκφραση nAChR σε όγκους του οχήματος και νικοτίνη αντιμετωπίζεται.

Η

Η νικοτίνη έχει αποδειχθεί ότι επάγει την κυτταρική ανάπτυξη του κόλον και γαστρικού καρκίνου κύτταρα μέσω α

7 nAChR- μεσολαβούμενη απελευθέρωση της αδρεναλίνης, που με τη σειρά ρυθμίζει προς τα πάνω την έκφραση της COX-2, PGE2 και VEGF, διευκολύνοντας έτσι την εξέλιξη αυτών των καρκίνων [46], [47], [48]. Παρομοίως, στη μελέτη μας βρήκαμε ότι η θεραπεία νικοτίνη αυξημένα τα επίπεδα της αδρεναλίνης και της νοραδρεναλίνης σε αδενοκαρκίνωμα πνεύμονα ποντικού. κύτταρα line1 υποβλήθηκαν σε θεραπεία με νικοτίνη για 48 ώρες και το μέσο συλλέχθηκε για να ελέγξετε για την απελευθέρωση της αδρεναλίνης και της νοραδρεναλίνης. Η νικοτίνη είναι αυξημένα τα επίπεδα της αδρεναλίνης σε 42,5 ± 2,4 pg /ml από 17 ± 1 pg /ml σε έλεγχο, ενώ η νοραδρεναλίνη επίπεδα κορυφώθηκε στο 37 ± 4,8 pg /ml, σε σύγκριση με 6,7 ± 0,87 pg /ml σε έλεγχο. Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η σηματοδότηση μέσω αδρεναλίνη θα μπορούσε επίσης να συμβάλει στις παρατηρούμενες πολλαπλασιαστικές επιδράσεις της νικοτίνης.

Η νικοτίνη διευκολύνει EMT-όπως αλλαγές σε καρκίνους του πνεύμονα

Με δεδομένη την παρατήρηση ότι η νικοτίνη μπορεί να προκαλέσει την ανάπτυξη του όγκου και την προώθηση μετάσταση [20], [45], [49], έγιναν προσπάθειες για να κατανοήσουν τα μοριακά γεγονότα που μεσολαβούν αυτές τις διαδικασίες. Μεταβάσεως επιθηλίου-μεσεγχύματος (ΕΜΤ) είναι ένα φαινόμενο κατά το οποίο τα κύτταρα χάνουν επιθηλιακά φαινότυπο τους και να αποκτήσουν περισσότερες δυνατότητες μεσεγχυματικά που διευκολύνουν την απόσπαση και τη μετανάστευση [50], [51], [52]. Εξετάσαμε τις όγκους σε A /J ποντίκια για αλλαγές που συμφωνούν με ένα ΕΜΤ-σαν φαινόμενο, χρησιμοποιώντας ανοσοϊστοχημική χρώση για Ε-καδερίνη και β-κατενίνης, δύο πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην προσκόλληση των επιθηλιακών κυττάρων. β-κατενίνης συνδέεται με Ε-καδερίνης που διευκολύνουν την προσκόλληση των κυττάρων και να ασκήσει τις λειτουργίες σηματοδότησης της. επίπεδα Ε-καδερίνη βρέθηκαν να είναι σημαντικά μειωμένη στους όγκους των ποντικών που έλαβαν θεραπεία με νικοτίνη (Σχήμα 5Α)? τα αποτελέσματα ποσοτικοποιούνται στο Σχήμα 5Β. Η χρώση για β-κατενίνης, η οποία συνδέεται με Ε-καδερίνης που διευκολύνουν την προσκόλληση εκτός από τις λειτουργίες σηματοδότησης της [53], αποκάλυψε την απώλεια μεμβρανώδη εντοπισμός της β-κατενίνης σε όγκους του πνεύμονα από ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με νικοτίνη (Σχήμα 5C & amp? D). Επιπλέον τομές όγκου πνεύμονα από ποντίκια έλαβαν νικοτίνη έδειξαν σημαντικά μειωμένη έκφραση της ΖΟ-1 κατόπιν ανοσοχρώση (Σχήμα 5Ε & amp? F). Θα ήταν σύμφωνο με προηγούμενα ευρήματα μας για καρκίνο του μαστού και του πνεύμονα κύτταρα που έδειξαν μειωμένη μεμβρανώδη χρώση ΖΩ-1 μετά από θεραπεία νικοτίνης, υποδεικνύοντας έτσι ότι η νικοτίνη διευκολύνει τη διακοπή των σφιχτών συνδέσεων για την προώθηση μετάσταση [45].

(Α ) χρώση Ε-καδερίνη του A /J όγκων του πνεύμονα που προκαλείται από ΝΝΚ ή ΝΝΚ + νικοτίνη. (Β) ποσοτικός προσδιορισμός της έντασης Ε-καδερίνης σε όγκους (Γ) β-κατενίνης χρώση A /J όγκων του πνεύμονα που προκαλείται από ΝΝΚ ή ΝΝΚ + νικοτίνη. (Δ) Ο ποσοτικός προσδιορισμός της μεμβρανώδη β-κατενίνης. (Ε) ΖΟ-1 χρώση A /J όγκων του πνεύμονα που προκαλείται από ΝΝΚ ή ΝΝΚ + νικοτίνη. (F) Ποσοτικοποίηση των μεμβρανώδη ΖΩ-1.

Η

Συζήτηση

Αρκετές παρατηρήσεις σε ασθενείς υποδεικνύουν ότι εκείνοι που εκτίθενται σε καρκινογόνες ουσίες του καπνού είναι πιο πιθανό να αναπτύξουν μεγαλύτερα, πιο vascularized όγκους με υψηλό ροπή για μεταστατική εξάπλωση και την αντίσταση στη χημειοθεραπεία [54]. Επιπλέον, περίπου 30% των ασθενών με καρκίνο του πνεύμονα που είναι καπνιστές συνεχίζουν να καπνίζουν αφού έχουν διαγνωστεί [38]. Αυτό είναι προβληματικό, καθώς οι καπνιστές που συνεχίζουν να χρησιμοποιούν τον καπνό μετά από μια διάγνωση καρκίνου ή να επιστρέψετε στην εμπειρία του καπνίσματος αυξήθηκαν δυσμενείς ιατρικές συνέπειες, όπως: αύξηση της εξέλιξης του όγκου, την ανάπτυξη ενός δεύτερου καρκίνου, μεγαλύτερη υποτροπή μετά από επιτυχή θεραπεία, μεγαλύτερη θνησιμότητα σχετιζόμενη με τον καρκίνο και μειωμένη ποιότητα ζωής [55], [56]. Αν και αυτές οι μελέτες δείχνουν ένα ρόλο για καρκινογόνα του καπνού στην έναρξη, την ανάπτυξη και την εξέλιξη των καρκίνων, η σχετική συμβολή της νικοτίνης από μόνη της σε αυτές τις διαδικασίες δεν είναι γνωστή. Αυτό είναι ένα σημαντικό στοιχείο, δεδομένου ότι η χρήση συμπληρωμάτων νικοτίνης είναι συνήθως μέρος πολλών προγράμματα διακοπής του καπνίσματος τσιγάρων.

Ενώ η νικοτίνη έχει αποδειχθεί ότι επάγει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων, την αγγειογένεση και την ανάπτυξη όγκων [20], οι μελέτες που παρουσιάζονται εδώ δείχνουν για πρώτη φορά ότι τα επιθέματα νικοτίνης μπορεί να προωθήσει όγκου εκ νέου ανάπτυξη και μετάσταση. Περαιτέρω, τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η παρουσία της νικοτίνης μπορεί να ενισχύσει την ανάπτυξη των όγκων του πνεύμονα ξεκινά από έναν καρκινογόνο καπνό. Ουσιαστικά, ο /J μοντέλο ποντικού Α είναι αντανακλαστική του μια κατάσταση όπου ένας καπνιστής που έχει όγκους που ξεκίνησαν στον πνεύμονα κόψει το κάπνισμα και χρησιμοποιεί τα συμπληρώματα νικοτίνης για να ξεπεραστεί η λαχτάρα. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν επίσης ότι μία εμπορικά διαθέσιμη νικοτίνη διαδερμικό έμπλαστρο μπορεί να προωθήσει την ανάπτυξη των όγκων που εμφυτεύονται σε ποντίκια.

Τα αποτελέσματα μας καθώς και τα αποτελέσματα από το εργαστήριο John Cooke δείχνουν ότι υπομονάδα υποδοχέα α7 είναι ζωτικής σημασίας για τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων νικοτίνη μεσολάβηση και η λειτουργία Src είναι απαραίτητη για τη νικοτίνη να επάγουν πολλαπλασιασμό και την αγγειογένεση [23], [24]. Μια άλλη μελέτη έχει προτείνει τη συμμετοχή του μυϊκού τύπου υπομονάδες nAChR στον πολλαπλασιασμό [57]. Είναι ενδιαφέρον ότι, τρεις διαφορετικές μελέτες από την Ευρώπη έδειξαν θέση ευαισθησίας του καρκίνου του πνεύμονα που χαρτογραφεί στο νικοτινικό γονίδια υπομονάδα υποδοχέα ακετυλοχολίνης επί chromosome15q24-25 [58], [59], [60]? Αυτή η θέση περιείχε τα γονίδια για α3, α5 και β4 υπομονάδες. Παραλλαγές μέσα σε αυτό το τόποι ήταν κυρίως βρέθηκαν σε καπνιστές και συσχετίζεται με σχετιζόμενες με το κάπνισμα καρκίνο του πνεύμονα, καθώς και άλλες ασθένειες όπως η περιφερική αρτηριακή νόσος [61]. Αυτές οι πρόσφατες μελέτες εγείρουν την πιθανότητα ότι υπάρχει άμεση συσχέτιση μεταξύ της κατάστασης και πιθανώς λειτουργία του nAChRs και την εμφάνιση, καθώς και την εξέλιξη του καρκίνου του πνεύμονα στους καπνιστές [62]. Επιπλέον, έχει δειχθεί ότι NSCLCs από ποτέ καπνιστές εκφράζουν υψηλότερα επίπεδα α6β3 υπομονάδων ενώ οι καπνιστές παρουσιάζουν υψηλότερη έκφραση α1, α3 και α7 υπομονάδες και μια χαμηλότερη έκφραση του α6β3 υπομονάδων nAChR [47]. Οι μελέτες μας που παρουσιάζονται σε αυτό το χειρόγραφο υποδεικνύουν ότι η νικοτίνη διέγερση του nAChR, και ουσιαστικά ενεργοποίηση της λειτουργίας nAChR, συμβάλλει πράγματι στην εξέλιξη των καρκίνων του πνεύμονα.

Υπάρχουν πολλά μόρια σηματοδότησης που είναι γνωστό ότι ενεργοποιείται από nAChR διέγερση . Αυτές περιλαμβάνουν ενεργοποίηση της Src κινάσης καταρράκτη, ΡΙ3-Akt μονοπάτι, ERK /MAP καταρράκτη κινάσης, NFkB οδού καθώς και κυκλική ΑΜΡ καταρράκτη σηματοδότησης. Περαιτέρω, η νικοτίνη έχει δειχθεί ότι λειτουργεί σε συνεργασία με οιστραδιόλη [30]. Αυτές οι παρατηρήσεις εγείρουν την πιθανότητα ότι ένα ευρύ φάσμα των σημάτων που προέρχονται από αυτούς τους υποδοχείς επηρεάζουν διάφορες πτυχές της έναρξης του όγκου, την εξέλιξη και την μεταστατική εξάπλωση. Αυτό το σενάριο ανοίγει επίσης τη δυνατότητα ότι η στόχευση ενός ή περισσοτέρων από αυτά τα μονοπάτια μπορεί να είναι ευεργετική στην καταπολέμηση τέτοιων νεοπλασμάτων.

Το εύρημα ότι επιθηλιακά μόρια προσκόλλησης, όπως Ε-καδερίνης και του εταίρου δέσμευσης αυτού β-κατενίνης που επηρεάζονται από τη νικοτίνη παρέχει μια μοριακή βάση για αυτά τα ευρήματα. Μπορεί να φανταστεί κανείς ότι η νικοτίνη, μέσω των μονοπατιών σηματοδότησης nAChR, προκαλεί αλλαγή στα πρότυπα γονιδιακής έκφρασης για τη διευκόλυνση της ΕΜΤ και μετάσταση όγκου.