Indukcja inhibitora Cdk p21 przez LY83583 hamuje proliferację komórek nowotworowych w sposób niezależny od p53 ad 8

Komórki HeLa wyrażające histonowe białko fuzyjne H2B-eGFP pozwoliły nam potwierdzić indukcję apoptozy przez LY ; leczenie LY prowadziło do kondensacji chromatyny, która jest charakterystyczna dla apoptozy. Ponadto, analiza cytometrii przepływowej ujawniła znaczny wzrost komórek z zawartością DNA sub-G1 po dodaniu LY (Figura 5e). Dyskusja Wyniki opisane tutaj pokazują, że LY indukuje starzenie komórkowe w HDF i zatrzymanie cyklu komórkowego w kilku rodzajach komórek ludzkich i mysich. Jednym z wymogów dla tych efektów LY jest indukcja transkrypcji inhibitora Cdk p21, ponieważ komórki z niedoborem p21 są oporne na zatrzymanie indukowane przez LY. Ponadto, w nieobecności funkcjonalnych białek kieszonkowych (pRb, p107, p130), które są dalszymi efektorami funkcji p21, zatrzymanie cyklu komórkowego przekształca się w indukcję apoptozy w sposób niezależny od p53. Zakładamy, że w tym przypadku apoptoza jest odpowiedzią komórkową na sygnały będące w konflikcie: sygnały ujemne wywołane przez indukowane LY p21 i wynikające z nich hamowanie cdk względem sygnałów sterujących cyklu komórkowego z powodu braku aktywnych białek kieszonkowych, które pozwalają na wysokie poziomy aktywnego E2F czynniki transkrypcyjne. W indukcji p21 nie pośredniczy szlak uszkodzenia DNA / p53, ponieważ komórki z niedoborem p53 wykazują również regulację w górę p21 przez LY, a następnie zahamowanie proliferacji komórek. Wiele komórek nowotworowych traci funkcję pRb, poprzez mutację pRb (37) lub ekspresję białek wirusowych. Na przykład w raku szyjki macicy ekspresja E7 przez HPV16 / 18 prowadzi do dezaktywacji pRb (omówionej w 38). W komórkach zakażonych HPV16 / 18 leczenie LY prawdopodobnie indukowałoby apoptozę. Ponieważ LY indukuje p21, zatrzymanie cyklu komórkowego i apoptozę w sposób niezależny od p53, może okazać się przydatny w leczeniu raków niosących mutacje p53, które stanowią więcej niż połowę wszystkich ludzkich nowotworów (przegląd w 39). W celu zaindukowania starzenia w komórkach wczesnego pasażowania, zdecydowaliśmy się zahamować szlak cGMP, ponieważ składniki tego szlaku były tłumione transkrypcyjnie podczas starzenia. W tym celu wybrano LY, ponieważ specyficznie hamuje rozpuszczalną cyklazę guanylanową (40). LY po raz pierwszy opisano jako inhibitor uwalniania leukotrienów (25). Później stwierdzono, że obniża poziomy cGMP poprzez hamowanie rozpuszczalnej cyklazy guanylanowej (41). W przedstawionych tutaj doświadczeniach LY była w stanie naśladować starzenie komórkowe w pierwotnych HDF i hamować proliferację w kilku liniach komórek rakowych. Jednak nie jest jasne, czy hamowanie generowania cGMP jest jedyną drogą, przez którą LY osiąga swoje efekty. Jest możliwe, że LY ma dodatkowe, nieznane właściwości, które uczestniczą w indukcji starzenia komórkowego i zatrzymaniu cyklu komórkowego. Zaproponowano, że struktura chinonowa LY może prowadzić do generowania anionów ponadtlenkowych (42). Jednakże niedawne doniesienie, w którym wykorzystano linię komórkową raka okrężnicy i odbytnicy HCT116 oraz komórki z izogenicznym brakiem p21 lub p53, również analizowane w tym badaniu wykazało, że reaktywne formy tlenu (ROS) generowane przez warunki hiperoksyczne indukują ekspresję p21 w sposób zależny od p53 (43). Ponadto proliferacja komórek HCT116 jest hamowana przez warunki hiperoksyczne w sposób niezależny od p21 i p53 (43). W przeciwieństwie do indukcji p21 przez ROS, indukcja p21 przez LY nie była mediowana przez p53. Ponadto hamowanie proliferacji przez LY było zależne od p21. Wyniki te sugerują, że LY nie działa przez generowanie ROS, który z kolei pośredniczy w zatrzymaniu cyklu komórkowego lub starzeniu się. W przyszłości ważne będzie przeanalizowanie, czy LY lub pochodne substancje mogą być stosowane do zapobiegania wzrostowi guza in vivo przy użyciu modeli zwierzęcych. Wyniki przedstawione w tym badaniu mogą służyć jako podstawa do dalszej charakterystyki i optymalizacji leków pochodnych LY jako środków terapeutycznych do leczenia nowotworów. Oczywistą zaletą LY jest jego zdolność do zakłócania proliferacji komórkowej i indukowania apoptozy w komórkach ujemnych pod względem pRb bez wywoływania uszkodzenia DNA. W tych efektach LY nie pośredniczy inhibitor Cdk p16 INK4A, co jest zaletą z uwagi na częstą inaktywację p16INK4A w ludzkim raku. Z drugiej strony, gen p21, który prawdopodobnie pośredniczy w działaniu LY, nie został zgłoszony jako inaktywowany w przypadku raka u ludzi. Powszechnie stosowane środki chemioterapeutyczne, takie jak adriamycyna, powodują uszkodzenie DNA, a przez to selektywnie indukują apoptozę w komórkach nowotworowych, w których nie ma punktów kontrolnych cyklu komórkowego (patrz 44). Jednak substancje uszkadzające DNA wywierają poważne skutki uboczne na proliferujące tkanki (45, 46) i mogą indukować dalsze mutacje w komórkach przedrakowych i zdrowych, co prowadzi do wtórnego raka (47, 48). Strategia zastosowana w tym badaniu. to znaczy, identyfikacja szlaków, które są represjonowane podczas starzenia i ich hamowanie w komórkach nowotworowych przez leki syntetyczne. może również okazać się przydatny do identyfikacji innych inhibitorów proliferacji komórek nowotworowych. Uwaga dodana w dowodzie Globalne dane o ekspresji genów uzyskane ostatnio dla innych typów komórek poddawanych starzeniu, np. Dla komórek nabłonka prostaty (49), mogą okazać się pomocne w podobnych podejściach. Podziękowania Dziękujemy Geoffreyowi Wahlowi za dostarczenie komórek HeLa eksprymujących H2B-eGFPa, Bertowi Vogelsteinowi na pochodne HCT116, Manuel Serrano na MEF z niedoborem p16, Jensowi Oliver Funkowi i Axelowi Ullrichowi na linie komórkowe oraz Ansgar Resch na plazmidy. Dziękujemy również członkom Laboratorium Molekularnej Onkologii za komentarze i dyskusje. Ta praca została wsparta przez Max Planck Society. Przypisy: Konflikt interesów: Autorzy zadeklarowali brak konfliktu interesów. Niestandardowe skróty: diploidalny fibroblasty ludzki (HDF); 6-anilino-5,8-chinolinochinon (LY83583); LY83583 (LY); fibroblasty zarodkowe myszy (MEF); współczynnik wydłużenia 1. (ELF1.); rozpuszczalna cyklaza guanylanowa 3 (sGC-a3); ilościowy PCR w czasie rzeczywistym (qPCR); przejście przez punkt (CP); jodek propidyny (PI); nitroprusydek sodu (SNP); związana z senescencją a-galaktozydaza (SA-y-gal); bromodeoksyurydyna (BrdU); rozpuszczalna cyklaza guanylanowa 3 (sGC-a3); tlenek azotu (NO); kinaza zależna od cyklin (Cdk); wirus brodawczaka ludzkiego (HPV); reaktywne formy tlenu (ROS).
[podobne: najlepsza odzywka do rzes, dieta przyspieszająca metabolizm jadłospis, łojotokowe zapalenie skóry głowy wypadanie włosów ]
[podobne: masaż nuru na czym polega, nr na pogotowie ratunkowe, ciasto z truskawkami moje wypieki ]