Calycosin ức chế sự phát triển của tế bào ung thư vú in vitro và in vivo thông qua tín hiệu WDR7-7-GPR30

Jing Tian1, Yong Wang2, Xing Zhang1, Qianyao Ren1, Rong Li1, Yue Huang3, Huiling Lu4, Jian Chen1
1Key Laboratory of Tumor Immunology and Microenvironmental Regulation, Guilin Medical University, Guilin, China
2Department of Physiology, Guilin Medical University, Guilin, China
3Department of Breast and Thyroid Surgery, First Affiliated Hospital of Guilin Medical University, Guilin, China
4Department of Pathology and Physiopathology, Guilin Medical University, Guilin, China

Tóm tắt

Về mặt lâm sàng, ung thư vú thường được phân loại thành hai kiểu phụ dựa trên sự hiện diện của thụ thể estrogen: thụ thể dương tính (ER+) hoặc thụ thể âm tính (ER−). Phytoestrogen calycosin đã được chứng minh là có khả năng ức chế sự phát triển của các tế bào ER+ có thể thông qua một vòng phản hồi liên quan đến miR-375, RAS dexamethasone-induced 1 (RASD1) và ERα. Tuy nhiên, cách mà calycosin tác động lên tế bào ung thư vú ER− vẫn chưa rõ ràng. Ở đây, chúng tôi chỉ ra rằng calycosin ức chế sự phát triển của cả tế bào ung thư vú ER− (MDA-MB-468 và SKBR3) và ER+ (MCF-7 và T47D) và các tác động ức chế này liên quan đến việc tăng cường biểu hiện của RNA không mã hóa dài (lncRNA) WDR7-7. Lần đầu tiên, chúng tôi chứng minh rằng biểu hiện của WDR7-7 giảm trong các dòng tế bào ung thư vú và việc quá biểu hiện WDR7-7 ức chế sự phát triển thông qua một cơ chế liên quan đến thụ thể estrogen liên kết với protein G 30 (GPR30). Đồng thời, chúng tôi cho thấy calycosin kích thích con đường tín hiệu WDR7-7-GPR30 trong các tế bào ung thư vú MCF-7, T47D, MDA-MB-468 và SKBR3. Ngược lại, trong các tế bào MCF10A và MDA-MB-231 thiếu GPR30, do thiếu WDR7-7-GPR30 để kích hoạt, calycosin không ức chế được sự phát triển tế bào. Ngoài ra, trong tất cả bốn dòng ung thư vú dương tính GPR30, calycosin làm giảm mức độ phosphoryl hóa của SRC, EGFR, ERK1/2 và Akt, nhưng việc ức chế WDR7-7 đã chặn những thay đổi này và tăng cường sự phát triển. Ở những con chuột mang mầm bệnh MCF-7 hoặc SKBR3, sự phát triển khối u bị ức chế bởi calycosin, và những thay đổi trong mức biểu hiện WDR7-7 và GPR30 trong mô khối u tương tự như trong các tế bào MCF-7 và SKBR3 nuôi cấy. Những kết quả này gợi ý rằng calycosin có thể ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư vú, ít nhất một phần, thông qua tín hiệu WDR7-7-GPR30, điều này có thể giải thích lý do tại sao calycosin có thể tác động ức chế lên ung thư vú ER−.

Từ khóa

#Calycosin; ung thư vú; WDR7-7; GPR30; tín hiệu không mã hóa

Tài liệu tham khảo

DeSantis CE, Fedewa SA, Goding Sauer A, Kramer JL, Smith RA, Jemal A. Breast cancer statistics, 2015: convergence of incidence rates between black and white women. CA Cancer J Clin. 2016;66:31–42. Houghton LC, Ganmaa D, Rosenberg PS, Davaalkham D, Stanczyk FZ, Hoover RN, et al. Associations of breast cancer risk factors with premenopausal sex hormones in women with very low breast cancer risk. Int J Environ Res Public Health. 2016;13:1066. Hwang CS, Kwak HS, Lim HJ, Lee SH, Kang YS, Choe TB, et al. Isoflavone metabolites and their in vitro dual functions: they can act as an estrogenic agonist or antagonist depending on the estrogen concentration. J Steroid Biochem Mol Biol. 2006;101:246–53. Kucuk O. Soy foods, isoflavones, and breast cancer. Cancer. 2017;123:1901–3. Uifălean A, Schneider S, Ionescu C, Lalk M, Iuga CA. Soy isoflavones and breast cancer cell lines: molecular mechanisms and future perspectives. Molecules. 2015;21:E13. Russo M, Russo GL, Daglia M, Kasi PD, Ravi S, Nabavi SF, et al. Understanding genistein in cancer: the “good” and the “bad” effects: a review. Food Chem. 2016;196:589–600. Bilal I, Chowdhury A, Davidson J, Whitehead S. Phytoestrogens and prevention of breast cancer: the contentious debate. World J Clin Oncol. 2014;5:705–12. Andrade JE, Ju YH, Baker C, Doerge DR, Helferich WG. Long-term exposure to dietary sources of genistein induces estrogen-independence in the human breast cancer (MCF-7) xenograft model. Mol Nutr Food Res. 2015;59:413–23. Wood CE, Register TC, Franke AA, Anthony MS, Cline JM. Dietary soy isoflavones inhibit estrogen effects in the postmenopausal breast. Cancer Res. 2006;66:1241–9. Wang WZ, Liu HO, Wu YH, Hong Y, Yang JW, Liu YH, et al. Estrogen receptor α (ERα) mediates 17β-estradiol (E2)-activated expression of HBO1. J Exp Clin Cancer Res. 2010;29:140. Tian J, Duan YX, Bei CY, Chen J. Calycosin induces apoptosis by upregulation of RASD1 in human breast cancer cells MCF-7. Horm Metab Res. 2013;45:593–8. Chen J, Hou R, Zhang X, Ye Y, Wang Y, Tian J. Calycosin suppresses breast cancer cell growth via ERβ-dependent regulation of IGF-1R, p38 MAPK and PI3K/Akt pathways. PLoS One. 2014;9:e91245. Lavorgna G, Vago R, Sarmini M, Montorsi F, Salonia A, Bellone M. Long non-coding RNAs as novel therapeutic targets in cancer. Pharmacol Res. 2016;110:131–8. Ingle JN, Xie F, Ellis MJ, Goss PE, Shepherd LE, Chapman JW, et al. Genetic polymorphisms in the long noncoding RNA MIR2052HG offer a Pharmacogenomic basis for the response of breast cancer patients to Aromatase inhibitor therapy. Cancer Res. 2016;76:7012–23. Latorre E, Carelli S, Raimondi I, D'Agostino V, Castiglioni I, Zucal C, et al. The ribonucleic complex HuR-MALAT1 represses CD133 expression and suppresses epithelial-Mesenchymal transition in breast cancer. Cancer Res. 2016;76:2626–36. Wang C, Liu Y, Cao JM. G protein-coupled receptors: extranuclear mediators for the non-genomic actions of steroids. Int J Mol Sci. 2014;15:15412–25. Girgert R, Emons G, Grundker C. Inactivation of GPR30 reduces growth of triple-negative breast cancer cells: possible application in targeted therapy. Breast Cancer Res Treat. 2012;134:199–205. Jiang Z, Guo J, Shen J, Jin M, Xie S, Wang L. The role of estrogen receptor alpha in mediating chemoresistance in breast cancer cells. J Exp Clin Cancer Res. 2012;31:42. Weissenborn C, Ignatov T, Ochel HJ, Costa SD, Zenclussen AC, Ignatova Z, et al. GPER functions as a tumor suppressor in triple-negative breast cancer cells. J Cancer Res Clin Oncol. 2014;140:713–23. Wei W, Chen ZJ, Zhang KS, Yang XL, Wu YM, Chen XH, et al. The activation of G protein-coupled receptor 30 (GPR30) inhibits proliferation of estrogen receptor-negative breast cancer cells in vitro and in vivo. Cell Death Dis. 2014;e1428:5. de Souza Rocha Simonini P, Breiling A, Gupta N, Malekpour M, Youns M, Omranipour R, et al. Epigenetically deregulated microRNA-375 is involved in a positive feedback loop with estrogen receptor alpha in breast cancer cells. Cancer Res. 2010;70:9175–84. Scaling AL, Prossnitz ER, Hathaway HJ. GPER mediates estrogen-induced signaling and proliferations in human breast epithelial cells, and normal and malignant breast. Horm Cancer. 2014;5:146–60. Lappano R, Pisano A, Maggiolini M. GPER function in breast cancer: an overview. Front Endocrinol (Lausanne). 2014;5:66. Deroo BJ, Korach KS. Estrogen receptors and human disease. J Clin Invest. 2006;116:561–70. Stevens KN, Vachon CM, Couch FJ. Genetic susceptibility to triple-negative breast cancer. Cancer Res. 2013;73:2025–30. Capper CP, Rae JM, Auchus RJ. The metabolism, analysis, and targeting of steroid hormones in breast and prostate cancer. Horm Cancer. 2016;7:149–64. Sirotkin AV, Harrath AH. Phytoestrogens and their effects. Eur J Pharmacol. 2014;741:230–6. Roca P, Sastre-Serra J, Nadal-Serrano M, Pons DG, Blanquer-Rosselló Mdel M, Oliver J. Phytoestrogens and mitochondrial biogenesis in breast cancer. Influence of estrogen receptors ratio. Curr Pharm Des. 2014;20:5594–618. Lappano R, Maggiolini M. Pharmacotherapeutic targeting of G protein-coupled receptors in oncology: examples of approved therapies and emerging concepts. Drugs. 2017;77:951–65. Wang D, Hu L, Zhang G, Zhang L, Chen C. G protein-coupled receptor 30 in tumor development. Endocrine. 2010;38:29–37. Pisano A, Santolla MF, De Francesco EM, De Marco P, Rigiracciolo DC, Perri MG, et al. GPER, IGF-IR, and EGFR transduction signaling are involved in stimulatory effects of zinc in breast cancer cells and cancer-associated fibroblasts. Mol Carcinog. 2017;56:580–93. Zhou K, Sun P, Zhang Y, You X, Li P, Wang T. Estrogen stimulated migration and invasion of estrogen receptor-negative breast cancer cells involves an ezrin-dependent crosstalk between G protein-coupled receptor 30 and estrogen receptor beta signaling. Steroids. 2016;111:113–20. Yu T, Liu M, Luo H, Wu C, Tang X, Tang S, et al. GPER mediates enhanced cell viability and motility via non-genomic signaling induced by 17β-estradiol in triple-negative breast cancer cells. J Steroid Biochem Mol Biol. 2014;143:392–403. Lappano R, Rosano C, Santolla MF, Pupo M, De Francesco EM, De Marco P, et al. Two novel GPER agonists induce gene expression changes and growth effects in cancer cells. Curr Cancer Drug Targets. 2012;12:531–42. Sheng ZG, Zhu BZ. Low concentrations of bisphenol a induce mouse spermatogonial cell proliferation by G protein-coupled receptor 30 and estrogen receptor-α. Environ Health Perspect. 2011;119:1775–80. Costa R, Shah AN, Santa-Maria CA, Cruz MR, Mahalingam D, Carneiro BA, et al. Targeting epidermal growth factor receptor in triple negative breast cancer: new discoveries and practical insights for drug development. Cancer Treat Rev. 2017;53:111–9. Wróbel AM, Gregoraszczuk EŁ. Action of methyl-, propyl- and butylparaben on GPR30 gene and protein expression, cAMP levels and activation of ERK1/2 and PI3K/Akt signaling pathways in MCF-7 breast cancer cells and MCF-10A non-transformed breast epithelial cells. Toxicol Lett. 2015;238:110–6.