Biểu hiện và Tinh chế Protein Fusion FGFR1-Fc và Ảnh Hưởng của Nó Đến Ung Thư Biểu Biến Phổi ở Người

Applied Biochemistry and Biotechnology - Tập 196 - Trang 573-587 - 2023
Lulu Zheng1,2, Huan Liu1, Lingfeng Chen3, Xinyi You1, Fangyi Lv1, Haibing Fan1, Qi Hui1, Baohua Liu4,1, Xiaojie Wang1
1School of Pharmaceutical Sciences, Wenzhou Medical University, Wenzhou, Zhejiang, China
2Department of Pharmacy, Tongde Hospital of Zhejiang Province, Zhejiang, China
3School of Pharmaceutical Sciences, Hangzhou Medical College, Zhejiang, China
4Department of Neurological Rehabilitation, The Second Asffiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, China

Tóm tắt

Các liệu pháp nhắm mục tiêu sinh phân tử cho ung thư biểu mô tế bào vảy phổi (LSCC) còn hạn chế chủ yếu do sự thiếu vắng các dị thường sinh oncogenic có thể nhắm mục tiêu trong LSCC. Các phân tích gen gần đây đã chỉ ra rằng con đường tín hiệu của yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (FGF) đóng vai trò cơ bản trong sự tiến triển của LSCC thông qua sự gia tăng tế bào ung thư và sự hình thành mạch. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thiết kế, biểu hiện và tinh chế một protein fusion có đoạn thụ thể yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (FGFR1-Fc) bằng cách sử dụng các tế bào NS/0. Trong các tế bào NCI-H1703 có sự biểu hiện quá mức của FGF2-FGFR1, protein fusion FGFR1-Fc đã ngăn chặn hiệu quả sự gia tăng và xâm lấn đồng thời làm ngưng trệ chu kỳ tế bào ở giai đoạn G0-G1. Ở các tế bào NCI-H1703 được điều trị bằng protein fusion FGFR1-Fc, mức độ phosphoryl hóa của FGFR1, FRS2, ERK và AKT đã giảm đáng kể. Sử dụng thử nghiệm siRNA, chúng tôi đã chứng minh rằng FGF2-FGFR1 là mục tiêu chống u lớn nhất của protein fusion FGFR1-Fc, mà cũng đã ngăn chặn đáng kể sự gia tăng và xâm lấn của các tế bào NCI-H1703 thông qua con đường tín hiệu FGF2-FGFR1. Ngoài ra, protein fusion FGFR1-Fc cũng đã ức chế đáng kể sự hình thành mạch trong mô màng đệm chorioallantoic phôi. Protein fusion FGFR1-Fc có thể là một ứng cử viên điều trị hiệu quả cho LSCC.

Từ khóa

#UGS #FGFR1-Fc #ung thư biểu mô tế bào vảy phổi #FGF2 #tín hiệu tế bào #hình thành mạch

Tài liệu tham khảo

Thai, A. A., Solomon, B. J., Sequist, L. V., Gainor, J. F., & Heist, R. S. (2021). Lung cancer. Lancet, 398, 535–554. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)00312-3 Drilon, A., Rekhtman, N., Ladanyi, M., & Paik, P. (2012). Squamous-cell carcinomas of the lung: Emerging biology, controversies, and the promise of targeted therapy. Lancet Oncology, 13, e418–e426. https://doi.org/10.1016/S1470-2045(12)70291-7 Rich, A. L., Khakwani, A., Free, C. M., Tata, L. J., Stanley, R. A., Peake, M. D., et al. (2015). Non-small cell lung cancer in young adults: Presentation and survival in the English National Lung Cancer Audit. QJM: An International Journal of Medicine, 108, 891–897. https://doi.org/10.1093/qjmed/hcv052 Cheng, Z., Yu, C., Cui, S., Wang, H., Jin, H., Wang, C., et al. (2019). circTP63 functions as a ceRNA to promote lung squamous cell carcinoma progression by upregulating FOXM1. Nature Communications, 10, 3200. https://doi.org/10.1038/s41467-019-11162-4 Gandara, D. R., Hammerman, P. S., Sos, M. L., Lara, P. N., Jr., & Hirsch, F. R. (2015). Squamous cell lung cancer: from tumor genomics to cancer therapeutics. Clinical Cancer Research, 21, 2236–2243. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-14-3039 Momcilovic, M., Bailey, S. T., Lee, J. T., Fishbein, M. C., Braas, D., Go, J., et al. (2018). The GSK3 signaling axis regulates adaptive glutamine metabolism in lung squamous cell carcinoma. Cancer Cell, 33(5), 905–921. https://doi.org/10.1016/j.ccell.2018.04.002 Goodwin, J., Neugent, M. L., Lee, S. Y., Choe, J. H., Choi, H., Jenkins, D. M. R., et al. (2017). The distinct metabolic phenotype of lung squamous cell carcinoma defines selective vulnerability to glycolytic inhibition. Nature Communications, 8, 15503. https://doi.org/10.1038/ncomms15503 Beenken, A., & Mohammadi, M. (2009). The FGF family: Biology, pathophysiology and therapy. Nature Reviews Drug Discovery, 8, 235–253. https://doi.org/10.1038/nrd2792 Katoh, M., & Nakagama, H. (2014). FGF receptors: Cancer biology and therapeutics. Medicinal Research Reviews, 34, 280–300. https://doi.org/10.1002/med.21288 Babina, I. S., & Turner, N. C. (2017). Advances and challenges in targeting FGFR signalling in cancer. Nature Reviews Cancer, 17, 318–332. https://doi.org/10.1038/nrc.2017.8 Katoh, M. (2016). Therapeutics targeting FGF signaling network in human diseases. Trends in Pharmacological Sciences, 37, 1081–1096. https://doi.org/10.1016/j.tips.2016.10.003 Hashemi-Sadraei, N., & Hanna, N. (2017). Targeting FGFR in squamous cell carcinoma of the lung. Target Oncology, 12, 741–755. https://doi.org/10.1007/s11523-017-0513-6 Yuan, H., Li, Z. M., Shao, J., Ji, W. X., Xia, W., & Lu, S. (2017). FGF2/FGFR1 regulates autophagy in FGFR1-amplified non-small cell lung cancer cells. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research, 36, 72. https://doi.org/10.1186/s13046-017-0534-0 Marek, L., Ware, K. E., Fritzsche, A., Hercule, P., Helton, W. R., Smith, J. E., et al. (2009). Fibroblast growth factor (FGF) and FGF receptor-mediated autocrine signaling in non-small-cell lung cancer cells. Molecular Pharmacology, 75, 196–207. https://doi.org/10.1124/mol.108.049544 Loriot, Y., Necchi, A., Park, S. H., Garcia-Donas, J., Huddart, R., Burgess, E., et al. (2019). Erdafitinib in locally advanced or metastatic urothelial carcinoma. New England Journal of Medicine, 381, 338–348. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1817323 Abou-Alfa, G. K., Sahai, V., Hollebecque, A., Vaccaro, G., Melisi, D., Al-Rajabi, R., et al. (2020). Pemigatinib for previously treated, locally advanced or metastatic cholangiocarcinoma: A multicentre, open-label, phase 2 study. Lancet Oncology, 21, 671–684. https://doi.org/10.1016/S1470-2045(20)30109-1 Goyal, L., Shi, L., Liu, L. Y., Fece de la Cruz, F., Lennerz, J. K., Raghavan, S., et al. (2019). TAS-120 overcomes resistance to ATP-competitive FGFR inhibitors in patients with FGFR2 fusion-positive intrahepatic cholangiocarcinoma. Cancer Discovery, 98, 1064-1079. https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-19-0182. Chen, L., Fu, W., Zheng, L., Liu, Z., & Liang, G. (2018). Recent progress of small-molecule epidermal growth factor receptor (EGFR) inhibitors against C797s resistance in non-small-cell lung cancer. Journal of Medicinal Chemistry, 61, 4290–4300. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.7b01310 Katoh, M. (2016). FGFR inhibitors: Effects on cancer cells, tumor microenvironment and whole-body homeostasis (Review). International Journal of Molecular Medicine, 38, 3–15. https://doi.org/10.3892/ijmm.2016.2620 Harding, T. C., Long, L., Palencia, S., Zhang, H., Sadra, A., Hestir, K., et al. (2013). Blockade of nonhormonal fibroblast growth factors by FP-1039 inhibits growth of multiple types of cancer. Science Translational Medicine, 5, 178ra139. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3005414 Eswarakumar, V. P., Lax, I., & Schlessinger, J. (2005). Cellular signaling by fibroblast growth factor receptors. Cytokine & Growth Factor Reviews, 16, 139–149. https://doi.org/10.1016/j.cytogfr.2005.01.001 Xie, Y., Zinkle, A., Chen, L., & Mohammadi, M. (2020). Fibroblast growth factor signalling in osteoarthritis and cartilage repair. Nature Reviews Rheumatology, 16, 547–564. https://doi.org/10.1038/s41584-020-0469-2 Itoh, N., & Ornitz, D. M. (2011). Fibroblast growth factors: From molecular evolution to roles in development, metabolism and disease. The Journal of Biochemistry, 149, 121–130. https://doi.org/10.1093/jb/mvq121 Malchers, F., Dietlein, F., Schottle, J., Lu, X., Nogova, L., Albus, K., et al. (2014). Cell-autonomous and non-cell-autonomous mechanisms of transformation by amplified FGFR1 in lung cancer. Cancer Discovery, 4, 246–257. https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-13-0323 Kim, H. R., Kim, D. J., Kang, D. R., Lee, J. G., Lim, S. M., Lee, C. Y., et al. (2013). Fibroblast growth factor receptor 1 gene amplification is associated with poor survival and cigarette smoking dosage in patients with resected squamous cell lung cancer. Journal of Clinical Oncology, 31, 731–737. https://doi.org/10.1200/JCO.2012.43.8622 Turner, N., Pearson, A., Sharpe, R., Lambros, M., Geyer, F., Lopez-Garcia, M. A., et al. (2010). FGFR1 amplification drives endocrine therapy resistance and is a therapeutic target in breast cancer. Cancer Research, 70, 2085–2094. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-09-3746 Flockerzi, F. A., Roggia, C., Langer, F., Holleczek, B., & Bohle, R. M. (2017). FGFR1 gene amplification in squamous cell carcinomas of the lung: A potential favorable prognostic marker for women and for patients with advanced cancer. Virchows Archiv, 472, 759–769. https://doi.org/10.1007/s00428-017-2282-0 Soleimanpour, S., Hassannia, T., Motiee, M., Amini, A. A., & Rezaee, S. A. (2017). Fcgamma1 fragment of IgG1 as a powerful affinity tag in recombinant Fc-fusion proteins: Immunological, biochemical and therapeutic properties. Critical Reviews in Biotechnology, 37, 371–392. https://doi.org/10.3109/07388551.2016.1163323 Unverdorben, F., Richter, F., Hutt, M., Seifert, O., Malinge, P., Fischer, N., et al. (2016). Pharmacokinetic properties of IgG and various Fc fusion proteins in mice. MAbs, 8, 120–128. https://doi.org/10.1080/19420862.2015.1113360 Long, L., Brennan, T., Zanghi, J., Palencia, S., Cheung, R., Aguirre, M., Powers, J., Dean, R., Giese, S., Keer, H., Masuoka, L., Doberstein, S., Minmin, Q., Hestir, K., Williams, L., Baker, K., et al. (2009). Antitumor efficacy of FP-1039, a soluble FGF receptor 1:Fc conjugate, as a single agent or in combination with anticancer drugs. Experimental and Molecular Therapeutics, 69(9).