Không phụ thuộc vào số lượng bản sao gen ErbB1, EGF kích thích di chuyển nhưng không liên quan đến sự phân chia tế bào trong ung thư phổi không tế bào nhỏ
Tóm tắt
Ung thư phổi thường thể hiện các thay đổi phân tử, chẳng hạn như biểu hiện quá mức gen ErbB1. ErbB1 mã hóa cho thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGFR), một thụ thể kinase tyrosine, chủ yếu liên quan đến sự sinh sản và sống sót của tế bào. Biểu hiện quá mức EGFR đã được liên kết với căn bệnh ác tính hơn, tiên lượng kém, tỷ lệ sống sót thấp và phản ứng kém với liệu pháp. Sự khuếch tán và đột biến của ErbB1 liên quan đến sự phát triển của khối u và có vai trò trong điều trị không hiệu quả. Mục tiêu của nghiên cứu hiện tại là điều tra xem số lượng bản sao của ErbB1 có ảnh hưởng đến biểu hiện EGFR, sự sinh sản của tế bào hay di chuyển của tế bào bằng cách so sánh hai dòng tế bào khác nhau.
Số lượng bản sao của gen ErbB1 được đánh giá bằng phương pháp FISH. Các thí nghiệm miễn dịch huỳnh quang và Western blot được thực hiện để xác định vị trí và biểu hiện của các protein được đề cập trong nghiên cứu này. Sự sinh sản được nghiên cứu bằng phương pháp phân tích tế bào theo dòng và sự di chuyển của tế bào được nghiên cứu bằng phương pháp chữa lành vết thương và theo dõi thời gian.
Chúng tôi đã điều tra sự kích hoạt và chức năng của EGFR trong các dòng tế bào ung thư phổi A549 và HK2, lần lượt có 3 và 6 bản sao của ErbB1. Biểu hiện của EGFR thấp hơn trong dòng tế bào HK2. EGFR đã được kích hoạt sau khi kích thích với EGF trong cả hai dòng tế bào, nhưng sự kích hoạt này không thúc đẩy sự khác biệt trong sự sinh sản của tế bào khi so với các tế bào kiểm soát. Việc ức chế EGFR bằng AG1478 không làm thay đổi sự sinh sản của tế bào, xác nhận dữ liệu trước đó. Tuy nhiên, chúng tôi đã quan sát thấy những biến đổi hình thái, thay đổi trong tổ chức vi sợi và tăng cường khả năng di chuyển của tế bào sau khi kích thích EGF. Tuy nhiên, những ảnh hưởng này dường như không phải là kết quả của sự chuyển tiếp biểu mô-mesenchymal.
Biểu hiện EGFR dường như không liên quan đến số lượng bản sao của gen ErbB1, và cả hai khía cạnh này dường như không ảnh hưởng đến sự sinh sản tế bào. Tuy nhiên, sự kích hoạt EGFR bởi EGF dẫn đến sự kích thích di chuyển tế bào trong cả hai dòng tế bào.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Jemal A, Thun MJ, Howe HL, Weir HK, Center MM, Ward E, Wu X-C, Eheman C, Anderson R, Kohler B, Edwards BK, Ries L a G: Annual report to the nation on the status of cancer, 1975–2005, featuring trends in lung cancer, tobacco use, and tobacco control. J Natl Cancer Inst. 2008, 100: 1672-1694. 10.1093/jnci/djn389.
Jemal A, Siegel R, Ward E, Hao Y, Xu J, Thun MJ: Cancer Statistics , 2009 BOTH SEXES FEMALE BOTH SEXES ESTIMATED DEATHS. CA Cancer J Clin. 2009, 59: 225-249. 10.3322/caac.20006.
Ferlay J, Autier P, Boniol M, Heanue M, Colombet M, Boyle P: Estimates of the cancer incidence and mortality in Europe in 2006. Ann Oncol. 2007, 18: 581-592.
Yang L, Parkin DM, Ferlay J, Li L, Chen Y: Estimates of Cancer Incidence in China for 2000 and Projections for 2005 Estimates of Cancer Incidence in China for 2000 and Projections for 2005. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2005, 14 (1): 243-250.
Sharma SV, Settleman J: ErbBs in lung cancer. Exp Cell Res. 2009, 315: 557-571. 10.1016/j.yexcr.2008.07.026.
Wang Y, Minoshima S, Shimizu N: Precise mapping of the EGF receptor gene on the human chromosome 7p12 using an improved fish technique. The Japanese Journal Of Human Genetics. 1993, 38: 399-406. 10.1007/BF01907986.
Jorissen RN, Walker F, Pouliot N, Garrett TPJ, Ward CW, Burgess AW: Epidermal growth factor receptor: mechanisms of activation and signalling. Exp Cell Res. 2003, 284: 31-53. 10.1016/S0014-4827(02)00098-8.
Capdevila J, Elez E, Macarulla T, Ramos FJ, Ruiz-Echarri M, Tabernero J: Anti-epidermal growth factor receptor monoclonal antibodies in cancer treatment. Cancer Treat Rev. 2009, 35: 354-363. 10.1016/j.ctrv.2009.02.001.
Sorkin A, Von Zastrow M: Signal transduction and endocytosis: close encounters of many kinds. Nat Rev Mol Cell Biol. 2002, 3: 600-614. 10.1038/nrm883.
Lewis TS, Shapiro PSAN: Signal transduction through MAP kinase cascades. Adv Cancer Res. 1998, 74: 49-139.
Osaki LH, Figueiredo PM, Alvares EP, Gama P: EGFR is involved in control of gastric cell proliferation through activation of MAPK and Src signalling pathways in early-weaned rats. Cell Prolif. 2011, 44: 174-182. 10.1111/j.1365-2184.2011.00733.x.
Manning BD, Cantley LC: AKT/PKB signaling: navigating downstream. Cell. 2007, 129: 1261-1274. 10.1016/j.cell.2007.06.009.
Lurje G, Lenz H-J: EGFR signaling and drug discovery. Oncology. 2009, 77: 400-410. 10.1159/000279388.
Jaramillo ML, Banville M, Collins C, Paul-Roc B, Bourget L, O’Connor-McCourt M: Differential sensitivity of A549 non-small lung carcinoma cell responses to epidermal growth factor receptor pathway inhibitors. Cancer Biol Ther. 2008, 7: 557-568. 10.4161/cbt.7.4.5533.
Brabender J, Danenberg KD, Metzger R, Schneider PM, Park J, Salonga D, Ho AH, Danenberg PV: Advances in Brief Epidermal Growth Factor Receptor and HER2-neu mRNA Expression in Non-Small Cell Lung Cancer Is Correlated with. Survival. 2001, 7: 1850-1855.
Amann J, Kalyankrishna S, Massion PP, Ohm JE, Girard L, Shigematsu H, Peyton M, Juroske D, Huang Y, Stuart Salmon J, Kim YH, Pollack JR, Yanagisawa K, Gazdar A, Minna JD, Kurie JM, Carbone DP: Aberrant epidermal growth factor receptor signaling and enhanced sensitivity to EGFR inhibitors in lung cancer. Cancer Res. 2005, 65: 226-235.
Okabe T, Okamoto I, Tamura K, Terashima M, Yoshida T, Satoh T, Takada M, Fukuoka M, Nakagawa K: Differential constitutive activation of the epidermal growth factor receptor in non-small cell lung cancer cells bearing EGFR gene mutation and amplification. Cancer Res. 2007, 67: 2046-2053. 10.1158/0008-5472.CAN-06-3339.
Mitsudomi T: Advances in target therapy for lung cancer. Jpn J Clin Oncol. 2010, 40: 101-106. 10.1093/jjco/hyp174.
Heigener DF, Reck M: Mutations in the epidermal growth factor receptor gene in non-small cell lung cancer: Impact on treatment beyond gefitinib and erlotinib. Adv Ther. 2011, 28: 126-133. 10.1007/s12325-010-0096-4.
Pao W, Riely GJ, Somwar R, Zakowski MF, Kris MG, Varmus H, Miller V a, Politi K a: Acquired resistance of lung adenocarcinomas to gefitinib or erlotinib is associated with a second mutation in the EGFR kinase domain. PLoS Med. 2005, 2: e73-10.1371/journal.pmed.0020073.
Miller V a: EGFR mutations and EGFR tyrosine kinase inhibition in non-small cell lung cancer. Semin Oncol Nurs. 2008, 24: 27-33. 10.1016/j.soncn.2007.11.009.
Zhu J, Zhong W, Zhang G, Li R, Zhang X, Guo A, Zhang Y, An S, Mok TS, Wu Y: Better survival with EGFR exon 19 than exon 21 mutations in gefitinib-treated non-small cell lung cancer patients is due to differential inhibition of downstream signals. Cancer Lett. 2008, 265: 307-317. 10.1016/j.canlet.2008.02.064.
Gandhi J, Zhang J, Xie Y, Soh J, Shigematsu H, Zhang W, Yamamoto H, Peyton M, Girard L, Lockwood WW, Lam WL, Varella-Garcia M, Minna JD, Gazdar AF: Alterations in genes of the EGFR signaling pathway and their relationship to EGFR tyrosine kinase inhibitor sensitivity in lung cancer cell lines. PLoS One. 2009, 4: e4576-10.1371/journal.pone.0004576.
Bonaldo MF, Pestano MC, Ribeiro MC, Machado-Santelli GM, Mori LOA: Comparative characterization of a human large cell lung carcinoma cell line and the xenograft derived cell line. Cell Biol Int Rep. 1991, 15: 229-241. 10.1016/0309-1651(91)90155-C.
Bustin S a: Quantification of mRNA using real-time reverse transcription PCR (RT-PCR): trends and problems. J Mol Endocrinol. 2002, 29: 23-39. 10.1677/jme.0.0290023.
Bustin S a: Absolute quantification of mRNA using real-time reverse transcription polymerase chain reaction assays. J Mol Endocrinol. 2000, 25: 169-193. 10.1677/jme.0.0250169.
Zeisel A, Yitzhaky A, Koerner C, Lauriola M, Cohen-Dvashi H, Köstler WJ, Yarden Y, Wiemann S, Domany E: CMA: A Desktop Application for Quantitative Collective Cell Migration Analysis. J Biomol Screen. 2012, 5-10.
Agelopoulos K, Greve B, Schmidt H, Pospisil H, Kurtz S, Bartkowiak K, Andreas A, Wieczorek M, Korsching E, Buerger H, Brandt B: Selective regain of egfr gene copies in model MDA-MB-468. BMC Cancer. 2010, 10: e78-10.1186/1471-2407-10-78.
Tidow N, Boecker A, Schmidt H, Agelopoulos K, Boecker W, Buerger H:Distinct Amplification of an Untranslated Regulatory Sequence in the egfr Gene Contributes to Early Steps in Breast Cancer Development Advances in Brief Distinct Amplification of an Untranslated Regulatory Sequence in the egfr Gene Contributes to Early St. Cancer Res. 2003, 63 (6): 1172-1178.
Cortez BDA, Quassollo G, Caceres A, Machado-Santelli GM: The fate of chrysotile-induced multipolar mitosis and aneuploid population in cultured lung cancer cells. PLoS One. 2011, 6: e18600-10.1371/journal.pone.0018600.
Hirsch FR, Varella-Garcia M, McCoy J, West H, Xavier AC, Gumerlock P, Crowley J, Gandara DR, Bunn P a, Franklin W a: Increased epidermal growth factor receptor gene copy number detected by fluorescence in situ hybridization associates with increased sensitivity to gefitinib in patients with bronchioloalveolar carcinoma subtypes: a Southwest Oncology Group Study. Journal of clinical oncology: official journal of the American Society of Clinical Oncology. 2005, 23: 6838-6845. 10.1200/JCO.2005.01.2823.
Varella-Garcia M: Stratification of non-small cell lung cancer patients for therapy with epidermal growth factor receptor inhibitors: the EGFR fluorescence in situ hybridization assay. Diagn Pathol. 2006, 1: 19-10.1186/1746-1596-1-19.
Sekido Y, Fong KM, Minna JD: Molecular genetics of lung cancer. Annu Rev Med. 2003, 54: 73-87. 10.1146/annurev.med.54.101601.152202.
Giaccone G, Johnson BE, Eberhard D a: Biomarkers of response to epidermal growth factor receptor inhibitors in Non-Small-Cell Lung Cancer Working Group: standardization for use in the clinical trial setting. Journal of clinical oncology: official journal of the American Society of Clinical Oncology. 2008, 26: 983-994. 10.1200/JCO.2007.12.9858.
Maegawa M, Takeuchi K, Funakoshi E, Kawasaki K, Nishio K, Shimizu N, Ito F: Growth stimulation of non-small cell lung cancer cell lines by antibody against epidermal growth factor receptor promoting formation of ErbB2/ErbB3 heterodimers. Molecular cancer research: MCR. 2007, 5: 393-401. 10.1158/1541-7786.MCR-06-0303.
Stoscheck CM, Carpenter G:Down Regulation of Epidermal Growth Factor Receptors: Fibroblasts Direct Demonstration of Receptor Degradation in Human. J Cell Biol. 1984, 98 (3): 1058-1053.
Beguinot L, Lyall RM, Willingham MC, Pastan I: Down-regulation of the epidermal growth factor receptor in KB cells is due to receptor internalization and subsequent degradation in lysosomes. Proc Natl Acad Sci USA. 1984, 81: 2384-2388. 10.1073/pnas.81.8.2384.
Hofman EG, Bader AN, Voortman J, Van den Heuvel DJ, Sigismund S, Verkleij AJ, Gerritsen HC, Henegouwen PMP VBe: Ligand-induced EGF receptor oligomerization is kinase-dependent and enhances internalization. J Biol Chem. 2010, 285: 39481-39489. 10.1074/jbc.M110.164731.
Friedman LM, Rinon A, Schechter B, Lyass L, Lavi S, Bacus SS, Sela M, Yarden Y: Synergistic down-regulation of receptor tyrosine kinases by combinations of mAbs: implications for cancer immunotherapy. Proc Natl Acad Sci USA. 2005, 102: 1915-1920. 10.1073/pnas.0409610102.
Oliveira S, Schiffelers RM, Van der Veeken J, Van der Meel R, Vongpromek R, Van Bergen En Henegouwen PMP, Storm G, Roovers RC: Downregulation of EGFR by a novel multivalent nanobody-liposome platform. Journal of controlled release: official journal of the Controlled Release Society. 2010, 145: 165-175. 10.1016/j.jconrel.2010.03.020.
Nishimura Y, Bereczky B, Ono M: The EGFR inhibitor gefitinib suppresses ligand-stimulated endocytosis of EGFR via the early/late endocytic pathway in non-small cell lung cancer cell lines. Histochem Cell Biol. 2007, 127: 541-553. 10.1007/s00418-007-0281-y.
Bost F, McKay R, Dean N, Mercola D: The JUN kinase/stress-activated protein kinase pathway is required for epidermal growth factor stimulation of growth of human A549 lung carcinoma cells. J Biol Chem. 1997, 272: 33422-33429. 10.1074/jbc.272.52.33422.
Hou M-F, Kuo H-C, Li J-H, Wang Y-S, Chang C-C, Chen K-C, Chen W-C, Chiu C-C, Yang S, Chang W-C:Orai1/CRACM1 overexpression suppresses cell proliferation via attenuation of the store-operated calcium influx-mediated signalling pathway in A549 lung cancer cells. Biochim Biophys Acta. 1810, 2011: 1278-1284.
Puri N, Salgia R: Synergism of EGFR and c-Met pathways, cross-talk and inhibition, in non-small cell lung cancer. Journal of carcinogenesis. 2008, 7: e9-10.4103/1477-3163.44372.
Stommel JM, Kimmelman AC, Ying H, Nabioullin R, Ponugoti AH, Wiedemeyer R, Stegh AH, Bradner JE, Ligon KL, Brennan C, Chin L, DePinho R a: Coactivation of receptor tyrosine kinases affects the response of tumor cells to targeted therapies. Science (New York, N.Y.). 2007, 318: 287-290. 10.1126/science.1142946.
Guo A, Villén J, Kornhauser J, Stokes MP, Rikova K, Possemato A, Nardone J, Innocenti G, Wetzel R, Wang Y, MacNeill J, Mitchell J, Gygi SP, Rush J, Polakiewicz RD, Comb MJ, Lee K a: Signaling networks assembled by oncogenic EGFR and c-Met. Proc Natl Acad Sci USA. 2008, 105: 692-697. 10.1073/pnas.0707270105.
Denlinger CE, Ikonomidis JS, Reed CE, Spinale FG: Epithelial to mesenchymal transition: the doorway to metastasis in human lung cancers. J Thorac Cardiovasc Surg. 2010, 140: 505-513. 10.1016/j.jtcvs.2010.02.061.
Peter Y, Comellas A, Levantini E, Ingenito EP: Steven D:Epidermal growth factor receptor and claudin-2 participate in A549 permeability and remodeling: implicationsfor non-small cell lung cancer tumor colonization. Mol. Carcinog. 2009, 48: 488-497. 10.1002/mc.20485.
Manelli-Oliveira R, Machado-Santelli GM:Cytoskeletal and nuclear alterations in human lung tumor cells: a confocal microscope study. Histochem Cell Biol. 2001, 115 (5): 403-411.
Holz C, Niehr F, Boyko M, Hristozova T, Distel L, Budach V, Tinhofer I: Epithelial-mesenchymal-transition induced by EGFR activation interferes with cell migration and response to irradiation and cetuximab in head and neck cancer cells. Radiother Oncol. 2011, 101: 158-164. 10.1016/j.radonc.2011.05.042.