Giảm biểu hiện SALL4 ức chế sự tăng sinh và đảo ngược khả năng kháng doxorubicin hydrochloride của tế bào MCF-7/ADR

Springer Science and Business Media LLC - Tập 17 - Trang 1-11 - 2016
Yuan-Yuan Chen1,2, Zhi-Zhen Li1,2, Yuan-Yuan Ye1,2, Feng Xu1,2, Rui-Jie Niu1,2, Hong-Chen Zhang1,2, Yi-Jian Zhang1,2, Ying-Bin Liu1,2, Bao-San Han1,2
1Department of General Surgery and Laboratory of General Surgery, Xinhua Hospital, Affiliated with Shanghai Jiao Tong University, School of Medicine, Shanghai, China
2Institute of Biliary Tract Disease, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai, China

Tóm tắt

Ung thư vú là loại ung thư phổ biến nhất ở phụ nữ và kháng thuốc là trở ngại chính trong hóa trị liệu thành công. Trong nghiên cứu này, chúng tôi phân tích sự tham gia của một gen oncofetal, sal-like 4 (SALL4), trong sự tăng sinh khối u và khả năng kháng thuốc của ung thư vú ở người. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng SALL4 được điều chỉnh tăng trong dòng tế bào ung thư vú kháng thuốc MCF-7/ADR, so với năm dòng tế bào khác. Chúng tôi đã thiết lập hệ thống lentivirus biểu hiện RNA tóc ngắn để giảm biểu hiện SALL4 trong các tế bào MCF-7/ADR. Việc giảm biểu hiện SALL4 đã ức chế sự tăng sinh của các tế bào MCF-7/ADR và làm ngưng trệ giai đoạn G1 trong chu kỳ tế bào, đi kèm với sự giảm rõ rệt của biểu hiện cyclinD1 và CDK4. Hơn nữa, việc giảm biểu hiện SALL4 có thể làm tái nhạy cảm MCF-7/ADR với doxorubicin hydrochloride (ADMh) và có sự hợp lực mạnh mẽ với ADMh trong các tế bào MCF-7/ADR. Việc loại bỏ SALL4 dẫn đến sự giảm IC50 đối với ADMh và có tác dụng ức chế lên khả năng hình thành thuộc địa ở các tế bào MCF-7/ADR. Với việc giảm biểu hiện SALL4, tỷ lệ tích tụ ADMh của các tế bào MCF-7/ADR đã tăng lên, trong khi đó biểu hiện của BCRP và c-myc giảm đáng kể. Hơn nữa, việc làm im lặng SALL4 cũng ức chế sự phát triển của các khối u xenograft và đảo ngược khả năng kháng ADMh in vivo. Việc giảm biểu hiện SALL4 ức chế sự phát triển của ung thư vú kháng thuốc do sự ngưng trệ chu kỳ tế bào và đảo ngược kháng thuốc trên khối u thông qua việc giảm biểu hiện của vận chuyển màng, BCPR. Do đó, SALL4 có tiềm năng như một mục tiêu mới trong điều trị ung thư vú.

Từ khóa

#Ung thư vú #kháng thuốc #SALL4 #doxorubicin hydrochloride #MCF-7/ADR #chu kỳ tế bào #vận chuyển màng #BCPR

Tài liệu tham khảo

Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2015. CA Cancer J Clin. 2015;65(1):5–29. Tao Z, Shi A, Lu C, Song T, Zhang Z, Zhao J. Breast cancer: epidemiology and etiology. Cell biochem Biophys. 2014. Shi Z, Tiwari AK, Patel AS, Fu LW, Chen ZS. Roles of sildenafil in enhancing drug sensitivity in cancer. Cancer Res. 2011;71(11):3735–8. Meads MB, Gatenby RA, Dalton WS. Environment-mediated drug resistance: a major contributor to minimal residual disease. Nat Rev Cancer. 2009;9(9):665–74. Fletcher JI, Haber M, Henderson MJ, Norris MD. ABC transporters in cancer: more than just drug efflux pumps. Nat Rev Cancer. 2010;10(2):147–56. Kim HB, Lee SH, Um JH, Kim MJ, Hyun SK, Gong EJ, Oh WK, Kang CD, Kim SH. Sensitization of chemo-resistant human chronic myeloid leukemia stem-like cells to Hsp90 inhibitor by SIRT1 inhibition. Int J Biol Sci. 2015;11(8):923–34. Dong Y, Li L, Wang L, Zhou T, Liu JW, Gao YJ. Preliminary study of the effects of beta-elemene on MCF-7/ADM breast cancer stem cells. Genet Mol Res. 2015;14(1):2347–55. Chun SY, Kwon YS, Nam KS, Kim S. Lapatinib enhances the cytotoxic effects of doxorubicin in MCF-7 tumorspheres by inhibiting the drug efflux function of ABC transporters. Biomed Pharmacother. 2015;72:37–43. Yang J, Chai L, Fowles TC, Alipio Z, Xu D, Fink LM, Ward DC, Ma Y. Genome-wide analysis reveals Sall4 to be a major regulator of pluripotency in murine-embryonic stem cells. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105(50):19756–61. Rao S, Zhen S, Roumiantsev S, McDonald LT, Yuan GC, Orkin SH. Differential roles of Sall4 isoforms in embryonic stem cell pluripotency. Mol Cell Biol. 2010;30(22):5364–80. Yang J, Gao C, Chai L, Ma Y. A novel SALL4/OCT4 transcriptional feedback network for pluripotency of embryonic stem cells. PLoS One. 2010;5(5):e10766. Bard JD, Gelebart P, Amin HM, Young LC, Ma Y, Lai R. Signal transducer and activator of transcription 3 is a transcriptional factor regulating the gene expression of SALL4. FASEB Journal: official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 2009;23(5):1405–14. Yang F, Yao Y, Jiang Y, Lu L, Ma Y, Dai W. Sumoylation is important for stability, subcellular localization, and transcriptional activity of SALL4, an essential stem cell transcription factor. J Biol Chem. 2012;287(46):38600–8. Zhang L, Luo YB, Bou G, Kong QR, Huan YJ, Zhu J, Wang JY, Li H, Wang F, Shi YQ et al: Overexpression Nanog activates pluripotent genes in porcine fetal fibroblasts and nuclear transfer embryos. Anatomical record (Hoboken, NJ: 2007) 2011, 294(11):1809–17. Shuai X, Zhou D, Shen T, Wu Y, Zhang J, Wang X, Li Q. Overexpression of the novel oncogene SALL4 and activation of the Wnt/beta-catenin pathway in myelodysplastic syndromes. Cancer Genet Cytogenet. 2009;194(2):119–24. Yang J, Aguila JR, Alipio Z, Lai R, Fink LM, Ma Y. Enhanced self-renewal of hematopoietic stem/progenitor cells mediated by the stem cell gene Sall4. J Hematol Oncol. 2011;4:38. Kohlhase J, Chitayat D, Kotzot D, Ceylaner S, Froster UG, Fuchs S, Montgomery T, Rosler B. SALL4 mutations in Okihiro syndrome (Duane-radial ray syndrome), acro-renal-ocular syndrome, and related disorders. Hum Mutat. 2005;26(3):176–83. Ma Y, Cui W, Yang J, Qu J, Di C, Amin HM, Lai R, Ritz J, Krause DS, Chai L. SALL4, a novel oncogene, is constitutively expressed in human acute myeloid leukemia (AML) and induces AML in transgenic mice. Blood. 2006;108(8):2726–35. Forghanifard MM, Moghbeli M, Raeisossadati R, Tavassoli A, Mallak AJ, Boroumand-Noughabi S, Abbaszadegan MR. Role of SALL4 in the progression and metastasis of colorectal cancer. J Biomed Sci. 2013;20:6. Aguila JR, Liao W, Yang J, Avila C, Hagag N, Senzel L, Ma Y. SALL4 is a robust stimulator for the expansion of hematopoietic stem cells. Blood. 2011;118(3):576–85. Liao W, Aguila JR, Yao Y, Yang J, Zieve G, Jiang Y, Avila C, Senzel L, Lai R, Xu D, et al. Enhancing bone marrow regeneration by SALL4 protein. J Hematol Oncol. 2013;6:84. Zhang L, Yan Y, Jiang Y, Cui Y, Zou Y, Qian J, Luo C, Lu Y, Wu X. The expression of SALL4 in patients with gliomas: high level of SALL4 expression is correlated with poor outcome. J Neurooncol. 2015;121(2):261–8. Jeong HW, Cui W, Yang Y, Lu J, He J, Li A, Song D, Guo Y, Liu BH, Chai L. SALL4, a stem cell factor, affects the side population by regulation of the ATP-binding cassette drug transport genes. PLoS One. 2011;6(4):e18372. Oikawa T, Kamiya A, Zeniya M, Chikada H, Hyuck AD, Yamazaki Y, Wauthier E, Tajiri H, Miller LD, Wang XW, et al. Sal-like protein 4 (SALL4), a stem cell biomarker in liver cancers. Hepatology. 2013;57(4):1469–83. Liu L, Zhang J, Yang X, Fang C, Xu H, Xi X. SALL4 as an Epithelial-Mesenchymal Transition and Drug Resistance Inducer through the Regulation of c-Myc in Endometrial Cancer. PloS One. 2015;10(9):e0138515. Li A, Jiao Y, Yong KJ, Wang F, Gao C, Yan B, Srivastava S, Lim GS, Tang P, Yang H, et al. SALL4 is a new target in endometrial cancer. Oncogene. 2015;34(1):63–72. Yanagihara N, Kobayashi D, Kuribayashi K, Tanaka M, Hasegawa T, Watanabe N. Significance of SALL4 as a drugresistant factor in lung cancer. Int J Oncol. 2015;46(4):1527–34. Ni Z, Bikadi Z, Rosenberg MF, Mao Q. Structure and function of the human breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2). Curr Drug Metab. 2010;11(7):603–17. Ito N, Ito K, Ikebuchi Y, Toyoda Y, Takada T, Hisaka A, Oka A, Suzuki H. Prediction of drug transfer into milk considering breast cancer resistance protein (BCRP)-mediated transport. Pharm Res. 2015;32:2527. Yin Q, Shen J, Chen L, Zhang Z, Gu W, Li Y. Overcoming multidrug resistance by co-delivery of Mdr-1 and survivin-targeting RNA with reduction-responsible cationic poly (beta-amino esters). Biomaterials. 2012;33(27):6495–506. Kang KW, Im YB, Go WJ, Han HK. C-myc amplification altered the gene expression of ABC- and SLC-transporters in human breast epithelial cells. Mol Pharm. 2009;6(2):627–33. Shu YJ, Weng H, Ye YY, Hu YP, Bao RF, Cao Y, Wang XA, Zhang F, Xiang SS, Li HF, et al. SPOCK1 as a potential cancer prognostic marker promotes the proliferation and metastasis of gallbladder cancer cells by activating the PI3K/AKT pathway. Mol Cancer. 2015;14(1):12. Hu YP, Tan ZJ, Wu XS, Liu TY, Jiang L, Bao RF, Shu YJ, Li ML, Weng H, Ding Q, et al. Triptolide induces s phase arrest and apoptosis in gallbladder cancer cells. Molecules. 2014;19(2):2612–28. Rogalska A, Szwed M, Rychlik B. The connection between the toxicity of anthracyclines and their ability to modulate the P-glycoprotein-mediated transport in A549, HepG2, and MCF-7 cells. ScientificWorldJournal. 2014;2014:819548. Hong LQ, Ke WF, Pan F, Chen ZJ, Liu YH. Establishment of multidrug-resistant breast cancer cell line MCF-7/A. Zhejiang Medicine. 2012;17:1426–9. Park SJ, Kong HK, Kim YS, Lee YS, Park JH. Inhibition of S-adenosylhomocysteine hydrolase decreases cell mobility and cell proliferation through cell cycle arrest. Am J Cancer Res. 2015;5(7):2127–38. Kobayashi D, Kuribayshi K, Tanaka M, Watanabe N. SALL4 is essential for cancer cell proliferation and is overexpressed at early clinical stages in breast cancer. Int J Oncol. 2011;38(4):933–9. Kobayashi D, Kuribayashi K, Tanaka M, Watanabe N. Overexpression of SALL4 in lung cancer and its importance in cell proliferation. Oncol Rep. 2011;26(4):965–70. Saab R, Bills JL, Miceli AP, Anderson CM, Khoury JD, Fry DW, Navid F, Houghton PJ, Skapek SX. Pharmacologic inhibition of cyclin-dependent kinase 4/6 activity arrests proliferation in myoblasts and rhabdomyosarcoma-derived cells. Mol Cancer Ther. 2006;5(5):1299–308. Molenaar JJ, Ebus ME, Koster J, van Sluis P, van Noesel CJ, Versteeg R, Caron HN. Cyclin D1 and CDK4 activity contribute to the undifferentiated phenotype in neuroblastoma. Cancer Res. 2008;68(8):2599–609. Dufour R, Daumar P, Mounetou E, Aubel C, Kwiatkowski F, Abrial C, Vatoux C, Penault-Llorca F, Bamdad M. BCRP and P-gp relay overexpression in triple negative basal-like breast cancer cell line: a prospective role in resistance to Olaparib. Sci Rep. 2015;5:12670. Yhee JY, Song S, Lee SJ, Park S, Kim K, Kim MG, Son S, Koo H, Kwon IC, Jeong JH, et al. Cancer-targeted MDR-1 siRNA delivery using self-cross-linked glycol chitosan nanoparticles to overcome drug resistance. J Control Release. 2014;198:1–9. Rogalska A, Szwed M, Rychlik B. The connection between the toxicity of anthracyclines and their ability to modulate the P-glycoprotein-mediated transport in A549, HepG2, and MCF-7 cells. ScientificWorldJournal. 2014;2014:819548.