Giảm biểu hiện nucleolin trong glioma ức chế tăng trưởng khối u và gây ngưng chu kỳ tế bào

Journal of Neuro-Oncology - Tập 108 - Trang 59-67 - 2012
Zhiqiang Xu1, Neel Joshi1, Ashima Agarwal2, Sonika Dahiya2, Patrice Bittner1, Erin Smith3, Sara Taylor1, David Piwnica-Worms3,4,5, Jason Weber3,6, Jeffrey R. Leonard1,7
1Department of Neurological Surgery, Washington University School of Medicine, St. Louis, USA
2Department of Pathology and Immunology, Washington University School of Medicine, St. Louis, USA
3BRIGHT Institute, Washington University School of Medicine, St. Louis, USA
4Departments of Cell Biology and Physiology, Washington University School of Medicine, St. Louis, USA
5Department of Radiology, Washington University School of Medicine, St. Louis, USA
6Department of Internal Medicine, Washington University School of Medicine, St. Louis, USA
7Department of Pediatrics, Washington University School of Medicine, St. Louis, USA

Tóm tắt

Nucleolin là một protein đa chức năng có biểu hiện thường tương quan với sự gia tăng phân chia tế bào. Trong khi biểu hiện của nucleolin thường tăng cao trong nhiều loại ung thư, biểu hiện của nó trong não người bình thường và trong các loại u nhện chưa được báo cáo trước đây. Sử dụng các mẫu cắt lát từ các mẫu khám nghiệm tử thi người trưởng thành bình thường và các mẫu cắt u thần kinh, chúng tôi cho thấy rằng biểu hiện nucleolin ở não người bình thường chỉ hạn chế ở các tế bào neuron trưởng thành, tế bào ependymal và tế bào hạt của rãnh răng. Trong khi các tế bào thần kinh đệm trong não người bình thường không biểu hiện nucleolin ở mức độ đáng kể, các dòng tế bào glioblastoma và các tế bào u thần kinh đệm người nguyên phát lại cho thấy biểu hiện nucleolin đáng kể. Việc giảm biểu hiện nucleolin thông qua siRNA trung gian knockdown trong dòng tế bào glioblastoma U87MG dẫn đến sự giảm mạnh trong sự phân chia tế bào và gây ngưng chu kỳ tế bào trong ống nghiệm. Hơn nữa, knockdown có điều kiện biểu hiện nucleolin bằng siRNA trong các mẫu xenograft U87MG được cấy vào chuột nude đã gây ra sự giảm đáng kể kích thước khối u. Tổng hợp lại, các kết quả này chỉ ra nucleolin trong việc điều hòa sự phân chia tế bào u thần kinh đệm ở trong ống nghiệm và khả năng tạo khối u ở trong cơ thể và gợi ý rằng nucleolin có thể đại diện cho một mục tiêu trị liệu mới tiềm năng cho các loại u nhện.

Từ khóa

#nucleolin #glioma #tế bào thần kinh đệm #điều hòa sự phân chia tế bào #trị liệu mới

Tài liệu tham khảo

Ginisty H, Sicard H, Roger B, Bouvet P (1999) Structure and functions of nucleolin. J Cell Sci 112(Pt 6):761–772 Tuteja R, Tuteja N (1998) Nucleolin: a multifunctional major nucleolar phosphoprotein. Crit Rev Biochem Mol Biol 33(6):407–436. doi:10.1080/10409239891204260 Srivastava M, Pollard HB (1999) Molecular dissection of nucleolin’s role in growth and cell proliferation: new insights. Faseb J 13(14):1911–1922 Borer RA, Lehner CF, Eppenberger HM, Nigg EA (1989) Major nucleolar proteins shuttle between nucleus and cytoplasm. Cell 56(3):379–390 Kleinman HK, Weeks BS, Cannon FB, Sweeney TM, Sephel GC, Clement B, Zain M, Olson MO, Jucker M, Burrous BA (1991) Identification of a 110-kDa nonintegrin cell surface laminin-binding protein which recognizes an A chain neurite-promoting peptide. Arch Biochem Biophys 290(2):320–325 Shi H, Huang Y, Zhou H, Song X, Yuan S, Fu Y, Luo Y (2007) Nucleolin is a receptor that mediates antiangiogenic and antitumor activity of endostatin. Blood 110(8):2899–2906. doi:10.1182/blood-2007-01-064428 Watanabe T, Tsuge H, Imagawa T, Kise D, Hirano K, Beppu M, Takahashi A, Yamaguchi K, Fujiki H, Suganuma M (2010) Nucleolin as cell surface receptor for tumor necrosis factor-alpha inducing protein: a carcinogenic factor of Helicobacter pylori. J Cancer Res Clin Oncol 136(6):911–921. doi:10.1007/s00432-009-0733-y Schneider HR, Issinger OG (1988) Nucleolin (C23), a physiological substrate for casein kinase II. Biochem Biophys Res Commun 156(3):1390–1397 Miranda GA, Chokler I, Aguilera RJ (1995) The murine nucleolin protein is an inducible DNA and ATP binding protein which is readily detected in nuclear extracts of lipopolysaccharide-treated splenocytes. Exp Cell Res 217(2):294–308. doi:10.1006/excr.1995.1090 Chen CM, Chiang SY, Yeh NH (1991) Increased stability of nucleolin in proliferating cells by inhibition of its self-cleaving activity. J Biol Chem 266(12):7754–7758 Grinstein E, Du Y, Santourlidis S, Christ J, Uhrberg M, Wernet P (2007) Nucleolin regulates gene expression in CD34-positive hematopoietic cells. J Biol Chem 282(17):12439–12449. doi:10.1074/jbc.M608068200 Khurts S, Masutomi K, Delgermaa L, Arai K, Oishi N, Mizuno H, Hayashi N, Hahn WC, Murakami S (2004) Nucleolin interacts with telomerase. J Biol Chem 279(49):51508–51515. doi:10.1074/jbc.M407643200 Grinstein E, Shan Y, Karawajew L, Snijders PJ, Meijer CJ, Royer HD, Wernet P (2006) Cell cycle-controlled interaction of nucleolin with the retinoblastoma protein and cancerous cell transformation. J Biol Chem 281(31):22223–22235. doi:10.1074/jbc.M513335200 Takagi M, Absalon MJ, McLure KG, Kastan MB (2005) Regulation of p53 translation and induction after DNA damage by ribosomal protein L26 and nucleolin. Cell 123(1):49–63. doi:10.1016/j.cell.2005.07.034 Soundararajan S, Wang L, Sridharan V, Chen W, Courtenay-Luck N, Jones D, Spicer EK, Fernandes DJ (2009) Plasma membrane nucleolin is a receptor for the anticancer aptamer AS1411 in MV4-11 leukemia cells. Mol Pharmacol 76(5):984–991. doi:10.1124/mol.109.055947 Bates PJ, Laber DA, Miller DM, Thomas SD, Trent JO (2009) Discovery and development of the G-rich oligonucleotide AS1411 as a novel treatment for cancer. Exp Mol Pathol 86(3):151–164. doi:10.1016/j.yexmp.2009.01.004 Ridley L, Rahman R, Brundler MA, Ellison D, Lowe J, Robson K, Prebble E, Luckett I, Gilbertson RJ, Parkes S, Rand V, Coyle B, Grundy RG (2008) Multifactorial analysis of predictors of outcome in pediatric intracranial ependymoma. Neuro Oncol 10(5):675–689. doi:10.1215/15228517-2008-036 Reddy GR, Bhojani MS, McConville P, Moody J, Moffat BA, Hall DE, Kim G, Koo YE, Woolliscroft MJ, Sugai JV, Johnson TD, Philbert MA, Kopelman R, Rehemtulla A, Ross BD (2006) Vascular targeted nanoparticles for imaging and treatment of brain tumors. Clin Cancer Res 12(22):6677–6686 Orringer DA, Koo YE, Chen T, Kim G, Hah HJ, Xu H, Wang S, Keep R, Philbert MA, Kopelman R, Sagher O (2009) In vitro characterization of a targeted, dye-loaded nanodevice for intraoperative tumor delineation. Neurosurgery 64(5):965–971. doi:10.1227/01.NEU.0000344150.81021.AA discussion 971–962 Singh SK, Clarke ID, Terasaki M, Bonn VE, Hawkins C, Squire J, Dirks PB (2003) Identification of a cancer stem cell in human brain tumors. Cancer Res 63(18):5821–5828 Goldhoff P, Warrington NM, Limbrick DD Jr, Hope A, Woerner BM, Jackson E, Perry A, Piwnica-Worms D, Rubin JB (2008) Targeted inhibition of cyclic AMP phosphodiesterase-4 promotes brain tumor regression. Clin Cancer Res 14(23):7717–7725. doi:10.1158/1078-0432.CCR-08-0827 Rubin JB, Kung AL, Klein RS, Chan JA, Sun Y, Schmidt K, Kieran MW, Luster AD, Segal RA (2003) A small-molecule antagonist of CXCR4 inhibits intracranial growth of primary brain tumors. Proc Natl Acad Sci USA 100(23):13513–13518. doi:10.1073/pnas.2235846100 Yang L, Jackson E, Woerner BM, Perry A, Piwnica-Worms D, Rubin JB (2007) Blocking CXCR4-mediated cyclic AMP suppression inhibits brain tumor growth in vivo. Cancer Res 67(2):651–658. doi:10.1158/0008-5472.CAN-06-2762 Gross S, Piwnica-Worms D (2005) Real-time imaging of ligand-induced IKK activation in intact cells and in living mice. Nat Methods 2(8):607–614. doi:10.1038/nmeth779 Wang GP, Bushman FD (2006) A statistical method for comparing viral growth curves. J Virol Methods 135(1):118–123. doi:10.1016/j.jviromet.2006.02.008 Pontvianne F, Abou-Ellail M, Douet J, Comella P, Matia I, Chandrasekhara C, Debures A, Blevins T, Cooke R, Medina FJ, Tourmente S, Pikaard CS, Saez-Vasquez J (2010) Nucleolin is required for DNA methylation state and the expression of rRNA gene variants in Arabidopsis thaliana. PLoS Genet 6(11):e1001225. doi:10.1371/journal.pgen.1001225 Kibbey MC, Johnson B, Petryshyn R, Jucker M, Kleinman HK (1995) A 110-kD nuclear shuttling protein, nucleolin, binds to the neurite-promoting IKVAV site of laminin-1. J Neurosci Res 42(3):314–322. doi:10.1002/jnr.490420305 Chirumamilla S, Sun D, Bullock MR, Colello RJ (2002) Traumatic brain injury induced cell proliferation in the adult mammalian central nervous system. J Neurotrauma 19(6):693–703. doi:10.1089/08977150260139084 Mourmouras V, Cevenini G, Cosci E, Epistolato MC, Biagioli M, Barbagli L, Luzi P, Mannucci S, Miracco C (2009) Nucleolin protein expression in cutaneous melanocytic lesions. J Cutan Pathol 36(6):637–646. doi:10.1111/j.1600-0560.2008.01126.x Ugrinova I, Monier K, Ivaldi C, Thiry M, Storck S, Mongelard F, Bouvet P (2007) Inactivation of nucleolin leads to nucleolar disruption, cell cycle arrest and defects in centrosome duplication. BMC Mol Biol 8:66. doi:10.1186/1471-2199-8-66 Ritchie C, Doran B, Shah K, Rowlinson-Busza G, Courtenay-Luck N, Jones D (2007) Combination of the aptamer AS1441 with paclitaxel or Ara-C produces synergistic inhibition of cancer cell growth. AACR Destouches D, El Khoury D, Hamma-Kourbali Y, Krust B, Albanese P, Katsoris P, Guichard G, Briand JP, Courty J, Hovanessian AG (2008) Suppression of tumor growth and angiogenesis by a specific antagonist of the cell-surface expressed nucleolin. PLoS ONE 3(6):e2518 Krust B, El Khoury D, Soundaramourty C, Nondier I, Hovanessian AG (2011) Suppression of tumorigenicity of rhabdoid tumor derived G401 cells by the multivalent HB-19 pseudopeptide that targets surface nucleolin. Biochimie 93(3):426–433. doi:10.1016/j.biochi.2010.10.015 Saxena A, Rorie CJ, Dimitrova D, Daniely Y, Borowiec JA (2006) Nucleolin inhibits Hdm2 by multiple pathways leading to p53 stabilization. Oncogene 25(55):7274–7288. doi:10.1038/sj.onc.1209714 Otake Y, Soundararajan S, Sengupta TK, Kio EA, Smith JC, Pineda-Roman M, Stuart RK, Spicer EK, Fernandes DJ (2007) Overexpression of nucleolin in chronic lymphocytic leukemia cells induces stabilization of bcl2 mRNA. Blood 109(7):3069–3075. doi:10.1182/blood-2006-08-043257