Низький аеробний обмін енергії мітохондрій при погано або недиференційованій нейробластомі
Анотація
Передумови
Сукцинатдегідрогеназа (SDH) пов'язана з канцерогенезом у феохромоцитомі та парагангліомі. У цьому дослідженні ми досліджували компоненти системи окисного фосфорилювання у зразках тканини нейробластоми людини.
Методи
Спектрофотометричні вимірювання, імуногістохімічний аналіз та Вестерн-блот-аналіз використовувались для характеристики аеробного мітохондріального енергетичного обміну в нейробластомах (NB).
Результати
Порівняно з мітохондріальною цитрат-синтазою, активність SDH була сильно знижена в NB (n = 14) порівняно з нирковою тканиною. Однак жодної з чотирьох субодиниць SDH не вдалося виявити патогенних мутацій. Крім того, ніяких генетичних змін не вдалося виявити у двох нових факторах збірки SDH SDHAF1 та SDH5. Зміни в генах, що кодують nfs-1, фратаксин та isd-11, які можуть призвести до зниження активності SDH, у NB не виявлені.
Висновок
Оскільки спостерігалося також зниження регуляції інших комплексів системи окисного фосфорилювання, у нейробластомі, здається, присутнє більш узагальнене зменшення дихання мітохондрій на відміну від дефекту одиничного ферменту, виявленого у спадкових феохромоцитомах.
Передумови
Відповідно до Міжнародної класифікації патологій нейробластоми (NB), NB визначаються як ембріональні пухлини симпатичної нервової системи, походять від нервового гребеня та виникають в мозковому відділі надниркових залоз, паравертебральних симпатичних гангліях та симпатичних парагангліях [3.0.CO; 2-7 . "href ="/article/10.1186/1471-2407-10-149 # ref-CR1 "> 1]. Парагангліома та феохромоцитома гістологічно пов'язані з NB, оскільки всі вони є похідними нервового гребеня. NBs в основному складаються з незрілих нейробластів, тоді як феохромоцитоми та парагангліоми містять зрілі хромафінні клітини.
Феохромоцитоми та парагангліоми часто виявляють мутації в субодиницях сукцинатдегідрогенази (SDH) SDHB, SDHC, SDHD, що вказує на те, що ці субодиниці SDH діють як супресори пухлини в нейроендокринних тканинах [2]. Комплекс SDH складається з чотирьох субодиниць і містить молекулу флавіну (FAD), негемові центри заліза та цитохром b-типу в якості протезних груп. Комплекс закріплений великим SDHC і невеликою субодиницею SDHD, які разом містять мембранний протеїн-гемовий білок cyt [3]. Крім того, нещодавно було повідомлено про два фактори складання SDH SDHAF1 та SDH5. SDH5 - це ген, необхідний для флавації SDH [4]. Патогенні мутації SDH5 були виявлені в парагангліомах [5].
Мутації в генах PHOX2B та анапластичної лімфоми-кінази (ALK) пов’язані зі схильністю до нейробластоми [6–10]. Мутації PHOX2B були виявлені у меншості випадків сімейної нейробластоми. До цих пір не було продемонстровано чіткого зв'язку з енергетичним метаболізмом для цих двох генів.
Аеробне використання глюкози як джерела енергії за допомогою гліколізу є ознакою, спільною для більшості солідних пухлин, що, в свою чергу, призводить до меншої залежності від OXPHOS, що називається ефектом Варбурга [25, 26]. Зниження регуляції OXPHOS в клітинах пухлини, здається, досягається за допомогою різних механізмів. По-перше, глибока гіпоксія може бути причиною компенсаторної регуляції гліколізу в більшості пухлин. По-друге, стає все більш очевидним, що втрата генів супресорів пухлини, таких як VHL і с53 або активація онкогенів призводить до зниження регуляції OXPHOS [27, 28]. Нарешті, пряма інактивація компонентів OXPHOS була виявлена у меншості пухлин. Окрім взаємозв'язку SDH та розвитку пухлини, втрата NADH: убихінон оксидоредуктази (комплекс I) дихального ланцюга також була виявлена при оксифільних пухлинах [29, 30].
Метою цього дослідження було визначити, чи є специфічні зміни аеробного енергетичного метаболізму в НБ, особливо SDH, чи є загальна регуляція комплексів OXPHOS.
Хоча загальновизнано, що тверді раки в більшості випадків демонструють перехід від окисного фосфорилювання до гліколізу, тип зміни не досліджувався у багатьох видах раку, і, наскільки нам відомо, не при нейробластних пухлинах.
Методи
Зразки
NB від 14 пацієнтів були отримані з Університетської лікарні Зальцбурга, Австрія та лікарні Ольги, Штутгарт, Німеччина. П'ятнадцять неушкоджених тканин нирок служили еталонами для ферментативних вимірювань. Для імуногістохімічних досліджень використовували фіксований формалін, вбудовані в парафін NB та незмінені тканини надниркових залоз.
Дослідження проводилось відповідно до австрійського Закону про генні технології. Експерименти проводились відповідно до Гельсінської декларації 1975 р. (Переглянутої 1983 р.) Та керівних принципів Зальцбурзького комітету з питань етики (етична угода: AZ 209-11-E1/823-2006), оскільки клінічне випробування наркотиків та епідеміологічне дослідження не проводилось. Усі пацієнти підписали інформовану згоду щодо хірургічного видалення та терапії пухлин. Крім того, дослідження не поширилося на вивчення окремих записів справ. Забезпечена анонімність пацієнтів.