Низькодозова активація ендотелієм-моноцитами активованого поліпептидом-II аутофагія шляхом регулювання вниз
Jiajia Chen
1 кафедра нейробіології Коледжу основної медицини Китайського медичного університету, Шеньян, Китай
2 Інститут патології та патофізіології, Китайський медичний університет, Шеньян, Китай
Лібо Лю
1 кафедра нейробіології Коледжу основної медицини Китайського медичного університету, Шеньян, Китай
2 Інститут патології та патофізіології, Китайський медичний університет, Шеньян, Китай
Юньхуей Лю
3 Відділення нейрохірургії лікарні Шенцзін Китайського медичного університету, Шеньян, Китай
4 Науково-дослідний центр по трансляційній медицині Ляоніна при хворобах нервової системи, Шеньян, Китай
Сяобай Лю
3 Відділення нейрохірургії лікарні Шенцзін Китайського медичного університету, Шеньян, Китай
4 Науково-дослідний центр по трансляційній медицині Ляоніна при хворобах нервової системи, Шеньян, Китай
Ченбінь Ку
3 Відділення нейрохірургії лікарні Шенцзін Китайського медичного університету, Шеньян, Китай
4 Науково-дослідний центр по трансляційній медицині Ляоніна при хворобах нервової системи, Шеньян, Китай
Фанцзе Менг
1 кафедра нейробіології Коледжу основної медицини Китайського медичного університету, Шеньян, Китай
2 Інститут патології та патофізіології, Китайський медичний університет, Шеньян, Китай
Червень Ма
1 кафедра нейробіології Коледжу основної медицини Китайського медичного університету, Шеньян, Китай
2 Інститут патології та патофізіології, Китайський медичний університет, Шеньян, Китай
Ян Лінь
1 кафедра нейробіології Коледжу основної медицини Китайського медичного університету, Шеньян, Китай
2 Інститут патології та патофізіології, Китайський медичний університет, Шеньян, Китай
Іксуе Сюе
1 кафедра нейробіології Коледжу основної медицини Китайського медичного університету, Шеньян, Китай
2 Інститут патології та патофізіології, Китайський медичний університет, Шеньян, Китай
Анотація
Вступ
Гліома розглядається як найбільш поширене первинне злоякісне внутрішньочерепне новоутворення. Гліобластома - це тип гліоми, на який припадає 50–60% злоякісних пухлин головного мозку (Jakab et al., 2011). Світова організація охорони здоров’я визначила гліобластому як злоякісну пухлину III-IV ступеня через її високий ступінь злоякісності та активний мітоз. Існуючі методи лікування гліобластоми включають хірургічне втручання, післяопераційну променеву терапію, хіміотерапію та інші допоміжні методи лікування; однак ефективність лікування є низькою через високу злоякісність, сильну інвазивність та стійкість до променевої та хіміотерапії (McLendon and Halperin, 2003; Wen and Kesari, 2008; Bartek et al., 2012). Тому терміново необхідна нова стратегія лікування гліобластоми.
Ендотеліально-моноцитоактивуючий поліпептид-II (EMAP-II), багатофункціональний поліпептид, має протизапальну та антиангіогенну активність (Могильницька, 2015). EMAP-II широко застосовували як лікування, оскільки він пригнічує ріст, проліферацію та метастазування первинних та метастатичних пухлин (Schwarz et al., 1999). EMAP-II суттєво пригнічує активність клітин аденокарциноми протоки підшлункової залози (Schwarz et al., 2010) та надає протиракові ефекти на ксенотрансплантати аденокарциноми простати (Reznikov et al., 2007). Наші попередні дослідження продемонстрували, що лікування низькими дозами EMAP-II може збільшити проникність гемато-пухлинного бар'єру (BTB; Xie et al., 2010). Ці результати вказують на те, що протипухлинні ефекти EMAP-II опосередковуються відкриттям BTB, що забезпечує проникнення протипухлинних препаратів. Наші попередні результати показали, що низькі дози (0,05 нМ) EMAP-II безпосередньо індукують апоптоз клітин гліоми С6 щурів через мітохондріальний шлях (Liu et al., 2015b); EMAP-II індукує аутофагію клітин гліоми U-118 на додаток до інгібування їх активності (Liu et al., 2013). Це демонструє, що EMAP-II пригнічує життєздатність клітин гліоми через апоптоз або аутофагію, що призводить до протипухлинного ефекту.
Автофагія - це еволюційно збережений процес, який часто активізується під дією клітинного стресу (Kroemer et al., 2010). Аутофагія може захистити клітини від пошкодження, але також може спричинити загибель клітин (Shen and Codogno, 2011). Дослідження все частіше спостерігають загибель пухлинних клітин внаслідок аутофагії (Akar et al., 2008; Seong et al., 2014). Темозоломід, чутливий препарат для лікування гліоми, викликає зупинку фази G2/M у клітинах гліоми та викликає автофагічну загибель клітин замість апоптозу (Kanzawa et al., 2003, 2004). Ми припускаємо, що злоякісна гліобластома є більш чутливою до шляхів загибелі аутофагічних клітин (Lefranc et al., 2005, 2006) і що EMAP-II може викликати загибель клітин гліоми через аутофагію, але молекулярний механізм залишається незрозумілим.
МікроРНК бере активну участь у регуляції різних фізіологічних та патологічних реакцій у клітинах (Bartel, 2004, 2009; Ebert and Sharp, 2012), а також може модулювати аутофагічні сигнальні мережі, особливо при раку (Frankel et al., 2011; Fu et al., 2012; Korkmaz et al., 2012). MicroRNA-20a (MiR-20a), член сім'ї miR-17-92, розташований у хромосомі 13, сильно експресується в тканинах гліоми; надмірна експресія miR-20a сприяє проліферації клітин гліоми U-251, вказуючи на промоторний ефект (Yao et al., 2012). Крім того, miR-20a також розглядається як ген, пов'язаний з аутофагією (ATG), і він може брати участь у регуляції аутофагії, спричиненої депривацією лейцину, змінюючи внутрішньоклітинний рівень ключових білків, пов'язаних з аутофагією, в міобластах C2C12 (Wu et al., 2012). Ці результати свідчать про те, що низька експресія miR-20a сприяє регуляції експресії білка, пов’язаної з аутофагією, активує аутофагію та інгібує проліферацію клітин гліоми. Чи індукує EMAP-II аутофагію через знижену регуляцію експресії miR-20a і, отже, впливає на життєздатність клітин гліоми, невідомо.
Це дослідження має на меті перевірити, чи викликає лікування EMAP-II низькими дозами (0,05 нМ) аутофагію в клітинах гліоми U-87 та U-251 шляхом регулювання експресії miR-20a, та досліджує молекулярні механізми, пов'язані з EMAP-II- індукована аутофагія клітин гліоми.
Матеріали і методи
Клітинні лінії та клітинні культури
Клітинна лінія клітин злоякісної гліоми людини U-87, U-251 та клітинна лінія клітин HEK293T ембріональної людини були придбані у Шанхайському інституті біологічних наук та Центрі клітинних ресурсів (MD, США). Клітини U-87 та HEK293T культивували в DMEM з додаванням 10% фетальної бичачої сироватки (FBS, Life Technologies Corporation, Пейслі, Великобританія). Клітини U-251 культивували в DMEM/F12 з додаванням 10% FBS. Усі клітини культивували при 37 ° С в атмосфері 5% СО2 та 95% повітря.