Autofagie indusă de polipeptidă activatoare endotelială-monocitică cu doză mică-II prin reglare descendentă
Jiajia Chen
1 Departamentul de Neurobiologie, Colegiul de Medicină de Bază, China Medical University, Shenyang, China
2 Institutul de patologie și fiziopatologie, China Medical University, Shenyang, China
Libo Liu
1 Departamentul de Neurobiologie, Colegiul de Medicină de Bază, China Medical University, Shenyang, China
2 Institutul de Patologie și Fiziopatologie, Universitatea de Medicină din China, Shenyang, China
Yunhui Liu
3 Departamentul de Neurochirurgie, Spitalul Shengjing al Universității Medicale din China, Shenyang, China
4 Centrul de cercetare Liaoning pentru medicina translațională în bolile sistemului nervos, Shenyang, China
Xiaobai Liu
3 Departamentul de Neurochirurgie, Spitalul Shengjing al Universității Medicale din China, Shenyang, China
4 Centrul de cercetare Liaoning pentru medicina translațională în bolile sistemului nervos, Shenyang, China
Chengbin Qu
3 Departamentul de Neurochirurgie, Spitalul Shengjing al Universității Medicale din China, Shenyang, China
4 Centrul de cercetare Liaoning pentru medicina translațională în bolile sistemului nervos, Shenyang, China
Fanjie Meng
1 Departamentul de Neurobiologie, Colegiul de Medicină de Bază, China Medical University, Shenyang, China
2 Institutul de Patologie și Fiziopatologie, Universitatea de Medicină din China, Shenyang, China
Iun Ma
1 Departamentul de Neurobiologie, Colegiul de Medicină de Bază, China Medical University, Shenyang, China
2 Institutul de Patologie și Fiziopatologie, Universitatea de Medicină din China, Shenyang, China
Yang Lin
1 Departamentul de Neurobiologie, Colegiul de Medicină de Bază, China Medical University, Shenyang, China
2 Institutul de Patologie și Fiziopatologie, Universitatea de Medicină din China, Shenyang, China
Yixue Xue
1 Departamentul de Neurobiologie, Colegiul de Medicină de Bază, China Medical University, Shenyang, China
2 Institutul de Patologie și Fiziopatologie, Universitatea de Medicină din China, Shenyang, China
Abstract
Introducere
Gliomul este considerat ca fiind cel mai răspândit neoplasm intracranian malign primar. Glioblastomul este tipul de gliom care reprezintă 50-60% din tumorile maligne ale creierului (Jakab și colab., 2011). Glioblastomul a fost definit ca o tumoare malignă de gradul III-IV de către Organizația Mondială a Sănătății datorită gradului său ridicat de malignitate și mitozei active. Tratamentele existente pentru glioblastom includ intervenții chirurgicale, radioterapie postoperatorie, chimioterapie și alte terapii adjuvante; cu toate acestea, eficacitatea tratamentului este slabă datorită malignității sale ridicate, invazivității puternice și rezistenței la radioterapie și chimioterapie (McLendon și Halperin, 2003; Wen și Kesari, 2008; Bartek și colab., 2012). Prin urmare, o strategie nouă este urgent necesară pentru tratamentul cu glioblastom.
Polipeptida-II care activează endoteliul-monocit (EMAP-II), o polipeptidă multifuncțională, are activități pro-inflamatorii și antiangiogene (Mogylnytska, 2015). EMAP-II a fost aplicat pe scară largă ca tratament deoarece inhibă creșterea, proliferarea și metastaza tumorilor primare și metastatice (Schwarz și colab., 1999). EMAP-II inhibă în mod semnificativ activitatea celulelor adenocarcinomului ductal pancreatic (Schwarz și colab., 2010) și exercită efecte anticanceroase la xenogrefele adenocarcinomului de prostată (Reznikov și colab., 2007). Studiile noastre preliminare au demonstrat că tratamentul cu doze mici EMAP-II poate crește permeabilitatea barierei hemato-tumorale (BTB; Xie și colab., 2010). Aceste rezultate indică faptul că efectele antitumorale ale EMAP-II sunt mediate prin deschiderea BTB, care permite penetrarea medicamentelor anticanceroase. Descoperirile noastre anterioare au arătat că EMAP-II cu doze mici (0,05 nM) induce direct apoptoza celulelor de gliom C6 de șobolan prin calea mitocondrială (Liu și colab., 2015b); EMAP-II induce autofagia celulelor de gliom U-118 pe lângă inhibarea activității acestora (Liu și colab., 2013). Acest lucru demonstrează că EMAP-II suprimă viabilitatea celulelor gliomului prin apoptoză sau autofagie, ceea ce duce la un efect antitumoral.
Autofagia este un proces conservat din punct de vedere evolutiv, care este adesea activat sub stres celular (Kroemer și colab., 2010). Autofagia poate proteja celulele de daune, dar poate induce și moartea celulelor (Shen și Codogno, 2011). Studiile au observat din ce în ce mai mult moartea celulelor tumorale din cauza autofagiei (Akar și colab., 2008; Seong și colab., 2014). Temozolomida, un medicament sensibil pentru tratamentul gliomului, provoacă oprirea fazei G2/M în celulele gliomului și induce moartea celulelor autofagice în locul apoptozei (Kanzawa și colab., 2003, 2004). Speculăm că glioblastomul malign este mai sensibil la căile de moarte a celulelor autofagice (Lefranc și colab., 2005, 2006) și că EMAP-II poate induce moartea celulelor gliomice prin autofagie, dar mecanismul molecular rămâne neclar.
MicroARN este foarte implicat în reglarea diferitelor răspunsuri fiziologice și patologice în celule (Bartel, 2004, 2009; Ebert și Sharp, 2012) și poate modula, de asemenea, rețelele de semnalizare autofagică, în special în cancer (Frankel și colab., 2011; Fu și colab., 2012; Korkmaz și colab., 2012). MicroRNA-20a (MiR-20a), un membru al familiei miR-17-92 situat pe cromozomul 13, este extrem de exprimat în țesuturile de gliom; supraexprimarea miR-20a favorizează proliferarea celulelor de gliom U-251, sugerând un efect de promovare a tumorii (Yao și colab., 2012). Mai mult, miR-20a este, de asemenea, considerat ca o genă legată de autofagie (ATG) și poate participa la reglarea autofagiei induse de lipsa de leucină prin modificarea nivelurilor intracelulare ale proteinelor cheie legate de autofagie în mioblastele C2C12 (Wu și colab., 2012). Aceste constatări sugerează că expresia scăzută a miR-20a contribuie la reglarea în sus a expresiei proteinelor legate de autofagie, activează autofagia și inhibă proliferarea celulelor gliomice. Nu se știe dacă EMAP-II induce autofagie prin reglarea descendentă a expresiei miR-20a și, astfel, afectează viabilitatea celulelor gliomice.
Acest studiu își propune să verifice dacă tratamentul EMAP-II cu doze mici (0,05 nM) induce autofagia în celulele de gliom U-87 și U-251 prin reglarea expresiei miR-20a și explorează mecanismele moleculare asociate cu EMAP-II- autofagia celulelor gliomice induse.
Materiale și metode
Linii celulare și culturi celulare
Linia celulară de gliom malign uman U-87, U-251 și linia celulară HEK293T de rinichi embrionar uman au fost achiziționate de la Shanghai Institutes for Biological Sciences and Cell Resource Center (MD, SUA). Celulele U-87 și HEK293T au fost cultivate în DMEM suplimentat cu 10% ser fetal bovin (FBS, Life Technologies Corporation, Paisley, Marea Britanie). Celulele U-251 au fost cultivate în DMEM/F12 suplimentat cu 10% FBS. Toate celulele au fost cultivate la 37 ° C într-o atmosferă de 5% CO2 și 95% aer.