PLoS ONE: Hypoxie-induzierbaren Faktor 1α Bestimmt Magenkrebs Chemosensitivity über Modulation von p53 und NF-kappaB

Abstrakt

Hintergrund

Reduzierte Chemosensitivität von festen Krebszellen stellt eine entscheidende Hindernis in der klinischen Onkologie. Daher ist die molekulare Charakterisierung von Wegen regulierende Chemosensitivität eine zentrale Voraussetzung Krebstherapie zu verbessern. Die Hypoxie-induzierbare Faktor HIF-1α wurde auf Chemosensitivität in Verbindung gebracht worden, während die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen weitgehend ungeklärt bleiben. Daher untersuchten wir umfassend Rolle HIF-1α die in Chemosensitivität Bestimmung auf verantwortliche molekularen Wege zu konzentrieren.

Methodik und wesentlichen Ergebnisse

RNA-Interferenz wurde angewendet HIF-1α oder p53 in der menschlichen Magenkrebs zu inaktivieren Zelllinien AGS und MKN28. Das chemotherapeutische Mittel 5-Fluoruracil und Cisplatin wurden verwendet und Chemosensitivität wurde durch Zellproliferationsassays als auch Bestimmung der Zellzyklus-Verteilung und Apoptose untersucht. Die Expression von p53 und p53 Zielproteine ​​wurde durch Western-Blot analysiert. NF &kgr; B-Aktivität wurde mittels elektrophoretischer Mobilitäts-Shift-Assays charakterisiert. Die Inaktivierung von HIF-1α in resultierten Magenkrebszellen in robuster Höhe von Chemosensitivität. Dementsprechend HIF-1α-kompetente Zellen zeigten eine signifikante Reduktion von Chemotherapie-induzierter Seneszenz und Apoptose. Bemerkenswerterweise war dieser Phänotyp völlig abwesend in p53
mutierten Zellen, während die Inaktivierung von p53 per se
nicht Chemosensitivität beeinflussen. HIF-1α stark Chemotherapie-induzierte Aktivierung von p53 und p21 sowie die Retinoblastomprotein schließlich ergeb in Stillstand des Zellzyklus unterdrückt. Verminderte Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies in HIF-1α-kompetenten Zellen wurde als der molekulare Mechanismus der HIF-1α-vermittelte Hemmung der p53 identifiziert. Weiterhin Verlust von HIF-1α außer Kraft gesetzt, in einer p53-abhängigen Weise, Chemotherapie-induzierter DNA-Bindung von NF &kgr; B und die Expression von anti-apoptotischen NF-kappaB-Zielgene. Dementsprechend Rekonstitution des NF-kappaB-Untereinheit p65 umgekehrt die erhöhte Chemosensitivität von HIF-1α-defizienten Zellen.

Fazit und Bedeutung

Insgesamt wir HIF-1α als potenter Regulator identifiziert von p53 und NF-kappaB-Aktivität unter den Bedingungen der genotoxischen Stress. Wir schließen daraus, dass p53
Mutationen in menschlichen Tumoren das Potenzial, halten Sie die Wirksamkeit von HIF-1-Inhibitoren in der Krebstherapie zu vermengen

Citation. Rohwer N, Dame C, Haugstetter A, B Wiedenmann , Detjen K, Schmitt CA, et al. (2010) Hypoxie-induzierbaren Faktor 1α Bestimmt Magenkrebs Chemosensitivity über Modulation von p53 und NF-kappaB. PLoS ONE 5 (8): e12038. doi: 10.1371 /journal.pone.0012038

Editor: Deb Fox, das Forschungsinstitut für Kinder im Kinderkrankenhaus in New Orleans, Vereinigte Staaten von Amerika

Empfangen: 28. April 2010; Akzeptiert: 19. Juli 2010; Veröffentlicht: 10. August 2010

© 2010 Rohwer et al. Dies ist eine Open-Access-Artikel unter den Bedingungen der Lizenz Creative Commons, die uneingeschränkte Nutzung erlaubt, die Verteilung und Vervielfältigung in jedem Medium, vorausgesetzt, der ursprüngliche Autor und Quelle genannt werden

Finanzierung:. Diese Studie durch Zuschüsse von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (http://www.dfg.de) TC (CR 133 /2-1, 133 /2-2 und 133 /2-3) unterstützt wurde, und NR (Graduiertenkolleg 276/4 - "Signalerkennung und -umsetzung"). TC wurde auch durch einen Zuschuss von der Berliner Krebsgesellschaft e.V. unterstützt (Http://www.berliner-krebsgesellschaft.de, CRFF200804). Die Geldgeber hatten keine Rolle in Studiendesign, Datenerfassung und Analyse, Entscheidung oder Vorbereitung des Manuskripts zur Veröffentlichung

Konkurrierende Interessen:.. Die Autoren haben erklärt, dass keine Interessenkonflikte bestehen

Einführung

die intrinsische und erworbene Medikamentenresistenz sind die Hauptursachen für eine begrenzte Wirksamkeit der Chemotherapie bei der Mehrzahl der gastrointestinalen Tumoren, einschließlich Magenkrebs [1], [2]. Arzneimittelresistenz stellt eine komplexe und multifaktorielle Phänomen zu Tumor-Mikroumgebung bezogen, z.B. Hypoxie, Azidose und Entzündung sowie die neoplastische Zelle selbst [3]. Zelluläre Resistenz kann auf die spezifischen genetischen Hintergrund der Tumorzelle oder resultieren aus Mutationen und epigenetischen Veränderungen nach antiproliferative Therapie [4], [5] inhärent sein.

Der Transkriptionsfaktor Hypoxie-induzierbaren Faktors 1 (HIF-1 ) bildet eine zentrale Regulator der zellulären Anpassung an die Hypoxie und hat in drug resistance gebracht worden [6] - [8]. Das HIF-1-Protein ist ein Heterodimer, bestehend aus einem konstitutiv exprimierten β-Untereinheit (ARNT (aryl hydrocarbon receptor Kern Translokator)) und eine durch Hypoxie induzierbare α-Untereinheit [9]. Unter normoxischen Bedingungen können HIF-1α-Aktivität durch verschiedene Wachstumsfaktoren, Cytokine, aktivierte Onkogene oder loss-of-function mutierte Tumorsuppressorgene [10] ausgelöst werden. HIF-1α ist zentral involviert in mehreren Aspekten der Tumorigenese einschließlich Tumorzellproliferation, Angiogenese, Metastasen, sowie die Reaktion auf die Chemo- und Strahlentherapie [11]. HIF-1α wird in einer großen Anzahl von festen Tumoren überexprimiert und tumoralen HIF-1α-Expression ist oft mit einer schlechten Prognose assoziiert [12] - [15]. Weiterhin Hemmung der HIF-1α durch RNA-Interferenz oder pharmakologische Verbindungen hat sich als antitumorale Wirksamkeit in verschiedenen murinen Krebsmodellen [16]. Ein Beitrag von HIF-1α auf Chemoresistenz von Tumorzellen wurde in einem breiten Spektrum von festen Tumoren beobachtet, einschließlich Magenkrebs [6] - [8], [17] - [20]. Jedoch bleiben die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen sowie die Rolle von HIF-1α für Medikamentenresistenz unter normoxischen Bedingungen weitgehend ungeklärt [8], [18], [21]. Hier identifizieren wir die Unterdrückung von p53 und die Förderung von nuclear factor kappaB (NF-kappaB) Tätigkeit als zentrale Mechanismen für HIF-1α Empfindlichkeit bestimmende Rolle gegen 5-Fluorouracil (5-FU) und Cisplatin in menschlichen Magenkrebszellen.

Ergebnisse

• PLoS ONE: let-7-MicroRNA Familie selektiv in die extrazelluläre Umgebung über Exosomen in einem metastasierten Magenkrebszellen Line
• PLoS ONE: Hohe Vielfalt von vacA und CagA Helicobacter pylori Genotypen bei Patienten mit und ohne Magen Cancer