PLoS ONE: gliossalasi-I è un romanzo prognosi fattore associato con cancro gastrico progressione

Astratto

I gliossalasi (GLO1), un enzima disintossicazione metilgliossale, è implicato nella progressione delle neoplasie umane. Il ruolo di GLO1 nello sviluppo del cancro gastrico o progressione è ancora chiaro. L'espressione di GLO1 è stata determinata in campioni di cancro gastrico primaria utilizzando la reazione a catena della polimerasi quantitativa, l'immunoistochimica (IHC), e analizza Western Blotting. espressione GLO1 era più alta nei tessuti di cancro gastrico, rispetto a quella nei tessuti non tumorali adiacenti. espressione elevata di GLO1 era significativamente associato con l'invasione gastrica muro, metastasi linfonodali, e lo stadio patologico, suggerendo un ruolo romanzo di GLO1 nello sviluppo del cancro gastrico e la progressione. Il tasso di sopravvivenza a 5 anni dei gruppi di espressione GLO1 inferiori era significativamente maggiore rispetto a quella dei gruppi di espressione superiori (log rank P
= 0,0373) in esperimenti IHC. Over-espressione di GLO1 in linee cellulari di cancro gastrico aumenta la proliferazione cellulare, la migrazione e l'invasività. Al contrario, down-regulation di GLO1 con shRNA ha portato ad una marcata riduzione nelle capacità di migrazione e l'invasione. I nostri dati suggeriscono che l'alta espressione di GLO1 nel carcinoma gastrico aumenta la capacità metastasi delle cellule tumorali in vitro
e in vivo
, e sostengono la sua efficacia come un potenziale marcatore per la rilevazione e la prognosi del cancro gastrico

Visto:. Cheng WL, Tsai MM, Tsai CY, Huang YH, Chen CY, Chi HC, et al. (2012) gliossalasi-I è un romanzo prognosi fattore associato con cancro gastrico progressione. PLoS ONE 7 (3): e34352. doi: 10.1371 /journal.pone.0034352

Editor: DunFa Peng, Vanderbilt University Medical Center, Stati Uniti d'America

Received: 8 dicembre 2011; Accettato: 27 Febbraio, 2012; Pubblicato: 29 Marzo 2012

Copyright: © 2012 Cheng et al. Questo è un articolo ad accesso libero distribuito sotto i termini della Creative Commons Attribution License, che permette l'uso senza restrizioni, la distribuzione e la riproduzione con qualsiasi mezzo, a condizione che l'autore originale e la fonte sono accreditati

Finanziamento:. Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni da Chang-Gung University, Taoyuan, Taiwan (NMRPD 150311, NMRPD170441-42, CMRPG 640.042-43, CMRPG 670.291-93) e il Consiglio nazionale della Scienza della Repubblica di Cina (NSC 95-2314-B-182 -027, 97-2314-B-182-009-MY2, 99-2314-B-182-022). I finanziatori avevano alcun ruolo nel disegno dello studio, la raccolta e l'analisi dei dati, la decisione di pubblicare, o preparazione del manoscritto

Competere interessi:.. Gli autori hanno dichiarato che non esistono interessi in competizione

Introduzione

cancro gastrico è la quarta forma più comune di cancro e la seconda causa di morte per cancro in tutto il mondo [1]. La malignità è la sesta causa di decessi correlati al cancro in Taiwan [2]. Una corretta screening può facilitare l'individuazione del cancro gastrico prima dello sviluppo dei sintomi in una fase curabile [3]. Determinazione dei profili di espressione di molecole chiave nelle varie vie coinvolte nella progressione del cancro gastrico può essere di aiuto nella diagnosi, la prognosi e la previsione della progressione del tumore.

Invasione tumorale e metastasi sono passi fondamentali nel determinare il fenotipo aggressivo dei tumori umani , e costituiscono le principali cause di morte per cancro [4]. Alta espressione di fattori connessi alla migrazione, come la cicloossigenasi 2 (COX-2) [5], vascular endothelial growth factor (VEGF) [6], CXC chemochine ligando (CXCL) -8 [7], chemochine (motivo CXC) del recettore (CXCR) -2, e CXCL-1 [8], sono associati con la progressione del cancro gastrico. Diversi potenziali percorsi oncogenici (/Stem Cell proliferazione, NF-kB, e Wnt /β-catenina) sono deregolamentati nella maggior parte dei tumori gastrici [9]. Così, un'ulteriore delucidazione delle esatte eventi molecolari che portano alla progressione del cancro gastrico e l'identificazione di marcatori diagnostici o prognostici di valore e nuove strategie terapeutiche sarebbe una notevole rilevanza clinica.

gliossalasi I (anche chiamato GLO1) è una componente essenziale in percorsi che portano alla disintossicazione Methylglyoxal (MG), uno dei prodotti collaterali della glicolisi [10], [11], [12]. espressione GLO1 è aumentata in molti tumori umani del colon, della mammella, della prostata e il melanoma [13], [14], [15], [16], [17]. Recenti studi hanno riferito che l'eccesso di espressione di GLO1 è associata a progressione del cancro e la resistenza ai farmaci [17]. Dal nostro dati precedenti, GLO1 upregulation è stata osservata in campioni di cancro gastrico mediante cDNA microarray [18]. Tuttavia, il ruolo specifico di GLO1 durante tumorigenesi gastrica e il suo significato clinico devono ancora essere stabilita.

I nostri esperimenti mostrano chiaramente che GLO1 è spesso sovra-espresso in cancro gastrico e associati a metastasi del cancro. In particolare, l'espressione di GLO1 è significativamente più alta in fase avanzata di cancro gastrico. Inoltre, le alterazioni dell'espressione di GLO1 in linee cellulari di cancro gastrico colpisce migrazione cellulare e dell'invasione abilità.

Materiali e Metodi

Etica Dichiarazione

Il protocollo di studio è stato approvato dal Medical Etica e Human Clinical Trial Comitato del Chang Gung Memorial Hospital (IRB NO. 95-0472B). Consenso informato scritto è stato ottenuto da tutti i pazienti

Soggetti

I 114 pazienti (64 maschi e 50 femmine, età media, 66 anni; intervallo 28-86 anni). Con diagnosi di cancro gastrico al Chang Gung Memorial Hospital 2000-2005 sono stati arruolati in questo studio. Tutti i pazienti hanno ricevuto un intervento chirurgico per cancro gastrico primaria senza la chemioterapia o la radioterapia. Ogni paziente è stato sottoposto a resezione gastrica (35 pazienti sono stati sottoposti a gastrectomia totale e 79 gastrectomia parziale).

studi clinico-patologiche

campioni resecati sono stati esaminati patologicamente utilizzando i criteri stabiliti dalle norme giapponesi generali per il cancro gastrico Study [19] e il Comitato americano congiunto sul cancro (AJCC) sistema (pTNM) classificazione [20]. parametri clinico-patologici inclusi l'età del paziente e sesso, localizzazione del tumore e la dimensione, al lordo tipo di tumore (di Borrmann), invasione a muro, margine di resezione, il tipo istologico, metastasi linfonodali, invasione vascolare, invasione linfatica, e l'invasione perineurale. Dopo la dimissione, tutti i pazienti avevano visite periodiche di follow-up presso l'ambulatorio di Chang Gung Memorial Hospital fino alla morte o l'inizio della preparazione di questo articolo.

in tempo reale reazione quantitativa trascrizione inversa a catena della polimerasi (PCR qRT- )

qRT-PCR è stata eseguita come descritto in una precedente relazione [21]. I seguenti primer sono stati utilizzati: umana GLO1
qRT-PCR (primer forward, 5'-TGAGGATAAAAATGACATCCCTA- AAGA-3 ', e reverse primer 5'-TGTGTCAGCTCAAGTGTAGCTTTC-3'), 18S rRNA umani qRT-PCR (primer forward, 5'-CGAGCCGCCTGGATACC-3 ', e reverse primer 5'-CCTCAGTT CCGAAAACCAACAA-3').

Produzione di anticorpi anti-GLO1
codifica

Il cDNA full-length GLO1
è stato clonato in pGEX-4T1. Lisati da E. coli
ceppo BL21 sono stati purificati con perline di glutatione-agarosio (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO). proteine ​​solubili sono stati purificati mediante cromatografia con perline di glutatione-agarosio, secondo le istruzioni del produttore, emulsionati con adiuvante, e utilizzati per immunizzare conigli. policlonali sono state prodotte e purificate per affinità, come descritto in precedenza [22]. La specificità di GLO1 in-house è stato convalidato utilizzando l'analisi Western Blot (Figura S1).

Immunoblot analisi

lisati cellula intera, estratti nucleari, e dei media condizionali sono stati preparati da tessuti umani o GLO1 stabile linee di cellule knockdown. Western blotting è stata effettuata utilizzando anticorpi monoclonali contro HIF-1α umana (Abcam, San Francisco, CA), p65 (Epitomic, Burlingame, CA), o p50 (Millipore, Billerica, MA) o di anticorpi policlonali contro GLO1 umano (in-house, diluizione, 1:500), CXCL1 (Peprotech Inc., Rocky Hill, NJ), CXCL8 (R &.. D Systems Inc., Minneapolis, MN), VEGF (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA):

immunoistochimica (IHC)

fissati in formalina tessuti inclusi in paraffina sono stati esaminati con IHC usando l'anticorpo policlonale contro GLO1 umano prodotto in-house (diluizione, 1:3000) e il complesso avidina-biotina (ABC metodo), come descritto in precedenza [23], [24]. I confronti sono stati eseguiti tra l'intensità di colorazione delle cellule di carcinoma e benigna dell'epitelio superficiale, che sono stati collocati sullo stesso vetrino. Per l'analisi semi-quantitativa di GLO-1 immunoreattività, un Histoscore (H) sistema -scoring è stato utilizzato [25]. Brevemente, il gruppo negativo comprendeva cellule tumorali senza rilevabile (-) o solo tracce di colorazione per GLO-1 (+1). Il gruppo era composto positivo delle cellule tumorali con livelli moderati (+2) o alte (+3) di BW-1 immunoreattività. L'H-punteggio è stato calcolato e una media da due patologi indipendenti, in cieco per il punteggio iniziale per ogni paziente. I risultati sono stati ottenuti moltiplicando la percentuale di cellule positive (P) per l'intensità (I), secondo la formula: H = P × I. Per esempio, una sezione in cui il 10% del tessuto aveva un punteggio colorazione +1, 60% un punteggio di +2, e il 30% un punteggio di +3, H = (10 x 1) + (60 × 2) + (30 × 3) = 220.

Istituzione di GLO1 sovra-espressione nella linea di cellule SC-M1

è stata utilizzata la linea cellulare SC-M1 che esprime più basso livello di GLO1. La trasfezione di GLO1
cDNA è stata eseguita con Lipofectamine reagente (Life Technologies, Grand Island, NY). Dopo incubazione per 24 ore, le cellule sono state trasferite in terreno contenente G418 per la selezione, e sono stati poi utilizzati nella proliferazione, la migrazione e saggi di invasione.

Istituzione di GLO1 atterramento in linee cellulari TSGH e AGS

Due linee di cellule di cancro gastrico umano, AGS, e TSGH, sono stati impiegati. Le breve hairpin RNA (shRNA) sequenze target GLO1
(TRCN0000118630 ​​e TRCN0000118631) sono stati acquistati dal National RNA Interference Nucleo Facility (Istituto di Biologia Molecolare, Academia Sinica, Taiwan). La repressione specifica di GLO1 è stata confermata mediante analisi Western Blot.

La proliferazione cellulare saggio

Celle (1 × 10 ^{4) sono state coltivate su un piatto di 6 centimetri a 37 ° C sotto 5 % di CO _{2. Ad ogni punto di tempo, il tasso di crescita delle cellule è stata determinata mediante conteggio delle cellule. I risultati sono dati come il cambiamento volte rispetto al valore di ogni controllo.}}

in vitro
test di migrazione e di attività invasiva

L'effetto della deplezione GLO1 o over-espressione la migrazione e l'attività invasiva delle linee di cellule di cancro gastrico è stata valutata utilizzando una rapida in vitro
test (tecnica Transwell), come descritto in precedenza [26].

preparazione RNA e analisi di microarray

Il clone GLO1 silenziata TSGH (KG2) e il clone di cellule di controllo (C1) sono stati sciacquati brevemente con PBS freddo e lisate in TRIzol reagente (Invitrogen) per l'estrazione di RNA. profili di espressione genica tra le cellule KG2 e C1 sono stati analizzati con il U133A umana GeneChip (Affymetrix, Santa Clara, CA) secondo il protocollo del produttore [27].

L'analisi statistica

Le espressioni GLO1 di ciascun sottogruppo di parametri clinicopatholgoical nella Tabella 1 sono espressi come media ± deviazione standard (SD) del punteggio IHC dei pazienti in questo sottogruppo. Il test di Kolmogorov-Smirnov è un test non parametrico di confrontare i campioni con una distribuzione di probabilità riferimento. Se del caso, il Mann-Whitney U o test esatto di Fisher è stato applicato per il confronto tra i due gruppi, mentre il Kruskal-Wallis o di Pearson test chi-quadro è stato utilizzato per confrontare più di due gruppi. Il rapporto tra i dati ottenuti dai due esami diversi stati analizzati con il test di correlazione di Spearman. I pazienti sono stati monitorati fino al tempo di preparazione del manoscritto o di morte. esito di sopravvivenza cancro-specifica è stato determinato applicando il metodo di Kaplan-Meier per tutti i pazienti, ad eccezione di coloro che sono morti per complicazioni chirurgiche. Il log-rank test è stato impiegato per confrontare il significato prognostico delle singole variabili sulla sopravvivenza. Il modello di rischio proporzionale di Cox è stato impiegato in analisi multivariata per identificare i predittori indipendenti di sopravvivenza. valori P
. ≪ 0,05 sono stati considerati significativi

Risultati

GLO1 mRNA e di proteine ​​livelli sono upregulated in pazienti affetti da cancro gastrico

Utilizzando cDNA microarray, abbiamo hanno identificato diversi geni upregulated dai tessuti gastrici, rispetto ai tessuti adiacenti nontumorous [18]. Tra questi geni, ci siamo concentrati su GLO1
come un bersaglio molecolare per il cancro gastrico. Espressione dei GLO1 stata misurata nei tessuti tumorali, e confrontata con quella in abbinato mucosa gastrica nontumorous, utilizzando qRT-PCR (n = 89) (Tabella 2) o IHC (n = 114) (Tabella 1). I dati provenienti da esperimenti di qRT-PCR hanno rivelato GLO1 sovraespressione (≥1.5 volte) a 51 (57,3%) dei tessuti di cancro gastrico, rispetto ai tessuti non tumorali. Il GLO1 espressione media nei tessuti tumorali era 2.87 volte quello nei tessuti non tumorali. I nostri risultati hanno confermato un aumento significativo dell'espressione GLO1 nei tessuti tumorali ( P
= 0.005, un campione di test di Kolmogorov-Smirnov).

L'espressione della proteina GLO1 in campioni appaiati è stato ulteriormente analizzati utilizzando occidentale assorbente. Figura 1A presenta espressione GLO1 in otto pazienti rappresentativi. La stessa quantità di proteine ​​totali colorati con blu Coomassie dopo SDS-PAGE sono stati utilizzati come controllo di caricamento. Tutti i tessuti tumorali da campioni di cancro gastrico (G1 a G8) visualizzati espressione GLO1 upregulated, rispetto al abbinato mucosa adiacente non tumorali (Fig. 1A).

Immunocolorazione dimostra proteina GLO1 sovra-espressione nei tessuti cancerosi gastrici

Per stabilire ulteriormente se GLO1 upregulation è correlata con la progressione clinica del cancro gastrico, IHC è stata effettuata su tessuti di cancro gastrico paraffina fissati e abbinati mucosa cancerosa di 114 pazienti. Quattro coppie di casi rappresentativi (a /b, c /d, e /f, g /h) sono mostrati nella Figura 1B. Dati IHC per controparti noncancerous mucosa (a, c, e, e g) ei tessuti tumorali (b, d, f, h) e sono stati confrontati a coppie. immunocolorazione marrone scuro era per lo più prevalente nelle cellule tumorali, mentre i livelli di colorazione erano più bassi nelle cellule stromali o fibroblasti di tessuti di cancro gastrico. Forte colorazione per GLO1 stata frequentemente osservata nelle cellule tumorali gastriche avanzata, in contrasto debole o non colorazione in normali cellule epiteliali gastriche (Fig. 1B, pannello superiore). La colorazione è stata più intensa nelle fasi di carcinoma gastrico avanzato [Stage III in Fig. 1B (f, h)], a fronte di stadi I [Fig. 1B (b)] e II [Fig. 1B (d)]. Tra i 114 pazienti analizzati, il punteggio medio IHC nei tessuti tumorali era 139,8 ± 62,8, che era significativamente maggiore di quello (36,7 ± 40,4) in corrispondenza della mucosa adiacente (n = 87) ( P
< 0,001 , Wilcoxon test). Inoltre, accoppiato confronto immunoreattività per GLO1 (n = 87) ha rivelato che i punteggi IHC di tessuti tumorali erano superiori a quelli delle controparti nontumorous in 77 (88,5%) pazienti, uguali in tre pazienti (3,4%), e più bassa in sette pazienti (8,0%).

espressione GLO1 e correlazioni cliniche

GLO1 espressione nel tessuto tumorale non era significativamente associato con l'età, localizzazione del tumore o di tipo istologico (tabelle 1 e 2). Livelli più elevati di GLO1 erano evidenti nei gruppi /T4 T3 dove la superficie sierosa della parete gastrica è stato invaso dal cancro, rispetto a quella in T1 gruppi /T2 in cui nessuna invasione era evidente ( P = 0,015
per qRT - PCR e P
= 0.001 per IHC; fig 2A; tabelle 1 e 2).. L'espressione di GLO1 è risultata significativamente aumentata, con metastasi ai linfonodi ( P
= 0.001 per qRT-PCR e P
< 0,001 per IHC; Fig. 2B, tabelle 1 e 2) . l'espressione più alta era evidente nei pazienti con invasione linfatica ( P
= 0,001 e P
= 0,016 rispettivamente per qRT-PCR e IHC, le tabelle 1 e 2) e l'invasione perineurale ( P
= 0.024 per qRT-PCR, tabella 2). espressione GLO1 L'aumento non è stato associato con l'invasione vascolare o metastasi a distanza, tra cui la semina peritoneale o metastasi del fegato, in entrambi gli esperimenti qRT-PCR e IHC. L'espressione di GLO1 era significativamente più alta nei pazienti con fasi patologiche più avanzate (III /IV) del cancro gastrico, rispetto a quelli nelle fasi patologiche precedenti (I /II) ( P
= 0,001 e P
< 0.001 rispettivamente per qRT-PCR e IHC,) (Fig 2C;. tabelle 1 e 2)

sopravvivenza risultati dell'apprendimento

la durata media del periodo di follow-up per. 52 sopravvissuti era di 70,4 mesi (range 28-119 mesi). Quattro pazienti sono morti di complicanze postoperatorie e sei di altre cause. Cinquanta-due pazienti sono morti a causa della progressione del cancro gastrico. Il tasso di sopravvivenza globale cumulativa di cinque anni dei 114 pazienti era di 49,3% dopo gastrectomia. Per determinare l'influenza di espressione GLO1 sull'esito sopravvivenza, il paziente è stato diviso in due gruppi, espressioni superiori e inferiori, secondo il valore di interruzione che dimostrerebbe una differenza significativa (Livello log P
< 0,05) I tassi di sopravvivenza tra i 2 gruppi. La mediana (= 140), quartile superiore (= 180 o 75 ^{° percentile), e più basso quartile (= 90 o 25 ° percentile) di IHC punteggi del nostro paziente sono stati inizialmente testati per determinare i valori di cutoff. Tra questi, solo il quartile inferiore potrebbe mostrare una differenza significativa nel risultato sopravvivenza. Figura. 2D illustra le curve di sopravvivenza cumulativi dei pazienti nei gruppi GLO1 espressione inferiori e superiori, suddivisi secondo un cutoff punteggio IHC di 90. Il tasso di sopravvivenza a 5 anni dei gruppi espressione inferiore GLO1 era notevolmente superiore a quello dei gruppi di espressione superiori ( 69,6% vs 43,3%; rango P
= 0,0373) in esperimenti IHC log. L'analisi univariata divulgato una serie di fattori prognostici significativi, tra cui lo stato di metastasi linfonodali, metastasi a distanza, semina peritoneale, invasione vascolare, invasione linfatica, profondità di invasione, stadio patologico, metastasi epatiche e l'invasione perineurale, oltre a GLO1 espressione. Altri parametri significativi erano tipo istologico, dimensioni del tumore, e il tipo di lordo (Tabella 1). Inoltre, in un'analisi multivariata, i fattori prognostici indipendenti che influenzano la sopravvivenza dei pazienti inclusi metastasi linfonodali (rischio relativo = 5,954, 95% CI = 1,183-29,977, P
= 0,031) e metastasi a distanza (rischio relativo = 2.464, 95% CI = 1,030-5,896, P
= 0.043).}

Over-espressione di GLO1 in SC-M1 migliora attività di proliferazione cellulare, la migrazione e l'invasione
.

Per determinare gli effetti di sovra-espressione di GLO1
nelle cellule SC-M1, la proliferazione cellulare, la migrazione, e le attività di invasione sono stati analizzati. Dopo due settimane di trasfezione, è stato istituito l'espressione stabile di proteine ​​GLO1. La figura 3A mostra 2,36 volte e 2,29 volte superiore espressione GLO1, rispettivamente. La proliferazione cellulare è stata determinata mediante conteggio delle cellule e indicata come una piega del controllo fino a cinque giorni. GLO1
-overexpressing cellule esposte in modo significativo ( P
< 0,01) tassi di proliferazione più elevati (1.86- o 2,06 volte) rispetto a quelli transfettate con controllo vettoriale il giorno 5 (Fig 3B.). Inoltre, GLO1
-overexpressing celle visualizzate in modo significativo ( P
< 0,01) più elevati tassi di migrazione (5.53- o 4.57 volte) e le capacità invasive (3.7- o 3.47 volte) rispetto ai loro controparti di controllo (Fig. 3C e D). Immagini di densità delle cellule sono stati mostrati per due di controllo e due over-esprimono linee cellulari (pannelli a sinistra in Fig. 3C e D).

Down-espressione di GLO1 in TSGH o cellule AGS riduce le attività di migrazione cellulare e dell'invasione

I nostri risultati hanno confermato alta espressione di GLO1 nel cancro gastrico avanzato, rispetto alla mucosa gastrica non cancerosa. Per determinare se l'espressione GLO1 è associata ad invasività delle linee cellulari del cancro gastrico, gli effetti di impoverimento GLO1 utilizzando breve tornante (SH) plasmidi RNA sulle attività di invasione delle cellule tumorali di TSGH o cellule AGS sono stati valutati. ShRNA vettori di espressione che codificano la sequenza antisenso GLO1 sono state trasfettate in TSGH e AGS linee cellulari che esprimono alti livelli di GLO1 endogena. espressione GLO1 era significativamente repressa nel TSGH-KG1, -KG2 (0.32- 0.14 e volte) e AGS-KS1, -KS2 (0.26- e 0,21 volte) sottolinee, rispettivamente, rispetto a quella in cellule trasfettate con i vettori di controllo ( C1, C2,. figg 4A e B). cellule KG1 e KG2 GLO1-impoverito esposto in modo significativo ( P
< 0,05) tassi di migrazione ridotte (0.16- o 0.044 volte, rispettivamente) e le capacità di invasione (0.43- o 0,29 volte, rispettivamente) rispetto a controllo vettoriale cellule transfettate (Fig. 4C e D). Risultati simili sono stati ottenuti con cellule AGS-KS (KS1 e KS2) (Figg. 4E e F). I nostri risultati suggeriscono che collettivamente GLO1 regola positivamente la migrazione e l'invasione capacità di cellule di cancro gastrico.

Down-espressione dei risultati GLO1 una ridotta espressione di geni coinvolti in percorsi di metastasi associate

Per verificare se la proteina GLO1 colpisce geni metastasi legati, abbiamo confrontato l'espressione a livello di genoma di KG2 e C1. sono stati selezionati diversi geni upregulated (≥1.5 volte) in C1, rispetto al KG2,. MetaCore ™ analisi [28] ha rivelato che le vie molecolari di alto rango alterati nei cloni KG erano adhesion_cytokines e percorsi di adesione. Le proteine ​​[come metalloproteinasi della matrice (MMP), CXCL8, e CXCL1] coinvolti in quei percorsi sono stati down-regolato su GLO1 silenziamento. Tra i percorsi correlati citochine, alta espressione di VEGF, CXCL8, CXCR2, e CXCL1 sono associati a metastasi del cancro e la progressione [8], [29]. In precedenza, Daniel J. et al.
[30] hanno riportato che l'eccesso di espressione di GLO1 potrebbe migliorare stromali fattore derivato dalle cellule-1 (SDF-1), CXCR4, e l'espressione di VEGF nel ipossica endoteliali cultura cellule progenitrici in alte concentrazioni di glucosio. Pertanto, abbiamo anche analizzato l'espressione di VEGF nelle linee stabili KG.

ulteriormente convalidato i pattern di espressione delle proteine ​​in VEGF o percorsi citochine legate tramite analisi Western Blot. I livelli di geni target, tra cui CXCL1, CXCL8, CXCR2, e VEGF, erano significativamente inibiti in linee cellulari stabili TSGH-KG (KG1 e KG2), rispetto ai controlli vettoriali transfettate (Fig. 5a). Inoltre, i livelli di NF-kB e HIF1-α, ben noti fattori di trascrizione di fattori di crescita pro-angiogenici (come CXCL8, CXCL1, e VEGF) [31], sono stati ridotti nei nuclei delle linee cellulari stabili TSGH-KG , rispetto alle cellule di controllo (Fig. 5A). MMP2 e MMP9, gli enzimi chiave per il collagene di tipo IV degradanti, si ritiene di svolgere un ruolo critico nella invasione tumorale e metastasi [32]. In particolare, l'esaurimento delle GLO1 ha portato alla marcata soppressione di attività MMP2 e MMP9 (Fig. 5B). I nostri dati indicano che GLO1 regola l'attivazione di vie di segnalazione metastasi associate a cellule di cancro gastrico. Sulla base di questi risultati, proponiamo che GLO1 media la migrazione delle cellule di cancro gastrico e l'invasione almeno parzialmente mediata attraverso l'attivazione di CXCL1, CXCL8, e VEGF.

IHC mostra coexpression di GLO1 con CXCL1 e proteine ​​CXCR2 e la sua eccessiva espressione nei tessuti cancerosi gastrici

studi precedenti hanno riportato che l'interazione dei recettori delle citochine e vie di segnalazione VEGF sono associati con le caratteristiche di malignità in cancro gastrico [8], [33]. In precedenza, il nostro gruppo ha mostrato una significativa associazione tra CXCR2 e CXCL1 sovra-espressione (n = 116) con la progressione del cancro gastrico [8]. Coerentemente, in analisi IHC, una significativa correlazione positiva è stata trovata esclusivamente tra le decine di GLO1 e CXCL1 o CXCR2 nei tessuti tumorali (coefficiente di correlazione di Spearman = 0.238 e 0.293; P
= 0,013 e P
= 0,003, rispettivamente). Inoltre, immunocolorazione di sezioni consecutive rivelato significativa espressione di proteine ​​GLO1, CXCL1, e CXCR2 in cellule epiteliali tumorali [Fig. 5C (b), (d) e (f)], in contrasto con nessuna o bassa espressione in tessuti non tumorali [Fig. 5C (a), (c) e (e)].

Discussione

Come la seconda causa più frequente di morte per cancro, cancro gastrico rimane una malattia difficile. I dati di questo studio hanno dimostrato che sovraregolazione di GLO1 nei tessuti di cancro gastrico è associata in modo significativo con la progressione del tumore e stadi avanzati della malattia. Concordemente, i pazienti con livelli più bassi GLO1 farebbero meglio la prognosi della malattia. Inoltre, esperimenti di qRT-PCR e IHC divulgati una correlazione di maggiore espressione GLO1 con la progressione locale del tumore e dei linfonodi invasione. Abbiamo osservato una marcata diminuzione delle metastasi e invasione capacità delle cellule GLO1-deficienti, concomitanti con livelli ridotti di diversi fattori metastasi associate, tra cui il VEGF, CXCL1, CXCL8, MMP, e CXCR2. Nello studio IHC, una significativa correlazione positiva tra GLO1 e modelli di espressione CXCL1 è stata osservata nei campioni resecati di cancro gastrico. Inoltre, elevata GLO1 e CXCL1 concomitante sovra-espressione in pazienti con cancro gastrico erano significativamente correlati con la sopravvivenza. I nostri risultati forniscono prove dirette a sostegno del coinvolgimento di GLO1 nella progressione del cancro gastrico e la potenza attraverso l'alternanza dei suoi percorsi di migrazione e l'invasione a valle.

alta espressione di GLO1 è stato collegato a diversi tipi di cancro [16], [17] . Studi recenti hanno suggerito un ruolo vitale GLO1 in numerosi tipi di cancro nella rimozione di methylglyoxal (MG), che è considerato carcinostatic, con conseguente sviluppo di inibitori GLO1 come agenti anti-tumorali [34], [35]. Così, ad alta espressione di GLO1 è coinvolto nella resistenza cellula tumorale all'apoptosi indotta da agenti anti-tumorali [36]. Sakamoto et al.
[36] ha proposto che GLO1 non è solo un tumore, ma anche un marcatore resistenza ai farmaci. Coerentemente, le GLO1 knockdown-cloni erano sensibili a diversi agenti chemioterapici, come camptotecina, etoposide (dati non riportati). Clinicamente, i nostri risultati indicano che GLO1 è altamente espresso nel cancro gastrico e significativamente associato con la progressione del tumore e stadi avanzati della malattia.

alterazioni glicolitici nelle cellule tumorali rappresentano un adattamento metabolico di tumori ipossiche tramite l'azione di ipossia fattore di trascrizione indotto (HIF-1) [37], [38]. Inoltre, i fattori di trascrizione, HIF1-alfa e NF-kB, giocano un ruolo cruciale in vari processi, come ad esempio l'infiammazione, l'uccisione microbica e la progressione del cancro [39]. Tumore ipossia sembra essere fortemente associata con la propagazione del tumore, la progressione maligna, e la resistenza alla terapia. Il percorso HIF-1α è chiaramente coinvolto nella carcinogenesi del cancro gastrico [39]. Inoltre, l'espressione immunoistochimica di geni bersaglio di HIF-1α (GLUT1, VEGF, CA9, iNOS) è associata a progressione del tumore gastrico [40]. Tra le vie oncogeniche, segnalazione NF-kB è elevata in una significativa percentuale di tumori gastrici [9]. Inoltre, diverse linee di sostegno prove diafonia tra la NF-kB e vie di segnalazione HIF-1α [41]. Nei nostri esperimenti, i livelli sia di HIF-1α e NF-kB sono stati ridotti nei nuclei su GLO1 silenziamento in linee cellulari di cancro gastrico, insieme a geni bersaglio a valle (VEGF, CXCL1, CXCL8, MMP).

Nel nostro studio, anormalmente espressione GLO1 elevata è stata associata con fenotipi progressive, come ad esempio l'invasione gastrica muro, metastasi linfonodali, stadio patologico, e l'invasione linfatica. In precedenza, abbiamo riportato che elevate CXCL1 e CXCR2 nel cancro gastrico è associata con la progressione del tumore, e che il livello CXCL1 plasma può essere un utile biomarker di circolazione per la diagnosi del cancro gastrico [8]. Qui, abbiamo ottenuto evidenza clinica diretta di una forte correlazione tra i pattern di espressione di GLO1 e CXCL1 o CXCR2. espressione GLO1 può essere associata con l'attivazione di recettori accoppiati a chinasi associata e percorsi di segnalazione VEGF, che rappresentano un potenziale meccanismo per una migliore motilità e la capacità invasiva. I nostri risultati confermano sovra-espressione di GLO1 nel carcinoma gastrico e la sua forte associazione con fasi avanzate e prognosi infausta. Studi precedenti del nostro gruppo hanno dimostrato che SPARC [18], CLIC1 [42], SLPI [43], CXCL1, CXCL8, e CXCR2 sono altamente espresso e associata a fasi avanzate e scarsa prognosi di cancro gastrico [8]. Questi nuovi potenziali biomarcatori possono quindi essere applicate per migliorare la specificità e la sensibilità della diagnosi di cancro gastrico. Ulteriore sviluppo e la conferma dell'utilità di questi marcatori in coorti di pazienti più grandi saranno potenzialmente portare ad applicazioni cliniche.

Informazioni di supporto
Figura S1.
La specificità di GLO1 in-house è stato convalidato da analisi Western Blot. Policlonale di coniglio anti-GLO1 anticorpi (immagine a destra) e il controllo negativo sieri pre-immuni (immagine a sinistra) sono stati utilizzati. Il livello di proteine ​​GLO1 è stato determinato in -KG2 linee cellulari gastrica con l'anticorpo GLO1 in-house TSGH-C1 e. β-actina è stato utilizzato come controllo interno per lisati cellulari totali
doi:. 10.1371 /journal.pone.0034352.s001
(TIF)

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