Krooninen sairaus

tiivistelmä

Background

5α-reduktaasin 1 (5αR1) ja 5α-reduktaasi 2 (5αR2) muuntaa testosteronin tehokkaammaksi androgeeniksi dihydrotestosteroni. 5αR2 on tärkein isoentsyymi normaalissa eturauhasessa kudoksessa; mutta useimmat eturauhasen kasvaimet ovat lisääntyneet 5αR1 ja laski 5αR2 ilmaisun. Aikaisemmin, finasteridi (5αR2 estäjä) käsittely aloitettiin 3 viikkoa tuumorin implantaation ei ollut vaikutusta Dunning R3327-H rotan eturauhasen kasvaimen kasvua. Uskomme kasvain kompensoi finasteridin hoitoon lisäämällä kasvaimen 5αR1 ilmentymistä tai aktiivisuutta. Oletamme, että finasteridi hoito ei merkittävästi muuta kasvaimen kasvua vaikka aloitettu ennen kasvaimen istutuksen, kun taas dutasteridi (5αR1 ja 5αR2 estäjä) käsittely laskisi kasvaimen kasvua riippumatta siitä, onko hoito aloitettiin ennen tai jälkeen kasvaimen istutuksen.

Menetelmät /Principal havainnot

Kuusikymmentä 8 viikon ikäinen uros nude-hiiret satunnaistettiin Ohjaus, Pre- ja Post-Finasteridi, ja Pre- ja Post-Dutasteridi (83.3 mg lääkettä /kg ravinto) ruokavalio ryhmiä. Pre- ja post-ryhmät alkoivat niiden hoito ruokavalion 1-2 viikkoa ennen tai 3 viikon kuluttua ihonalaisen 1 x 10

5 WPE1-NA22 ihmisen eturauhasen syöpäsolujen, vastaavasti. Kasvainten annettiin kasvaa 22 viikkoa; kasvain alueet, painon ja ruoan saannin mitattiin viikoittain. Tällä tutkimuksen johtopäätös, eturauhasen ja siemenrakkuloiden painoja merkittävästi vähentynyt kaikissa hoitoryhmissä verrattuna kontrolliryhmään; dutasteridi saanti väheni merkittävästi rakkularauhanen painoja verrattuna finasteridi saanti. Mitään eroja mitattiin lopullisessa kasvaimen alueilla tai kasvaimen painot ryhmien välillä, mikä johtuu todennäköisesti huonon kasvaimen kasvua. In seurantatutkimukset, leviämisen WPE1-NA22 syöpäsolujen ja vanhempi linja RWPE-1 eturauhasen epiteelisolujen pysyivät muuttumattomina käsittelemällä testosteroni, dihydrotestosteroni, tai mibolerone, mikä viittaa siihen, että nämä solulinjat eivät androgen-herkkien.

Johtopäätös

puuttuminen vasteen WPE1-NA22 eturauhasen syöpäsolujen androgen hoito voi selittää riittämätöntä kasvaimen kasvua havaittu. Lisätutkimukset ovat tarpeen, onko finasteridin ja dutasteridi ovat tehokkaita alenevassa eturauhassyövän kehitykseen /kasvuun.

Citation: Opoku-Acheampong AB, Nelsen MK, Unis D, Lindshield BL (2012) Vaikutus Finasteride ja Dutasteridi kasvuun WPE1-NA22 Eturauhassyöpä nude-hiirissä. PLoS ONE 7 (1): e29068. doi: 10,1371 /journal.pone.0029068

Editor: Ming Tat Ling, Queensland University of Technology, Australia

vastaanotettu: 22 elokuu 2011; Hyväksytty: 20 marraskuu 2011; Julkaistu: 05 tammikuu 2012

Copyright: © 2012 Opoku-Acheampong et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Projekti kuvattu tukivat National Institute for Health (NIH) Grant Number P20 RR017686, Institutional Development palkinto-ohjelma National Center for Research Resources, ja jonka Johnson Center for Basic Cancer Research at Kansas State University (http: //cancer.ksu Edu /). Sen sisältö ovat yksin vastuussa kirjoittajien eivätkä välttämättä edusta näkemykset Center of Biomedical Research Excellence for epiteelikasvaimet Function in Health and Disease tai NIH. Tämä osuus ei ole. 12-033-J päässä Kansas Agricultural Experiment Station. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Eturauhassyöpä on yleisimmin diagnosoitu maligniteetin miehillä, arvioidaan olevan lähes 30% syöpätapauksista vuonna 2011 [1]. Eturauhasen kasvaimen kasvua yleisesti kannustanut androgeenien. Testosteroni, tärkein kiertävä androgen, on muunnettava isoentsyymien 5α-reduktaasi 1 ja 5α-reduktaasia 2 kohdalla voimakkaampi dihydrotestosteroni, joka sitoo jopa kymmenen kertaa suurempi affiniteetti androgeenireseptorin kuin testosteroni [2], [3] . 5α-reduktaasin 1 on tärkein isoentsyymi ihmisen maksan ja nongenital iho, kun taas 5α-reduktaasin 2 on merkittävä isoentsyymi eturauhasessa, lisäkives, rakkularauhanen, ja sukuelinten iho [4].

Inhiboivaa androgeenituotanto ja /tai estämällä sen toiminta ovat yleisiä lähestymistapoja torjumiseksi eturauhassyövän [5]. Useimmat tutkimukset raportti lisäsi 5α-reduktaasi 1 ja laski 5α-reduktaasi 2 mRNA: n ilmentymisen tai aktiivisuuden eturauhassyövän [6] – [9]. Toiset ovat raportoineet kasvanut 5α-reduktaasi 1 mRNA ilmaisun, eikä merkittäviä muutoksia 5α-reduktaasi 2 mRNA: n ekspression eturauhassyövässä verrattuna normaaliin kudokseen [10], lisääntynyt ilmentyminen molempien isoentsyymien eturauhassyövässä [5], tai menetyksen ilmaisun molempien isoentsyymien metastaattisessa eturauhassyöpä [11]. Kaksi 5α-reduktaasin estäjät, finasteridi (5α-reduktaasi 2-estäjä) ja dutasteridi (5α-reduktaasi 1 ja 2-inhibiittori), joita yleisesti käytetään hyvänlaatuisen eturauhasen liikakasvun (BPH) [12]. Nämä 5α-reduktaasin estäjät myös voitaisiin käyttää ehkäistä tai hoitaa eturauhassyöpää alentamalla dihydrotestosteroniksi tasoilla [13].

Tätä mahdollisuutta tukevat, finasteridin vähentynyt eturauhassyövän esiintyvyys 24,8% vuonna Eturauhassyöpä Prevention Trial ( PCPT) [14]. Vastaavasti vähennys Dutasteridia eturauhasen Events (vähennä) tutkimuksessa dutasteridi vähensi eturauhassyövän ilmaantuvuus 23% [15]; kuitenkin, joka perustuu näiden tutkimusten tulokset, Food and Drug Administration (FDA) tarkistettiin äskettäin turvallisuusohjeet molempien lääkkeiden todeta, että lääkkeet lisäävät potilaiden riski saada korkealaatuisesta eturauhassyövän [16]. Eläinmalleissa dutasteridi, mutta ei finasteridi, esti kasvua Dunning R-3327H rotan eturauhasen kasvaimia [17]. Nude-hiiret, joilla LNCaP ihmisen eturauhassyövän ksenografteissa, sekä finasteridi ja dutasteridihoidon vähensi kasvainten kasvua, vaikka dutasteridilla oli tehokkaampi ekvimolaarisen annoksen [17]. Rotilla, finasteridi vähensi merkittävästi androgen-herkkien kudosten painot, mutta ei laskenut Dunning R-3327H kasvaimen kasvua [18].

Näissä eläinkokeissa, finasteridi ja dutasteridi hallinto alkoi sen jälkeen kasvaimia perustettu; finasteridi hallinto aloitettu ennen kasvaimen istutuksen voivat olla tehokkaampia. Toisaalta, riippumatta siitä, milloin finasteridia hoito aloitetaan, eturauhassyövän solut voivat kompensoida 5α-reduktaasin 2 ehkäisyä lisäämällä 5α-reduktaasi 1 ilmentyminen ja /tai aktiivisuus; Näin, dual estävää vaikutusta dutasteridin voi tarjota etulyöntiaseman finasteridia. Olemme tutkineet vaikutusta finasteridin ja dutasteridin ruokavalion aloitettu 1 viikko ennen tai 3 viikon kuluttua ihonalaisen WPE1-NA22 ihmisen eturauhasen syöpäsolujen takaosaan kylkiin nude-hiirissä. Käytimme WPE1-NA22 eturauhassyöpävieraslajisiirteissä koska nämä ihmisen syöpäsoluja voidaan viljellä

in vitro

, mutta muodostavat noninvasive kasvainten kasvu ja patologian samanlainen Dunning R-3327H kasvain [19], [20].

Materiaalit ja menetelmät

Institutional animal Care ja Käytä komitea (IACUC) Kansas State University hyväksynyt kaikki eläinten menettelyt (protokolla 2794).

Cell Lines

WPE1-NA22 eturauhassyöpä ja RWPE-1 eturauhasen epiteelisolujen (ATCC, Manassas, VA) viljeltiin seerumittomassa keratinosyyttien väliaineessa, joka sisälsi naudan aivolisäkeuutetta ja epidermaalinen kasvutekijä (GIBCO Invitrogen, Carlsband, CA). Jotta eläin tutkimuksessa WPE1-NA22 Soluja viljeltiin 75 cm

2-pulloja (Fisher Scientific, Pittsburg, PA), poistettiin trypsiinillä (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO), ja sentrifugoitiin 7 minuutin ajan 130 x g 37 ° C: ssa. Supernatantti poistettiin ja solut liuotetaan uudelleen Matrigel ™ (BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ), jonka pitoisuus on 5000 solua /ul. Kaksikymmentä mikrolitraa Matrigel ™, joka sisältää ~ 1 x 10

5 WPE1-NA22 syöpäsolujen injektoitiin kuhunkin takana karvattomien hiirten kyljen käyttäen Hamilton-ruiskua pidike (Hamilton, Reno, NV) on varustettu 1 ml ruiskua ja 25 gaugen 5/8 in. neula (molemmat BD Biosciences).

Eläimet, tutkimus ruokavalion ja suunnittelu

Kaksi kohortteja 30 (60 yhteensä) 8 viikon ikäinen uros nude-hiirten (Charles Rivers, Wilmington, MA) asutettiin yksittäin steriileissä olosuhteissa. Hiiriä seurataan päivittäin punnittiin viikoittain, ja edellyttäen ruokavalion ja vesi

halun

. AIN93-G käsittely ruokavaliot (Research ruokavaliot, New Brunswick, NJ) sisälsi dutasteridi (edellyttäen GlaxoSmithKline Pharmaceuticals, Research Triangle Park, NC) ja finasteridi (Kemprotec, Middlesbrough, UK) 83,3 mg /kg ruokavalio, suunniteltu tarjoamaan -10 mg lääkettä /kg, joka oli keskellä dutasteridia käytetty annos Xu ja työtovereiden [17]. Saatuaan, hiiriä totutettu 1 viikon ajan ennen satunnaistettiin ohjaus, Pre-Finasteridi, Post-Finasteridi, Pre-Dutasteridi, ja Post-Dutasteridi ryhmät (n = 10-12, kuva 1). Viisi hiiret eivät täyttäneet tutkimuksessa terveydellisistä syistä, jotka eivät liity kasvaimen kasvua. Pre- ja post-ryhmät alkoivat niiden hoito ruokavalion 1-2 viikkoa ennen tai 3 viikon kuluttua WPE1-NA22 solun injektio, vastaavasti. Kolmen viikon kuluttua injektion ajankohta valittiin, koska Canene-Adams ja työtovereiden aloitetaan finasteridi hoitoon samaan kohtaan [18]. Tutkimus lopetettiin 22 viikkoa jälkeinen kasvaimen istutuksen. Hiiret lopetettiin CO

2 hengitysteitse ja veri oli heti vedetään sydänpunktuurilla ja sentrifugoitiin 1 minuutti nopeudella 2000 x g seerumin saamiseksi. Leikeltiin, flash jäädytettiin nestetypessä ja säilytetään pakastimessa -80 ° C: ssa.

Pre- ja post-ryhmät alkoivat niiden hoito ruokavalion 1-2 viikkoa ennen tai 3 viikon kuluttua WPE1-NA22 cell injektio, vastaavasti. Tutkimus lopetettiin 22 viikkoa jälkeinen kasvaimen istutuksen.

Kasvaimen ala laskettiin käyttämällä kaavaa alueen ellipsin: alue = π * (pituus /2) * (leveys /2). Keskimääräinen kasvaimen alueella ryhmässä on laskettu yhteen yksittäisten kasvain alueet ryhmän tulos jakamalla kokonaismäärä tuumorikohdat ryhmässä. Nollat ​​tallennettiin tuumorikohdat ilman mitattavissa kasvaimia.

In vitro

Androgeenien hoito ja elinkykyyn

WPE1-NA22 soluja (siirrostusnumero ≤7) ja RWPE-1-soluissa (passage numero ≤6) maljattiin 10000 solua per kuoppa 96-kuoppalevyille (Fisher Scientific, Pittsburg, PA). Kaksikymmentäneljä tuntia sen jälkeen, kun pinnoitus, sekä solulinjoja käsiteltiin testosteroni (0,1 nM-30 nM), dihydrotestosteroni (0,03 nM-100 nM, niin Sigma Aldrich, St. Louis, MO), ja synteettiset androgeenien mibolerone (0,01 nM- 20 nM, PerkinElmer, Waltham, MA) 0,1% etanolia. Media ja androgeenireseptorin hoitoja valmistettiin päivittäin ja vaihdetaan joka 24 tunnin aikana 5 vuorokauden ajan. Solujen elinkyky kvantitoitiin käyttämällä CellTiter 96 vesikerros Solution Assay (Promega Corporation, Madison, WI), Bio-Tek uQuant Plate reader (BioTek, Winooski, VT). Esitetyt tulokset ovat peräisin 4 rinnakkaisnäytettä kokeita.

Tilastollinen analyysi

Data analysoitiin SAS 9,2 (SAS Institute Inc., Cary, North Carolina), jossa p 0,05 pidettiin tilastollisesti merkitsevä. ANCOVA kanssa kohortti kuin kovariaattina käytettiin aluksi analysoida eläimen tutkimustulokset. Kovariaattina poistettiin, koska se ei muodosta merkittävää määrää varianssi kaikissa analyyseissä, ja ANOVA kanssa Tukeyn testiä käytettiin yhdistettyjen tietojen kahdesta ikäryhmät. Luonnollinen lokit käytettiin transformoimaan tietoja, kun tiedot eivät täytä mallioletuksista. Kruskal Wallis parametriton yksisuuntainen ANOVA käytettiin kasvaimen esiintymistiheys. Androgeenien hoito solujen elinkelpoisuus tiedot analysoitiin käyttämällä ANOVA Dunnettin testi.

Tulokset

Lopullinen kehonpainot Pre-Finasteride ryhmä olivat merkittävästi korkeammat kuin kontrollilla (taulukko 1, p 0,05) huolimatta mitään eroja päivittäin ravinnon tai elintarvikkeiden tehokkuus (tuloksia ei ole esitetty) ryhmien kesken. Kasvaimen esiintyvyys oli korkea, 86,4%: sta 95,5%, ilman eroa ryhmien välillä (kuva 2). Mitään eroa ei havaittu kasvaimen painot ja kasvaimen alueiden ryhmien välillä (taulukko 1 ja kuvio 3), todennäköisesti heikon kasvaimen kasvua. Suurin keskimääräinen kasvaimen halkaisija missään ryhmässä oli 4,33 mm. Huolimatta muuttamatta kasvaimen kasvua, sekä finasteridi ja Dutasteridi laski merkittävästi eturauhasen ja siemenrakkuloiden painot prosentteina painosta (p 0,05). Lisäksi oli merkittävä väheneminen rakkularauhanen painot dutasteridilla ryhmiin verrattuna Finasteridi ryhmät (taulukko 1).

nollat ​​kirjattiin tuumorikohdat ilman kasvain; mitään merkittäviä eroja ryhmien välillä.

nollat ​​kirjattiin tuumorikohdat ilman kasvaimia; mitään merkittäviä eroja ryhmien välillä.

Nämä vähennykset androgeeni herkkien kudosten viittaavat siihen, että finasteridi ja dutasteridi olivat kohdistamaan niiden anti-androgeeni toimintaa. Yksi selitys heikko kasvu on että WPE1-NA22 soluja ei androgen-herkkien kuin heidän vanhempi RWPE-1 ihmisen eturauhasen epiteelisolujen [21]. Siten WPE1-NA22 ja RWPE-1-soluja käsiteltiin vaihtelevilla pitoisuuksilla testosteroni, dihydrotestosteroni, ja synteettinen androgeeni mibolerone. Löysimme eroa solumäärät joko solulinjassa kun käsitellään vaihtelevilla androgeenien (kuviot 4 ja 5).

Keskustelu

Tässä tutkimuksessa tutkimme vaikutukset kaksi 5α-reduktaasin estäjät, finasteridi ja dutasteridin, ennen ja jälkeen kasvaimen injektion kasvuun WPE1-NA22 nude-hiirissä. Kasvaimen esiintymistiheys oli korkea kaikissa ryhmissä vaihtelee 86,4%: sta 95,5%, samanlainen kuin ~92-99% ilmoitti aiemmissa Dunning R-3327H rotan eturauhassyövän tutkimuksissa [18], [22]. Huono kasvu WPE1-NA22 nude-hiirissä oli yllätys, sillä ksenografti tuumorin tilavuudesta oli aiemmin raportoitu olevan 0,2 cm

3 7 viikkoa istutuksen jälkeen [20]. Back-laskettaessa tämä on kasvain halkaisija ~7.26 mm, joka on paljon suurempi kuin me havaittu missään vaiheessa Tutkimuksemme.

Yksi metodologisia ero tutkimuksia, jotka todennäköisesti osaltaan eroja kasvaimen kasvu on ero määrän WPE1-NA22 syöpäsolujen ruiskutetaan kyljissä hiirillä. Webber ja työtovereiden injektoidaan subkutaanisesti 5 x 10

5 WPE1-NA22 soluja, viisi kertaa enemmän soluja kuin me pistetään tässä tutkimuksessa [20]. Vähemmän solua injektoitiin koska huoli siitä, että kasvaimen kasvu olisi liian nopea, kun otetaan huomioon koko raportoitu 7 viikon verrattuna Dunning R-3327H kasvaimia, jotka eivät ole käsin kosketeltava vasta 9-10 viikkoa jälkeinen kasvaimen istutuksen [18], [22] . Kaksi muuta mahdollisia selityksiä huono kasvu WPE1-NA22 ksenografteissa ovat, että nude-hiiret immuunivasteen syöpäsoluja vastaan ​​tai että solut eivät androgen-herkkä, niin androgeenien ei niiden kasvun edistämiseksi.

Lähdimme tutkimaan jälkimmäisen mahdollisuutta käsittelemällä WPE1-NA22 soluja ja niiden emosolulinjan, RWPE-1 ihmisen eturauhasen epiteelisolujen erilaisia ​​pitoisuuksia kolme androgeenien. Aiemmin kasvu RWPE-1-soluja kasvoi annoksesta riippuvalla tavalla, kun käsitellään mibolerone annoksilla 0,01-10 nM [21]. Androgeenikonsentraatiot käytetty meidän

in vitro

tutkimukset perustuivat useita tutkimuksia, joissa tarkasteltiin lisääntymisreaktiota kolmeen Androgeenit [21], [23] – [25]. Fysiologiset intraprostatic tasot molempien testosteroni (~0.2 nM-0,7 nM) [26] ja dihydrotestosteroni (5 nM-18 nM) [17], [27], [28] ihmisillä kuuluvat konsentraatioalueella käytetty. Sillä mibolerone käytimme pitoisuudet mukaan Bello ja työtovereiden [21], mutta myös kaksinkertaistui alkuun pitoisuus meidän korkein pitoisuus.

Mielenkiintoista, löysimme eroa solumäärät joko solulinjassa vastauksena erilaisiin pitoisuuksia vastaavien androgen hoitoja. Yritimme toistaa menetelmiin Bello ja kollegoiden; ainoa ero on se, että käytettiin MTS-määritystä, vaikka ne käytetään metyleenisinistä määritys kvantifioimiseksi solujen elinkelpoisuus [21].

puuttuminen androgen herkkyys sekä solut voivat selittää havaitun huono kasvaimen kasvua. Lisäksi tuemme havainnot ovat, että ydinvoima androgeenireseptorin, ydin- 5α-reduktaasi 2, ja soluliman 5α-reduktaasin 1-proteiinin tasot ovat havaitsematon RWPE-1-soluissa [29]. Solulinjat johdetut vanhemman linjan todennäköisesti yhtenäinen taso näiden keskeisten androgen aineenvaihdunnan /toiminta proteiineja. Lisäksi sekä solulinjoja kasvatetaan mediassa ilman naudan sikiön seerumia ja eksogeeniset androgeenien, eli se on androgeeni-vapaa. Yhdessä nämä tulokset tulisi harkita ennen tai tulkitsemalla tuloksia RWPE-1 ja sen karsinogeeninen solulinjat.

Toinen yllättävä tulos oli huomattavasti suurempi painon Pre-Finasteride ryhmä ilman muutosta ruoka saanti tai elintarvikkeiden tehokkuutta. Perustuen kehityksestä kasvun Pre-Finasteride ryhmä uskomme ryhmä oli raskaampi randomoinnin vaikka erot kehon paino eivät olleet merkittäviä tuolloin. Pre-Finasteride ryhmä oli jo huomattavasti painavampi kuin edeltävä dutasteridiryhmässä 1 viikon kuluttua satunnaistamisen huolimatta mitätön eroista ravinnon (Pre-dutasteridiryhmässä kulutetaan numeerisesti enemmän aikana viikolla), joka tukee uskoamme. Finasteridia on havaittu jonkin verran lisätä painonnousua miesten eturauhassyövän [30], mutta pitkäaikainen saanti ei lisätä kehon painoa rottien [31]. Ruokavalion kaikissa hoitoryhmissä olivat hyvin siedettyjä ilman huomattava haittavaikutuksia.

suuruus lasku eturauhasen ja rakkularauhasten painot vastauksena dutasteridille ja finasteridi olivat samanlaiset kuin aiemmin [18], [32], [33]. Olemme myös löytäneet merkittävä lasku rakkularauhanen painot dutasteridilla ryhmiin verrattuna finasteridia ryhmiä. Parhaan tietomme mukaan olemme ensimmäinen ilmoittaa, että dutasteridi antaa korkeamman suuruus lasku rakkularauhasen painoja kuin finasteridi. Hiiret tutkimuksessamme kulutetaan noin 13 mg /kg /vrk finasteridia tai dutasteridi, joka on suurempi kuin 5 mg /kg /vrk finasteridia käyttämien Canene ja työtovereiden [18], mutta samanlainen keskelle dutasteridille käytetty annos Xu ja työtovereiden [17].

Yhteenvetona vaikka emme nähneet vaikutusta sekä estäjien kasvuun WPE1-NA22 vierassiirrettä

in vivo

, tulokset eturauhasen ja rakkularauhasiin osoittavat, että -inhibiittorit olivat tehokkaita inhiboimaan niiden 5α-reduktaasin entsyymi (t). Lisätutkimuksia eri malleja tarvitaan vastaamaan Tutkimuksemme kysymykseen; kuitenkin tuloksemme kyseenalaistaa tuumorigeenisyyteen of WPE1-NA22 soluja nude-hiirissä ja androgeenin-herkkyys WPE1-NA22 ja RWPE-1-soluissa.