Krooninen sairaus

tiivistelmä

jäsenet BMP ja Wnt-proteiinia perheiden merkittävä asema fysiologisiin ja patologisten luun aineenvaihdunnan. Solunulkoinen antagonistit ovat ratkaisevia modulaatio niiden toimintaa. Ekspression puutteen BMP antagonistin noggin mukaan osteoinduktiivinen, karsinooma solulinjat on määräävä osteoblastien indusoiman luuston etäpesäkkeitä. Sen sijaan, osteolyyttisiä, karsinooma-solulinjat ilmentävät noggin konstitutiivisesti. Oletimme, että syöpä-soluista peräisin noggin voi myötävaikuttaa patogeneesiin osteolyyttiset etäpesäke kiinteiden syöpien tukahduttaa luun muodostumista. Sisäinen luinen ksenografteissa PC-3 eturauhasen syöpäsolujen indusoi osteolyyttisiä leesioita tunnettu paitsi parantaa osteoklastien välittämää luun hajoamista, mutta myös vähentynyt osteoblastien välittämää luun muodostumista. Siksi tässä mallissa, irrotus luun uudelleenmuodostus edistää osteolyysiä. Luun muodostuminen säilynyt osteolyyttisiä vaurioita aiheuttama ryyppy-vaiennetaan PC-3-solut, mikä viittaa siihen, että syöpäsolu johdettu ryyppy häiritsee fysiologisia luun kytkentä. Lisäksi sisäinen luinen kasvaimen kasvua noggin-vaiennettu PC-3-solut oli rajallinen, todennäköisesti seurauksena jatkuvasta osteoblastien toimintaa. Tämä tutkimus tarjoaa uusia todisteita mallin osteolyyttiset etäpesäke, jossa konstitutiivisen erittymisen noggin syöpäsolujen välittää esto luun muodostumista, mikä estää korjaus osteolyyttisiä vaurioita syntyy ylimäärä osteoklastien välittämää luun hajoamista. Siksi ryyppy tukahduttaminen voi olla uusi strategia hoitoon osteolyyttiset etäpesäkkeitä.

Citation: Secondini C, Wetterwald A, Schwaninger R, Thalmann GN, Cecchinin MG (2011) The Role of BMP Signaling Antagonist ryyppy kehittämisessä Eturauhassyöpä Osteolyyttiset luumetastaasi. PLoS ONE 6 (1): e16078. doi: 10,1371 /journal.pone.0016078

Editor: Tšad Creighton, Baylor College of Medicine, Yhdysvallat

vastaanotettu 13 syyskuuta 2010 Hyväksytty: 06 joulukuu 2010; Julkaistu: 13 tammikuu 2011

Copyright: © 2011 Secondini 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: Tämä työ tukivat tukea Euroopan komission (CANCURE-2006-020970 ja PRIMA-504587) ja Sveitsin National Foundation (3200-068409,02). 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

Luuston etäpesäkkeiden on yleinen kliininen ilmenemismuoto on myöhäisvaiheen potilaat kärsivät eturauhassyöpää (CAP) [1], [2] ja rintasyöpään (CAM) [3]. Etäpesäkkeitä luustossa ovat tärkein syy sairastavuuden näillä potilailla, kipu ja komplikaatioita, kuten patologiset murtumat, selkäytimen ja hermopuristuksesta vaativat kivunlievitystä, säteilytys ja ortopedisen leikkauksen, kaikki liittyvät huomattavat kustannukset [4].

Tällä metastaattinen sivuston, tuumorisolut hämmentää fysiologinen luun homeostaasin ohjataan osteoblastien ja osteoklastien. CaM luuetäpesäkkeistä yleensä tekisivät osteolyyttisiä vasteen, kun taas CaP etäpesäkkeitä vallitsevasti liittyy osteoskleroottisena reaktio [5], [6]. Molemmat vaurioiden vaarantaa luuston eheyttä ja lopulta johtaa patologiset murtumat.

tarkkaa mekanismia määritetään osteolyyttisiä ja osteoskleroottisena vaurioita luun etäpesäkkeitä ei ole selkeästi määritelty vielä. Vallitseva käsite viittaa siihen, että syöpäsolut erittävät ylimäärä paracrine tekijöitä stimuloimaan suoraan tai epäsuorasti osteoklastien tai osteoblastien rekrytointi, mikä johtaa epätasapainoinen liiallinen luun resorption tai muodostuminen, vastaavasti [7], [8].

On laajalti hyväksytty, että osteolyyttiset reaktio luumetastaasipotilailla johtuu liikaa osteoklastien välittämää luun hajoamista. Syövän solut vapauttavat paradigman ”osteolyyttisiä” sytokiinien, kuten lisäkilpirauhashormonin kaltainen proteiini (PTHrP), reseptorin aktivaattori, NF-B-ligandin (RANKL), interleukiini-8 (IL-8) ja pesäkkeitä stimuloiva tekijä-1 (CSF-1) suoraan tai välillisesti vastuussa kasvu osteoklastien rekrytointia, toimintaa ja selviytymistä. Vapautuivat kasvutekijöiden luuta polttoaineet syöpäsolujen kasvua, mikä puolestaan ​​edelleen stimuloi luun resorptiota, mikä pysyviksi prosessi ja perustamalla ”noidankehä” [5], [9]. Tämä hypoteesi tarjoaa perustelut luun resorption esto hoitavina häiriötä kasvu progressio osteolyyttiset etäpesäke. Kuitenkin farmakologisen luun resorption esto on vain vähän tai ei myönteistä vaikutusta paranemista osteolyyttisiä vaurioiden [10]. Tämä viittaa vahvasti siihen, että sen lisäksi kasvu osteoklastien välittämää luun hajoamista, muu mekanismi (t) edistää osteolyysiä.

osteolyytti- vaurio multippelin myelooman (MM) ei ole pelkästään seurausta osteoklastien välittämää lisäys luun resorption [11], mutta myös sellaisen irrottamisen vaikutuksesta luun uudelleenmuodostus määrittää väheneminen osteoblastien välittämää luun muodostumista [12], [13]. Useat antagonisteja Wingless (Wnt) signalointireitin, kuten Dickkopf-1 (DKK-1), secreted Frizzled-liittyvä proteiini (SFRP) -1 ja -2, ovat yli-ilmentynyt MM-soluissa ja voivat edistää inhibition Wnt-välitteisen osteoblastien rekrytointi ja näin ollen tukahduttaminen luunmuodostuksen [11], [14], [15]. Tätä näkemystä tukee myös kokeellista näyttöä siitä, että esto DKK-1 aktiivisuutta pelastaa luun muodostumista eläinmalleissa MM [16].

Aikaisemmin olemme raportoineet, että osteoinduktiivisella ja osteolyyttisiä mahdollisten

in vivo

CaP ja Cam solulinjoja voidaan määritellä

in vitro

niiden ero ilmaisua paitsi osteolyyttisiä sytokiinien, mutta myös BMP antagonisti ryyppy. Osteoinduktiiviset syöpäsolulinjoja puuttuu ryyppy ilmaisun, ja funktionaalinen Tämän löydöksen korostettiin näyttämällä, että ryyppy pakotti ilmaisun osteoinduktiivinen CaP solulinja poistetaan osteoblastien indusoiman sen luuetäpesäkkeistä

in vivo

. Toisaalta konstitutiiviset ryyppy ilme

in vitro

näyttää olevan tunnusmerkki osteolyyttisiä korkki ja CaM solulinjat [17]. Sitten väitti, analogisesti mitä on löytynyt DKK-1 MM, konstitutiiviset ryyppy vapautuminen osteolyytti- syöpäsoluja saattaa myötävaikuttaa estämällä luun muodostumista, että osteolyyttinen vaurio luumetastaaseja kiinteiden syöpien.

tämän hypoteesin testaamiseksi, ensin tutkitaan, onko esto luun muodostumista on ainesosana osteolyyttisiä vaurioita indusoituu luut ksenosiirrettyjä ihmisen CaP solulinjaa PC-3. Sitten tutkittiin, lyhyt hiusneula-RNA (shRNA) -välitteisen ryyppy tukahduttaminen PC-3-solut, konstitutiivisesti erittävät tämä proteiini [17], voisi säilyttää luun muodostumista osteolyyttisiä vaurioita.

osteolyyttisiä vaurioiden luut ksenosiirrettyjä kanssa PC-3-solut osoittivat morfologisia ja histomorfometrisillä parametrit tehostetun osteoklastien välittämää luun hajoamista ja laski osteoblastien välittämää luun muodostumista. Sen sijaan, luut ksenosiirrettyjä kanssa ryyppy-vaiennetaan PC-3-solut ominaisia ​​rakenteellinen ja histologiset muutokset osoittavat luun muodostumisen /korjausaktiivisuus. Siksi ryyppy tukahduttaminen on osteolyytti- solulinjassa PC-3 näyttää säilyttää luun muodostumista, joka normaalisti seuraa luun resorptiota, kuin vaikutus ”kytkimen ilmiö”. Kääntäen, syöpäsolu-erittyy ryyppy estää korjaus osteolyyttisiä vaurioita irrottamalla luun muodostumista osteoklastien välittämää luun hajoamista, mikä on kannustanut syöpäsolu johdettu osteolyyttisiä sytokiineja.

Tulokset

Silencing of ryyppy mRNA ja proteiini ilmentymistä PC-3 /F

luc

Cell klooni shRNA

ihmisen osteolyytti- CaP solulinjaa PC-3, konstitutiivisesti ilmentävät BMP antagonisti ryyppy [17], ensin transfektoitu lusiferaasia koodaava vektori tuottaa

luc

-positiivisille klooneja. Solu klooni, PC-3 /F

luc

, valittiin perustuen vakaa

luc

ilme ja geeniekspressioprofiili

in vitro

, kasvain ottaa ja luun reaktion jälkeen sisäinen luinen rokotus

in vivo

samat kuin emo-PC-3-solut (kuva S1).

PC-3 /F

luc

klooni myöhemmin transfektoiduissa yhdistelmä kolmesta eri ryyppy erityisiä shRNA tai ei-kohdistaminen shRNA johtaa ryyppy knock-down (Nog-KD) ja negatiivinen kontrolli (mock) kloonit vastaavasti. Kaksi Nog KD klooneista (Nog-KD 14 ja Nog-KD 17) valittiin perustuen huomattavaa vähentämistä ryyppy mRNA ilmaisun, verrattuna PC-3 /F

luc

soluja (kuvio 1A). Immunoblot-analyysi noggin proteiinin erityksen viljelmän supernatantti Nog-KD-kloonit 14 ja 17 vähensi 93% ja 98%, vastaavasti (kuvio 1 B). Mock 5 klooni osoitti kasvua ryyppy mRNA ilmaisun. Kuitenkin ryyppy proteiinin ilmentyminen tässä klooni ja mock 4 ei vaikuttanut.

. Ryyppy mRNA-ekspressio PC-3 /F

luc

soluja, ei kohdistamisen-vektori-transfektoidut kloonit (mock 4 ja 5) ja ryyppy-KD klooneja (Nog-KD 14 ja 17). MRNA: n ekspressiotasot (+/- SD) kvantifioidaan reaaliaikaisen RT-PCR: llä ja normalisoidaan P-aktiini, kuten endogeeninen kontrolli; mRNA tasolla PC-3 /F

luc

solut asetetaan 100%; keskiarvo 2-3 itsenäisestä kokeesta on esitetty. ***

P

0,001, Nog-KD kloonien

versus

PC-3 /F

luc

ja mock klooneja. B. ryyppy proteiini erittyy väliaine (CM) PC-3 /F

luc

, mock ja Nog-KD klooneja. Vastaavat määrät proteiineja väkevää CM immunoblotattiin anti-noggin vasta-aine. Vastaavaa proteiinia lastaus varmistettiin värjäämällä Coomassie sinisellä kokonaisproteiinipitoisuus on CM.

Solulisääntyminen ja ilmaus osteotropic tekijöiden ryyppy-vaiennettu PC-3 /F

luc

solut

in vitro

Solulisääntyminen

in vitro

että mock ja Nog-KD klooneja ei vaikuttanut, verrattuna vanhempien PC-3 /F

luc

(kuvio 2A).

.

In vitro

leviämisen mock ja Nog-KD kloonien mitattiin BrdU-4 päivää, ja verrattuna PC-3 /F

luc

soluja. Keskiarvoja 3 itsenäisen kokeen suoritettiin neljänä kaivoihin (+/- SD). B. Expression DKK-1, PTHrP, RANKL, CSF-1 ja IL-8-mRNA. mRNA: n ekspression tasojen (+/- SD) kvantifioidaan reaaliaikaisen RT-PCR: llä ja normalisoidaan P-aktiini, kuten endogeeninen kontrolli. MRNA ekspressiotaso PC-3 /F

luc

solut asetetaan 100%; keskiarvo 2-3 itsenäisestä kokeesta on esitetty. *** P 0,001, mock ja Nog-KD 17 kloonien

versus

PC-3 /F

luc

ja Nog-KD 14 klooneja.

sen varmistamiseksi, ovatko ryyppy hiljentäminen vaikuttaisi mRNA ilmaus asiaan osteotropic tekijöiden ilmentymistä DKK-1, PTHrP, RANKL, CSF-1 ja IL-8 tutkittiin myös (kuvio 2B). Ilmaisu DKK-1 ja FTHrP ei muuttunut kaikissa transfektoidut kloonit, verrattuna PC-3 /F

luc

. Johdonmukaisesti aikaisempien tutkimusten vanhempien PC-3-solujen [17], RANKL ekspressio oli havaittavissa PC-3 /F

luc

, mock ja Nog-KD klooneja. CSF-1 oli kohtalaisen säädelty kaikissa mock ja Nog-KD klooneja, vaikka korkeus ei saavuttanut merkitystä. IL-8: n ilmentyminen oli merkitsevästi korkeampi mock klooneja ja erityisesti in Nog-KD 17.

On esitetty osteoblastien

in vitro

että ilmentyminen ryyppy on BMP-riippuvainen, mikä osoittaa, että todennäköinen palaute mekanismi on tarpeen säilyttää BMP /ryyppy tasapaino, mikä rajoittaa BMP toimia näissä soluissa [23]. Vastaava palaute on raportoitu myös joillakin eturauhassyövän solulinjat [17], [24]. MRNA: n ilmentyminen BMP-2, -3, -6 ja -7 ei muuttunut sekä Nog-KD kloonien verrattuna emo-PC-3, kun taas BMP-4-mRNA: ta ei havaittu sekä vanhempien ja Nog-KD-soluja (ei esitetty). Siksi ryyppy hiljentäminen PC-3-solujen ei muuta joko taso tai kirjo niiden BMP ilmaisun.

Vaikutus luun

in vivo

of ryyppy-vaiennettu PC-3 /F

luc

solujen

ensimmäinen koe päätettiin päivänä 25 injektion jälkeen kaikille ryhmille eläimiä, kun taas erään seuraavassa kokeessa seurantajakso varten Nog-KD kloonien pidentyi 33 päivään. Molemmissa kokeissa röntgenkuvissa analyysin havaittu puhkeamista vastaavan osteolyyttisiä reaktion kaikissa ryhmissä syöpäsolujen kantavien luiden jo 14. päivänä sen jälkeen, kun kasvainsolujen ksenografti (ei esitetty). Päivänä 21 kaikki ksenosiirrettyjä sääriluut oli edelleen saman verran ja laajentaminen osteolyyttisiä vaurioita, ja laajentuminen luun akseli, verrattuna valeleikataan sääriluut. Kuitenkin sääriluut ksenosiirrettyjä kanssa Nog-KD kloonien jäljellä luun väliin alueiden osteolyysiä osoitti jonkin verran näyttöä enemmän radio-tiheä näkökohta (kuva S2). Ensimmäisessä kokeessa, sekä radiografian ja μ-CT rekonstruktio suoritetaan päätteeksi kokeen (päivä 25) osoitti edelleen kehittäminen pääasiallisesti osteolyyttisiä vaurioiden PC-3 /F

luc-

ja mock clone- joissa sääriluiden (kuvio 3A ja B). Sen sijaan sääriluiden ksenosiirrettyjä kanssa Nog-KD-kloonien ilmeinen kasvu radiotiheys jäljellä luun ja lisäksi, kehittämiseen luun spiculae ulkonevat ulkopuolella aivokuori oli poikkeuksetta havaittu (kuvio 3A ja B). Toisessa kokeessa tarkkailujakson aikana jatkettiin, jotta etenemisen luun vasteen. Eläimiä ympätty PC-3 /F

luc

klooni tarvitaan uhrataan päivänä 23 johtuu vakavasta osteolyysin että ksenosiirrettyjä luut ja turvotus raajan, ja merkkejä kivusta ja kärsimystä. Sen sijaan, luut ksenosiirrettyjä kanssa Nog-KD kloonit osoittivat enemmän säilynyt rakenteellisen eheyden ja vähäisempi turvotus raajan, ilman merkkejä kivusta ja kärsimystä. Näin ollen eläimet ksenosiirrettyjä kanssa Nog-KD 17 ja Nog-KD 14 kloonia säilytettävä 30 ja 33 päivää, vastaavasti. Johdonmukaisesti kehityksen kanssa luun vasteen havaittiin ensimmäisessä kokeessa, sääriluut ksenosiirrettyjä kanssa Nog-KD klooneista osoitti parannettu radiotiheys jäljellä luun ja lausutaan luun spiculae ulkonevat ulkopuolella cortex (kuva S3A ja B).

. Edustavat kuvat radiografian ja B. 3-D rekonstruktio (μ-CT) ja sääriluut (ylhäällä) ja 1 mm paksuja poikkileikkauksia (alhaalla) valeleikataan ja syöpäsoluja ksenosiirrettyjä sääriluut 25. päivän jälkeen sisäinen luinen rokotus.

muutos luun rakenteellisten parametrien aiheuttama

in vivo

by ryyppy-vaiennetaan PC-3 /F

luc

solujen

Quantitative μ-CT analyysi vahvisti, että sääriluiden ksenosiirrettyjä PC-3 /F

luc

ja mock kloonit oli huomattavasti pienempi BV /TV-suhde kuin valeleikataan niistä. Päinvastoin, sääriluiden ympätty Nog-KD klooneista oli korkeammat BV /TV-suhde kuin PC-3 /F

luc

ja mock klooneja ja eivät poikkea valeleikatun ne (kuvio 4A) .

. Suhde luun tilavuus yli kokonaistilavuus (BV /TV, +/- SD) määritettiin μ-CT päivänä 25 sen jälkeen, kun kasvainsolujen siirrostuksen;

n

= 6-7 eläimiä kunkin koeryhmän. ***

P

0,001, mock 5

versus

Nog-KD klooneja ja huijausta; **

P

0,01, Nog-KD 14

versus

PC-3 /F

luc

ja mock 4; *

P

0,05, huijausta ja Nog-KD 17

versus

PC-3 /F

luc

ja mock 4. B. Yhteensä luun mineraalisisältöä (TBMC; mg /mm +/- SD) mitattiin pQCT 25. päivän jälkeen tuumorisolujen inokulaation;

n

= 6-7 eläimiä kunkin koeryhmän. ***

P

0,001, mock 5

versus

Nog-KD 14; *

P

0,05, huijausta ja Nog-KD 17

versus

mock 5, ja Nog-KD 14

versus

mock 4.

Yhteensä luun mineraalisisältöä mitattuna pQCT oli pienempi sääriluiden ksenosiirrettyjä PC-3 /F

luc

ja mock klooneja, verrattuna valeleikataan niitä, mutta merkitystä oli saavutettu vain mock 5 -xenografted luita. Sen sijaan koko luun mineraalisisältöä että Nog-KD klooneja-ksenosiirrettyjä sääriluut oli suurempi kuin PC-3 /F

luc

ja mock kloonit-ksenosiirrettyjä niitä, mutta saavutti merkitsevästi vain verrattuna mock klooneja (kuva 4B).

Histomorfometria

sääriluiden ksenosiirrettyjä PC-3 /F

luc

ja mock klooneista oli merkittävä kasvu osteoklastien määrä ja prosenttiosuus pinta kattaa osteoklastien verrattuna valeleikataan sääriluiden (kuvio 5A ja C). Tähän liittyi merkittävä lasku osteoblastien lukumäärä ja prosenttiosuus, pinta kattaa aktiivinen osteoblasteihin (kuvio 5B ja D).

. Osteoklastien määrä (N.Oc /BS, /mm, +/- SD) on endosteal pinnan trabekulaarisen ja aivokuoren luu valeleikataan sääriluut tai jäljellä luun vieressä syöpäsoluja sääriluut ksenosiirrettyjä PC-3 /F

luc

, mock ja Nog-KD klooneja.

n

= 6-7 eläimiä kunkin koeryhmän. ***

P

0,001, PC-3 /F

luc

ja mock kloonit

vs.

huijausta, ja mock kloonit

versus

Nog- KD 17; **

P

0,01, Nog-KD 17

versus

PC-3 /F

luc,

ja Nog-KD 14

versus

PC -3 /F

luc

ja mock klooneja. B. lukumäärä osteoblastien (N.Ob /BS, /mm, +/- SD) on endosteal pinnan trabekulaarisen ja aivokuoren luu valeleikataan sääriluut tai jäljellä luun vieressä syöpäsoluja sääriluut ksenosiirrettyjä PC-3 /F

luc

, mock ja Nog-KD klooneja.

n

= 6-7 eläimiä kunkin koeryhmän. ***

P

0,001, PC-3 /F

luc

ja mock kloonit

versus

Nog-KD klooneja, ja mock 4

versus

huijausta; **

P

0,01, huijausta

versus

PC-3 /F

luc

ja mock 5; *

P

0,05, Nog-KD 14

versus

huijausta. C. Suhteellinen endosteal pinnan aivokuoren ja trabekulaarisen luun käytössä osteoklastien (Oc.S /BS,%, +/- SD) in valeleikataan ja syöpäsolujen-ksenosiirrettyjä sääriluut.

n

= 6-7 eläimiä kunkin koeryhmän. ***

P

0,001, mock kloonit

vs.

näennäistä ja Nog-KD klooneja, ja PC-3 /F

luc vs.

näennäistä ja Nog-KD 17 ; **

P

0,01, Nog-KD 14

versus

PC-3 /F

luc

. D. Prosenttiosuus Endosteaalisten pinnan aivokuoren ja trabekulaarisen luun käytössä osteoblasteihin (Ob.S /BS,%, +/- SD) in valeleikataan ja syöpäsolujen-ksenosiirrettyjä sääriluut.

n

= 6-7 eläimiä kunkin koeryhmän. ***

P

0,001, PC-3 /F

luc

ja mock kloonit

vs.

näennäistä ja Nog-KD klooneja.

sääriluut ksenosiirrettyjä kanssa Nog-KD kloonit osoittivat merkitsevästi pienempi määrä osteoklastien ja prosenttiosuus peitetty pinnasta osteoklastien kuin ksenosiirrettyjä PC-3 /F

luc

ja mock-kloonit (kuvio 5A ja C). Toisaalta, he osoittivat huomattavasti suurempi määrä aktiivisia osteoblastien ja prosenttiosuus peitetty pinnasta osteoblastien kuin ympätty PC-3 /F

luc

ja mock klooneja. In Nog-KD klooneja-ksenosiirrettyjä sääriluut määrä osteoblastien oli korkeampi kuin valeleikataan sääriluut, mutta tämä kasvu oli merkittävä vain Nog-KD 14 (kuvio 5B ja D). Huolimatta siitä, että mRNA IL-8, tiedetään stimuloivan osteoklastien rekrytointia, oli merkittävästi säädelty

in vitro

että Nog-KD 17 kloonia, verrattuna Nog-KD 14 klooni, siellä ei ollut ilmeistä eroa osteoklastien numero välillä luut ksenosiirrettyjä kahden Nog-KD klooneja. Tämä viittaa siihen, että ero IL-8-mRNA ilmentyminen oli toiminnallisesti merkityksettömiä.

kasvuominaisuudet

in vivo

of ryyppy-vaiennettu PC-3 /F

luc

soluja

Kasvain take oli 100% kaikkien ksenosiirrettyjä klooneja. Weekly seurantaa ja kvantifiointia sisäisen luinen kasvaimen kasvua BLI paljasti, että molemmissa kokeissa ryyppy tukahduttaminen syöpäsoluissa oli kohtalainen vaikutus niiden leviäminen

in vivo

. Aluksi Nog-KD kloonit kasvoivat samalla PC-3 /F

luc

ja mock klooneja. Kuitenkin niiden kasvu vähitellen hidastunut ja he eivät päässeet sama tuumorimassa kuin PC-3 /F

luc

ja mock-kloonit (kuva 6). Toisessa kokeessa, jossa kasvaimen kasvua seurattiin pidemmän aikaa, kasvua pidätys oli jopa havaittu (kuvio S3C).

Bioluminescent signaalin (fotonien +/- SD) lähtevä syöpäsolu-ksenosiirrettyjä sääriluut kvantifioitiin päivänä 7, 14, 21 ja 25 sen jälkeen, kun sisäinen luinen ymppäyksen kasvainsolujen;

n

= 6-7 eläimiä kunkin koeryhmän. ***

P

0,001, Nog-KD kloonien

versus

PC-3 /F

luc

päivänä 25; *

P

0,05, Nog-KD 14

versus

PC-3 /F

luc

päivänä 21.

Metastasoitunut potentiaali of ryyppy-vaiennettu PC-3 /F

luc

solujen

jotta tutkia ryyppy hiljentäminen vaikuttaa metastaattisen kyvyn PC-3-solut, systeeminen etäpesäkkeet indusoitiin ruiskeena vasemmalle sydämen kammion.

kinetiikka kehittäminen ja määrän luuetäpesäkkeistä hiirtä kohti 28 vuorokauden kuluttua sisäinen sydämen injektion Nog-KD 17 solut eivät poikkea aiheuttama PC-3 /F

luc

ja mock klooneja (ei kuvassa). Sen jälkeen kun sisäinen sydämen injektio PC-3 /F

luc

solujen systeemistä luuetäpesäkkeistä kehittää asynkronisesti vaihtelevan luun sivustoja, mikä vaikeuttaa suora vertailu röntgenkuvauksilla näkökulma ja kasvun etenemistä etäpesäkeleesioita samaan luuhun keskuudessa eri eläimiä. Lisäksi PC-3 /F

luc

soluja, kuten vanhempien PC-3, lähes poikkeuksetta etäispesäkkeitä leuan heikentää siten ravitsemustilaa eläinten ja näin ollen pituuden rajoittamista kokeellisen havainnon. Nämä haitat esti meitä tarkistaa, onko tässä mallissa luun vasteen ja kasvaimen kasvua aiheuttama Nog-KD klooni edistystä yhtä lailla havaitaan sisäinen luinen malli.

Keskustelu

Täällä osoitamme ensimmäistä kertaa, että PC-3 ksenograftimallia osteolyyttisiä luumetastaasin kasvu osteoklastien määrä liittyy vajaatoimintaa osteoblastien lukumäärä ja aktiivisuus. Tämä osoittaa, että osteolyyttisiä vaurio ei ole pelkästään seurausta luun resorption lisääntymistä, mutta myös ylimääräisen inhibition luun muodostumista. Osoitamme myös, että shRNA välittämää tukahduttaminen konstitutiivisen ilmentymisen BMP antagonisti ryyppy PC-3-solut häiritsemättä isännän microenvironment johdettu ryyppy, palauttaa osteoblastien lukumäärä ja luun muodostumista luuleesioita aiheuttamien näihin soluihin. Siten luun vaste muuttuu puhtaasti osteolyytti- on sekoitettu osteoblastic /osteolyyttinen yksi. Yhdessä nämä tulokset tarjoavat uusia todisteita viittaa vahvasti siihen, että noggin eritystä CaP solut välittää inhibition osteoblastien rekrytointi /aktiivisuutta. Tuloksena esto luun muodostumista estää korjaukseen osteolyyttisiä vaurion tuottamat Sytokiinistimuloidun, osteoklastien välittämää luun hajoamista. Johdonmukaisesti tämän käsitteen, ryyppy voi edustaa potentiaalinen terapeuttinen tavoite osteolyyttiset CaP luumetastaasipotilailla.

molekyylitason mekanismeja sekä osteoblastien ja osteolyyttisiä vaste luuetäpesäkkeissä kiinteiden syöpien ovat intensiivisen tutkimuksen. Vuonna osteolyyttisiä Vastauksena huomio on pääasiassa keskittynyt solunulkoiseen tekijöitä ja signalointireitteihin jotka välittävät välinen ylikuuluminen kasvainsolujen ja luun mikroympäristön johtava noidankehä kasvaimen leviämisen ja luun hajoamista [25]. Tämä hypoteesi oletetaan, että tekijät, kuten FTHrP [26], RANKL [27] ja IL-8 [28] erittää syöpäsolut ja stimuloivat osteoklastien rekrytointia ja toimintaa. Tästä johtuva lisääntynyt luun resorption päästöjen matrix-upotettu kasvutekijöiden, kuten insuliinin kaltainen kasvutekijä (IGF) ja transformoiva kasvutekijä beeta (TGF-β), joka puolestaan ​​edistää edelleen syöpäsolujen kasvua.

vaikutus syöpäsolujen osteoblastiin rekrytointia ja toiminta on tutkittu lähes yksinomaan MM. Paradigmaattinen molekyylit asiakkuutta suoraan osteoblastien rekrytointi ja siten luun muodostumista, kuuluvat BMP ja Wnt-proteiinia perheitä. Solunulkoinen antagonistit ovat ratkaisevia modulaatioon toimintaansa [29]. Vuonna uraauurtava tutkimus on osoitettu, että MM eritystä Wnt antagonisti DKK-1 kasvainsolut estää osteoblastien rekrytointia ja toimintaa. Näin ollen, osteolyyttisiä vaurio MM ei ole vain lisääntyneen luun resorption, mutta myös tukahdutettua luun muodostumisen [30]. Lisäksi alas-säätely DKK-1 ilmaus vaikuttaa välittävän osteoinduktiivisista aktiivisuutta endoteliini-1 (ET-1) [31]. Toinen solunulkoinen antagonisti Wnt-reitin, SFRP-2, voi myös edistää tätä Estomekanismis- luun muodostumisen [32].

modulaatio osteoblastien rekrytointi /aktiivisuutta ja mahdollinen panos esto luunmuodostuksen in osteolyyttiset etäpesäke mukaan kiinteät syövät ovat saaneet vain vähän huomiota. Rajallinen määrä kvantitatiivisia histomorfometrisissä tutkimusten osteolyyttisiä etäpesäkkeitä erilaisilla epiteelisyövissä ovat osoittaneet, että lisäksi luun resorption lisäystä, siellä on myös heikentynyt luun muodostumista, erityisesti kehittyneiden vaurioiden [33], [34], [35] . On ehdotettu, että nämä muutokset luun resorption irrotetaan myöhemmin luun muodostumisen vaiheessa, joka yleensä seuraa normaalin luun [36]. Tämä ilmiö voi välittyä suoraan, negatiivinen vaikutus syöpäsolujen osteoblastiin rekrytointi, selviytyminen ja aktiivisuus, kuten

in vitro

osteolyyttisiä CaM ja korkki solulinjat [37], [38], [39] . Tässä tutkimuksessa, joka osoittaa, että indeksit luun muodostumista heikentynyt sääriluut ksenosiirrettyjä PC-3-solut, lisäksi tukee kliinisten löydösten yllä ja viittaa vahvasti siihen, että mekanismi irrottamista luun muodostumisen resorption toimii myös tässä mallissa. Kuitenkin identiteetti välittävien molekyylien tämä estävä vaikutus osteoblasteihin ei vielä tunneta.

antagonismi BMP aktiivisuuden ryyppy on kriittinen alkion Chondro-luukudoksen muodostumista ja yhteinen muodostumisen [40]. Osteoblastien kohdistetut yliekspressio ryyppy tuloksia osteopenia seurauksena heikentynyt osteoblastien rekrytointi [41], [42], mikä osoittaa, että solunulkoinen modulaatio BMP pitoisuus on myös tärkeää aikuisiän valvontaa varten luun muodostumista aikana luun . BMP: t ja ryyppy vastavuoroisesti aiheuttaa niiden ilmaisun osteoblastien [23], mikä osoittaa, että positiivinen palaute on tarpeen ylläpitää optimaalisen tasapainon BMP ja ryyppy pitoisuudet luun mikroympäristössä. Bone metastaattinen syöpäsolujen voi häiritä tätä tasapainoa erittämällä ylimäärä joko BMP: tai ryyppy. On raportoitu, että BMP-6 ekspressiota positiivisesti korreloi CaP etenemistä [43], [44] ja että BMP-6 on BMP ensisijaisesti vastuussa indusoimiseksi osteoblastien vasteen hiirimalleissa CaP luumetastaasin [17], [45] . Kuitenkin yksi näistä raporteista osoitimme, että sen lisäksi, osteoinduktiivinen syöpäsoluja puuttuu eritystä BMP estäjän ryyppy ja että ryyppy pakotti ilmentyminen näissä soluissa poistetaan niiden osteoinduktiivisista aktiviteetti

in vivo

. Siksi yksimielisesti vaikutus ylimäärä BMP-6 paikallisesti vapautuu syöpäsolujen on myös tekijä osteoblastien vasteen sekä Cap ja Cam luumetastaasipotilailla [17]. Samoin alhainen ilmentyminen Wnt antagonisti DKK-1 näyttää suosivan Wnt aiheuttama osteoblastien vasteen Cap luumetastaasipotilailla [46]. Näissä tutkimuksissa osoittautui, että ensimmäisen kerran, että osteoblastien luumetastaasien fysiologisen, tiukka tasapaino osteoinduktiivinen BMP-6 ja /tai Wnt-proteiinien ja niiden antagonisteja on kallistettu kohti ensimmäistä ja siten suosii epänormaali osteoblastien vasteen. Sen sijaan osteolyyttinen CaM solulinjat ilmentävät BMP-2 ja -4, kun taas osteolyyttinen CaP solulinja PC-3 ilmentää BMP-3 [17], [47]. Kuitenkin sekä korkki ja CaM osteolyyttisiä solulinjat ilmentävät heikosti tai ei BMP-6 [17], [45] ja BMP-7 [48], [49] ja, mikä tärkeintä, erittävät konstitutiivisesti suhteelliset suuria määriä ryyppy [17]. Siten osteolyyttiset metastaasit tasapaino BMP: t ja noggin näyttää muuttaa vastakkaiseen suuntaan, että osteoblastien luun etäpesäkkeitä. Tämä tutkimus osoittaa, että tämä ryyppy-kallellaan tasapaino vastaa tukahduttamista luun muodostumista ja siten estää korjausta osteolyyttisiä vaurion. Lisäksi osoittaminen, että erityinen kohdentaminen syöpäsolun johdettu ryyppy säilyttää luun muodostumista /korjaus viittaa vahvasti ryyppy merkittävänä ”un-kytkennän tekijä” in osteolyyttiset etäpesäke ja edelleen korostaa merkitystä BMP antagonismin patologisen luun.

Täällä osoittavat selvästi, että ryyppy hiljentäminen in osteolyytti- PC-3-solut, vaikka ei korjaamalla luun rakenteeseen, palauttaa luumassa on ksenosiirrettyjä sääriluut, arvioituna radiografia, μ-CT ja pQCT. Tämä vaikutus luumassan johtuu normalisoituminen tai jopa parantamiseksi luun muodostumista, kuten on osoitettu histomorfometrisissä parametreja osteoblastien lukumäärän ja aktiivisuuden. Ryyppy hiljentäminen PC-3-solujen ei muuta joko taso tai kirjo niiden BMP ilmaisua. Tämän seurauksena, fysiologista BMP /noggin tasapaino luun voidaan kallistaa hyväksi ensin ylimäärin syöpäsolujen johdettu BMP: t, jotka voivat selittää suuntaus lisää luun muodostumista havaittiin luun ksenosiirrettyjä kanssa Nog-KD PC-3 soluja.

luun paranemista näkyy kehittynyt luuleesioita, mikä viittaa siihen, että aikaväli on tarpeen palauttaa luun muodostumista, johdonmukaisesti ajallinen organisointi fysiologisen luunmuodostusyksikköjä (luu kytkin). Samanlainen mekanismi palauttaminen luu kytkin on ehdotettu selittämään korjaavaa luun muodostumista luumetastaasipotilailla kiinteiden syöpien kuin vaikutusta syövän hoitoon [33], [36], [50].

positiivinen vaikutus ryyppy hiljentäminen luunmuodostukseen tukee alkuperäistä hypoteesia ja ehdottaa ryyppy yhtenä olennaisista syöpäsolujen johdettu inhibiittorit osteoblastien rekrytointi /aktiivisuus edistää osteolyyttisiä vaurioita korkki luustometastaaseja. Olemme valinneet korkki malli osteolyyttiset etäpesäke olevan yhdenmukainen aiempien tutkimus osoittaa, että päinvastoin, ettei ryyppy on merkityksellinen rooli osteoblastivastetta Cap luuetäpesäkkeissä [17]. Kuitenkin pääasiassa osteolyyttinen fenotyyppi havaitaan vain pieni osa CaP luun etäpesäkkeitä, kun se edustaa suurinta CaM etäpesäkkeiden [5], [6].