Krooninen sairaus

tiivistelmä

mikroympäristölle on yhä useammin kriittinen säätelijänä syövän etenemisen. Tässä tutkimuksessa tunnistimme varhain muutoksia mikroympäristössä jotka edistävät pahanlaatuinen etenemiseen. Altistuminen ihmisen keuhkoputken epiteelisolujen (BEAS-2B) ja methylnitrosourea (MNU) alensi solun myrkyllisyyttä ja lisätä klonogeenisten kapasiteetin, kun lämpötila laskettiin 37 ° C: sta 28 ° C: ssa. Hypotermia-inkuboitu adiposyytin media edistetään leviämisen A549-soluja. Vaikka hypotermisille ympäristö voisi lisätä uretaani aiheuttama kasvain laskee ja Lewisin keuhkosyöpä (LLC) etäpesäke keuhkot kolmen rotujen hiirillä, kasvua kasvaimen koon voitiin havaita ainoastaan ​​ylipainoisilla hiirillä majoitettu hypotermia. Vastaavasti, coinjections käyttää jaksotettuja rasvasolut ja A549-soluja edistää kasvaimen kehittymisen kateenkorvattomissa nude-hiirissä, kun adiposyyttien viljeltiin 28 ° C: ssa. Toisaalta, rasvan poistaminen esti tuumorin kasvua lihavilla C57BL /6-hiirillä, jotka inokuloitiin LLC-soluja. Lisätutkimukset osoittavat hypotermia edistää MNU aiheuttama epiteelin-mesenkymaalitransitioon (EMT) ja suojaa kasvainsolun vastaan ​​immuuni valvonta TGF-β1 säätelyä. Olemme myös havainneet, että aktivoitu rasvasolut laukaista kasvainsoluproliferaation lisäämällä joko TNF-α tai VEGF tasot. Nämä tulokset viittaavat siihen, että hypotermia aktivoi rasvasolut stimuloida kasvaimen vauhtia ja pelata kriittinen tekijä rooleja pahanlaatuinen etenemisen.

Citation: Du G, Zhao B, Zhang Y, Sun T, Liu W, Li J, et al. (2013) Hypotermia Aktivoi rasvakudos edistäen malignia Keuhkosyöpä Progression. PLoS ONE 8 (8): e72044. doi: 10,1371 /journal.pone.0072044

Editor: Vladimir V. Kalinichenko, Cincinnati Lasten Hospital Medical Center, Yhdysvallat

vastaanotettu: 24 huhtikuu 2013; Hyväksytty: 3. heinäkuuta 2013. Julkaistu: 27 elokuu 2013

Copyright: © 2013 Du 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: rahoittajien ei ollut roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen. Tutkimus tukivat avustuksia National Natural Science Foundation of China (nro 81173094), yhteinen rakennusrahastovelat Henan yliopiston Henanin maakunnassa ja opetusministeriön Kiina (nro SBGJ090704) ja Nuori Core Ohjaaja Henan , Kiina (No. 2010GGJS-025).

kilpailevat edut: kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

allekirjoittamisen jälkeen National Cancer Act vuonna 1971, syöpä on pysynyt yleisin kuolinsyy huolimatta merkittävää edistystä ymmärtämään sen biologian ja käsittely [1]. Viime vuosikymmenten aikana, etenee tunnistamisessa aberrances vuonna onkogeenien ja tuumorisuppressorigeeneille sisällä kasvain epiteelisolujen aiheutti roolia mikroympäristön kasvainten synnyssä pidä unohtaa [2]. Fenotyyppisiä ja genotyypin poikkeavuudet syövän epiteelisolujen voi täysin rajata kasvain fenotyyppien ja kliininen käytös [3], ja itse asiassa, on yhä enemmän näyttöä siitä, että microenvironment osallistuu aktiivisesti koko syöpä aloittamista, etenemistä, ja etäpesäkkeitä [4]. Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet, että kasvainsolut jo harjoittavat kriittinen geneettiset muutokset voidaan jättää odottamaan tai laukaista lisääntymään tapahtuviin muutoksiin niiden mikroympäristön [5]. On myös vahvaa näyttöä siitä, että mikroskooppisia kasvaimia esiintyy yleisesti aikuisilla muodossa lepotilassa vaurioiden [6]. Myöhempi siirtyminen lepotilan aggressiivista lisääntymistä voi kestää useita vuosia vuosikymmeniä. Siten tuumorileesioissa voidaan ylläpitää aluksi ei-sallivassa mikroympäristön vaan siirtyminen proliferatiivista tila johtuu ulkoisten muutosten sisällä microenvironment [7]. Parempi käsitys mekanismeja, jotka säätelevät kytkin mahdollistaisi tarkemman tunnistamisen potilaat, jotka voivat hyötyä systeemistä hoitoa, mutta voi myös johtaa kehitystä enemmän kohdennettuja hoitomuotojen estämään signaaleja, jotka edistävät taudin etenemistä.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat olettaisi, että kasvaimia voidaan pitää kurissa pitkiä aikoja dynaamisella tasapaino, joka johtaa asteittainen menetys immunogeenisuus kasvainsolujen [8]. Kasvain aloittamista on ensin paeta sukupuuttoon stokastinen syntymä-kuolema sulkuprosessista. Seuraavaksi transformoidut solut olla lepotilassa useita vuosia tai vaihtoehtoisesti vapaakirjaoikeuksina kasvainsoluja jonka soluproliferaatioon on tasapainottavat apoptoosin. Lopuksi lepääviä kasvain voi edetä kliinisen taudin kerran kasvutekijä suotuisa mikroympäristön aktivoidaan tukemaan jatkuvaa kasvaimen kasvua [9]. Kriittinen laukaisimet säännellä siirtyminen lepotilassa kasvainsoluja proliferatiivinen ne, jotka johtavat taudin etenemiseen, ei tunneta.

Oletimme, että hypotermia suosii epiteelin mesenkyymisoluyhteisviljelmissä siirtymistä ja korostaa apoptoottisten paeta. Hypotermia liittyy usein heikentynyt isännän puolustusta ja antaa adaptiivisen mekanismin paineensietokyky, jonka avulla solujen hengissä kuin fysiologisissa olosuhteissa [10]. On kuitenkin myös mahdollista, että sama adaptiivinen mekanismi voi suosimiseen pahanlaatuisiksi häiritsemällä reittejä, jotka säätelevät solujen kasvua ja apoptoosia. Kaksijakoinen tämä vastaus tukee kasvu muodostumista Mikrotumaisten polykromaattisten punasolujen hiiren luuytimen alle pitkäkestoinen hypotermiaa [11], kun taas alhaiset lämpötilat on myös osoitettu suojaavan nisäkässoluissa apoptoosin alulle useiden erilaisten ärsykkeiden [12 ].

Pidimme myös muita tekijöitä, jotka voivat olla merkittävä rooli siirryttäessä kasvainsolun lepotilan ja lisääntymistä. Koska liikalihavuus on liitetty suurentunut riski ja huono ennuste monenlaisille syövän ja koska altistuminen kylmälle pidetään kriittinen tekijä rasvakudos aktivointi [13] – [15], ehdotimme, että yhdistelmä hypotermia ympäristön ja rasvakudos aktivointi edistää pahanlaatuinen etenemistä. Tämän hypoteesin testaamiseksi, havaitsimme suhteellinen osuus hypotermian ja rasvakudoksessa aktivointi karsinogeenisuutta, jonka tavoitteena on (a) tunnistetaan varhain muutoksia mikroympäristön jotka edistävät pahanlaatuinen etenemiseen ja (b) uusien hoitostrategioiden että puututaan microenvironment hävittämiseksi kasvainten tai ainakin säilyttää kasvain lepotilan ja muuttaa syöpä tulee krooninen sairaus.

tulokset

Hypotermia tukahdutettu MNU sytotoksisuus ja edistää solujen klonogeeniset kapasiteetti in vitro

BEAS-2B solulinja on kohtuullinen malli solun myrkyllisyystutkimukset koska se ilmaisee eriyttäminen ominaisuudet ihmisen keuhkojen eksplanttien [20]. MNU on suoraan vaikuttavia alkylointiaineella, joka on vuorovaikutuksessa DNA. Fysiologisessa pH: ssa, MNU hajoaa itsestään muodostaen karboniumionin joka pystyy alkyloidaan typpiatomeista ja happiatomeja DNA emäkset, jonka snl reaktio [21]. Tämä kemiallinen liuotettiin aluksi 100 kertaa haluttu konsentraatio sitraattipuskurissa (pH 4,5) ja laimennettiin sitten sopivasti seerumittomassa väliaineessa. Mitä termolabiili omaisuutta MNU, alkyloinnin jatkui koko 2-h altistuksen intervalli, joka on osoittanut, että olosuhteissa määrän aukkoja havaittujen syntymässä DNA alkyloitujen soluja ei vaikuta [22]. Nisäkässolut viljellään in vitro pystyvät toipumaan kylmä stressistä. Solu rakenteet tutkittiin olivat yleensä, hyvässä kunnossa aikana lievä hypotermia (27-32 ° C), mutta tuli yhä häiritsi alhaisissa lämpötiloissa (4-10 ° C) [23]. Perustuen maksimaalinen toleranssi alhaisen lämpötilan johon sallitaan edelleen suurimman osan solujen hengissä ja lisääntyä, vaikka solujen kasvu pieneni, tutkimme vaikutuksia hypotermia ympäristön (28 ° C) ihmisen keuhkoputken epiteelisoluissa (BEAS-2B) altistuvat in vitro suoran syöpää aiheuttavaksi tekijäksi methylnitrosourea (MNU). Alentamalla viljelmän lämpötila 37 ° C: sta 28 ° C: ssa merkittävästi tukahdutti MNU-välitteisen sytotoksisuuden viljellyissä BEAS-2B-soluja yli 48-h ajan (Fig. 1A). Tämä havainto tukee PI ja anneksiini V-FITC: llä värjäyksen (Fig. 1 B ja C). Yllättäen vuonna MNU saaneilla BEAS-2B solujen väheneminen lämpötilan 37 ° C: sta 28 ° C kasvanut klonogeeniset kapasiteetti (Fig. 1 D).

. Hypotermia tukahdutti MNU aiheuttama BEAS-2B sytotoksisuus tutkitaan MTT. B ja C. Hypotermia laski MNU-indusoidun BEAS-2B apoptoosia tutkittiin PI ja anneksiini V-FITC: llä värjäys, varhaisen apoptoosin ja myöhäisen apoptoosin määritettiin prosenttiosuutena anneksiini V + /PI-solut ja anneksiini V + /PI + -soluja, vastaavasti. D. Hypotermia edistänyt MNU aiheuttama BEAS-2B cell klonogeeniset kapasiteetti tutkittiin pehmytagar määrityksessä. Data ilmaistiin keskiarvona ± SD. Yhdellä tähdellä (*) 0,001 verrattuna 37 ° C: ssa olosuhteissa (n = 5).

DNA aiheuttaman vaurion MNU pidetään ominaisuus leesioiden tuotetun DNA: alkyloivat aineet. Tulehdusreaktioita ovat keskeisessä asemassa eri vaiheissa kemiallisten Karsinogeneesin lukien aloittamista, etenemistä ja uusiutumisen. TNF-α on äskettäin osoitettu edistävän kasvaimen kehittymisen kokeellisen karsinogeneesin, ja TGF-β on todettu heikentävän kasvaimen vastaisen im- indusoimalla säätelijä-T-solujen spontaani ja tulehdus liittyvät syöpään [24]. Kuitenkin liiallinen tulehdus voi olla hyödyllinen tehtävä vastauksena kasvain vaurioita, vaikka vaikutukset kroonisen tulehduksen riittävät aloittaa syövän muutosta ja kehitystä [25]. On selvää, kriittinen tasapaino TGF-β ja TNF-α voi olla keskeinen rooli kasvaimen muutosta. Jotta voitaisiin paremmin ymmärtää suhdetta hypotermisille ympäristön ja sytotoksisuus, toteutimme komeetta määrityksen ja TNF-α ja TGF-β1 ELISA. Merkittävä väheneminen koko DNA-vaurioita havaittiin BEAS-2B-soluja altistettiin 50 uM MNU 28 ° C: ssa verrattuna 37 ° C (Fig. 2A ja B). Mielenkiintoista on, että lämpötila laskee 37 ° C: sta 28 ° C: ssa alennetussa TNF-α tasot ja lisääntynyt TGF-β1 tasot MNU-käsitelty BEAS-2B-soluja (kuvio 2C ja D). Neutralointi TNF-α jonka estävää vasta-ainetta vähentää MNU-indusoidun klonogeenisten kapasiteetti ja kumotaan MNU-indusoidun sytotoksisuuden (Fig. 3A ja B). Toisaalta, neutralointi TGF-β1 johti muutamassa solupesäkkeet ja edistää MNU-indusoidun sytotoksisuuden (Fig. 3A ja B). Nämä tulokset viittaavat siihen, että tasapaino TGF-β1 ja TNF-a määrittää solun lepo (rinne TGF-β1), kuolema (rinne TNF-α), tai lisääntymistä (saldo).

A ja B. hypotermia laski MNU aiheuttama BEAS-2B solun DNA demage tutkittiin comet. C. Hypotermia lisäsi TGF-β1 tason tutki ELISA MNU saaneilla BEAS-2B-soluja. D. Hypotermia laski TNF-α tason tutki ELISA MNU saaneilla BEAS-2B-soluja. Data ilmaistiin keskiarvona ± SD. Yksi tähti (*) 0,001 verrattuna 37 ° C: een mukaan (n = 5).

. Neutralointi TNF-α: n tai TGF-β1, jonka estävää vasta-ainetta alennettu MNU-indusoidun klonogeenisten kapasiteetin alle 37 ° C: ssa ja 28 ° C: kunnossa. B. neutralointi TNF-α kumottu MNU-indusoidun sytotoksisuuden, mutta neutralointi TGF-β1 edistää MNU-indusoidun sytotoksisuuden alle 37 ° C: ssa ja 28 ° C: kunnossa. Data ilmaistiin keskiarvona ± SD. Yksi tähti (*) 0,001 verrattuna MNU ohjaus samoissa olosuhteissa (n = 5).

Hypotermia-inkuboitu adiposyytin media edistää klonogeeniset kapasiteettia MNU saaneilla BEAS-2B solujen ja leviämisen A549 ja LLC-solut

kasvaimeen liittyvä strooman on tyypillistä jatkuva, ei-ratkaisemiseen tulehdusreaktio, joka parantaa kasvaimen angiogeneesiä, kasvua ja etäpesäkkeiden. Tulehtunut kasvaimeen liittyvät rasvakudoksessa polttoaineiden pahanlaatuisten solujen kasvuun toimimalla lähellä toisiaan lähde verisuonten endoteelin ja aktivoitu pro-inflammatoristen solujen [26]. Rasvakudoksesta liikakasvu on keskeinen vastaus matalissa ympäristön lämpötiloissa, samaan aikaan, suuri tulehduksellinen adipokines, TNF-α: n ja VEGF, lisääntynyt rasvakudoksessa [27], [28]. Näiden havaintojen perusteella testasimme hypoteesin, että yhdistelmä hypotermia ympäristön ja adiposyyttien aktivointi määrittää pahanlaatuinen etenemistä. Ensin havaittu osuus rasvasolut syövän etenemiseen. Supernatantit (media) erilaistuneesta adiposyyteistä viljeltiin 37 ° C: ssa ja 28 ° C: ssa käytetään hoitamaan solujen (lopullinen konsentraatio oli laimennettu kymmenkertaisesti). Kuten kuvassa 4, hypotermia-inkuboitiin adiposyytin media edistetään klonogeeniset valmiuksia MNU saaneilla BEAS-2B solujen ja leviämisen A549 ja LLC-solut (Fig. 4A ja B). Tässä tutkimuksessa A549 ja LLC-solut valittiin, koska A549-solulinja on johdettu alveolien epiteelisolujen tyypin II solujen ja LLC solulinja on peräisin spontaanisti keuhkon on C57BL hiiren, jotka ilmentävät useimmat suuret komponenttien keuhkoepiteelin soluihin [20], [29]. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli arvioida hypotermian aktivoituvan rasvasolut edistänyt kasvain transformaatio normaalien solujen (BEAS-2B) ja nopeuttanut läsnäolo kasvain.

. Hypotermia-inkuboitu adiposyytin media edistää klonogeeniset kapasiteettia pehmeä agar määritys samoissa lämpötilaolosuhteissa in MNU saaneilla BEAS-2B-soluja. B. Hypotermia-inkuboitu adiposyytin media edistää lisääntymistä tutkittiin MTT A549 ja LLC soluja 37 ° C: ssa. C. TNF-α: n ja VEGF kohosivat hypotermia-inkuboitiin adiposyyttien media. D. lisäys TNF-α tai VEGF adiposyytin median edistetään klonogeeniset valmiuksia ja TNF-α ja VEGF estäviä vasta-aineita esti klonogeeniset valmiuksia vertailuryhmään nähden samoissa media kunnossa. Data ilmaistiin keskiarvona ± SD. Yhdellä tähdellä (*) 0,001 verrattuna normothermia-inkuboitiin adiposyyttien media (n = 5).

Seuraavaksi katsotaan mahdollista osallistumista adipokines, joiden tiedetään fysiologisesti säädellä energiatasapainoon. Olemme havainneet, että TNF-α: n ja VEGF olivat merkittävästi koholla hypotermia-inkuboitiin adiposyyttien media verrattuna normothermia-inkuboitiin adiposyyttien media (Fig. 4C). Sen varmistamiseksi, TNF-α ja VEGF pelata toiminnalliset roolit hypotermia aktivoituvan rasvasolut, testasimme lisäämisen vaikutusta tai neutraloivat näiden tekijöiden klonogeeniset valmiuksia MNU saaneilla BEAS-2B-soluja. TNF-α ja VEGF estäviä vasta-aineita esti klonogeeniset kapasiteetit (Fig. 4D). Toisaalta, lisäämällä TNF-α tai VEGF adiposyytin media edistää klonogeenisten kapasiteetti (Fig. 4D). Lisäksi TNF: n ja VEGF saarto näyttävät olevan suhteessa kaikissa ryhmissä, mukaan lukien tarkastukset, tämä implys että TNF-α ja VEGF saarto toimivat riippumattomasti kasvatusliuos. Kuitenkin klonogeenisten edistäminen hypotermian-inkuboitiin adiposyyttien media oli myös merkittävästi korreloi TNF-α: n ja VEGF, sen vuoksi, voimme päätellä, että hypotermia voi aktivoida adiposyyttien edistää syövän etenemisen osittain lisäämällä TNF-α: n ja VEGF tasolla.

hypotermisille ympäristö aktivoitu rasvasolut ja edistää kasvaimen leviämisen

kertyminen mutaatiot voivat lisätä syövän riskiä kohde-elimiin tai aiheuttaa solukuolemaa alttiissa kudoksissa tai soluissa, kun liiallinen DNA-vaurio ei korjattu. Vaikka MNU aiheuttama syövän synnyn voidaan käyttää elinspesifiseen eläinmalleissa ihmisen syövän [30], emme voineet käyttää tätä karsinogeeninen aine aiheuttaa keuhkosyöpää hiiren. Toisin kuin MNU, huolimatta alhainen sytotoksisuus in vitro, uretaani on laajimmin käytetty induktioon keuhkosyövän hiirissä [31]. Lisäksi LLC solulinja on myös vakiintunut hiiri syöpä malli, joka on yleisesti käytetty transplantable maligniteetti malli syngeenisissä C57BL /6-hiirten ja tuntuu erittäin merkityksellisiä hoitopaikassa [32]. Tukeakseen näitä in vitro -tiedot, hiiriä sijoitettu normothermic ympäristössä (24 ° C) tai hypotermia ympäristössä (10 ° C), kun he olivat joko ruiskutettiin intraperitoneaalisesti uretaania 800 mg /kg kerran viikossa 8 viikon ajan tai istutettiin ihonalaisesti Lewis keuhkosyöpä (LLC) soluja. Kuten on esitetty kuviossa. 5A ja B hypotermia lisääntyneisiin primaarikasvainten ja etäpesäkkeitä normaaleissa ja lihavilla hiirillä. Vaikka ympäristön hypotermia edistänyt uretaani aiheuttaman keuhkotulehduksen kasvain laskee kaikissa roduissa hiirten (kaikki 20 hiirtä kussakin ryhmässä kehittyi keuhkotuumoreita), kasvua kasvaimen koon voitiin havaita ainoastaan ​​ylipainoisilla hiirillä sijoitettu hypotermisille ympäristössä (Kuva. 5A). Samoin vaikka ympäristön hypotermia edistänyt metastaattisen keuhkosyövän solmuja kaikkien rotujen hiirien istutettiin ihonalaisesti LLC soluihin (kaikki 10 hiirtä kussakin ryhmässä kehittyi metastaattisen keuhkosyövän solmut), kasvun kiihtymisestä in situ kasvaimeen voitaisiin jälleen vain havaittavissa lihavilla hiirillä majoitettu hypotermisille ympäristö (kuvio. 5B). Erillisellä huomata, genetic- ja ruokavalio aiheuttama lihavuus ei vaikuttanut uretaani aiheuttama kasvain tuoton eikä vaikuta ympätty syövän etenemisen hiirillä sijoitettu normothermic ympäristössä (Fig. 5A ja B). Edelleen tarkistaa tämän havainnon, lihavia hiiriä imusolmukkeet rasvan poistaminen istutettiin LLC soluihin. Rasvan poisto vähensi merkitsevästi hypotermian aiheuttama kasvaimen kasvua ja etäpesäkkeiden (Fig. 5C). Seerumin ELISA TNF-α tai VEGF paljasti, että hypotermia ympäristöä huomattavasti TNF-α: n ja VEGF tasoilla lihavilla hiirillä (kuvio. 5D).

A ja B. hypotermia yksin lisääntynyt määrä ensisijaisen kasvaimia ja etäpesäkkeitä mutta ei ollut vaikutusta tuumorin halkaisija normaaleissa hiirissä, kun taas ylipainoiset hiiret suhteessa normaaliin C57BL /6J hiiret osoittivat enemmän kasvaimen laskee ja isompia kasvaimen kokoa 10 ° C, mutta ei 24 ° C: uretaania syövän synnyn ja LLC allograftin, vastaavasti. C. rasvan poistaminen hiirillä suhteessa lihavia hiiret osoittivat vähemmän metastaattisen keuhkosyövän solmut ja pienempiä situ kasvaimeen 10 ° C, mutta ei 24 ° C: ssa LLC siirteen. D. lihavia hiiriä suhteessa normaaliin C57BL /6J-hiiret osoittivat lisää seerumin TNF-α: n ja VEGF 10 ° C: ssa, mutta ei 24 ° C: ssa. Data ilmaistiin keskiarvona ± SD. Yhdellä tähdellä (*) 0,001 verrattuna normaaleihin hiiriin sijoitettu 10 ° C: ssa ja yksi kuoppa (#) 0,001 verrattuna normaaleihin hiiriin sijoitettu 24 ° C: ssa (n = 10).

ihmisen altistuminen ja jyrsijöiden kylmä aktivoi thermogenic aktiivisuus rasvakudoksessa, joka voisi vastustaa hypotermia. Kyky tuottaa lämpöä UCP1 välittämää mukautuva nonshivering thermogenesis pidetään kriittinen evoluution kehitystä, joka edisti säteilyä eutherian nisäkkäiden kylmissä olosuhteissa [33]. Tässä tutkimuksessa hypotermia- ympäristö (10 ° C) valittiin, koska tämä oli kynnys ympäristön lämpötila, jossa yhtäkään eläintä kärsi paleltumia tai muita haitallisia sivuvaikutuksia, jotka johtuvat Kylmät olosuhteet, jos alle 7 ° C, se johti ennenaikaista kuolemaa hiirillä. Kokeilun aikana ympäristön lämpötila oli rajoitettu 8-12 ° C jotta normaali sisäinen ruumiinlämpö ( 36 °), jota erityisesti muunnettu jääkaappi kaappi varustettu pleksin ovi ja tarkoituksenmukaista hyllyt. Hiiret alle hypotermisille ehdolla söivät jatkuvasti enemmän ruokaa koko kokeen ja pidetään normaalia liikuntaa.

Nämä tulokset viittaavat siihen, että vaikka tropic potentiaali hypotermia on rajallinen, se riittää edistää syöpää aiheuttavia tapaus ja että rasvasolut yksin kumpikaan vaikutteita kasvain tuotto eikä vaikuta syövän etenemisen kunnes se aktivoidaan hypotermia.

hypotermia edistää epiteelin-mesenkymaalitransitioon aiheuttama MNU ja suojaa kasvainsolun vastaan ​​immuuni valvonta in vitro

epiteelikasvaimet-mesenkymaalitransitioon ( EMT) on tärkeä mekanismi karsinogeneesis- [34]. Varhaisen kasvainten kehittymiseen, karkaamisen ensimmäisen riviä puolustaminen immuunipuolustus myös kriittinen vaihe, joka määrittää selviytymisen tai tuhoutumisen [35]. Edelleen todistaa suhdetta hypotermisille ympäristön ja chemicalcarcinogenesis, havaitsimme vaikutukset hypotermia on MNU- aiheuttamaa EMT in BEAS-2B solujen ja CD8 + soluvälitteisen sytotoksisuuden A549-soluja. Cultures 28 ° C, suhteellinen niille 37 ° C, alassäädetty epiteelin merkki E-kadheriinin ja voimistunut mesenkymaalisten markkereita, kuten vimentiinistä ja fibronektiiniä, in MNU saaneilla BEAS-2B-soluja (kuvio. 6A). Samoin, viljelmiä 28 ° C merkittävästi vähentää hiiren CD8 + soluvälitteinen sytotoksisuus in A549-solut (Fig. 6B). Koska TGF-β1 on multipotentteina sytokiini, joka käyttää sekä EMT ja immuunijärjestelmän veronkierron eri vaiheissa syövän synnyn [36], haluamme tietää onko TGF-β1 soittaa myös toiminnallisia rooleja MNU aiheuttaman EMT sekä immuunijärjestelmän soluvälitteinen sytotoksisuus, me mitattu EMT ja immuunijärjestelmän soluvälitteinen sytotoksisuus käsitellyissä soluissa TGF-β1 estävää vasta-ainetta. TGF-β1 neutralointi edistää CD8 + T-solu-välitteisen sytotoksisuuden 37 ° C: ssa, mutta ei vaikuttanut se 28 ° C (Fig. 6A ja B). Toisaalta, lisäämällä TGF-β1 soluihin edistetään EMT BEAS-2B-soluja ja tukahdutetaan CD8 + T solu- välitteistä sytotoksisuutta A549-solut (Fig. 6A ja B). Nämä tulokset viittaavat siihen, että hypotermia aiheuttama EMT, mutta ei kasvain immuuni kiertämistä, riippuu TGF-β1.

. TGF-β1 neutralointi suhteessa MNU yksin alassäädetty epiteelin merkki E-kadheriinin ja voimistunut mesenkymaalisten markkereita, kuten vimentiinistä ja fibronektiiniä, ja lisäämällä TGF-β1 soluihin oli päinvastainen toimia MNU saaneilla BEAS-2B-soluja (n = 5). B. TGF-β1 neutralointi suhteessa kontrolliin edistää CD8 + T-solu-välitteisen sytotoksisuuden 37 ° C: ssa ja lisäämällä TGF-β1 soluihin tukahdutetaan CD8 + soluvälitteinen sytotoksisuus in A549-soluja (n = 5). C. vierassiirrännäisiä coinjection käyttäen A549-soluja ja 28 ° C-adiposyyttien kasvoi nopeasti suhteessa A549 kertainjektiona (n = 10). D. coinjection joko TNF-α tai VEGF: n ja A549-solut edistää ksenografti kehitystä, kun taas esi-adiposyyttien TNF-α tai VEGF estävää vasta-ainetta estivät ksenografti kehityksen suhteen A549 kertainjektiona (n = 10). Data ilmaistiin keskiarvona ± SD. Yksi tähti (*) 0,001.

Aktivoidut rasvasolut edistää kasvaimen kasvua

Tällä hetkellä ihmisen tuumoriksenografteja ovat laajimmin käytetty malli auttaa ennustamaan tuumorin vastainen tehokkuus on prekliinisissä ympäristössä ja voi poikkeuksetta antaa paremman käsityksen monimutkaisia ​​mekanismeihin, jotka ovat kehityksen ja synnyssä [37]. Käyttäen A549 ksenograftimallia, tutkimme vaikutus rasvasolujen kasvainten etenemiseen. Kun eriytetty 3T3-L1 rasvasolut viljeltiin 37 ° C: ssa, joka on coinjection käyttäen rasvasolut ja A549-soluja ei havaittu selvää isäntä-kasvain vuorovaikutusta primaarikasvaimille kateenkorvattomissa nude-hiirissä majoitettu huoneenlämmössä (24 ° C) (adiposyyttien pelkällä no kasvaininsidenssiä). Kuitenkin, ksenograftit ja coinjection käyttää adiposyyttien ja A549-solut kasvoivat nopeasti, kun eriytetty 3T3-L1-adiposyytit viljeltiin 28 ° C: ssa 24 h (Fig. 6C). Arvioitava edelleen roolit TNF-α: n ja VEGF ja adiposyyttien aktivointia, testasimme myös vaikutuksia, kun näiden tekijöiden kasvainsolujen tai neutraloivat nämä tekijät adiposyyttien A549-ksenograftit. Coinjection joko TNF-α tai VEGF ja A549-solut edistänyt ksenograftin kehitystä. Kääntäen, esi-adiposyyttien TNF-α tai VEGF estävää vasta-ainetta esti ksenograftin kehitystä (Fig. 6D). Nämä tulokset viittaavat siihen, että aktivoitu rasvasolut edistävät kasvaimen kasvua.

Keskustelu

Kliiniset ja kokeelliset todisteet viittaavat siihen, että ihmisen kasvaimista voi säilyä pitkiä aikoja kuten mikroskooppisia vaurioita lepotilassa [12]. Epidemiologia tutkimukset ovat osoittaneet, että lihavuus lisää riskiä monien syöpien, mukaan lukien keuhkosyöpä [13], [14], [38]. On kuitenkin vielä epäselvää mitä rooli rasvasolut olla siirryttäessä kasvainsolun lepotilan ja lisääntymistä ja miten rasvasolut stimuloida pahanlaatuisten etenemistä. Täällä me tutkineet useita tapoja rasvasolut voi yksikäsitteisesti vaikuttaa ominaisuuksiin ja fenotyyppinen käyttäytyminen pahanlaatuisten vaurioiden ja keuhkosyövän soluja. Tutkimuksemme osoittaa, että hypotermia edistää EMT ja kasvain immuuni rankaisematta TGF-β1 riippuvainen ja riippumaton tavoin, vastaavasti, ja että adiposyyttien aktivoidaan hypotermisille ympäristö ajaa pahanlaatuinen etenemistä lisäämällä TNF-α ja VEGF-määrät.

Viime syntyminen kasvaimen microenvironment koska ratkaiseva tekijä syövän biologian korostaa lisäksi lupaava terapeuttinen potentiaali se harjoittaa avaamalla vaihtoehtoisia reittejä taisteltaessa syöpään [3]. Kasvaimen etenemistä on myöhäinen vaihe syövän synnyn. Ymmärtäminen sääntelykoneisto tämän etenemistä on välttämätöntä tunnistaa varhain muutoksia mikroympäristön jotka edistävät pahanlaatuisia etenemiseen ja voisi tarjota perustelut uusien aineiden kehitykselle kohdistamiseen lepotilassa syöpäsoluja.

pahanlaatuiset leesiot täytyy immuuni paeta ja energialähteen laajentaa. Perinteisesti energialähde ajo syöpäsolujen lisääntymistä tulokset aerobinen Glykolyysivaiheen [39]. Se on tulossa yhä selvemmäksi, että syöpä syntyy seurauksena säädeltyyn aineenvaihdunnan vastauksena muuttuneeseen energia- tila ja hormonaaliset tekijät [40]. Koska energia varastoidaan pääosin kuten lipidien rasvakudoksessa erillisiin anatomisia sijainteja ja kylmä altistuminen on tärkeä sääntelyn tekijä rasvakudoksen aktivointi [15], [41], ehdotimme, että yhdistelmä hypotermia ympäristön ja adiposyyttien aktivointi tuottaisi sopivan strooman markkinaraon syövän etenemiseen. Vastaa meidän hypoteesin, joka on hypotermia- ympäristö edistää TGF-β1 mutta vähensi TNF-α; Tämä merkitsee siirtymistä akuutin tulehduksen kroonisen tulehduksen ja alentaa lisäksi pahanlaatuinen vaurioita. Aktivoitu adiposyyttien, kuitenkin, on tuotettu TNF-α: n ja VEGF, jotka molemmat stimuloivat solun lisääntymistä ja toimittaa energian lähteenä kasvain. Näin ollen, yhdistelmä hypotermistä ympäristön ja adiposyyttien aktivointi edistää pahanlaatuisten etenemistä. Nämä tulokset johtivat ehdotukseen uusi karsinogeeninen malli, jota kutsutaan ”kylmä karsinogeeninen vaikutus.” Tässä mallissa hypotermia- ympäristön tuottama vamman aiheuttama iskemia ja hypoksia tuottaa sopiva markkinarako tuumorileesioissa ja sitten aktivoi vieressä rasvasolut tarjota proliferatiivinen tekijät (kuten TNF-α ja VEGF) sekä energiaa runsaasti ravinteita (rasva aineenvaihduntatuotteiden) pahanlaatuinen etenemisen.

Vaikka emme voi mitata lämpötilaa ja rasvakudoksen aktivointi alueellisten kudosten vahingoittamien syöpää aiheuttava aine in vivo, aikaisemmat tutkimukset osoittivat, että hypotermia stimuloi solujen lisääntymistä ohutsuolessa sekä proksimaalisessa paksusuolessa, jossa se on vastaavasti lievä co-karsinogeeninen vaikutus [42]. Toisaalta, paikallista kuumotusta eritasoisten pahanlaatuisia kasvaimia on osoittanut lupaavia antituumorivaikutukset [43]. Viimeaikaiset tutkimukset ovat myös osoittaneet, että lihavuus lisää riskiä kohdun limakalvon syövän ja liittyy suurempi kuolleisuus väestössä [44], kun taas kirurginen poisto parametrial rasvatyynyt stimuloi apoptoosin ja estää UVB aiheuttaman syövän synnyn [45]. Yhdenmukaisesti näiden havaintojen, joka on hypotermia- ympäristö Tässä tutkimuksessa kasvattaa klonogeeniset kapasiteettia MNU saaneilla BEAS-2B-soluja ja aktivoitua rasvasolut edistetään klonogeeniset kapasiteettia MNU saaneilla BEAS-2B solujen ja leviämisen A549 ja LLC-solut. Kuitenkin meidän tulokset osoittavat, että genetic- ja ruokavalio aiheuttama lihavuus yksin ei vaikuttanut uretaani aiheuttama kasvain tuoton eikä vaikuta ympätty syövän etenemisen hiirillä sijoitettu normothermic ympäristössä, mikä viittaa siihen, että liikalihavuus riippuvaisen karsinogeeninen vaikutus perustuu hypotermisille aktivointia.

lämpöshokkiproteiineihin (Hsp) keskeisessä asemassa ovat ympäristö- stressinsietokykyä ja lämpö sopeutumista. Kohonneita tiettyjen HSP: iden kasvainsoluissa voi olla estävä vaikutus apoptoosiin ja näin ollen suojaavat syöpäsolujen kuoleman. Samaan aikaan, kohonneeseen HSP: iden kasvainsoluissa voisi lisätä immunogeenisyyttä ja voimistaa syöpäsolun tuhoutumisen, jonka immuunijärjestelmä [46]. Vaikka Hsp on myös osallisena kylmässä eloonjääminen on vain vähän suoria todisteita kirjallisuudessa vahvistamaan tätä linkkiä [47]. Discovery kylmän-indusoituva RNA-sitovan proteiinin (CIRP) hiiren fibroblasteissa viittaa siihen, että kasvun hidastuminen on hypotermia olosuhteissa johtuu aktiivinen vaste solun sijasta johtuu passiivisesta lämpövaikutukset [48]. Geeniekspression muutokset tuottamia hypotermia ei täysin tunneta, mutta ilmeisesti eroavat merkittävällä tavalla niistä tuotettu lämpö shock [49]. Tässä tutkimuksessa teimme ekspression tutkimiseksi HSP tai CIRP siksi emme tiedä, miten hypotermiaa vaikuttaa ilmaus HSP tai CIRP in vitro ja in vivo kokeissa ja onko EMT ja kasvaimen immuunijärjestelmän veronkierron merkittävästi korreloivat ilme HSP tai CIRP. On mahdollista, että lisääminen anti-kasvain aikaansaaman immuniteetin HSP tai CIRP kääntänyt immunosuppressiivinen mikroympäristön hypotermia hiirillä, mutta se on edelleen hypoteettinen.

Huolimatta edistysaskeleista hoidossa lokalisoitu maligniteettien, kasvaimen uusiutumisen ja etäpesäke pysyvät ensisijainen syy syövän kuolleisuus [50]. Parantaakseen selviytymisen syöpäpotilaiden, levitetään lepotilassa syöpäsolut on tehokkaasti hävittää estämään kasvaimen uusiutumisen ja etäpesäke. Kuitenkin kohdistaminen signaalit, jotka säätelevät siirtyminen lepotilan ja leviämisen on vaikeuttanut puute tunnustetaan varhaisen karsinogeeninen microenvironment [51]. Tuloksemme viittaavat siihen, että hypotermia ja adiposyyttien aktivointi tarjoavat suotuisan mikroympäristön pahanlaatuiseen etenemisen, ja kohdentamalla aikaisin tapahtumia hypotermia ja rasvakudoksen aktivointi voisi avata uusia terapeuttisia strategioita syövän hoitoon. Vaikka tarkkaa molekyylitason mekanismeja, jotka hypotermia aktivoi rasvakudoksessa ole tiedossa, aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että oireet kasvain potilaita voidaan lievittää merkittävästi ja että kasvain voi jopa taantua täysin jälkeen jatkuva korkea kuume useita päiviä [52]. Tämä varmistaa, että kohdistus mikroympäristölle kasvainten hoito on yhtä tärkeää kuin kohdistaminen läsnäolo kasvain. Kasvain hoitoja olisi pyrittävä pysäyttämään leviämisen kasvainsolujen ja myös edistää tiettyä immuunivastetta jäljellä syöpäsoluja. Progress ymmärtämään keskeinen rooli hypotermian rasva- aktivointi tekee hypotermiaa ja rasvakudoksessa potentiaalisia kasvaimen uusiutumisen ja etäpesäke tutkimuksia tulevaisuudessa.

Materiaalit ja menetelmät

Eläimet

kohorteissa 7- ja 8-wk vuotias nainen C57BL /6J-hiiriä, KKAy-hiirissä, joilta puuttuu kateenkorva nude-hiiriin, ja kokeellisia ruokavalioita, jotka saatiin Beijing Weitong Lihua Animal Co. Kaikki hiiret pidettiin yksittäisissä ilmanvaihto häkeissä 12 tunnin valo-pimeä-sykli (valot 07:00-19:00). Eläimiä ruokittiin normaalia jyrsijöiden ruokaa ja vettä, ja ruokavalion aiheuttama lihavia hiiriä ruokittiin runsaasti rasvaa (HFD) 5 viikkoa ennen koetoimenpiteet.