PLoS ONE: Differential Predictive roller A- og B-type nukleare laminer i Prostata Cancer Progression

Abstrakt

Baggrund

Prostatakræft (PCA) er den mest almindelige kræftform blandt mænd i de vestlige lande. Mens aktiv overvågning i stigende grad udnyttet, er de fleste patienter i øjeblikket behandlet med radikal prostatektomi. For at undgå over-behandling, der er en ubestridelig behov for pålidelige biomarkører til at identificere de potentielt aggressive og dødelige tilfælde. Nukleare mellemliggende filament proteiner kaldet laminer spille en rolle i kromatin organisation, genekspression og celle stivhed. Udtrykket af lamin A er forbundet med dårligt resultat i kolorektal cancer, men til dato den prognostiske værdi af de laminer er ikke testet i andre solide tumorer.

Metoder

Vi studerede udtryk for forskellige laminer med immunhistokemi i et væv microarray materiale af 501 PCA patienter, der gennemgår radikal prostatektomi og lymfeknude dissektion. Patienterne blev delt i to farvning kategorier (lav og høj udtryk). Korrelationen af ​​lamin udtryk med klinisk-patologiske variabler blev testet og sammenslutningen af ​​lamin status med biokemisk recidiv (BCR) og sygdomsspecifikke overlevelse (DSS) blev yderligere analyseret.

Resultater

Lav udtryk for Lamin en forbindelse med lymfeknude positivitet (p 0,01), men ikke med andre klinisk-patologiske variabler og lav udtryk havde et grænsetilfælde uafhængig signifikant sammenhæng med DSS (HR = 0,4; 95% CI 0,2-1,0; p = 0,052). Tilsvarende lav lamin C-ekspression er forbundet med dårligere overlevelse (HR = 0,2; 95% CI 0,1-0,6; p = 0,004). Lamin B1 udtryk ikke forbinder med klinisk-patologiske variabler, men høj ekspression uafhængigt forudsagt BCR i multivariabel Cox regressionsanalyse (HR = 1,8; 95% CI 1,1-2,9; p = 0,023). Lav udtryk for lamin B2 korreleret med lymfeknude positivitet (p 0,01) og forudsagt ugunstig DSS. (HR = 0,4; 95% CI 0,2-1,0; p = 0,047)

Konklusioner

Disse resultater antyder differentielle roller for laminer i PCa progression. Reducerede mængder af lamin A /C og B2 øget risiko for lymfeknude metastaser og sygdomsspecifikke død eventuelt gennem øget nuklear deformabilitet mens høj ekspression af lamin B1 forudsiger sygdomstilbagefald

Henvisning:. Saarinen I, Mirtti T, Seikkula H , Boström PJ, Taimen P (2015) Differential Predictive roller A- og B-type nukleare laminer i Prostata Cancer Progression. PLoS ONE 10 (10): e0140671. doi: 10,1371 /journal.pone.0140671

Redaktør: Pavel Strnad, RWTH Aachen, Tyskland

Modtaget: Juli 22, 2015; Accepteret: September 29, 2015; Udgivet: 15 oktober 2015

Copyright: © 2015 Saarinen et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed: Alle relevante data er inden for papir og dens støtte Information fil

Finansiering: arbejdet blev støttet af følgende:. Päivikki og Sakari Sohlberg Foundation, https://www.pss-saatio.fi/, PT; Sigrid Juselius, https://www.sigridjuselius.fi/foundation/, PT; Den finske Medical Foundation, https://www.laaketieteensaatio.fi/, PT; og The Hospital District of Southwest Finland, https://www.vsshp.fi/en/Pages/default.aspx, PT. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Prostatacancer (PCA) er den mest almindelige malignitet blandt mænd og en bemærkelsesværdig folkesundheden udfordring i de vestlige lande. I USA, blev mere end 230 000 nye tilfælde og 29 000 PCA dødsfald forventes at blive diagnosticeret i 2014 [1]. De store risikofaktorer for PCa omfatter alder, positive familiens historie og afrikansk-amerikanske løb [2]. De fleste patienter er i behandling med radikal prostatektomi og /eller strålebehandling, mens aktiv overvågning kan være gavnligt for patienter med lav risiko. I de fleste tilfælde er sygdommen lokalt og kun ~ 7% af patienterne behandlet med radikal prostatektomi (RP) dør af PCa i løbet af et 15-års opfølgning [3]. Endvidere synes det klart, at behandlingen af ​​lav kvalitet kræft (Gleason score 6 eller nedenfor) giver ingen overlevelse i forhold til andre dødsårsager. Anvendelsen af ​​prostata-specifikt antigen (PSA) har revolutioneret diagnostik af PCa i de sidste 25 år og for nylig systematisk PSA screening har vist sig at nedsætte PCa dødelighed [4]. PSA mangler dog specificiteten at opdage klinisk signifikante kræftformer og den ulempe er over-diagnose af kræft, der ikke ville have indvirkning på kvaliteten og forventede af livet, hvis venstre ubehandlet [5]. Dette fører igen til overbehandling med potentielle bivirkninger. For at undgå over-behandling, der er en ubestridelig behov for pålidelige biomarkører til at identificere de potentielt aggressive og dødelige tilfælde fra dem, der forbliver lokalt.

nukleare laminer er type V mellemliggende glødetråd (IF) proteiner. De er de vigtigste komponenter i den nukleare lag, et fibrøst meshwork af proteiner, der ligger til grund for indre kernemembranen [6]. Laminer er opdelt i to undergrupper, A-type og B-type laminer. Et enkelt gen,

LMNA

, koder alle A-type laminer, der omfatter lamin A, lamin C, en testikel-specifik isoform lamin C2 og mindre isoform Lamin AΔ10. De store B-type laminer, lamin B1 og lamin B2, er kodet af to gener (

LMNB1

og

LMNB2

henholdsvis) [7]. Desuden er kønsceller bestemt lamin B3 genereret fra

LMNB2

gennem alternativ splejsning [8]. Mindst en B-typen lamin udtrykkes i alle metazoan celler, mens A-type laminer primært udtrykkes i differentierede celler [7].

laminer har flere funktioner i cellekernen. De giver mekanisk støtte til kernen og spiller en rolle i DNA-replikation og reparation, transskription, kromatin organisation og genregulering [7]. Talrige mutationer i

LMNA

forårsage en gruppe af arvelige sygdomme hos mennesker eller lidelser almindeligvis kaldes de laminopathies. Disse omfatter for eksempel hjerte- og skelet muskellidelser, lipodystrophies, perifer neuropati og for tidlig aldring sygdom kaldet progeria syndrom [9]. Mens den grundlæggende Patobiologi af disse sygdomme er for det meste dårligt forstået, er abnormiteter i nukleare form (fx herniations og lobulations) almindeligt rapporteret i celler, der bærer sygdom-associeret Lamin mutationer. Interessant er lignende morfologiske ændringer i kernen ofte observeret i cancerceller, herunder PCA-celler [10]. Derfor er det muligt, at ændret udtryk og modifikationer i laminer bidrager malign transformation i cancerceller [11].

Kun et par retrospektive undersøgelser har dokumenteret sammenhængen mellem ændret lamin udtryk og patient resultat. I fase I-III kolorektal cancer (CRC), havde de patienter med lamin A udtrykkende tumorer signifikant større risiko for at dø af CRC sammenlignet med patienter med lamin A negative tumorer [12]. Baseret på

in vitro

studier, forfatterne konkluderede endvidere, at dette skyldes øget celle motilitet, invasionsevne og stamceller-lignende fænotype fremmes af lamin A /C. Tværtimod Bælte et al. rapporterede, at tab af lamin A /C i trin II-III coloncancer er associeret med recidiv [13]. I nodal diffust storcellet B-celle lymfom inaktivering af lamin A /C gen ved CpG island promotor hypermethylering er forbundet med dårlig overlevelse [14].

rolle laminer i PCa er mere for nylig undersøgt. Under anvendelse af massespektrometri (MS) og immunhistokemi, Skvortsov et al. rapporteret nedsat ekspression af lamin A i lav kvalitet (Gleason score 6) tumorer i forhold til parrede prøver fra histologisk normalt væv, mens en forøget ekspression blev detekteret i høj risiko (Gleason score 8) tumorer [15]. Endvidere er lamin A /C overudtrykkes ved den invasive foran PCa væv og fremmer cellevækst, migrering og invasion gennem PI3K /AKT /PTEN pathway under dyrkningsbetingelser [16]. Ekspressionen af ​​B-typen laminer, på den anden side, er forøget i cancerøs prostata væv og tæt korreleret med Gleason score [17]. MS-analyse foreslår endvidere, at lamin B1 hyperphosphoryleret i androgenuafhængige PC-3-celler [18]. Interessant kromosomale regioner, der er forbundet med PCa risiko lokalisere til nuklear Lamin B-deficiente mikrodomæner (LDMD), som udviser reduceret gentranskription (10). Selvom karakteren af ​​disse strukturer er i øjeblikket uklart, hyppigheden af ​​LDMDs korrelerer med PCa cellelinje aggressivitet, cellemotilitet og Gleason kvalitet [10]. Sammenfattende laminer undergår væsentlige ændringer under malign transformation, men til dato er det uklart, om nogen af ​​disse ændringer har prædiktiv værdi i PCa, især i høj kvalitet kræft.

I den foreliggende undersøgelse undersøgte vi udtryk for forskellige laminer i PCa i detaljer ved hjælp af væv microarray (TMA) materiale, der dækker over 500 patienter behandlet med radikal prostatektomi og lymfeknude dissektion. Vores resultater viser, at nedsat ekspression af A-type laminer er forbundet med forhøjet risiko for lymfeknudemetastaser og sygdomsspecifikke død mens forøget ekspression af lamin B1 er forbundet med BCR og lokal spredning. Derudover lav lamin B2 udtryk forudsagde højere risiko for PCa dødelighed. Vi diskuterer også de potentielle cellebiologiske mekanismer og deres betydning for risiko lagdeling klinisk.

Materialer og metoder

Tissue materiale

Paraffin indlejret formalin fikseret væv materiale fra 501 patienter opereret med radikal prostatektomi og begrænset bækken lymphadenectomy i Turku University Central Hospital i perioden januar 2000 til september 2005, blev anvendt til at konstruere de TMA blokke som tidligere beskrevet [19]. Kort fortalt tre til tolv (median 3,0) hosliggende kerner af 1 mm i diameter blev opnået fra indekset carcinom læsion, som blev betragtet som den mest signifikante (baseret på Gleason klasse mønster, mængden af ​​kræft læsion og /eller ekstra-prostata-forlængelse ). Desuden blev en kerne fra histologisk godartet prostata væv opnået fra den samme patient. Disse væv kerner blev overført fra donor- blokke til de modtagende TMA blokke, der er indeholdt i alt 63 kerner per blok, herunder kontrol væv fra normal lever. Alle sager i de sidste TMA blokke blev gradueret baseret på den internationale Society of Urologiske Patologi opdateret Gleason klassificeringssystem [20]. På tidspunktet for kirurgi, blev der ikke samtykke opnået fra deltagerne for denne specifikke undersøgelse. På tidspunktet for undersøgelsen, anvendelse af væv materiale og de tilsvarende klinisk-patologiske og opfølgende data blev godkendt af den etiske komité i Hospital District of Southwest Finland (130/180/2008) og den nationale myndighed for velfærd og sundhed (Valvira 394 /05.01.00.06 /2009) i henhold til den nationale lovgivning. Patientinformation blev anonymiseret og de-identificeret før analyse.

Kliniske data

Ingen af ​​patienterne fik androgen deprivation eller strålebehandling før eller umiddelbart efter operationen. Opfølgningen blev foretaget af digital rektal undersøgelse og postoperativ PSA måling mindst tre gange i løbet af det første år efter operationen og mindst en gang om året i de følgende år. Af de 501 patienter, 158 (31%) havde en biokemisk recidiv (BCR) defineret som PSA-niveau på 0,2 mg /l eller derover efter operationen.

iscenesættelse af partnerskabs- og samarbejdsaftalerne blev udført i overensstemmelse med WHO pTNM klassificeringssystem [21]. 28 patienter (4,4%) døde af PCa i follow-up, mens 39 (7,8%) døde af andre årsager. På grund af lang tidsintervallet mellem operationer, hver patient oprindelige kliniske Gleason score (GS) blev revurderet af erfarne uro-genital patolog i henhold til de gældende karaktersystem kriterier Gleason [20] ved hjælp af hæmatoxylin-eosin sektioner fra de oprindelige radikal prostatektomi prøver. Denne score blev brugt i overlevelse analyser og er præsenteret i tabel 1.

Immunhistokemi og mikroskopi

For at udføre immunhistokemiske (IHC) vurdering blev paraffin først fjernet med xylen og sektionerne blev rehydreret med gradueret serie af alkohol. Alle antistoffer blev testet på prostata TMA prøveblokke før anvendelse i det endelige TMA materiale for at optimere fortynding og den mest egnet forbehandling. Epitop demaskering blev udført ved mikrobølgeopvarmning vævs- objektglassene i enten Tris-HCI-buffer (pH 9, lamin B1, B2 og C-antistoffer) eller citrat buffer (pH 6; lamin A antistof) i 10 min. De primære anvendte antistoffer var monoklonalt muse-anti-lamin A (1: 1000, klon 133A2, Abcam), gede polyklonalt anti-lamin B1 (1: 4000, C-20, Santa Cruz), monoklonalt muse-anti-lamin B2 (1: 500, LN43, Abcam) og kanin polyklonalt anti-lamin C (1: 150, RalC, Novus). På grund af variationen i farvningen mellem forskellige pletter af lamin C-antistof, blev der kun 199 patienter farvet med den samme patch inkluderet i den endelige statistiske analyse. De farvninger blev udført ved anvendelse Ventana automatisk farvning maskine og blev påvist de primære antistoffer med Vectastain anti-mus eller anti-ged HRP-konjugeret sekundære antistoffer. Glassene blev modfarvet med hæmatoxylin og observeret med Olympus BX60 mikroskop (Olympus Optical Co., Ltd., Tokyo, Japan).

TMA slides blev gradueret visuelt for IHC kvaliteter, uden kendskab til klinisk-patologiske karakteristika patienter. Farvningsresultaterne intensiteter af hver kerne blev klassificeret som 0 (ingen specifik farvning i carcinomceller, intens farvning i benigne kirtler og stromaceller), 1 (lav intensitet nuklear lamina farvning i carcinomceller, mere intens farvning i benigne kirtler eller stromale celler), 2 (moderat intensitet og klart synlig lamina i carcinomceller, endnu mere intens farvning i benigne kirtler og stromale celler) eller 3 (høj intensitet lamina farvning svarer til eller overstiger intensiteten af ​​normale kirtler og stromale celler). Patienter, hvis væv prøver blev farvet dårligt (baseret på interne kontroller) eller løsrevet fra dias under farvning proces blev udelukket fra analysen. De gennemsnitlige intensitetsværdier med 3 eller flere carcinoma kerner blev bestemt for hver patient og til sidst patienterne blev dikotomiseret i lav (IHC grad 0 og 1) og høje (IHC kvaliteter 2 og 3), der udtrykker grupper for yderligere statistisk analyse (undtagen lamin B1 og C, se tabel 2). Dichotomization var baseret på fordelingen af ​​forskellige undergrupper for hver lamin farvning for at få sammenlignelige grupper med tilstrækkeligt antal patienter (se tabel 2).

Statistisk analyse

Den statistiske analyse blev udført med SPSS 20 (IBM). Korrelationerne mellem klinisk-patologiske variabler og biomarkører blev analyseret ved anvendelse chi-square test. Korrelationen mellem gennemsnitlige lamin ekspression i godartede og ondartede prostatavæv fra de samme patienter blev analyseret med uafhængige-prøver T-test. Kaplan-Meier-metoden, log-rank test og Cox proportional hazards regressionsmodel blev anvendt til at analysere sammenslutning af farvning intensitet til resultatet. For resultatet analyser, blev tiden for BCR overlevelse beregnes fra dagen for operationen til den dag, påvisning af PSA på 0,2 mg /l eller derover. Den specifikke overlevelsestid sygdom blev beregnet fra datoen for kirurgi til datoen for den sidste opfølgningsbesøg eller død.

blev udført for hele kohorten (bortset lamin C, se ovenfor) overlevelse analyser og for en høj risiko-undergruppe herunder patient med GS 7-10 tumorer. Alle statistiske tests var tosidede og p-værdier ≤0.05 blev betragtet som statistisk signifikant.

Resultater Salg

For at undersøge, om ekspression af forskellige laminer er forbundet med PCa biokemiske progression og sygdomsspecifikke overlevelse (DSS), TMA materialet indeholdende mindst tredobbelte kræft prøver og en morfologisk godartet prøve fra 501 radikalt opererede PCA patienter blev farvet med antistoffer detekterer forskellige laminer (A, C, B1 og B2) og farvningsintensiteter blev sammenlignet med klinisk-patologiske variabler. Demografi af patienter er vist i tabel 1. I Kaplan-Meier estimering analyse, de velkendte klinisk-patologiske funktioner såsom høje GS og præoperativ PSA, T kategori, extraprostatic udvidelse (EPE) og sædblæren invasion (SVI) var statistisk signifikant associeret med BCR indikerer, at vores kohorte er meget repræsentativ for at teste sammenhængen mellem proteiner af interesse og patient udfald (data ikke vist). Tilsvarende forudsagte høje GS, T kategori, positiv kirurgisk margen, EPE, SVI og lymfeknude (LN) positivitet forkortet tid til sygdomsspecifikke død (data ikke vist). I multivariabel Cox regressionsanalyse, der tog andre prognostiske markører i betragtning, høje GS, præoperativ PSA og T-kategori var uafhængige prædiktorer for BCR (tabel 3) mens høje GS, T-kategori og LN positivitet forudsagt død fra PCa (tabel 4).

Ud over hele undersøgelsen kohorte, en subpopulation af patienter med GS 6 tumor blev analyseret separat

Ud over hele undersøgelsen kohorte, en subpopulation af patienter med GS . 6 tumor blev analyseret separat.

Farvning med lamin A specifikt antistof viste, at lamin A udtrykkes i både basal og luminale epitelceller i normale prostata kirtler og er beriget på den nukleare lamina region som forventet (fig 1A ). Men der var store forskelle i farvning intensiteter mellem carcinomer fra individuelle patienter (fra grad 0 til 3). De gennemsnitlige farvningsintensiteter af carcinoma cellekerner signifikant højere sammenlignet med normalt epitel i benigne prøver fra de samme patienter (Forbundne-prøver t-test; betyde farvningsintensiteter +/- SEM 1,97 +/- 0,03 og 1,45 +/- 0,03 for carcinom og godartet henholdsvis p 0,001). Lav lamin A udtryk (grad 0-1) blev statistisk signifikant associeret med lymfeknude positivitet (Pearson Chi-Square test, p = 0,009), men ingen andre klinisk-patologiske variabler testet. I Kaplan-Meier estimation analyse, var der ingen korrelation mellem lamin A ekspression og BCR (data ikke vist). Da DSS blev anvendt som et slutpunkt, blev en tendens mellem lav lamin A udtryk og dårligt resultat set i hele befolkningen, men denne forskel ikke at vise statistisk signifikans (figur 1B; p = 0,27). Men i subpopulationen af ​​GS 6 tumorer med potentielt aggressiv adfærd, lav lamin A ekspression blev statistisk signifikant associeret med dårligt resultat (figur 1C; p = 0,044). Disse resultater antyder, at formindsket mængde lamin A kan fremme lymphovascular invasion og progression af potentielt metastatisk sygdom.

(A) Repræsentative eksempler på TMA lysbilleder farvet for lamin A med immunhistokemi. Lav og høj effekt felt billeder fra både lave og høje udtrykkende tumorer er vist. (B-C) Kaplan-Meier analyse viser en tendens mellem lav lamin A ekspression og dårlig DSS overalt kohorte (B; p = 0,27). Men i subpopulationen af ​​patienter med Gleason score 6 tumorer, der er statistisk signifikant forskel. (C; p = 0,044)

Lamin C er en anden stor A-type lamin kodet af

LMNA

gennem alternativ splejsning. Denne isoform er 92 aminosyrer kortere end lamin A og bærer en unik C-terminale hale, der er fjernet fra præ-lamin A under posttranslationel modifikation. Farvningen med lamin C-antistof (påvisning af lamin C specifik C-terminale hale domæne kun) viste, at lamin C ligeledes udtrykkes og er til stede på det nukleare lamina i både normale basal og luminale epitelceller samt i de fleste (men ikke alle) karcinom med lav til moderat intensitet (S1A Fig). En parret t-test viste, at de gennemsnitlige farvningsintensiteter for lamin C var signifikant højere i carcinom prøver (1,30 +/- 0,06) i forhold til normalt epitel (1,04 +/- 0,05, p = 0,001). Der var ingen korrelation mellem lamin C-ekspression og klinisk-patologiske variabler (data ikke vist). I Kaplan-Meier analyse, fandt vi ingen sammenhæng mellem lamin C udtryk og BCR (data ikke vist) ligner lamin A. Der blev en tendens mellem undetectably lav lamin C udtryk (grad 0) og mindre gunstige DSS, når patienter med alle de forskellige Gleason grupper blev undersøgt (S1B fig; p = 0,14). Desuden i GS 6 delpopulation patienter med lamin C negative tumorer (grad 0) havde statistisk signifikant højere risiko for at dø af PCa (S1c Fig; p = 0,009). Disse resultater antyder, lamin A og C, begge fremstillet af

LMNA

gen, kan have lignende biologiske virkninger i malign transformation af PSA.

Ekspressionen af ​​lamin B1 er generelt påvises i alle eukaryote celler og dens tab har alvorlige konsekvenser under embryogenese som fremhævet med udviklingsmæssige abnormaliteter af lunge og hjerne og tidlig perinatal død i

LMNB1

knockout-mus [22]. I vores materiale, viste mild til moderat farvning intensitet for lamin B1 alle histologisk benigne prøver. Alle carcinoma prøver var lamin B1 positive såvel (Fig 2A), men 65% af karcinomer viste høj ekspression (grad 3) af lamin B1. Parret t-test viste, at der var signifikant mere lamin B1 farvning i carcinomer i forhold til normal godartede prøver (2,7 +/- 0,03 vs. 1,7 +/- 0,03, p 0,001). Ingen signifikant korrelation blev fundet mellem lamin B1 udtryk og klinisk-patologiske variabler testet. I Kaplan-Meier-analyse blev høj ekspression af lamin B1 forbundet med BCR i hele kohorten (figur 2B; p = 0,038) og i subpopulationen af ​​GS 6 (p = 0,034, data ikke vist). Der var imidlertid ingen korrelation mellem lamin B1 ekspression og DSS i enten hele kohorten (figur 2C; p = 0,55) eller i subpopulationen af ​​patienter med GS 6 tumorer (p = 0,57, data ikke vist). I multivariabel Cox regressionsanalyse forblev høj lamin B1 udtryk en selvstændig indikator for BCR i hele kohorten, når der korrigeres for præoperativ PSA og Gleason bedømmelse (HR 1,8, 95% CI 1,1-2,9, p = 0,023; tabel 3). Disse resultater antyder, at høj ekspression af lamin B1, af ukendte årsager, øger risikoen for PCa tilbagefald, men har ingen signifikant virkning på PCa overlevelse.

(A) Repræsentative eksempler på TMA lysbilleder farvet for lamin B1 med immunhistokemi. Lav og høj effekt felt billeder fra både lave og høje udtrykkende tumorer er vist. (BC) Kaplan-Meier analyse viser, at høj lamin B1 udtryk forudser kortere tid til BCR i hele kohorten (B; p = 0,038), men har ingen sammenhæng med DSS (C; p = 0,55)

Lamin B2 blev udtrykt i alle de normale og maligne prostata kirtler (fig 3A). Imidlertid ligner andre laminer, der var statistisk signifikant højere IHC intensitet lamin B2 i de ondartede kirtler i forhold til normal godartede kirtler (1,74 +/- 0,03 vs. 1,48 +/- 0,03, p 0,001). Lav lamin B2-ekspression var forbundet med lymfeknude positivitet (Chi-square p = 0,005) og der var en tendens mellem lav lamin B2 ekspression og T kategori (p = 0,076) og EPE (p = 0,098). I Kaplan-Meier-analyse, var der ingen korrelation mellem lamin B2 ekspression og BCR (data ikke vist). Men når DSS blev anvendt som et slutpunkt, var der en tendens mellem lav lamin B2 ekspression og dårlig DSS i hele kohorten (figur 3B; p = 0,099) og en mindre statistisk signifikans i GS 6 subpopulation (fig 3C; p = 0,051). Disse resultater viser, at lamin B1 og B2 lamin forudsige andet udfald i PCa som kan skyldes differentiel roller i cancerøse prostataceller.

(A) Repræsentative eksempler på TMA lysbilleder farvet for lamin B2 med immunhistokemi. Lav og høj effekt felt billeder fra både lave og høje udtrykkende tumorer er vist. (B-C) Kaplan-Meier analyse viser en tendens mellem lav lamin B2 ekspression og afkortet DSS overalt kohorte (B; p = 0,099). I undergruppen af ​​patienter med Gleason score 6 tumorer, Kaplan-Meyer analyse anelse undlader at vise statistisk signifikant forskel, men en stærk tendens ses (C; p = 0,051).

Diskussion

de nukleare laminer er højt konserveret blandt arter og fylogenetisk analyse tyder på, at de repræsenterer forfædre hele IF protein familien [23]. Der er akkumulerende beviser for, at laminer ikke kun støtte fysisk form af kernen, men også bidrage flere grundlæggende nukleare funktioner såsom genom organisation og transkription gennem interaktioner med chromatin og flere transskriptionsfaktorer [7]. Dysfunktion hos disse mekanismer kan have skadelige virkninger

in vivo

hvilket fremgår af forskellige arvelige sygdomme hos mennesker som følge af Lamin mutationer [9]. Dog er den rolle og ændringer af laminer i maligne sygdomme mindre godt forstået.

I den foreliggende undersøgelse undersøgte vi udtryk for forskellige laminer i PCa og deres potentielle anvendelse i estimering af patientens resultat ved hjælp af en omfattende TMA materiale og en detaljeret klinisk patientdata med en median follow-up tid på mere end 8 år. Mens udtryk for alle de store laminer blev påvist i prostata epitel, den statistiske analyse viste nogle interessante ændringer, der er relevante i lyset af de seneste

in vitro

resultater om lamin funktion. Swift et al. har vist, at mængden af ​​lamin A og forholdet mellem A- og B-typen laminer korrelerer med væv stivhed (fx muskel har mere lamin A end hjernen) at stabilisere nucleus og chromatin fra fysisk stress [24]. Desuden lave niveauer af A-type laminer øge nukleare formbarhed og styrke celle migration gennem mikrofluide forsnævringer

in vitro

[25] og

in vivo

i en mus tumor model [26]. Dette er konsistent med vores resultater viser, at reducerede mængder af lamin A /C er forbundet med lymfeknudemetastaser og ugunstige DSS, formodentlig på grund af øget lymphovascular invasion. Sammenhængen mellem lav lamin A udtryk og ugunstige DSS var statistisk signifikant i Kaplan-Meier analyse udført på patienter med potentielt aggressive GS 6 sygdom (figur 1C). Men i den multivariate Cox regressionsanalyse, der også tager andre klinisk-patologiske variabler i betragtning, lamin En lidt undladt at statistisk signifikans (p = 0,052, tabel 4) tyder på, at det ikke er en uafhængig prædiktiv markør forskellig fra lamin B1. Dataene fra andre foreslår, at lamin A overudtrykkes i den invasive front i PCa og kan øge den lokale migration og invasion [16]. Hvis dette var tilfældet, ville man forvente, at høje ekspressionsniveauer af lamin A /C korrelerer med BCR, men vi var ude af stand til at bekræfte en sådan fænomen. Disse forskelle kan være, i det mindste delvis, på grund af variation i stikprøver. Trods det faktum, at vi opnåede tre tredobbelte prøver fra indekset tumor, disse væv kerner repræsenterer overordnede tumor ekspressionsniveauerne og blev ikke med vilje rettet mod områder med invasive front.

Resultaterne fra denne og andre undersøgelser tyder på, at de ændringer, i Lamin udtryk og deres indvirkning på tumor biologi og klinisk resultat kan være komplekse og orgel-specifikke. Tidligere prognostiske værdi af laminer i kræft progression er blevet etableret i kolorektal cancer (CRC), hvor lamin A udtryk forudsiger dårligt resultat i forhold til Lamin en negativ kræft [12]. Men lidt om den prognostiske rolle laminer i andre solide tumorer og vores resultater tyder modsatte rolle for lamin A i PCa progression (Fig 1C). En grundlæggende forskel mellem disse to typer af adenocarcinomer er, at 30% af CRCs var næsten blottet for lamin A [12], men i det mindste nogle lamin A ekspression blev detekteret i alle PCAS indbefattet i den foreliggende undersøgelse. Resultaterne fra

in vitro Salg undersøgelser antyder, at silencing af lamin A kan faktisk sensibiliserer celler for mekanisk belastning og reducere celleoverlevelse [26]. Derfor kan tilstedeværelsen af ​​lamin A i CRC mekanisk beskytte de vandrende kræftceller og reducere tumorcelledød sammenlignet med lamin A negative tumorer, mens i tilfælde af PCa moderat lav mængde lamin A kan samtidig tilvejebringe en ideel nuklear deformerbarhed og tilstrækkelig beskyttelse mod mekanisk stress i invaderende celler.

A- og B-typen laminer har differentielle roller i normale celler. Mens A-type laminer meste udtrykt i terminalt differentierede celler, en eller begge af B-typen laminer udtrykkes i alle dyreceller. Mus mangler lamin B1, lamin B2 eller begge har defekter i lunge og hjernens udvikling og disse mus dør ved fødslen tyder en væsentlig udviklingsmæssig funktion [22]. Interessant nok forøget produktion af en B-typen lamin ikke redde tabet af de andre B-typen lamin indikerer, at lamin B1 og B2 har også differentielle cellefunktioner [27]. Tilsvarende tyder vore resultater differentielle roller for lamin B1 og B2 i PCa progression. PCA væv indeholdt betydeligt mere lamin B1 end godartede væv fra de samme patienter. Høj lamin B1 ekspression forbundet med BCR i hele kohorten, samt i GS 6 subpopulation (Fig 2B), og i multivariabel Cox regressionsanalyse lamin B1 optrådte en uafhængig prognostisk faktor for BCR (tabel 3). Men der var ingen statistisk signifikant korrelation mellem lamin B1 ekspression og DSS (Fig 2C og tabel 4). Selvom vores kohorte er forholdsvis stor, er det vigtigt at bemærke, at kun 4,4% af patienterne døde af PCa i follow-up, mens 31% viste BCR. I de fleste tilfælde kan denne skyldes minimal lokale residual tumor, der ikke har nogen indflydelse på DSS efter bjærgning strålebehandling [28]. Derfor er høj lamin B1 udtryk mere sandsynligt at fremme lokal vækst og /eller spredning, snarere end muliggør metastatisk adfærd gennem lymphovascular invasion. Til støtte for dette, har en nylig undersøgelse vist, at moderat reduktion af lamin B1 i cancerceller forsinkelser cellecyklusprogression [29]. Endvidere silencing af lamin B1 i normale diploide WI-38 lungeceller forårsager replikativ senescens mens overekspression øger proliferationshastighed [30]. Coradeghini et al. har tidligere rapporteret, at lamin B1-ekspression korrelerer med GS og kunne anvendes som biomarkør i tumor differentiering og prognosticering [17]. Vi kunne ikke bekræfte korrelation med GS men endnu vigtigere vores resultater klart tyder på, at lamin B1 er en uafhængig prædiktor, der kunne bruges til at bestemme risikoen for lokal vækst og spredning.

lidt om rolle lamin B2 og dens forbindelse med kræft.