Abstrakt
Aktivering af peroxisomproliferatoraktiveret receptor-γ (PPARy) hæmmer væksten af kræftceller, herunder ikke-småcellet lungekræft (NSCLC). Klinisk anvendelse af thiazolidindioner, som er farmakologiske aktivatorer af PPARy er forbundet med en lavere risiko for at udvikle lungekræft. Imidlertid har den rolle, denne vej i lungekræft metastase ikke undersøgt godt. Den systemiske effekt af pioglitazon blev undersøgt i to modeller for lungekræft metastaser i immun-kompetente mus. I en orthotopisk model, murine lungecancerceller implanteret i lungerne af syngene mus metastaseret til leveren og hjernen. Som anden model, cancerceller injiceret subkutant metastaseret til lungen. I begge modeller systemisk administration af pioglitazon øget antallet af metastaser. Undersøgelse af væv fra ortotopisk model viste øgede antal arginase I-positive makrofager i tumorer fra pioglitazonbehandlede dyr. I co-kultur eksperimenter af cancerceller med knoglemarv-afledte makrofager, pioglitazon fremmes arginase I-ekspression i makrofager, og dette var afhængigt af ekspressionen af PPARy i makrofagerne. At vurdere bidraget af PPARy i makrofager til kræft progression, blev udført eksperimenter i knoglemarv-transplanterede dyr, der modtager knoglemarv fra Lys-M-Cre + /PPARy
flox /FLOX mus, hvor PPARy slettes specifikt i myeloide celler ( PPARy-Mac
neg), eller kontrol PPARy
flox /FLOX mus. I begge modeller, mus modtager PPARy-Mac
neg knoglemarv havde et markant fald i sekundære tumorer, som ikke var signifikant ændret ved behandling med pioglitazon. Dette blev ledsaget af nedsat antal arginase I-positive celler i lungen. Disse data understøtter en model, hvor aktivering af PPARy kan have modsatrettede effekter på tumorudvikling, med anti-tumorgene virkninger på cancerceller, men pro-tumorigene virkninger på celler af mikromiljøet, specifikt myeloide celler
Henvisning.: Li H, Sorenson aL, Poczobutt J, Amin J, Joyal T, Sullivan T, et al. (2011) Aktivering af PPARy i myeloide celler Fremmer Lung Cancer Progression og Metastase. PLoS ONE 6 (12): e28133. doi: 10,1371 /journal.pone.0028133
Redaktør: Guenter Schneider, Technische Universität München, Tyskland
Modtaget: 26 august, 2011; Accepteret: November 1, 2011; Udgivet: December 1, 2011
Copyright: © 2011 Li 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
Finansiering:. Dette arbejde blev støttet af tilskud fra NIH (CA103618, CA108610, og CA58187), samt en pilot Grant fra SPORE på lungekræft til Dr. Weiser-Evans. 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
Lungekræft er den hyppigste årsag til kræftdødsfald i både mænd og kvinder over hele verden, og overlevelsesrater forblive lav [1]. En Hovedårsagen er, at mange patienter til stede med fremskreden sygdom og metastaser på tidspunktet for diagnosen. Derfor translationelle studier designet til at identificere lægemidler, der hæmmer metastaser er afgørende for at forbedre de kliniske resultater. Selvom genetiske ændringer i cancerceller drev tumorinitiering, tumormikromiljøet spiller en kritisk rolle i tumorudvikling og metastase [2]. Interaktioner mellem tumorceller og celler i tumormikromiljøet (fx vaskulære celler, immunceller, fibroblaster) kontrol tumorangiogenese og kan fremme en mere aggressiv fænotype. Disse celle-celle-interaktioner medieres via cytokiner og vækstfaktorer oprindeligt produceret af tumorcellerne, som resulterer i immune og vaskulær celle rekruttering. Rolle tumormikromiljøet i lungecancer er ikke blevet så grundigt undersøgt som i andre typer cancer, såsom bryst- og prostata, i det mindste delvis på grund af mangel på gode dyremodeller. Kemiske carcinogenese modeller har været vigtige i at studere tumor initiering, men de resulterende tumorer er normalt adenomer, der ikke metastaserer. Genetiske musemodeller er også blevet anvendt, men selv om disse danner adenocarcinomer, er de ofte svagt metastatiske [3]. Undersøgelser med humane lunge cancercellelinier har brugt xenograftmodeller hvori tumorceller inokuleres subkutant i immunkompromitterede gnavere. det miljø, hvori den primære tumor udvikler er således ikke lungen, og kan ikke vurderes fuldt rolle immunceller på tumorprogression. Vi har derfor udviklet en orthotopisk model, hvori muse tumorceller afledt af lungetumorer i C57BL /6-mus [4] er direkte injiceret i lungerne af syngene mus [5], der tillader en vurdering af tumorudvikling og metastase hos immunkompetente dyr. Dette tilvejebringer en klinisk relevant system, hvor at teste effektiviteten af nye strategier /lægemidler designet til at målrette lungekræft progression og metastase.
peroxisomproliferatoraktiveret receptor-γ (PPARy) er medlem af den nukleare hormonreceptor superfamilien af ligand-aktiverede transkriptionsfaktorer [6]. Den klassiske pathway PPARγactivation involverer binding som en heterodimer med retinsyre X-receptoren til specifikke DNA-sekvenser i promotorerne for målgener. Ligand binding forårsager en konformationsændring, hvilket resulterer i frigivelse af co-repressorer og bindingen af co-aktivatorer. PPARy har også vist sig at binde til andre transkriptionsfaktorer resulterer i transrepression [6]. Endogene PPARy-aktivatorer omfatter polyumættede fedtsyrer og eicosanoider, mens syntetiske aktivatorer af PPARy indbefatter thiazolidindioner (TZD’er) såsom rosiglitazon og pioglitazon [7]. Det er blevet veldokumenteret, at PPARy-aktivering spiller en kritisk rolle i adipocyt aktivering og differentiering. For nylig, dog PPARy har også været impliceret i reguleringen af flere typer cancer, herunder lungekræft. Analyse af humane lungetumorer har rapporteret, at nedsat ekspression af PPARy er korreleret med en dårlig [8] prognose. Vigtigere er det, en retrospektiv undersøgelse undersøger forekomsten af kræft hos diabetikere bruger TZD’er viste en reduktion i risikoen lungekræft [9] 33%, med en endnu mere dramatisk reduktion i diabetespatienter afroamerikanske (75%). Dette nedsat risiko var specifik for lungekræft, med ingen beskyttende virkning observeres for prostata- eller koloncancer. Prækliniske studier fra vores laboratorium viste, at aktiveringen af PPARy i humane ikke-småcellet lungekræft celle (NSCLC) linjer inhiberede transformeret vækst og invasivitet, og fremmet en mere differentieret fænotype [10], [11]. Endvidere målrettet overekspression af PPARy i mus til distal type II alveolære epitelceller havde kemoforebyggende virkninger ved at inhibere initieringen af lungetumorer [12]. Kollektivt, disse undersøgelser tyder på, at målrette PPARy kan have vigtige kemoforebyggende applikationer til lungekræft. Men rollen som PPARy aktivering ved systemisk administration af TZD’er i regulering tumorudvikling og metastase af lungekræft er ikke blevet godt undersøgt. Faktisk er den retrospektive kliniske undersøgelse, som viste reduceret hyppighed af lungekræft hos diabetikere behandlet med TZD’er udstødte personer, der havde en allerede eksisterende diagnose af cancer [9]. Målet med vores undersøgelse var at bestemme virkningen af systemisk PPARy-aktivering på lungekræft progression og metastase ved hjælp af TZD pioglitazon i vores ortotopisk immunokompetente model. I modsætning til vores oprindelige hypotese, at pioglitazon vil udøve beskyttende virkninger på lungekræft metastase, her rapporterer vi de uventede fund, at systemisk indgivelse af pioglitazon accelererer lunge tumorudvikling og metastase, og dette er medieret gennem aktivering af PPARγin myeloide celler.
Resultater
pioglitazon-fed mus udviser øget lungekræft progression og metastase
for at vurdere effekten af systemisk administreret pioglitazon på lungekræft progression og metastase i immun-kompetent mus vi brugt CMT /167 celler, en lunge adenocarcinom cellelinie afledt fra C57BL /6-mus [13]. Vi har tidligere vist, at injektion af disse celler i lungerne af syngene C57BL /6 mus resulterer i en primær tumor, som efterfølgende udvikler sig til dannelse sekundære pulmonale tumorer, og metastaserer til lymfeknuder og fjerntliggende organer [5]. In vitro demonstreret eksperimenter, pioglitazon hæmmer invasivitet af disse celler (fig S1), og fremmer en mere differentieret fænotype i 3-dimensionelle Matrigel kulturer (Figur S1), i overensstemmelse med, hvad vi har observeret med PPARy-aktivering i humane NSCLC [10]. For at undersøge systemisk rolle PPARy in vivo vildtype C57BL /6-mus blev anbragt på kontrol eller pioglitazon-imprægneret chow 7 dage før cancercellelinjer injektioner og i løbet af forsøget. Efter 7 dage cancerceller stabilt udtrykker luciferase (CMT /167-luc) suspenderet i Matrigel (BD Biosciences) injiceret gennem brystkassen i den venstre lap af mus som beskrevet tidligere [5]. Primær tumordannelse blev analyseret 3 dage efter injektioner ved in vivo bioluminescerende billeddannelse; mus, der ikke vise udviklingen af en primær tumor blev fjernet fra undersøgelsen. På forskellige tidspunkter efter injektion blev mus aflivet, og lunger, hjerte, lever og hjerne fjernes til ex vivo bioluminescens billeddannelse og histologisk analyse. Undersøgelse af H 0,05 vs kontrol
Systemisk administration af pioglitazon øger antallet af arginase I-positive makrofager inden tumorer
Rekruttering af knoglemarv-afledte celler, og især monocytter /makrofager, bidrager til tumormikromiljøet og er forbundet med mere aggressive, maligne tumorer [15]. For at karakterisere effekten af systemisk PPARy aktivering induceret af pioglitazon på knoglemarv celle rekruttering og tumor progression, WT mus fik knoglemarvstransplantationer fra UBI-EGFP /B6 transgene donorer, som udtrykker EGFP i alle celler. Efter at 6 uger til nyttiggørelse, blev dyrene placeret på passende chow i 7 dage, og derefter injiceret med CMT /167-Luc celler. Dyr blev opretholdt på hver pioglitazon-imprægneret eller kontrol chow hele forløbet af forsøget. Lungesnit blev undersøgt for GFP, Mac3 og arginase I ekspression ved tredobbelt immunofluorescens at verificere rekruttering af knoglemarvafledte makrofager og afgøre, om rekrutteret makrofager er polariseret til at udtrykke en alternativ M2, antiinflammatorisk fænotype. Begge grupper af mus udviste bemærkelsesværdige antal GFP (+) Mac3 (+) celler, der omgiver tumoren (figur 2A; repræsentativt billede fra pioglitazon-fed lunge sektion), hvilket indikerer, at størstedelen af de rekrutterede knoglemarvsceller er makrofager. Desuden fandt vi, at langt størstedelen af arginase I-positive celler i og omkringliggende tumorer var Mac3 (+) makrofager (figur 2A). Tumorassocierede makrofager (TAM’er) blev kvantificeret ved at tælle Mac3 (+) celler i primære tumorer i begge grupper mus. Selv om der ikke blev fundet nogen forskel i det samlede antal makrofager omkringliggende primære lungetumorer mellem de to grupper af mus, der anvendes i vores ortotopisk lunge eksperiment (data ikke vist), blev antallet af arginase I-positive makrofager inden primære tumorer markant forøget i mus fodret pioglitazon-imprægneret chow 16 dage efter implantation af tumorceller (figur 2B).
a.
repræsentant immunfluorescerende farvning for GFP (a), Mac3 (b), arginase i (c), og overlejring af alle tre med DAPI (d) i en primær tumor og omgivende væv 16 dage efter cancercellen injektion fra en pioglitazonbehandlede modtager mus, der modtog en knoglemarvstransplantation fra en UBI-EGFP transgene donor. Stjernen angiver tumoren.
B.
Kvantificering af arginase I-positive celler i tumorerne 16 dage efter injektion. Data er midler og S.E.M. af tæller fra 11-13 dyr i hver gruppe, ved hjælp af 1-2 slides per dyr og tælle 4 tilfældige felter pr dias. * P 0,05 vs Control.
C.
Knoglemarvafledte makrofager isoleret som beskrevet i metodeafsnittet blev stimuleret i 18 timer med enten IFNy /LPS eller IL-4 og analyseret for ekspression af arginase I.
D.
identiske celler fra (C) blev dyrket alene eller i co-kultur med CMT /167 celler i 3 dage i fravær eller nærvær pioglitazon (10 uM). Cellelysater blev immunoblottedes for arginase I.
E.
Helcellelysater fra WT, PPARy
flox /flox (Fl /Fl), eller PPARy-Mac
neg (KO) makrofager blev analyseret for PPARγexpression.
F.
WT, PPARy
FLOX /FLOX eller PPARy-Mac
neg makrofager blev co-dyrket med CMT /167 celler i nærvær eller fravær af pioglitazon (10 uM). Cellelysater blev analyseret for arginase I-ekspression. Densitometrimålinger viser normaliserede niveauer i forhold til kontrol vises under western blot (gennemsnit af tre uafhængige forsøg). Den densitometriske analyse blev udført under anvendelse ImageJ software (NIH, Bethesda, MD) som beskrevet i afsnittet Fremgangsmåder. * P 0,05 vs WT kontrol, ** P 0,05 vs WT PIO. For alle Westerns, blev b-actin anvendt som en belastning kontrol.
Pioglitazon fremmer en “M2” pro-tumorigen makrofag fænotype i co-kulturer af kræftceller og makrofager
Til bestemme, om PPARy spiller en rolle i makrofag M2 polarisering, knoglemarvsceller isoleret fra vildtype C57BL /6 hanmus blev dyrket i nærvær af rekombinant M-CSF til at fremme differentiering til makrofager [16]. Disse celler har morfologien af makrofager, er 95% F4 /80 positive, og ikke udtrykker bemærkelsesværdige niveauer af enten iNOS eller arginase I, markører af M1 og M2 makrofag fænotyper henholdsvis [17]. Stimulering af disse celler med IL-4 induceret arginase I-ekspression, i overensstemmelse med en M2 fænotype (figur 2C). For at undersøge effekten af pioglitazon på interaktioner mellem kræftceller og makrofager, knoglemarv-afledte makrofager blev co-dyrket med CMT /167 celler i tre dage i fravær eller tilstedeværelse af pioglitazon (10 uM) ved hjælp Transwells som tillader diffunderbare mediatorer til at handle på hver celletype. CMT /167 celler selektivt induceret ekspression af arginase I i makrofager (figur 2D), uden effekt på iNOS-ekspression (ikke vist). Pioglitazon som eneste middel påvirkede ikke udtryk for hverken arginase I eller iNOS. Imidlertid blev arginase jeg udtryk forstærkes i co-kulturer behandlet med pioglitazon (figur 2D).
For at definere bidrag PPARy i makrofager til induktion af arginase I, knoglemarv-afledte makrofager blev isoleret fra Lys-M -Cre × PPARy
flox /FLOX mus, hvor PPARy selektivt slettet i myeloide slægter (PPARy-Mac
neg), eller kontrol mus (PPARy
flox /flox) mus. Ekspression af PPARy var målbart i makrofager fra PPARy-Mac
neg mus, mens WT og PPARy
flox /flox havde sammenlignelige niveauer af ekspression (figur 2E). Vigtigere, co-kulturer af CMT /167 celler med PPARy-Mac
neg makrofager resulterede i lavere niveauer af arginase I udtryk i disse makrofager sammenlignet med styre makrofager (figur 2F). Disse data indikerer, at aktivering af PPARy i makrofager samarbejder med signaler fra cancerceller til fremme af M2 fænotype. Det skal bemærkes, at pioglitazon stadig let øget arginase I ekspression i PPARy-Mac
neg makrofager, hvilket tyder på en vis bidrag PPARy-uafhængige “off-target” virkninger.
Målrettet sletning af PPARy i makrofager hæmmer metastaser
for at vurdere hvilken rolle PPARy i makrofager in vivo, vi udførte knoglemarvstransplantationer, hvor WT mus modtog knoglemarvstransplantationer fra enten PPARy-Mac
neg eller kontrollere PPARy
flox /flox donorer. Seks uger efter transplantation blev dyrene placeret på pioglitazon-imprægneret eller kontrol chow i 7 dage, efterfulgt af implantation af 10
5 CMT /167-Luc celler ind i lungen. Dyr blev opretholdt på hver pioglitazon-imprægneret eller kontrol chow indtil de blev aflivet 4 uger efter tumorimplantation. Sekundære pulmonale tumorer blev kvantificeret ved tælling synlige metastaser under et dissektionsmikroskop og bekræftet ved histologi. Som vist i figur 3A, blev antallet af sekundære pulmonale tumorer stærkt inhiberet i alle de mus, der modtog knoglemarv fra PPARy-Mac
neg mus. Pioglitazon forøgede sekundære lungetumorer i kontrol mus, i overensstemmelse med vores resultater i utransplanteret mus. Men pioglitazon ikke øge antallet af lungemetastaser i mus transplanteret med knoglemarv fra PPARy-Mac
neg mus (Figur 3A). Repræsentative histologi af de sekundære lungetumorer er vist i figur 3B. Gennemsnitlige størrelse af metastaser ikke var signifikant forskellig i nogen af de fire grupper (data ikke vist). Vi undersøgte arginase I positive makrofager i lungerne hos tumor-bærende dyr. Pioglitazon ændrede ikke antallet af arginase I-positive celler i kontrol PPARy
flox /FLOX lunger. Men lunger fra PPARy-Mac
neg mus på kontrol chow viste en statistisk fald i arginase I positive celler; pioglitazon øget antallet af disse celler til niveauet i PPARy
flox /flox mus (figur 3C, D). I alle tilfælde langt de fleste arginase I positive celler farvet positive for makrofag-markører (data ikke vist).
Efter letal bestråling, WT C57BL /6 mus modtog knoglemarv fra enten PPARy-Mac
neg ( KO) eller PPARy
flox /flox (Flox) donor mus som beskrevet i afsnittet “Metoder”. Efter 5 uger opsving til at tillade indpodning blev mus placeret på hver pioglitazon-holdige chow eller kontrol chow i 1 uge før tumorcelleimplantation og i løbet af forsøget. Dyr blev injiceret med 10
5 CMT /167-Luc celler orthotopisk som i fig. 1. Fire uger efter kræft celleinokulering blev dyr afbildes af bioluminescens og aflivet.
A.
Antal sekundære lungetumorer blev kvantificeret ved undersøgelse under et dissektionsmikroskop. Tumorer blev talt ved to uafhængige blindede observatører. Data er midler og S.E.M. af tæller fra 6-9 dyr i hver gruppe. Mus, der modtager PPARy-Mac
neg knoglemarv havde signifikant færre antal sekundære lungetumorer end mus, der fik PPARy
flox /flox. * P 0,05 vs Flox kontrol. ** P 0,05 vs Flox kontrol.
B
repræsentant histologi (H pioglitazon øget antallet af disse celler til niveauet i PPARy
flox /FLOX mus. * P. 0,05 vs Flox kontrol
For at bekræfte resultaterne i vores ortotopisk model, vi ansat en anden model, hvor tumorceller blev implanteret subkutant i flankerne af C57BL /6 mus fodret enten normal eller pioglitazon-imprægneret chow. Vi brugte WT C57BL /6 mus transplanteret med knoglemarv fra enten PPARy-Mac
neg mus eller kontrol PPARy
flox /FLOX mus. Seks uger efter transplantation blev dyrene placeret på pioglitazon-imprægneret eller kontrol chow i 7 dage, efterfulgt af implantation af 10
5 CMT /167-Luc celler i flanken. Dyr blev opretholdt på hver pioglitazon-imprægneret eller kontrol chow indtil de blev aflivet 4 uger efter tumorimplantation. Primær tumorstørrelse blev målt med digital skydelærer og lungemetastaser blev kvantificeret ved tælling synlige metastaser under et dissektionsmikroskop og bekræftet ved histologi. Som vist i figur 4A, primær tumorvolumen var ens i PPARy
flox /flox mus i nærvær eller fravær af pioglitazon, samt i PPARy-Mac
neg mus på kontrol chow; PPARy-Mac
neg mus, der fik pioglitazon udstillet et beskedent fald i den primære tumor størrelse. Vigtigere og ligner vores ortotopisk model, pioglitazon markant stigning lungemetastaser i PPARy
flox /FLOX mus sammenlignet med kontrol chow-fed PPARy
flox /FLOX mus (figur 4B). Derimod pioglitazon ikke kunnet øge antallet af lungemetastaser i PPARy-Mac
neg mus (figur 4B). Repræsentative histologi af lungemetastaser er vist i figur 4C. Gennemsnitlige størrelse af metastaser ikke var signifikant forskellig i nogen af de fire grupper (data ikke vist). Generelt har vi ikke observeret en sammenhæng mellem primær tumorstørrelse og metastase i nogen af de modeller, vi har studeret. Desuden og ligner den ortotopisk model, pioglitazon ændrede ikke antallet af arginase I-positive celler i lungerne hos PPARy
flox /FLOX mus. Imidlertid er antallet af arginase I-positive celler blev signifikant reduceret i PPARy-Mac
neg mus, både under kontrolbetingelser og i nærvær af pioglitazon (figur 4D, E). Endelig, for at bestemme, om virkningerne på metastase var specifikke for pioglitazon, blev eksperimenter gentaget under anvendelse chow imprægneret med rosiglitazon, anden TZD. Udsættelse for rosiglitazon viste lignende stigninger i forekomsten af metastaser, men ingen ændring i primær tumor volumen (figur S2).
Efter dødelig bestråling, WT C57BL /6 mus fik knoglemarv fra enten PPARy-Mac
neg (KO) eller PPARy
flox /flox (Flox) donor mus som beskrevet i afsnittet “Metoder”. Efter 5 uger opsving til at tillade indpodning blev mus placeret på hver pioglitazon-holdige chow eller kontrol chow i 1 uge før tumorcelleimplantation og i løbet af forsøget. Dyrene blev derpå injiceret med 10
5 CMT /167-Luc celler subkutant. Dyr blev afbildet af bioluminescens, og aflivet 4 uger efter cancercelle inokulering.
A.
Primær tumorvolumener hos alle mus blev målt ved hjælp af digitale skydelære. Data er midler og S.E.M. af tæller fra 9-14 dyr i hver gruppe. * P 0,05 vs Flox Control.
B.
Forekomsten af lunge metastase blev kvantificeret ved undersøgelse under et dissektionsmikroskop. Tumorer blev talt ved to uafhængige blindede observatører. Data er midler og S.E.M. af tæller fra 9-14 dyr i hver gruppe. Pioglitazon øget forekomst af metastaser i WT-mus, men ikke i mus, der modtog PPARy-Mac
neg knoglemarv. * P 0,05 vs Flox Control. ** P 0,05 vs Flox Pio.
C.
Repræsentant histologi er vist for lungemetastaser fra alle 4 grupper af dyr.
D.
Tumor-bærende lunge sektioner fra WT eller PPARy-Mac
neg mus blev immunhistokemisk farvet for arginase I (brun reaktion farve). Repræsentative billeder vises af lunger fra alle 4 grupper dyr.
E.
Antallet af arginase I-positive celler blev talt af to uafhængige blindede observatører. Data er midler og S.E.M. af tæller fra 9-14 dyr i hver gruppe med én sektion pr dyr og 4 tilfældige felter pr dias. Antallet af arginase I-positive celler blev signifikant reduceret i PPARy-Mac
neg mus, både under kontrol betingelser og i nærværelse af pioglitazon. * P. 0,05 vs Flox Kontrol
Diskussion
ikke-småcellet lungekræft (NSCLC) tegner sig for de fleste tilfælde af lungekræft, der er den hyppigste årsag til kræft dødsfald på verdensplan. Der er et presserende behov for nye terapeutiske metoder til behandling af lungekræft. Baseret på retrospektive kliniske undersøgelser [9], er der stor interesse i anvendelsen af TZD’er som potentielle kemoforebyggende eller kemoterapeutiske midler i behandlingen af lungecancer. Dette understøttes af omfattende undersøgelser, der påviser virkningen af PPARy-aktivering i kræftceller på hæmning af transformerede vækst [18], induktion af apoptose [19], [20], og fremme af differentiering [10], [21]. Desuden har PPARy-aktivatorer vist sig at hæmme tumor initiering i en kemisk carcinogenese model [22]. Men i modsætning til kræft initiering, hvilket stort set medieret gennem ændringer i transformerede epitelceller, tumorprogression og metastase involverer kritiske interaktioner mellem tumoren og mikromiljøet. I række forsøg rapporterer vi her, systemisk indgivelse af pioglitazon til mus accelereret tumorudvikling og metastase i to uafhængige modeller af ikke-småcellet lungekræft. Dette blev afspejlet i stigninger i både hyppigheden og antallet af fjerne orgel metastaser, der ikke korrelerer til primær tumor størrelse. Vigtigere og i modsætning til hvad der blev forudsagt, systemisk administration af pioglitazon udøvede ingen overlevelse fordele i forhold til at styre mus.
Der er flere mulige årsager til disse tilsyneladende uventede resultater. Først, i modsætning til undersøgelser af human NSCLC, vore studier anvendte murine lungecancerceller, som kunne opfører sig anderledes end humane NSCLC-celler. Men vores resultater ikke understøtter dette. Aktivering af PPARγin CMT /167 celler hæmmet invasionsevne og fremmet en mere differentieret fænotype i 3D kultur (Støtte Information S1), svarer til, hvad vi har observeret i humane NSCLC linjer [10]. I stedet foreslås det, at virkningerne af pioglitazon om fremskyndelse af tumorprogression og metastase medieres overvejende via påvirkning af tumormikromiljøet. Faktisk mus med en målrettet sletning af PPARy i myeloide slægter viste markant færre sekundære lunge tumorer i vores ortotopisk model, og færre lungemetastaser i vores flanke model. Endvidere pioglitazon undladt at øge pulmonale tumorer i begge knockout modeller. Disse data til vores viden er den første demonstration af en vigtig rolle PPARy i tumor mikromiljø på tumorprogression og metastase. Desuden er baseret på vores in vitro-undersøgelser foreslår vi, at PPARy i makrofager er kritisk for omdannelsen af makrofager i et alternativt aktiveret fænotype i nærvær af cancerceller, som har vist sig at fremme metastase [23]. Co-kultur af WT makrofager med cancerceller resulterede i induktion af arginase I-ekspression, en klassisk markør for alternativt aktiverede makrofager, med yderligere stigninger i ekspression observeret i nærvær af pioglitazon; dette blev markant sløvet hvis makrofager deficiente i PPARy blev anvendt til co-kultur. Endvidere i begge metastase-modeller, antallet af arginase I-positive makrofager i lungerne var signifikant nedsat hos mus med en målrettet deletion af PPARy i myeloide celler sammenlignet med kontroller indikerer der er en stærk korrelation mellem makrofag-specifikke PPARy aktivering og metastase progression .
Evidence fra kliniske og eksperimentelle undersøgelser viser makrofager fremmer solid tumor progression og metastase. Makrofager uddannet af tumormikromiljøet, så de kan vedtage en trofisk rolle, der letter angiogenese, matricenedbrydning og tumorcellemotilitet, som alle er elementer i den metastatiske proces.
Leave a Reply
Du skal være logget ind for at skrive en kommentar.