PLoS ONE: Nikotin Fremmer Tumor vækst og metastase i musemodeller af lungekræft

Abstrakt

Baggrund

Nikotin er den største vanedannende komponent af tobaksrøg. Selvom nikotin generelt menes at have begrænset evne til at initiere cancer, kan det inducere celleproliferation og angiogenese i en række forskellige systemer. Disse egenskaber kan gøre det muligt nikotin at lette væksten af ​​tumorer allerede iværksat. Her viser vi, at nikotin signifikant fremmer progression og metastase af tumorer i musemodeller for lungekræft. Denne effekt blev observeret, når nikotinen blev administreret gennem intraperitoneale injektioner, eller gennem over-the-counter depotplastre.

Metoder og Resultater

I den foreliggende undersøgelse, line1 muse adenocarcinomceller blev implanteret subkutant i syngeniske BALB /c mus. Nikotinindgivelse enten ved intraperitoneal (i.p.) injektion eller transdermale plastre forårsaget en bemærkelsesværdig stigning i størrelsen af ​​implanterede line1 tumorer. Når tumorerne blev fjernet kirurgisk, nikotin behandlede mus havde en markant højere tumor tilbagefald (59,7%) sammenlignet med de bærerbehandlede mus (19,5%). Nikotin også øget metastase af dorsalt implanterede Line1 tumorer til lungerne med 9 folder. Disse undersøgelser af transplanterede tumorer blev udvidet til en musemodel, hvor tumorerne blev induceret ved tobakken carcinogen, NNK. Lungetumorer blev initieret i A /J-mus ved i.p. injektion af NNK; administration af 1 mg /kg nikotin tre gange om ugen førte til en forøgelse af størrelsen og antallet af tumorer dannet i lungerne. Desuden nikotin reduceres signifikant ekspressionen af ​​epiteliale markører, E-cadherin og β-Catenin samt tight junction protein ZO-1; disse tumorer viste også en forøget ekspression af α

7 nAChR-underenheden. Vi mener, at eksponering for nikotin, enten ved tobaksrøg eller nikotin kosttilskud kunne lette øget tumorvækst og metastase.

Konklusioner

Vores tidligere resultater viste, at nikotin kan fremkalde invasion og epitelial-mesenkymale overgang (EMT ) i dyrkede lunge-, bryst- og pankreatiske cancerceller. Denne undersøgelse for første gang viser, at indgivelse af nikotin enten ved i.p. injektion eller gennem over-the-counter hudplastre kan fremme tumorvækst og metastase i immunkompetente mus. Disse resultater tyder på, at mens nikotin kun har begrænset kapacitet til at initiere tumordannelse, kan det lette progression og metastase af tumorer forhånd initieret af tobak kræftfremkaldende stoffer

Henvisning:. Davis R, Rizwani W, Banerjee S, Kovacs M , Haura E, Coppola D, et al. (2009) Nikotin Fremmer Tumor vækst og metastase i musemodeller af lungekræft. PLoS ONE 4 (10): e7524. doi: 10,1371 /journal.pone.0007524

Redaktør: William Pao, Vanderbilt University, USA

Modtaget: Juni 1, 2009; Accepteret: August 25, 2009; Udgivet: Oktober 20, 2009

Copyright: © 2009 Davis 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:. Disse undersøgelser blev støttet af NCI Grants CA63136 og CA127725 samt Bankhead-Coley Grant # 06BB-04-9587 til SC. RD er en modtager af en pre-ph.d.-stipendium fra American Heart Association. De sponsorer var ikke involveret i undersøgelsen design; indsamling, analyse og fortolkning af data; skrivning af papir eller beslutningen om at indsende papir til offentliggørelse

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

Introduktion

Tobaksrøg indeholder en bred vifte af forbindelser, der er skadelige for sundheden; nogle af disse forbindelser, såsom 4- (methylnitrosamino) -1- (3-pyridyl) -1-butanon (NNK) og N’-nitrosonornicotin (NNN) er nicotinderivater og er stærkt kræftfremkaldende [1]. Disse molekyler kan danne addukter med cellulært DNA, hvilket fører til mutationer i vitale gener som Ras, p53, og Rb [2], [3], [4]. Mens nikotin er vanedannende komponent i cigaretrøg, kan det ikke initiere tumordannelse i mus eller rotter, selvom det er blevet rapporteret, at den kan initiere tumorer hos hamstere [5].

Nikotin udøver sine cellulære funktioner gennem nicotin-acetylcholin receptorer (nAChRs), som er udbredt i neuroner og neuromuskulære junctions [6], [7], [8]. nAChR underenheder viste sig at være til stede i en lang række ikke-neuronale celler, herunder epitel- og endotel oprindelse [9]. nAChR’er er pentamere proteiner, der består af ni a-underenheder (α2-α10) og tre p-subunits (β2-p4) i neuronale celler [10], og kan inddeles i to typer-ene bestående af en heteromer pentamer af α2-α6 og β2- β4, og den anden bestående af et homomere pentamer af α7-α9 [11], [12], [13]. Ikke-neuronale (muskeltype) receptorer er sammensat af enten α1, β1, δ og y-underenheder i den embryoniske form eller som α1, β1, δ og E-underenheder i den voksne form i en 2:1:1:1 forhold [ ,,,0],14]. Både muskel og neuronal receptorer er noget der ligner hinanden, især i de hydrofobe regioner. De er forskellige i deres følsomhed over for a-bungarotoxin (α-BT) [13], [15]. α7 nAChR er rigeligt i nerveceller, har høj permeabilitet til Ca

2+ derved lette Ca

2 + -afhængige begivenheder såsom neurotransmitter frigørelse, regulering af second messenger kaskader [16], [17], celleoverlevelse [ ,,,0],18] og apoptose [19]. Det fund, at nAChRs er til stede på ikke-neuronale celler blev efterfulgt af den iagttagelse, at nikotin kunne inducere proliferationen af ​​endotelceller [20] samt lungecarcinom cellelinier in vitro og in vivo [21]. Nikotin har også vist sig at beskytte lungecancerceller fra apoptose induceret ved standard kemoterapeutiske lægemidler [22]; desuden kunne nikotin fremkalde spredning gennem mægling af β-arrestin-1, Src kinase og induktion af Rb-Raf-1 interaktion [23], [24].

Nylige undersøgelser fra Russo lab har vist, at inhibering af nAChRs ved a-cobratoxin kan inhibere væksten af ​​A549-tumorer hos immunkompromitterede mus [25]. Nylige rapporter har også vist tilstedeværelsen af ​​funktionelle østrogenreceptorer i lungekræft cellelinier; østradiol har vist sig at fremme lunge tumorcelleproliferation [26], [27], [28], [29] og en kombination af nikotin og estradiol kan fremme væksten af ​​A549-tumorer i athymiske nøgne mus [30]. Disse rapporter nuværende undersøgelser udført på immunsvækkede mus; vi turdet at studere virkningen af ​​nikotin på to separate modeller af immunkompetente mus. Undersøgelser præsenteret her viser, at nikotin i sig selv kan inducere vækst og metastase af tumorer hos immunkompetente mus, der er uafhængige af andre tobaksvarer carcinogener. Nikotin administreres enten intraperitonealt eller ved kommercielt tilgængelige depotplastre kunne væsentligt fremme tumorvækst. Lignende effekter blev observeret på implanterede tumorer og tumorer induceret af tobakken carcinogen, NNK. Endvidere mus udsat for nikotin viste signifikant forbedret lunge metastase samt tumortilbagevenden stolpe kirurgisk fjernelse af den primære tumor. Disse resultater antyder, at nikotin kan øge væksten og metastaser af på forhånd fastsatte lungetumorer.

Metoder

Cell Kultur og Proliferationsassay

line1 celler blev dyrket i RPMI (MediaTech ) indeholdende 10% FBS. Line1 celler blev udpladet i poly-D-lysin belagt kammerobjektglas ved en densitet på 10.000 celler per brønd og gøres hvilende ved serumudsultning i 72 timer. Celler blev derefter restimuleret med nikotin i 18 timer i nærvær eller fravær af 10 uM α-BT, en α

7 receptorantagonist. Celleproliferation blev vurderet ved at måle BrdU-inkorporering. Bromdeoxyuridin (BrdU) labeling kits blev opnået fra Roche Biochemicals. S-fase celler blev visualiseret ved mikroskopi og kvantificeres ved at tælle 3 felter på 100 i fire eksemplarer.

line1 tumorvækst Eksperimenter

BALB /c-mus i alderen 26-30 dage (Charles River) blev klippet og skrabet hjælp Nair til hårfjerning på ryggen og flankerne. Line1 celler (1 x 10

6 pr tumor) blev høstet og resuspenderet i 100 pi PBS til injektion. Musene blev randomiseret 3-7 dage efter injektion af tumorceller. Musene blev adskilt i to grupper-Vehicle (

n

= 8) og Nikotin (

n

= 8) (plaster eller intraperitonealt injektion). Mus modtog nikotin ved i.p. injektion i en dosis på 1 mg /kg tre gange om ugen. Nikotin blev også påføres under anvendelse af transdermale plastre (Nico®Derm® CQ, GlaxoSmithKline) i en dosis på 25 mg /kg dagligt. Patches (14 mg) blev skåret i 30 lige store firkanter repræsenterer 0,45 mg nikotin under anvendelse af et barberblad. Den gennemsnitlige vægt af mus var 0,018 kg (18 g). En lille firkant repræsenterer 0,45 mg af plasteret umådeholdent en endelig dosis på 25 mg /kg dagligt. Et plaster blev påført til den nedre dorsale område (afhåret) per dag. Nicotin blev indgivet i 2 uger og tumorvækst blev målt tre gange ugentligt. Nikotin niveauer i mus blev analyseret ved hjælp af en cotinin ELISA kit. (Kat # CT086D, CalBiotech, Spring Valley, Californien)

line1 metastase eksperimenter

line1 celler (1 x 10

6 pr tumor) injiceret, og musene blev efterfølgende randomiseret i to grupper. Gruppe ene modtog køretøjet (

n

= 16) og gruppe to fik nikotin (1 mg /kg) (

n

= 16) ved i.p. injektion tre gange ugentligt. Efter 3 ugers nikotin behandling blev tumorerne fjernet under anæstesi, og huden blev hæftet, mus inddrevet på en opvarmet varmepude og hæfteklammerne fjernedes efter 7 dage. Mus modtog fortsat nikotin eller køretøj i yderligere 2 uger. Ved slutningen af ​​forsøget blev musene aflivet, og lungerne blev fikseret i formalin.

A /J-tumorgenicitetsstudier eksperimenter

To forsøg blev udført under anvendelse kvindelige A /J-mus 4-6 uger gamle (Jackson Labs). Musene blev vedligeholdt i overensstemmelse med Institutional Animal Care og procedurer og retningslinjer Brug Udvalg (IACUC). NNK (NCI) (100 mg /kg) blev indgivet til alle mus (

n

= 16) en gang om ugen i 5 uger [31], [32]. Musene blev randomiseret i to grupper; gruppe en modtaget køretøjet (PBS) (

n

= 8) og gruppe to fik nikotin (

n

= 8) ved i.p. injektion i en dosis på 1 mg /kg tre gange om ugen i yderligere 28 uger. Nikotin niveauer i mus blev analyseret under anvendelse af et ELISA-kit cotinin. Ved slutningen af ​​forsøget blev musene aflivet, og lungerne blev fikseret i 10% pufret formalin. Lungerne blev efterfølgende undersøgt af stereoskop for antallet af lungetumorer. Lungerne blev paraffinindstøbte og sektioneret for IHC farvning og patologisk undersøgelse.

Kvantificering af Cotinin

Niveau af cotinin i urin blev anvendt som en markør for nikotin niveauer. Urin (100 pi) blev opsamlet over hele længden af ​​forsøgene og opbevaret i -20 ° C til senere analyse. Cotinin niveauer blev bestemt ved anvendelse af BioQuant Cotinin direkte ELISA kit ifølge producentens protokoller.

RT-PCR

Reverse transcriptase koblet PCR blev udført for α

7 nAChR på line1 celler. Totalt RNA blev isoleret fra serum sultet og nikotin stimulerede line1 celler (RNeasy Kit; Qiagen) ved anvendelse af producentens procedure. cDNA blev syntetiseret ved revers transkription ved anvendelse af et AMV-RT (Promega). De primere og betingelser for RT-PCR for α

7 nAChR blev beskrevet andetsteds [23], [33]. PCR for actin blev anvendt som indlæsning kontrol.

noradrenalin og adrenalin ELISA’er

line1 celler blev gjort hvilende ved serumudsultning og behandlet med 1 uM nikotin i 48 timer. Hvorefter blev medierne opsamlet og fortyndet passende at vurdere noradrenalin og adrenalin udskilt i mediet. ELISA blev udført under anvendelse adrenalin forskning ELISA og noradrenalin forskning ELISA kits fra Labor Diagnostika Nord (cat # BA 10-5100 og BA 10-5200 henholdsvis) ved at følge fabrikantens protokol. Koncentrationerne blev nået på ved at følge beregningerne foreslået i protokollen og værdierne er repræsentative for to uafhængige forsøg.

Immunhistokemi

Ved ophør af dyreforsøg blev tumorer fjernet og fikseret i 10% neutral-bufferet formalin før forarbejdning til paraffinblokke. Vævssnit (5 um tykke) blev skåret fra blokkene og farvet enten med H nylige undersøgelser havde vist, at nikotin kan fremme væksten af ​​A549 (lunge adenokarcinomceller af type II alveolær fænotype) tumorer i immunsvækkede mus [25]. At bestemme virkningerne af nikotin på tumorvækst og metastase i immunokompetente mus blev line1 muse adenocarcinomceller udnyttes. Line1 celler danner subkutane (s.c.) tumorer i BALB /c-mus, som kan metastaserer til lungerne [34], [35], [36], [37], [38]. For at undersøge om nikotin induceret proliferation af line1 celler blev cellerne serumudsultet i 72 timer og derefter stimuleret med 1 uM nikotin i 18 timer. S-fase Punktet blev målt under anvendelse af BrdU-inkorporering assays. Nikotin kan effektivt stimulere Line1 celler til at indtaste S-fase (Figur 1A). Derefter blev line1 celler implanteret i flankerne af BALB /c-mus og får lov til at danne tumorer. Musene blev randomiseret i to grupper, hvor den ene gruppe modtog vehikel (

n

= 8) og den anden modtager 1 mg /kg nicotin (

n

= 8) tre gange ugentligt ved intraperitoneal (ip ) injektion. Mus, som modtog nikotin havde betydeligt større tumorer sammenlignet med dem, der modtog vehikel; tumorvolumener gennemsnit 695 ± 98 mm

3 i vehikelbehandlede mus, i forhold til 2267 ± 369 mm

3 i nikotin behandlede mus (figur 1B),

s

= 0,002.

(A) Nikotin (1 uM) fremmer S-fase indtastning af serum sultet line1 celler i BrdU-inkorporering assays. (B) Nikotin (1 mg /kg) forøges Line1 tumorvækst i Balb /c mus signifikant, når det indgives ved i.p. injektion tre gange ugentligt, p = 0,002, n = 10. (C) Nikotin (25 mg /kg /daglig) også øger Line1 tumorvækst, når de indgives ved transdermal patches p = 0,019, n = 14.

på baggrund af ovenstående resultater blev eksperimenter gjort for at undersøge, om nikotin administreres af over-the-counter depotplastre kan fremme tumorvækst. BALB /c-mus (

n

= 16) implanteret med linie 1-tumorer blev randomiseret i to grupper og nikotinplaster blev påført dagligt i en dosis på 25 mg /kg nikotin. Det blev konstateret, at nikotin administreres af transdermale plastre væsentlig grad kan øge væksten af ​​line1 tumorer; kontrol mus havde en gennemsnitlig tumor volumen på 530 ± 59 mm

3, mens mus iført nikotinplastre havde en gennemsnitlig volumen på 871 ± 106 mm

3 (figur 1C),

s

= 0,019. Disse eksperimenter bekræfter, at udsættelse for nikotin, selv gennem nikotin kosttilskud, kunne påvirke forhånd etablerede tumorer.

Nikotin fremmer genvækst og metastase af tumorer i mus Salg

Da nikotin viste sig at forbedre tumor vækst, blev udført forsøg for at vurdere dets virkninger på tumormetastase. For at undersøge dette, blev de implanterede tumorer fjernes kirurgisk efter 14 dages behandling, eller når de nåede 500-700 mm

3. Tumorer blev fjernet for at forhindre ubehag fra store tumorer. Mus blev bedøvet til tumorfjernelse, og sårene blev hæftet tæt. Efter fjernelsen tumor blev mus administreret bærer eller nikotin ved i.p. injektion i yderligere 14 dage. Interessant mus behandlet med nikotin viste en højere forekomst af tumor tilbagefald efter tumorerne blev fjernet kirurgisk (figur 2A); køretøjer behandlede mus viste et gennemsnit på 19 ± 7% tumor tilbagefald, sammenlignet med et gennemsnit på 59 ± 3% tumor tilbagefald i nikotin (1 mg /kg) behandlede mus,

s

= 0,01,

n

= 16. Tumor tilbagefald blev beregnet som en procentdel af tilbagevendende tumorer ud af det samlede antal tumorer fjernet. Som vist i figur 2B, nikotin behandlede mus viste også signifikant større antal lungemetastaser samt større metastatiske foci sammenlignet med dem, der modtog vehikel. Histologisk undersøgelse af lungetumorer bekræftede større metastatiske foci i nikotin behandlede mus (figur 2C). Mus, der modtager køretøjet havde i gennemsnit 0,9 ± 0,2 metastatiske foci i lungerne per mus; i sammenligning mus, som fik nikotin i en dosering på 1 mg /kg tre gange ugentligt havde i gennemsnit 8,1 ± 1,7 foci i lungerne per mus, p = 0,001,

n

= 16 (figur 2D). Interessant mus, der modtog nikotin gennem hudplastre havde i gennemsnit 20,6 ± 4,9 lunge metastatiske foci per mus, mens mus, der modtog køretøj havde i gennemsnit 6,7 ± 2,1 foci pr mus (p = 0,02, n = 16) (figur 2E).

(A) Nikotin behandlede mus (1 mg /kg) vises højere forekomst af tumortilbagevenden efter kirurgisk fjernelse af tumorer i forhold til køretøjet kontrolgruppen,

s

= 0,01,

n

= 16. (B) Nikotin behandlede mus vist væsentligt mere lunge metastase fra primær Line 1 sc tumorer. (C) H dette eksperimentelle system efterligner en situation, hvor tumorer er initieret af et kræftfremkaldende stof, efterfulgt af udsættelse for nikotin alene. Mod dette formål blev A /J-mus behandlet med 100 mg /kg NNK gang om ugen i fem uger til at indlede tumordannelse og efterfølgende blev de randomiseret i to grupper. En gruppe mus modtog vehikel (PBS), mens den anden gruppe modtog nikotin (1 mg /kg) tre gange ugentligt ved i.p. indsprøjtning; mus blev behandlet med nikotin eller køretøj i 28 uger. Lunger fra både køretøjet og nikotin behandlede mus havde udviklet tumorer (figur 3A B). H Størrelsen og antallet af tumor foci blev kvantificeret. Mus, som modtog PBS efter NNK injektioner havde et gennemsnit på 10 ± 3,0 lungetumorer per sektion og mus, der fik nikotin 1 mg /kg havde 16 ± 3,0 tumorer per sektion, p = 0,01, n = 8 (figur 3C). Tumorstørrelse (område) steg også i nikotin behandlede mus (figur 3D). Dette antyder, at udsættelse for nikotin, når tumorerne er allerede igangsatte kan resultere i forøget tumorvækst

(A) H resultaterne er kvantificeret i figur 4D. Disse resultater antyder, at udsættelse for nikotin er induktion celleproliferation og tumorvækst gennem α

7 underenheden af ​​nAChR.

(A) hvilestrøm line1 celler blev behandlet med 1 uM nikotin i 18 timer i nærvær eller fravær af α-BT, en α

7 nAChR subunit inhibitor. Nikotin forbedrer α

7 ekspression, mens α-BT vender dette. (B) Reverse-transkriptase koblet-PCR viser ekspressionen af ​​α

7 nAChR subunits i serum sultet line1 celler behandlet med nikotin i 24 timer. PCR for actin blev anvendt som indlæsning kontrol. (C) α

7 nAChR farvning af A /J lungetumorer fremkaldt af NNK eller induceret af NNK og udsættes for nikotin. Nikotin forbedrer ekspression af denne receptor subunit. (D) Kvantificering af α

7 nAChR udtryk i køretøjer og nikotin behandlede tumorer.

Nikotin har vist sig at inducere cellevækst af tyktarmen og gastriske kræftceller via α

7 nAChR- medieret frigivelse af adrenalin, som igen opregulerer ekspressionen af ​​COX-2, PGE2 og VEGF, hvilket letter progressionen af ​​disse cancere [46], [47], [48]. Tilsvarende i vores undersøgelse fandt vi, at nikotin behandling forhøjede niveauer af adrenalin og noradrenalin i muse lunge adenocarcinom. Line1 celler blev behandlet med nikotin i 48 timer og medierne blev opsamlet for at kontrollere for frigivelse af adrenalin og noradrenalin. Nikotin forhøjede niveauer af adrenalin til 42,5 ± 2,4 pg /ml fra 17 ± 1 pg /ml i kontrol, mens noradrenalin niveauer toppede til 37 ± 4,8 pg /ml sammenlignet med 6,7 ± 0,87 pg /ml i kontrol. Disse resultater tyder på, at signalering gennem adrenalin kan også bidrage til de observerede proliferative virkninger af nikotin.

Nikotin letter EMT-lignende ændringer i lungekræft

I betragtning af observation, at nikotin kan fremkalde tumorvækst og fremme metastaser [20], [45], [49], blev der gjort forsøg på at forstå de molekylære begivenheder medierer disse processer. Epiteliale-mesenkymale overgang (EMT) er et fænomen, som cellerne mister deres epitelial fænotype og erhverve flere mesenkymale funktioner, der letter løsrivelse og migration [50], [51], [52]. Vi undersøgte tumorerne i A /J-mus for ændringer i overensstemmelse med en EMT-lignende fænomen, ved anvendelse immunhistokemisk farvning for E-cadherin og β-catenin to proteiner involveret i adhæsion af epitelceller. β-Catenin binder til E-cadherin at lette celleadhæsion og udøve sine signaleringsfunktioner. E-cadherin-niveauer blev fundet at være signifikant reduceret i tumorerne i mus behandlet med nikotin (figur 5A); resultaterne er kvantificeret i figur 5B. Farvning for β-catenin som binder til E-cadherin at lette adhæsion ud over sine signaleringsfunktioner [53], viste tab af membranøs lokalisering af β-Catenin i lungetumorer fra mus behandlet med nikotin (figur 5C F). Det var i overensstemmelse med vores tidligere resultater om bryst og lunge kræftceller, der viste nedsat membranøs ZO-1 farvning på nikotin behandling, hvilket indikerer, at nikotin letter afbrydelse af tætte forbindelser til at fremme metastaser [45].

(A ) E-cadherin farvning af A /J-lungetumorer induceret af NNK eller NNK + nikotin. (B) Kvantificering af E-cadherin intensitet i tumorer (C) β-Catenin farvning af A /J-lungetumorer induceret af NNK eller NNK + nikotin. (D) Kvantificering af membranøs β-Catenin. (E) ZO-1-farvning af A /J-lungetumorer induceret af NNK eller NNK + nikotin. (F) Kvantificering af membranøs ZO-1.

Diskussion

Flere observationer i patienter tyder på, at dem, der udsættes for tobak kræftfremkaldende stoffer er mere tilbøjelige til at udvikle større og mere vaskulariserede tumorer med en høj tilbøjelighed til metastatisk spredning og resistens mod kemoterapi [54]. Derudover omkring 30% af lungekræft patienter, som er rygere fortsætter med at ryge efter at de er blevet diagnosticeret [38]. Dette er problematisk, da rygere, der fortsætter med at bruge tobak efter en kræftdiagnose eller vende tilbage til rygning erfaring øgede negative medicinske konsekvenser, såsom: øget tumor progression, udvikling af en anden kræft, større tilbagefald efter vellykket behandling, større cancer-relateret dødelighed og nedsat livskvalitet [55], [56]. Mens disse undersøgelser viser en rolle for tobak kræftfremkaldende stoffer i indledningen, vækst og progression af kræft, er det relative bidrag af nikotin i sig selv til disse processer ikke kendt. Dette er et vigtigt aspekt, eftersom anvendelsen af ​​nikotin kosttilskud er normalt en del af mange cigaret rygestop programmer.

Mens nikotin har vist sig at inducere celleproliferation, angiogenese og vækst af tumorer [20], undersøgelserne præsenteret her viser for første gang, at nikotinplastre kan fremme tumor genvækst og metastase. Endvidere vores resultater viser, at tilstedeværelsen af ​​nikotin kan forøge væksten af ​​lungetumorer indledt af en tobak kræftfremkaldende. Væsentlige, A /J mus model er reflekterende af en situation, hvor en ryger, der har tumorer initieret i lungen afsluttes rygning og bruger nikotin kosttilskud for at overvinde trangen. Vores resultater viser også, at en kommercielt tilgængelig nikotin depotplaster kan fremme væksten af ​​tumorer implanteret i mus.

Vores resultater samt resultater fra John Cooke laboratorium viser, at α7 receptor subunit er afgørende for nikotin-medieret celleproliferation og Src funktion er uundværlig for nikotin til at fremkalde proliferation og angiogenese [23], [24]. En anden undersøgelse har foreslået inddragelse af muskel-type nAChR underenheder i proliferation [57]. Interessant, tre forskellige undersøgelser fra Europa viste en modtagelighed locus for lungekræft der er knyttet til nikotin acetylcholin receptor subunit gener på chromosome15q24-25 [58], [59], [60]; dette locus indeholdt gener for a3, a5 og p4 underenheder. Variationer inden for dette loci blev overvejende fundet hos rygere og korreleret med rygning lungekræft samt andre sygdomme som perifer arteriel sygdom [61]. Disse nylige undersøgelser hæve den mulighed, at der er en direkte sammenhæng mellem status og sandsynligvis funktion nAChR’er og indtræden samt progression af lungekræft hos rygere [62]. Desuden er det blevet vist, at NSCLCs fra aldrig rygere udtrykker højere niveauer af α6β3-underenheder henviser rygere viser højere ekspression af a1, a3 og a7-underenheder og en nedre ekspression af α6β3 nAChR underenheder [47]. Vore studier præsenteret i dette manuskript antyder, at nikotin stimulering af nAChR, og i det væsentlige aktivering af nAChR funktion, faktisk bidrager til udviklingen af ​​lungekræft.

Der er mange signalmolekyler, der vides at blive aktiveret af nAChR stimulering . Disse omfatter aktivering af Src kinase kaskade, PI3-Akt pathway, ERK /MAP kinase kaskade, NFkB vej samt cyklisk AMP signaleringskaskade. Endvidere har nikotin vist sig at fungere i samarbejde med østradiol [30]. Disse observationer hæve den mulighed, at en bred vifte af signaler, der kommer fra disse receptorer påvirker forskellige aspekter af tumor initiering, progression og metastatisk spredning. Dette scenario åbner også op for muligheden at målrette en eller flere af disse veje kan være gavnlige i at bekæmpe sådanne neoplasmer.

Konstateringen af, at epitel adhæsionsmolekyler som E-Cadherin og dets bindende partner β-Catenin påvirkes af nikotin tilvejebringer en molekylær basis for disse fund. Det er tænkeligt, at nikotin, gennem nAChR signalveje, inducerer ændringer i genekspression mønstre for at lette EMT og tumormetastase.