Biopolym. Cell. 2021; 37(5):325-334.
Структура и функции биополимеров
Состав маркеров EVs в условиях нормоксии и гипоксии зависит от уровня экспрессии адаптерного протеина Ruk/CIN85 в клетках Renca карциномы почки мыши
1, 2Живоложный А. Ю., 2Горак И. Р., 2Скатерная Т. Д., 2Худякова О. В., 1Вайнио С. Й., 1Самойленко А. А., 2Дробот Л. Б.
  1. Университет Оулу
    Линнанмаа, PO Box 3000, FIN-90014 Оулу, Финляндия
  2. Институт биохимии имени А. В. Палладина НАН Украины
    ул. Леонтовича, 9, Киев, Украина, 01601

Abstract

Цель. Выделить и охарактеризовать внеклеточные везикулы (EVs), продуцируемые клетками почечной кар-циномы мыши линии Renca с разным уровнем экспрессии адаптерного протеина Ruk/CIN85 в условиях нор-моксии и гипоксии. Методы. Центри-фуги-ро-вание в градиенте плотности использовали для выделения EVs из кондиционированной среды клеток Renca, культивированных в условиях нормоксии и гипоксии. Даль-нейшую характеристику EVs проводили с использованием лазерно-корреляционного анализа (NTA), элек-тронной микроскопии и Вестерн-блоттинга. Результаты. Существенных различий в среднем размере EVs, продуцируемых сублиниями клеток, обнаружено не было. В то же время, концентрация частиц, секретиру-емых клетками со сверхэкспрессией Ruk/CIN85, оказалась на порядок выше при гипоксии по сравнению с условиями нормоксии. Было показано, что в условиях нормоксии содержание как Ruk/CIN85, так и маркеров EVs (протеинов Alix и CD81) значительно увеличивалось в везикулах, продуцируемых клетками Renca со сверхэкспрессией Ruk/CIN85, по сравнению с контрольными клетками. В условиях гипоксии содержание исследуемых протеинов снизилось более чем на два порядка в EVs, секретируемых клетками Renca, со сверхэкспрессией адаптерного протеина, в то время как содержание Ruk/CIN85 и CD81 увеличилось, а со-держание Alix снизилось в EVs из контрольных клеток. Выводы. Было продемонстрировано, что адаптерный протеин Ruk/CIN85 является новым компонентом EVs, продуцируемых опухолевыми клетками, который иг-рает дифференциальную роль в контроле состава EVs в условиях нормоксии и гипоксии.
Keywords: почечно-клеточный рак, внеклеточные везикулы, экзосомы, адаптерный протеин Ruk/CIN85, нормоксия, гипоксия

References

[1] Théry C, Witwer K, Aikawa E, Alcaraz M et al. Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018 (MISEV2018): a position statement of the International Society for Extracellular Vesicles and update of the MISEV2014 guidelines. J Extracell Vesicles. 2018; 7:1535750.
[2] Zhou B, Xu K, Zheng X, Chen T, Wang J, Song Y, Shao Y, Zheng S. Application of exosomes as liquid biopsy in clinical diagnosis. Signal Transduct Target Ther. 2020; 5:144.
[3] Bart G, Fischer D, Samoylenko A, Zhyvolozhnyi A, Stehantsev P, Miinalainen I, Kaakinen M, Nurmi T, Singh P, Kosamo S, Rannaste L, Viitala S, Hiltunen J, Vainio S. Characterization of nucleic acids from extracellular vesicles enriched human sweat. BMC Genomics. 2021; 22:425.
[4] Lee K, Kim J, Han S, Lee D, Lee H, Yim S, Kim D. The extracellular vesicle of gut microbial Paenalcaligenes hominis is a risk factor for vagus nerve-mediated cognitive impairment. Microbiome. 2020; 8:107.
[5] Sun Y, Ruan J, Jiang Z, Wang L, Wang S. Extracellular vesicles: a new perspective in tumor therapy. Biomed Res Int. 2018; 2687954.
[6] Robbins P, Morelli A. Regulation of immune responses by extracellular vesicles. Nat Rev Immunol. 2014; 14(3):195-208.
[7] Koog L, Gandek T, Nagelkerke A. Liposomes and extracellular vesicles as drug delivery systems: a comparison of composition, pharmacokinetics, and functionalization. Adv Healthc Mater. 2021; 2100639.
[8] Chang W, Cerione R, Antonyak M. Extracellular vesicles and their roles in cancer progression. Methods Mol Biol. 2021; 2174:143-170.
[9] Samoylenko A, Kögler M, Zhyvolozhnyi A, Makieieva O, Bart G, Andoh S, Roussey M, Vainio S, Hiltunen J. Time‑gated Raman spectroscopy and proteomics analyses of hypoxic and normoxic renal carcinoma extracellular vesicles. Sci Rep. 2021; 11:19594.
[10] Ullah S, Zhivonitko V, Samoylenko A, Zhyvolozhnyi A, Viitala S, Kankaanp S, Komulainen S, Schroder L, Vainio S, Telkki V. Identification of extracellular nanoparticle subsets by nuclear magnetic resonance. Chem Sci. 2021; 12:8311-8319
[11] Chena Z, Larreginac A, Morellia A. Impact of extracellular vesicles on innate immunity. Curr Opin Organ Transplant. 2019; 24(6): 670-678.
[12] Bedke J, Gauler T, Grünwald V, Hegele A, Herrmann E, Hinz S, Janssen J, Schmitz S, Schostak M, Tesch H, Zastrow S, Miller K. Systemic therapy in metastatic renal cell carcinoma. World J Urol. 2017; 35(2):179-188.
[13] Pawson T. Dynamic control of signaling by modular adaptor proteins. Curr Opin Cell Biol. 2007; 19(2):112-6.
[14] Schmidt MHH, Hoeller D, Yu J, Furnari FB, Cavenee WK, Dikic I, Bögler O. Alix/AIP1 antagonizes epidermal growth factor receptor downregulation by the Cbl-SETA/CIN85 complex. Mol Cell Biol. 2004;24(20):8981-93.
[15] Büchse T, Horras N, Lenfert E, Krystal G, Körbel S, Schümann M, Krause E, Mikkat S, Tiedge M. CIN85 inter-acting proteins in B cells-specific role for SHIP-1. Mol Cell Proteomics. 2011; 10(10):M110.006239.
[16] Lynch DK, Winata SC, Lyons RJ, Hughes WE, Lehrbach GM, Wasinger V, Corthals G, Cordwell S, Daly RJ. A Cortactin-CD2-associated protein (CD2AP) complex provides a novel link between epidermal growth factor receptor endocytosis and the actin cytoskeleton. J Biol Chem. 2003; 278(24):21805-13.
[17] Sinha S, Hoshino D, Hong NH, Kirkbride KC, Grega-Larson NE, Seiki M, Tyska MJ, Weaver AM. Cortactin promotes exosome secretion by controlling branched actin dynamics. J Cell Biol. 2016; 214(2):197-213.
[18] Tossidou I, Teng B, Drobot L, Meyer-Schwesinger C, Worthmann K, Haller H, Schiffer M. CIN85/RukL is a novel binding partner of nephrin and podocin and mediates slit diaphragm turnover in podocytes. J Biol Chem. 2010; 85(33):25285-95.
[19] Mayevska O, Shuvayeva H, Igumentseva N, Havrylov S, Basaraba O, Bobak Y, Barska M, Volod'ko N, Baranska J, Buchman V, Drobot L. Expression of adaptor protein Ruk/CIN85 isoforms in cell lines of various tissue origins and human melanoma. Exp Oncol. 2006; 28(4):275-281.
[20] Ma Y, Ye F, Xie X, Zhou C, Lu W. Significance of PTPRZ1 and CIN85 expression in cervical carcinoma. Arch Gynecol Obstet. 2011; 284(3):699-704.
[21] Wakasaki T, Masuda M, Niiro H, Jabbarzadeh-Tabrizi S, Noda K, Taniyama T, Komune S, Akashi K. A critical role of c-Cbl-interacting protein of 85 kDa in the development and progression of head and neck squamous cell carcinomas through the ras-ERK pathway. Neoplasia. 2010; 12(10):789-96.
[22] Yakymovych I, Yakymovych M, Zang G, Mu Y, Bergh A, Landström M, Heldin C-H. CIN85 modulates TGFβ signaling by promoting the presentation of TGFβ receptors on the cell surface. J Cell Biol. 2015; 210(2):319-32.
[23] Cascio S, Finn OJ. Complex of MUC1, CIN85 and Cbl in Colon Cancer Progression and Metastasis. Cancers (Basel). 2015; 7(1):342-52.
[24] Samoylenko A, Vynnytska-Myronovska B, Byts N, Kozlova N, Basaraba O, Pasichnyk G, Palyvoda K, Bobak Y, Barska M, Mayevska O, Rzhepetsky Y, Shuvayeva H, Lyzogubov V, Usenko V, Savran V, Volodko N, Buchman V, Kietzmann T, Drobot L. Increased levels of the HER1 adaptor protein Rukl/CIN85 contribute to breast cancer malignancy. Carcinogenesis. 2012; 33(10):1976-84.
[25] Valcz G, Galamb O, Krenács T, Spisák S, Kalmár A, Patai ÁV, Wichmann B, Dede K, Tulassay Z, Molnár B. Exosomes in colorectal carcinoma formation: ALIX under the magnifying glass. Mod Pathol. 2016; 29(8):928-38.
[26] Schroeder B, Srivatsan S, Shaw A, Billadeau D, McNiven MA.CIN85 phosphorylation is essential for EGFR ubiquitination and sorting into multivesicular bodies. Mol Biol Cell. 2012; 23(18):3602-11.
[27] Baietti MF, Zhang Z, Mortier E, Melchior A, Degeest G, Geeraerts A, Ivarsson Y, Depoortere F, Coomans C, Vermeiren E, Zimmermann P, David G Syndecan-syntenin-ALIX regulates the biogenesis of exosomes. Nat Cell Biol. 2012; 14(7):677-85.
[28] Schmidt MHH, Dikic I, Bögler O. Src phosphorylation of Alix/AIP1 modulates its interaction with binding partners and antagonizes its activities. J Biol Chem. 2005; 280(5):3414-25.