Biopolym. Cell. 2019; 35(4):288-302.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000A0C
Структура та функції біополімерів
Участь муцину MUC1 у інтегрін-опосередкованій адгезії клітин до фібронектину та вітронектину залежить від довжини його позаклітинного домену
1, 2Сиркіна М.С., 1Поташнікова Д.М., 1, 2, 3Рубцов М.А.
  1. Московський державний університет імені М. В. Ломоносова
    Ленінські гори, 1/12, Москва, Російська Федерація, 119991
  2. LIA LFR20 Об'єднана французько-російська лабораторія з дослідження раку
    Вільжюіф, Франція-Москва, Російська Федерація
  3. Перший Московський Державний Медичний Університет ім. І. М. Сеченова МОЗ Росії
    вул. Трубецька, д. 8, стор. 2, Москва, Російська Федерація, 119991

Abstract

Мета. Встановити, чи існує відмінність у адгезії до білків позаклітинного матриксу у клітин стабільних ліній, що експресують рекомбінантні злиті білки, що містять в позаклітинному домені різну кількість тандемних повторів з області VNTR муцина MUC1 людини. Методи. Аналіз клітинної адгезії, проточна цитометрії, конфокальна флуоресцентна мікроскопія. Результати. При збільшенні числа тандемних повторів в позаклітинній області муцина MUC1 людини спочатку рівномірний розподіл рекомбінантного білка в області контакту клітини зі склом змінюється на дискретний, а потім відбувається формування компактних кластерів. Адгезія клітин до вітронектину і фібронектину не залежить від кількості інтегрінових рецепторів на клітинній поверхні, зменшуючись в ряду: HT-29_TR4 → HT-29_TR12. У клітин HT-29_TR20 спостерігається збільшення адгезії до даних білків позаклітинного матриксу. Інтегрин avb3 (рецептор вітронектину) кластеризуються в клітинах всіх проаналізованих ліній, в той час як интегрин a5b1 (рецептор фібронектину) утворює компактні кластери тільки на поверхні клітин HT-29_TR20. Обидва інтегріна розподілені в областях, позбавлених молекул MUC1 на поверхні клітин HT-29_TR4, HT-29_TR12 і HT-29_TR20, а розподіл даних інтегрінов на поверхні клітин HT-29_TR- не залежить від локалізації рекомбінантного білку. Висновки. Збільшення числа тандемних повторів в позаклітинній області муцина MUC1 від 12 до 20 призводить до помітного ослаблення антагонізму муцину MUC1 по відношенню до інтегринів avb3 при адгезії клітин до вітронектину і появи синергізму по відношенню до інтегринів a5b1 при адгезії клітин до фібронектину
Keywords: MUC1, інтегріни, avb3, a5b1, адгезія, кластерізація
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] van Zijl F, Krupitza G, Mikulits W. Initial steps of metastasis: cell invasion and endothelial transmigration. Mutat Res. 2011; 728(1-2):23-34.
[2] Liotta LA. Adhere, Degrade, and Move: The three-step model of invasion. Cancer Res. 2016; 76(11):3115-7.
[3] Tremblay P-L, Huot J, Auger F A. Mechanisms by which E-selectin regulates diapedesis of colon cancer cells under flow conditions. Cancer Res. 2008; 68(13):5167-76.
[4] St Hill C. Interactions between endothelial selectins and cancer cells regulate metastasis. Front Biosci. 2011; 16:3233-51.
[5] Wirtz D, Konstantopoulos K, Searson PC. The physics of cancer: the role of physical interactions and mechanical forces in metastasis. Nat Rev Cancer. 2011; 11(7):512-22.
[6] Borsig L, Wong R, Hynes RO, Varki NM, Varki A. Synergistic effects of L- and P-selectin in facilitating tumor metastasis can involve non-mucin ligands and implicate leukocytes as enhancers of metastasis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002; 99(4):2193-8.
[7] Varki NM, Varki A. Diversity in cell surface sialic acid presentations: implications for biology and disease. Lab Invest. 2007; 87(9):851-7.
[8] Gehlsen KR1, Davis GE, Sriramarao P. Integrin expression in human melanoma cells with differing invasive and metastatic properties. Clin Exp Metastasis. 1992; 10(2):111-20.
[9] Hynes RO. Integrins: bidirectional, allosteric signaling machines. Cell. 2002; 110(6):673-87.
[10] McAuley JL, Linden SK, Png CW, King RM, Pennington HL, Gendler SJ, Florin TH, Hill JR, Korolik V, McGuckin MA. MUC1 cell surface mucin is a critical element of the mucosal barrier to infection. J Clin Invest. 2007; 117(8):2313-24.
[11] Ligtenberg MJ, Buijs F, Vos HL, Hilkens J. Suppression of cellular aggregation by high levels of episialin. Cancer Res. 1992; 52(8):2318-24
[12] Wesseling J, van der Valk SW, Hilkens J. A mechanism for inhibition of E-cadherin-mediated cell-cell adhesion by the membrane-associated mucin episialin/MUC1. Mol Biol Cell. 1996; 7(4):565-77.
[13] Feng H, Ghazizadeh M, Konishi H, Araki T. Expression of MUC1 and MUC2 mucin gene products in human ovarian carcinomas. Jpn J Clin Oncol. 2002; 32(12):525-9.
[14] Wesseling J, van der Valk SW, Vos HL, Sonnenberg A, Hilkens J. Episialin (MUC1) overexpression inhibits integrin-mediated cell adhesion to extracellular matrix components. J Cell Biol. 1995; 129(1):255-65.
[15] Zhao Q, Barclay M, Hilkens J, Guo X, Barrow H, Rhodes JM, Yu LG. Interaction between circulating galectin-3 and cancer-associated MUC1 enhances tumour cell homotypic aggregation and prevents anoikis. Mol Cancer. 2010; 9:154.
[16] Rahn JJ1, Shen Q, Mah BK, Hugh JC. MUC1 initiates a calcium signal after ligation by intercellular adhesion molecule-1. J Biol Chem. 2004; 279(28):29386-90.
[17] Mori Y, Akita K, Yashiro M, Sawada T, Hirakawa K, Murata T, Nakada H. Binding of galectin-3, a β-galactoside-binding lectin, to MUC1 protein enhances phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) and Akt, promoting tumor cell malignancy. J Biol Chem. 2015; 290(43):26125-40.
[18] Geng Y, Yeh K, Takatani T, King MR. Three to tango: MUC1 as a ligand for both E-selectin and ICAM-1 in the breast cancer metastatic cascade. Front Oncol. 2012; 2:76
[19] Rahn JJ, Chow JW, Horne GJ, Mah BK, Emerman JT, Hoffman P, Hugh JC. MUC1 mediates transendothelial migration in vitro by ligating endothelial cell ICAM-1. Clin Exp Metastasis. 2005; 22(6):475483.
[20] Paszek MJ, DuFort CC, Rossier O, Bainer R, Mouw JK, Godula K, Hudak JE, Lakins JN, Wijekoon AC, Cassereau L, Rubashkin MG, Magbanua MJ, Thorn KS, Davidson MW, Rugo HS, Park JW, Hammer DA, Giannone G, Bertozzi CR, Weaver VM. The cancer glycocalyx mechanically primes integrin-mediated growth and survival. Nature. 2014; 511(7509):319-25.
[21] Syrkina M, Viushkov V, Potashnikova D, Veiko V, Vassetzky Y, Rubtsov M. From an increase in the number of tandem repeats through the decrease of sialylation to the downregulation of MUC1 expression level. J Cell Biochem. 2019; 120(3):4472-84.
[22] Syrkina MS, Maslakova AA, Potashnikova DM, Veiko VP, Vassetzky YS, Rubtsov MA. Dual Role of the extracellular domain of human mucin MUC1 in metastasis. J Cell Biochem. 2017; 118(11):4002-11.