Biopolym. Cell. 2019; 35(6):417-426.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000A15
Структура та функції біополімерів
Фібробласти модулюють рухливість пухлинних клітин та статус їхнього фосфорилювання mTOR/S6K1 in vitro
1Гоцуляк Н. Я., 1Косач В. Р., 1Тихонкова І. О., 1Пальчевський С. С., 1Хоруженко А. І.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03143

Abstract

Мета. Визначити паракринний вплив культивованих фібробластів на рухливість клітин HeLa та статус фосфорилюванняmTOR / S6K1 цихпухлинних клітин in vitro. Передумови. Висока рухливість ракових клітин є відмінною рисою злоякісної пухлини. Сигнальна мережа mTOR / S6K1 є однією з ключових ланок внутрішньоклітинного механізму регуляції міграції клітин. Крім того, рухливість ракових клітин залежить від мікрооточення пухлини, але шляхи впливу строми на міграцію ракових клітин слід вивчити детальніше. Методи. Культура клітин, Вестернт блотаналіз, тест «на подряпину»in vitro, статистичнийаналіз. Застосуваннясередовищ, кондиційованих «супер конфлюентною» культурою первинних фібробластів людини або фібробластами лінії NIH3T3, призводить до значного підвищення рівня фосфорилювання кіназ mTOR і S6K1 у ракових клітинах лінії HeLa. Крім того, зазначені кондиційовані середовища виявляють інгібувальний впливна рухливість пухлинних клітин при кількісному порівнянні з дієюрапаміцину, інгібітору mTOR/ S6K1 сигнальної мережі. Більш того, комбінована обробка рапаміцином та кондиційованим фібробластами середовищем не змінює рухливості ракових клітин порівняно із застосуванням лише рапаміцину або кондиційованого фібробластами середовища. Висновки. Пухлинне мікрооточення може значно модулювати поведінку ракових клітин та ефективність протипухлинних препаратів. Це слід враховувати при розробці останніх.
Keywords: mTOR/S6K1 сигнальна мережа, пухлинне мікрооточення, фібробласти, міграція злоякісних клітин, пухлинні клітини лінії HeLa
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Mishra R, Haldar S, Suchanti S, Bhowmick NA. Epigenetic changes in fibroblasts drive cancer metabolism and differentiation. Endocr Relat Cancer. 2019 Oct 1. pii: ERC-19-0347.R1. doi: 10.1530/ERC-19-0347. Review.
[2] McMillin DW, Negri JM, Mitsiades CS. The role of tumour-stromal interactions in modifying drug response: challenges and opportunities. Nat Rev Drug Discov. 2013;12(3):217-28.
[3] Pietras K, Ostman A. Hallmarks of cancer: interactions with the tumor stroma. Exp Cell Res. 2010;316(8):1324-31.
[4] Ilie MD, Vasiljevic A, Raverot G, Bertolino P. The Microenvironment of Pituitary Tumors-Biological and Therapeutic Implications. Cancers (Basel). 2019;11(10). pii: E1605.
[5] Urdal J, Waldeland JO, Evje S. Enhanced cancer cell invasion caused by fibroblasts when fluid flow is present. Biomech Model Mechanobiol. 2019;18(4):1047-1078.
[6] Dourado MR, Korvala J, Åström P, De Oliveira CE, Cervigne NK, Mofatto LS, Campanella Bastos D, Pereira Messetti AC, Graner E, Paes Leme AF, Coletta RD, Salo T. Extracellular vesicles derived from cancer-associated fibroblasts induce the migration and invasion of oral squamous cell carcinoma. J Extracell Vesicles. 2019;8(1):1578525.
[7] Goulet CR, Champagne A, Bernard G, Vandal D, Chabaud S, Pouliot F, Bolduc S. Cancer-associated fibroblasts induce epithelial-mesenchymal transition of bladder cancer cells through paracrine IL-6 signalling. BMC Cancer. 2019;19(1):137.
[8] Liu CL, Pan HW, Torng PL, Fan MH, Mao TL. SRPX and HMCN1 regulate cancer‑associated fibroblasts to promote the invasiveness of ovarian carcinoma. Oncol Rep. 2019;42(6):2706-2715.
[9] Han Q, Huang B, Huang Z, Cai J, Gong L, Zhang Y, Jiang J, Dong W, Wang Z. Tumor cell‑fibroblast heterotypic aggregates in malignant ascites of patients with ovarian cancer. Int J Mol Med. 2019;44(6):2245-2255.
[10] Xu G, Zhang B, Ye J, Cao S, Shi J, Zhao Y, Wang Y, Sang J, Yao Y, Guan W, Tao J, Feng M, Zhang W. Exosomal miRNA-139 in cancer-associated fibroblasts inhibits gastric cancer progression by repressing MMP11 expression. Int J Biol Sci. 2019;15(11):2320-2329. PubMed PMID: 31595150;
[11] Li X, Li Q, Yu X, Li H, Huang G. Reverse of microtubule-directed chemotherapeutic drugs resistance induced by cancer-associated fibroblasts in breast cancer. Onco Targets Ther. 2019;12:7963-7973.
[12] Liu T, Zhou L, Li D, Andl T, Zhang Y. Cancer-Associated Fibroblasts Build and Secure the Tumor Microenvironment. Front Cell Dev Biol. 2019;7:60.
[13] Zhang X, Hwang YS. Cancer-associated fibroblast stimulates cancer cell invasion in an interleukin-1 receptor (IL-1R)-dependent manner. Oncol Lett. 2019;18(5):4645-4650.
[14] Yakavets I, Jenard S, Francois A, Maklygina Y, Loschenov V, Lassalle HP, Dolivet G, Bezdetnaya L. Stroma-Rich Co-Culture Multicellular Tumor Spheroids as a Tool for Photoactive Drugs Screening. J Clin Med. 2019;8(10). pii: E1686.
[15] Filonenko VV. PI3K/mTOR/S6K signaling pathway – new players and new functional links. Biopolym Cell. 2013;29(3):207-14.
[16] Watanabe R, Wei L, Huang J. mTOR signaling, function, novel inhibitors, and therapeutic targets. J Nucl Med. 2011;52(4):497-500.
[17] Magnuson B, Ekim B, Fingar DC. Regulation and function of ribosomal protein S6 kinase (S6K) within mTOR signalling networks. Biochem J. 2012;441(1):1-21.
[18] Burnett PE, Barrow RK, Cohen NA, Snyder SH, Sabatini DM. RAFT1 phosphorylation of the translational regulators p70 S6 kinase and 4E-BP1. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998;95(4):1432-7.
[19] Kosach V, Shkarina K, Kravchenko A, Tereshchenko Y, Kovalchuk E, Skoroda L, Krotevych M, Khoruzhenko A. Nucleocytoplasmic distribution of S6K1 depends on the density and motility of MCF-7 cells in vitro. Version 2. F1000Res. 2018 Aug 23 ;7:1332. 2.
[20] Alkasalias T, Moyano-Galceran L, Arsenian-Henriksson M, Lehti K. Fibroblasts in the Tumor Microenvironment: Shield or Spear? Int J Mol Sci. 2018;19(5). pii: E1532.
[21] Nizheradze KA. Binding of wheat germ agglutinin to extracellular network produced by cultured human fibroblasts. Folia Histochem Cytobiol. 2000;38(4):167-73.
[22] de Chaumont F, Dallongeville S, Chenouard N, Hervé N, Pop S, Provoost T, Meas-Yedid V, Pankajakshan P, Lecomte T, Le Montagner Y, Lagache T, Dufour A, Olivo-Marin JC. Icy: an open bioimage informatics platform for extended reproducible research. Nat Methods. 2012;9(7):690-6.
[23] Savinska LO, Kijamova RG, Pogrebnoy PV, Ovcharenko GV, Gout IT, Filonenko VV. Comparative characteri-zation of S6 kinase α and β isoforms expression in mammalian tissues. Biopolym Cell. 2001; 17(5):374–9
[24] Chiang GG, Abraham RT. Phosphorylation of mammalian target of rapamycin (mTOR) at Ser-2448 is mediated by p70S6 kinase. J Biol Chem. 2005;280(27):25485-90.
[25] Rosner M, Schipany K, Hengstschläger M. p70 S6K1 nuclear localization depends on its mTOR-mediated phosphorylation at T389, but not on its kinase activity towards S6. Amino Acids. 2012;42(6):2251-6.