Abstract
Bakgrunn
Nikotin er den viktigste vanedannende komponent av tobakksrøyk. Selv om nikotin er generelt antatt å ha begrenset evne til å initiere kreft, kan det indusere celleproliferasjon og angiogenese i en rekke systemer. Disse egenskapene kan gjøre det mulig nikotin for å lette veksten av svulster som allerede er satt i gang. Her viser vi at nikotin fremmer progresjon og metastasering av svulster i musemodeller av lungekreft betydelig. Denne effekten ble observert når nikotin ble administrert via intraperitoneal injeksjon, eller gjennom over-the-counter depotplastre.
Metoder og funn
I denne studien, linje1 muse adenokarcinomceller ble implantert subkutant i syngene BALB /c-mus. Nikotin administrasjon enten ved intraperitoneal (i.p.) injeksjon eller transdermale plastere forårsaket en bemerkelsesverdig økning i størrelsen av implanterte line1 tumorer. Når tumorer ble kirurgisk fjernet, nikotin-behandlede mus hadde en markert høyere tumorresidiv (59,7%) sammenlignet med de bærerbehandlede mus (19,5%). Nikotin også økt metastasering av dorsally implantert line1 svulster i lungene ved 9 folder. Disse studiene på transplanterte svulster ble utvidet til en musemodell hvor svulstene ble indusert av tobakk kreftfremkallende, NNK. Lungesvulster ble igangsatt i A /J-mus ved i.p. injeksjon av NNK; administrasjon av 1 mg /kg nikotin tre ganger i uken førte til en økning i størrelsen og antallet tumorer dannet i lungene. I tillegg nikotin betydelig redusert ekspresjon av epitel-markører, E-cadherin og β-catenin, så vel som den stramme koblings protein ZO-1; disse tumorer viste også en økt ekspresjon av α
7 nAChR-underenheten. Vi mener at eksponering for nikotin enten ved tobakksrøyk eller nikotin kosttilskudd kan legge til rette for økt tumorvekst og metastasering.
Konklusjoner
Våre tidligere resultater indikerte at nikotin kan indusere invasjon og epitelial-mesenchymale overgang (EMT ) i kultivert lunge, bryst og kreft i bukspyttkjertelen celler. Denne studien viser for første gang at administrering av nikotin enten ved i.p. injeksjon eller gjennom over-the-counter dermal patcher kan fremme tumorvekst og metastasering i immunkompetente mus. Disse resultatene antyder at mens nikotin bare har begrenset kapasitet til å initiere tumordannelse, kan det lette progresjon og metastasering av svulster pre-initiert av tobakks karsinogener
relasjon:. Davis R, Rizwani W, Banerjee S, Kovacs M , Haura E, Coppola D, et al. (2009) Nikotin Fremmer tumorvekst og metastaser i mus modeller av lungekreft. PLoS ONE 4 (10): e7524. doi: 10,1371 /journal.pone.0007524
Redaktør: William Pao, Vanderbilt University, USA
mottatt: 1 juni 2009; Godkjent: 25 august 2009; Publisert: 20 oktober 2009
Copyright: © 2009 Davis et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Disse studiene ble støttet av NCI Grants CA63136 og CA127725 samt Bankhead-Coley Grant # 06BB-04-9587 til SC. RD er en mottaker av en pre-doc fra American Heart Association. Sponsorene var ikke involvert i studien design; innsamling, analyse og tolkning av data; skriving av papiret eller beslutningen om å sende inn papir for publisering
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Tobakksrøyk inneholder en bredt utvalg av forbindelser som er skadelige for helse; noen av disse forbindelser, slik som 4- (methylnitrosamino) -1- (3-pyridyl) -1-butanon (NNK) og N»-nitrosonornicotine (NNN), er nikotin-derivater, og er svært kreftfremkall [1]. Disse molekylene kan danne addukter med cellulært DNA, som fører til mutasjoner i vitale gener som Ras, p53, Rb og [2], [3], [4]. Mens nikotin er vanedannende komponent i sigarettrøyk, kan det ikke initiere tumordannelse hos mus eller rotter, selv om det har blitt rapportert at den kan initiere tumorer hos hamstere [5].
Nikotin utøver sin cellulære funksjoner gjennom nikotin-acetylcholin (nAChR), som er utbredt i nevroner og nevromuskulære veikryss [6], [7], [8]. nAChR underenhetene ble funnet å være til stede i et bredt spekter av ikke-neuronale celler, inkludert de av epitelisk og endotelial opprinnelse [9]. nAChR-er pentamere proteiner som består av ni a-subenheter (α2-α10) og tre p-underenheter (β2-ß4) i nerveceller [10] og kan grupperes i to typer-en består av et heteromert pentamer av α2-α6 og β2- β4, og den andre som består av en homomeric pentamer av α7-α9 [11], [12], [13]. Ikke-neuronale (muskeltypen) reseptorer er sammensatt av enten α1, β1, δ og y underenheter i den embryoniske form, eller som α1, β1, δ og iU underenheter i voksen form i en 2:1:1:1 forhold [ ,,,0],14]. Både muskel- og nerve typen reseptorer er noe lik hverandre, spesielt i de hydrofobe områder. De skiller seg i deres følsomhet for a-bungarotoxin (α-BT) [13], [15]. α7 nAChR er rikelig i nerveceller, har høy permeabilitet til Ca
2+ og dermed tilrettelegge Ca
2 + -avhengige arrangementer som neurotransmitterfrigivning, regulering av andre messenger kaskader [16], [17], celleoverlevelse [ ,,,0],18] og apoptose [19]. Oppdagelsen av at nAChR-er til stede på ikke-neuronale celler ble etterfulgt av den observasjon at nikotin kan indusere proliferasjon av endotelceller [20], så vel som lunge- karsinom-cellelinjer in vitro og in vivo [21]. Nikotin er også blitt vist å beskytte lungekreftceller fra apoptose indusert ved standard kjemoterapeutiske legemidler [22]; i tillegg kan nikotin indusere proliferasjon gjennom formidling av β-arrestin-1, Src-kinase og induksjon av Rb-Raf-1 interaksjon [23], [24].
Nyere studier fra laboratoriet har Russo vist at inhibering av nAChR-er av a-cobratoxin kan hemme veksten av A549 svulster hos immunkompromitterte mus [25]. Nyere rapporter har også vist at tilstedeværelsen av funksjonelle østrogenreseptorer i lungecancercellelinjer; østradiol har vist seg å fremme tumorcelle-proliferasjon lunge [26], [27], [28], [29] og en kombinasjon av nikotin og østradiol kan fremme veksten av A549 svulster i atymiske nakne mus [30]. Disse rapportene presentere studier gjort på immunsvikt mus; vi våget å studere effekten av nikotin på to separate modeller av immunkompetente mus. Studier som er presentert her viser at nikotin i seg selv kan indusere vekst og metastasering av svulster hos immunkompetente mus, uavhengig av andre tobakkskreftfremkallende. Nikotin administrert enten intraperitonealt eller ved kommersielt tilgjengelige depotplastre kan vesentlig fremme tumorvekst. Lignende effekter ble observert i implanterte tumorer, så vel som tumorer indusert av tobakk kreftfremkallende, NNK. Videre mus eksponert for nikotin viste betydelig forbedret lungemetastase så vel som tumorresidiv stolpe kirurgisk fjerning av den primære tumoren. Disse resultatene antyder at nikotin kan forbedre vekst og metastasering av pre-etablert lungesvulster.
Metoder
Cell Kultur og proliferasjonsanalyser
line1 celler ble dyrket i RPMI (Media ) inneholdende 10% FBS. Line1 celler ble sådd ut på poly-D-lysin-belagte kammers objektglass ved en tetthet på 10.000 celler pr brønn og gjengitt hvile av serum sult i 72 timer. Celler ble deretter re-stimulert med nikotin i 18 timer i nærvær eller fravær av 10 pM α-BT, et α
7-reseptor-antagonist. Celleformering ble bestemt ved måling av BrdU-inkorporering. Bromdeoksyuridin (BrdU) merking kits ble hentet fra Roche Biochemicals. S-faseceller ble visualisert ved mikroskopi og kvantifisert ved telling 3 felt 100 i fire eksemplarer.
line1 tumorvekst Eksperimenter
BALB /c-mus i alderen 26-30 dager (Charles River) ble klippet og depilated bruker Nair for hårfjerning på ryggen og flankene. Line1-celler (1 x 10
6 per tumor) ble høstet og resuspendert i 100 ul PBS for injeksjon. Musene ble randomisert 3-7 dager etter injeksjon av tumorceller. Mus ble delt opp i to grupper-Vehicle (
n
= 8) og nikotin (
n
= 8) (patch eller intraperitoneal injeksjon). Mus fikk nikotin ved i.p. injeksjon i en dose på 1 mg /kg tre ganger i uken. Nikotin ble også påføres med depotplaster (Nico®Derm® CQ, GlaxoSmithKline) i en dose på 25 mg /kg daglig. Patches (14 mg) ble kuttet i 30 like store kvadrater som representerer 0,45 mg nikotin ved hjelp av et barberblad. Den gjennomsnittlige vekt av musene var 0,018 kg (18 g). En liten firkant representerer 0,45 mg av plasteret utgjorde en endelig dose på 25 mg /kg daglig. En lapp ble påført på den nedre ryggområdet (depilated) per dag. Nikotin ble gitt i 2 uker og tumorvekst ble målt tre ganger ukentlig. Nikotin nivåer i mus ble analysert ved hjelp av en kotinin ELISA kit. (Katt # CT086D; CalBiotech, Spring Valley, California)
line1 metastase eksperimenter
line1 celler (1 x 10
6 per tumor) ble injisert og musene ble deretter randomisert i to grupper. Gruppe en fikk kjøretøyet (
n
= 16) og gruppe to fikk nikotin (1 mg /kg) (
n
= 16) ved i.p. injeksjon tre ganger ukentlig. Etter 3 uker med nikotin behandling, ble svulstene fjernet under anestesi og huden ble stiftet, mus utvinnes på en oppvarmet varmepute og stiftene ble fjernet etter 7 dager. Mus fortsatte å motta nikotin eller kjøretøy i ytterligere 2 uker. Ved slutten av eksperimentet ble musene avlivet og lungene ble fiksert i formalin.
A /J tumorgenisitet eksperimenter
To forsøk ble utført ved bruk av hunn A /J-mus 4-6 ukers alder (Jackson Labs). Musene ble opprettholdt i samsvar med Institutional Animal Care og bruk Committee (IACUC) prosedyrer og retningslinjer. NNK (NCI) (100 mg /kg) ble administrert til alle mus (
n
= 16) en gang i uken i 5 uker [31], [32]. Musene ble randomisert i to grupper; gruppe en fikk kjøretøyet (PBS) (
n
= 8) og gruppe to fikk nikotin (
n
= 8) ved i.p. injeksjon i en dose på 1 mg /kg tre ganger i uken i ytterligere 28 uker. Nikotinnivåer i mus ble analysert ved hjelp av en cotinine ELISA kit. Ved slutten av eksperimentet ble musene avlivet og lungene ble fiksert i 10% bufret formalin. Lungene ble deretter undersøkt av stereoskop for antall lungesvulster. Lungene ble parafin innebygd og seksjonert for IHC farging og patologisk undersøkelse.
Kvantifisering av kotinin
Nivå av kotinin i urin ble brukt som en markør for nikotin nivåer. Urin (100 ul) ble oppsamlet gjennom hele lengden av forsøkene og lagres i -20 ° C for senere analyse. Kotininnivåer ble bestemt ved hjelp av BioQuant kotinin direkte ELISA kit følge produsentens protokoller.
RT-PCR
reverstranskriptase kombinert PCR ble gjort for α
7 nAChR på line1 celler. Total RNA ble isolert fra serum sultet og nikotin stimulert line1 celler (RNeasy Kit, Qiagen) ved å bruke produsentens protokoll. cDNA ble syntetisert ved revers transkripsjon ved å bruke en AMV RT-kit (Promega). Primerne og forhold for RT-PCR for α
7 nAChR ble beskrevet andre steder [23], [33]. PCR for aktin ble brukt som lasting kontroll.
noradrenalin og adrenalin ELISA
line1 celler ble gjengitt hvil av serum sult og behandlet med 1 mikrometer nikotin i 48 timer. Etter som ble mediet samlet og fortynnet hensiktsmessig å vurdere noradrenalin og adrenalin utskilt i mediet. ELISA ble gjort ved hjelp av adrenalin forskning ELISA og noradrenalin forsknings ELISA kits fra Arbeiderpartiet Diagnostika Nord (katt # BA 10-5100 og henholdsvis BA 10-5200) ved å følge produsentens protokoll. Konsentrasjonene ble nådd ved å følge beregninger foreslått i protokollen og verdiene er representative for to uavhengige eksperimenter.
Immunohistochemistry
Ved opphør av dyreforsøk, svulster ble fjernet og fiksert i 10% nøytral-bufret formalin før behandlingen i parafinblokker. Vevssnitt (5 um tykk) ble skåret fra blokkene og farget enten med H E alene eller sammen med antistoffer mot α
7 nAChR (1:50 fortynning, Abcam), E-cadherin (1:200 fortynning, Santa Cruz ), β-catenin (1:200 fortynning, Santa Cruz) eller ZO-1 (1:200 fortynning, Abcam). For immunhistokjemiske studier ble parafinsnitt rehydratisert til PBS og behandlet ved hjelp av følgende protokoll. Snittene ble skylt i dH2O, og deretter underkastet mikrobølge «antigen hente» i 20 minutter på 70% kraft, med en 1 minutt avkjølingsperioden etter hvert 5. minutt i 0,01 M natrium-citrat, pH 6,0. Snittene ble avkjølt i 20 minutter, skylles 3 ganger i dH2O, to ganger i PBS og resten av farging ble gjort etter produsentens protokoll (Universal Elite ABC kit, Vector labs). For fargeutvikling lysbildene ble behandlet med peroxydasesubstrat kit fra Vector laboratorier (cat # SK-4100) og utviklet ved hjelp av DAB som kromogen. Etter en siste skylling i dH2O ble snittene lett kontra i hematoxylin, dehydrert og montert med Clarion montering medium (Santa Cruz Biotech.). Både H E og immunhistokjemisk farget lysbilder ble skannet på en ARIOL SL-50 (versjon 3.0.70) Automatisk Skanning System fra Applied Imaging. Tumorsnitt ble skannet på 20 × forstørrelse og regionene av interesse ble identifisert og beskrevet av en patolog (DC). Tumor seksjoner med immunopositive regioner fra kontroll og behandlede mus ble kvantifisert for intensitet, størrelse og området ved hjelp ARIOL programvare omtale Station. p-verdi ble bestemt for statistisk signifikans ved hjelp av t-test.
Resultater
Nikotin fremmer veksten av svulster hos mus
proliferativ og pro-angiogene effekter nikotin har vært vist i flere systemer; Nyere studier har vist at nikotin kan fremme veksten av A549 (lunge adenokarsinomceller av type II alveolare fenotype) tumorer i mus med immunsvikt [25]. For å fastslå effekten av nikotin på tumorvekst og metastasering i immunkompetente mus ble linje1 mus adenokarcinomceller utnyttet. Line1 cellene danner subkutane (s.c.) tumorer i BALB /c-mus, noe som kan metastaserer til lungene [34], [35], [36], [37], [38]. For å undersøke hvorvidt nikotin induserte proliferasjon av line1 celler, celler ble serum sultet i 72 timer og deretter stimulert med 1 uM nikotin i 18 timer. S-fase innlegget ble målt ved anvendelse av BrdU-inkorporering analyser. Nikotin kan effektivt stimulere line1 celler til å skrive S-fasen (figur 1A). Deretter ble linje1 celler implantert i flankene av BALB /c-mus og tillatt å danne svulster. Musene ble randomisert i to grupper, med en gruppe mottar kjøretøy (
n
= 8) og den andre mottar 1 mg /kg nikotin (
n
= 8) tre ganger ukentlig ved intraperitoneal (ip ) injeksjon. Mus som fikk nikotin hadde signifikant større svulster sammenlignet med de som fikk bilen; tumorvolumer i gjennomsnitt 695 ± 98 mm
3 i kjøretøy behandlede mus, sammenlignet med 2267 ± 369 mm
3 i nikotin behandlede mus (figur 1B),
p
= 0,002.
(A) Nikotin (1 uM) fremmer S-fase oppføring av serum-sultet line1 celler i BrdU-inkorporering analyser. (B) Nikotin (1 mg /kg) signifikant øker Linje 1 tumorvekst hos Balb /c-mus når den ble administrert ved i.p. injeksjon tre ganger ukentlig, p = 0,002, n = 10. (C) Nikotin (25 mg /kg /døgn) også signifikant øker Line1 tumorvekst når de administreres ved transdermal plaster p = 0,019, n = 14.
Basert på ovennevnte resultatene, forsøk ble gjort for å undersøke hvorvidt nikotin administrert av over-the-counter depotplastre kan fremme tumorvekst. BALB /c-mus (
n
= 16) implantert med linje 1 tumorer ble randomisert i to grupper og nikotinplaster ble påført daglig i en dose på 25 mg /kg nikotin. Det ble funnet at nikotin administreres ved depotplaster kan i betydelig grad øke veksten av tumorer line1; kontrollmusene hadde en gjennomsnittlig tumorvolum på 530 ± 59 mm
3 mens mus iført nikotinplaster hadde en gjennomsnittlig volum på 871 ± 106 mm
3 (figur 1C),
p
= 0,019. Disse eksperimentene bekrefter at eksponering for nikotin, selv gjennom nikotin kosttilskudd, kan påvirke forhånds etablert svulster.
Nikotin fremmer gjenvekst og metastasering av svulster hos mus
Siden nikotin ble funnet å forbedre tumor vekst, eksperimentene ble utført for å vurdere effekten på tumormetastase. For å undersøke dette, ble de implanterte svulster kirurgisk fjernet etter 14 dager med behandling eller når de nådde 500-700 mm
3. Tumorer ble fjernet for å forhindre ubehag fra store tumorer. Musene ble bedøvet for fjerning av svulster, og sårene ble stiftet i nærheten. Etter fjerning av svulster, ble musene administrert bærer eller nikotin ved i.p. injeksjon i ytterligere 14 dager. Interessant, mus behandlet med nikotin viste en høyere rate av svulst tilbakefall etter svulstene ble kirurgisk fjernet (figur 2A); kjøretøy behandlede mus viste et gjennomsnitt på 19 ± 7% tumorresidiv, sammenlignet med et gjennomsnitt på 59 ± 3% tumorresidiv i nikotin (1 mg /kg) behandlede mus,
p
= 0,01,
n
= 16. Tumor gjentagelse ble beregnet som prosentandelen av tilbakevendende tumorer ut av det totale antall tumorer fjernet. Som vist i figur 2B, nikotin behandlede mus viste også betydelig større antall lungemetastaser, så vel som større metastatiske foci i forhold til de som mottar kjøretøy. Histologisk undersøkelse av lungesvulster bekreftet større metastaser i nikotin behandlede mus (Figur 2C). Mus som mottok kjøretøyet hadde et gjennomsnitt på 0,9 ± 0,2 metastatiske foki i lungene per mus; i sammenligning mus som fikk nikotin i en dose på 1 mg /kg tre ganger ukentlig hadde et gjennomsnitt på 8,1 ± 1,7 foki i lungene pr mus, p = 0,001,
n
= 16 (figur 2D). Interessant, mus som mottok nikotin gjennom dermale plastre hadde et gjennomsnitt på 20,6 ± 4,9 lungemetastaser per mus mens mus som mottok kjøretøyet hadde et gjennomsnitt på 6,7 ± 2,1 foki pr mus (p = 0,02, n = 16) (figur 2E).
(A) Nikotin-behandlede mus (1 mg /kg) utviste høyere forekomst av tumor tilbakefall etter kirurgisk fjerning av tumorer sammenlignet med bærerkontrollgruppen,
p
= 0,01,
n
= 16. (B) Nikotin behandlede mus viser betydelig mer lungemetastaser fra primær Line1 sc svulster. (C) H denne eksperimentelle systemet etterligner en situasjon hvor svulster er initiert av et kreftfremkallende, etterfulgt av eksponering for nikotin alene. For dette formål ble A /J-mus ble behandlet med 100 mg /kg NNK en gang i uken i fem uker for å initiere tumordannelse, og deretter ble de randomisert i to grupper. Én gruppe mus mottok bærer (PBS), mens den andre gruppen mottok nikotin (1 mg /kg) tre ganger ukentlig ved i.p. injeksjon; Musene ble behandlet med nikotin eller vehikkel i 28 uker. Lunger fra både kjøretøy og nikotin behandlede mus hadde utviklet svulster (figur 3A og amp; B). H E farget lunge seksjoner ble skannet og en patolog (DC) skissert tumorområdet; størrelse og antall av tumor foci ble kvantifisert. Mus som fikk PBS-injeksjoner etter NNK hadde et gjennomsnitt på 10 ± 3,0 lungetumorer avdeling og mus som ble gitt nikotin 1 mg /kg hadde 16 ± 3,0 tumorer avdeling, p = 0,01, n = 8 (figur 3C). Tumorstørrelse (område) økte også i nikotin-behandlede mus (Figur 3D). Dette tyder på at eksponering for nikotin når svulstene er allerede igangsatt kan føre til økt tumorvekst
(A) H . E farging av tverr seksjonering av lungene (B) Representant skannede bilder av H E farget koronal lunge seksjoner, er svulster skissert av boksene. Bilder ble skannet på 20 × forstørrelse. (C) Nikotin øker gjennomsnittlig antall lungesvulster per mus,
p
= 0,01,
n
= 8. (D) Nikotin økt tumorstørrelse betydelig i A /J-mus.
nikotin induserer cellevekst via α
7 nAChR subenheten i mus lungekreft
i vår forrige rapport, viste vi at nikotin kan forårsake spredning og invasjon av menneskelige NSCLCs via α
7 nAChR-underenheten [45]. I denne studien fant vi nikotin kan indusere spredning i mus lunge adenokarsinom line1 cellene hovedsakelig via α
7 nAChR underenhet. α-bungarotoxin, en α
7-subenhet antagonist inhiberte signifikant nikotin-indusert proliferasjon i line1 celler, og dermed tyder på at α
7-subenhet er hovedsakelig ansvarlig for formidling av proliferativ effekt av nikotin (figur 4A). For ytterligere å bekrefte rollen α
7 nAChR i nikotin mediert celleproliferasjon utførte vi RT-PCR for α
7 nAChR subenhet uttrykk. Behandling av line1 celler med nikotin i 24 timer førte til oppregulering av α
7 nAChR underenhet med hensyn på serum-sultet celler, som vist i figur 4B. Vi observerte en tilsvarende økning i protein ekspresjon av α
7 nAChR i lungetumorsnitt fra A /J-mus ble behandlet med nikotin ved immunofarging (figur 4C); resultatene er kvantifisert i figur 4D. Disse resultatene tyder på at eksponering til nikotin indusere celleproliferasjon og tumorvekst gjennom α
7-subenheten av nAChR-er.
(A) Hvilelinje 1-celler ble behandlet med 1 uM nikotin i 18 timer i nærvær eller fraværet av α-BT, et α
7 nAChR underenhet inhibitor. Nikotin øker α
7 uttrykk, mens α-BT reverserer dette. (B) Revers-transkriptase-PCR koplet som viser ekspresjonen av α
7 nAChR-underenhetene i serum-sultet line1 celler behandlet med nikotin i 24 timer. PCR for aktin ble benyttet som kontroll lasting. (C) α
7 nAChR farging av A /J lungesvulster indusert av NNK eller indusert av NNK og utsatt for nikotin. Nikotin forbedrer ekspresjonen av denne reseptor-underenheten. (D) Kvantifisering av α
7 nAChR uttrykk i kjøretøy og nikotin behandlet svulster.
Nikotin har vist seg å indusere cellevekst av tykktarm og mage kreft celler via α
7 nAChR- -formidlet frigivelse av adrenalin, som i sin tur oppregulerer ekspresjonen av COX-2 PGE2 og VEGF, for derved å lette progresjonen av disse kreftformene [46], [47], [48]. Tilsvarende i vår studie fant vi at nikotin behandling forhøyede nivåer av adrenalin og noradrenalin i mus lunge adenokarsinom. Line1 celler ble behandlet med nikotin i 48 timer og mediene ble samlet for å se etter utgivelsen av adrenalin og noradrenalin. Nikotin forhøyede nivåer av adrenalin til 42,5 ± 2,4 pg /ml fra 17 ± 1 pg /ml i kontroll, mens noradrenalin nivåer toppet seg til 37 ± 4,8 pg /ml sammenlignet med 6,7 ± 0,87 pg /ml i kontroll. Disse resultatene tyder på at signalisering gjennom adrenalin kan også bidra til de observerte proliferative effekter av nikotin.
Nikotin letter EMT-lignende forandringer i lunge cancer
Gitt den observasjon at nikotin kan indusere tumorvekst og markeds metastase [20], [45], [49], ble det gjort forsøk på å forstå de molekylære hendelser som medierer disse prosessene. Epitelial-mesenchymale overgang (EMT) er et fenomen der cellene mister sin epitelial fenotype og skaffe flere mesenchymale funksjoner som forenkler avløsning og migrasjon [50], [51], [52]. Vi undersøkte svulster i A /J-mus for endringer i samsvar med en EMT-lignende fenomen, ved hjelp av immunhistokjemisk farging av E-cadherin og β-catenin, to proteiner som er involvert i adhesjonen av epitelceller. β-catenin bindes til E-cadherin å lette celleadhesjon og utøver sine signaleringsfunksjoner. E-cadherin-nivåer ble funnet å være signifikant redusert i de svulster i mus behandlet med nikotin (figur 5A); resultatene er kvantifisert i figur 5B. Farging for β-catenin, som binder seg til E-cadherin for å lette adhesjonen i tillegg til sine signaleringsfunksjoner [53], avslørte tap av membranøs lokalisering av β-catenin i lungesvulster fra mus behandlet med nikotin (figur 5C dette locus inneholdt gener for a3, a5 og p 4 subenheter. Variasjoner innenfor denne loci ble hovedsakelig funnet i røykere og korrelert med røykerelatert lungekreft samt andre sykdommer som perifer arteriell sykdom [61]. Disse nyere studier øke muligheten for at det er en direkte sammenheng mellom den status og sannsynligvis funksjon av nAChR-er og utbruddet, samt progresjon av lungekreft hos røykere [62]. I tillegg har det blitt vist at NSCLCs fra aldri røykere å uttrykke høyere nivåer av α6β3 underenheter, mens røykere viser økt ekspresjon av a1, a3 og α7 underenheter og en lavere ekspresjon av α6β3 nAChR-underenhetene [47]. Våre studier presentert i dette manuskriptet antyder at nikotin stimulering av nAChR, og i det vesentlige aktivering av nAChR funksjon, gjør faktisk bidra til utviklingen av lunge cancer.
Det er mange signalmolekyler som er kjent for å bli aktivert av nAChR stimulering . Disse inkluderer aktivering av Src kinase kaskade, PI3-Akt vei, ERK /MAP kinase kaskade, NFkB sti samt syklisk AMP signalkaskade. Videre er nikotin vist seg å fungere i sammen med østradiol [30]. Disse observasjonene øke muligheten for at et bredt spekter av signaler som kommer fra disse reseptorene påvirke ulike aspekter av startfasen, progresjon og metastatisk spredning. Dette scenariet åpner også opp muligheten for at målretting en eller flere av disse banene kan være gunstig i bekjempelse av slike svulster.
Oppdagelsen av at epitelceller adhesjonsmolekyler som E-cadherin og dets bindingspartner β-catenin blir påvirket av nikotin gir en molekylær basis for disse funnene. Det kan tenkes at nikotin, gjennom nAChR signalveier, induserer endringer i genuttrykk mønstre for å legge til rette for EMT og tumormetastaser.
