Abstract
Formål
Sirtuin genet familien har vært knyttet tumorgenesen, i både en svulst promoter og suppressor kapasitet. Informasjon vedrørende funksjon sirtuins i kreft i bukspyttkjertelen er sparsom og tvetydig. Vi foretok en ny studie som undersøkte SIRT1-7 protein uttrykk i en kohort av bukspyttkjertelsvulster. Hensikten med denne studien var å etablere et protein uttrykk profil for SIRT1-7 i bukspyttkjertelen duktale adenokarsinomer (PDAC), og for å finne ut om det var sammenheng mellom SIRT1-7 uttrykk, klinisk-patologisk parametre og pasientens utfall.
Materiale og metode
Immunhistokjemisk analyse av SIRT1-7 proteinnivåene ble foretatt i en vev microarray bestående 77 resected PDACs. Statistiske analyser bestemmes hvis SIRT1-7 protein uttrykk var assosiert med kliniske parametere eller utfallet.
Resultater
To Sirtuin familiemedlemmer viste signifikant sammenheng med klinisk-patologisk parametere og pasient utfall. Lavt nivå SIRT3 ekspresjon i tumor cytoplasma korrelert med mer aggressive tumorer, og en kortere tid til tilbakefall og død, i fravær av kjemoterapeutiske intervensjon. Lave nivåer av kjerne SIRT7 ekspresjon var også forbundet med en aggressiv fenotype tumor og dårligere resultat, målt ved sykdomsfrie og sykdomsspesifikk overlevelsestid og 12 måneder etter diagnose.
Konklusjoner
våre data tyder på at SIRT3 og SIRT7 har tumorsupressorproteinene eiendommer i sammenheng med kreft i bukspyttkjertelen. SIRT3 kan også representere en roman prediktiv biomarkør for å avgjøre hvilke pasienter som kan eller ikke kan svare på kjemoterapi. Denne studien åpner opp en interessant avenue av etterforskningen til potensielt identifisere prediktive biomarkører og nye terapeutiske mål for kreft i bukspyttkjertelen, en sykdom som har sett noen signifikant bedring i overlevelse i løpet av de siste 40 årene
Citation. McGlynn LM, McCluney S, Jamieson NB, Thomson J, MacDonald AI, Øien K, et al. (2015) SIRT3 SIRT7: Potensielle Nye Biomarkører for å bestemme utfallet i bukspyttkjertelen kreftpasienter. PLoS ONE 10 (6): e0131344. doi: 10,1371 /journal.pone.0131344
Redaktør: Wei-Guo Zhu, Peking University Health Science Center, KINA
mottatt: 12 februar 2015; Godkjent: 01.06.2015; Publisert: 29 juni 2015
Copyright: © 2015 McGlynn 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
Data Tilgjengelighet: All relevant data er inkludert i papir
finansiering:.. forfatterne fikk ingen spesifikke midler til dette arbeidet
konkurrerende interesser:. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Bukspyttkjertelkreft kreft~~POS=HEADCOMP er den femte vanligste årsaken til kreftdødelighet i Storbritannia; den har sett noen vesentlig forbedring i overlevelse i løpet av de siste 40 årene [1] og er fortsatt en av de mest aggressive solide maligniteter. De aller fleste (~ 90%) av diagnostisert kreft er bukspyttkjertelen duktale adenokarsinomer (PDAC) som utvikler seg gjennom ikke-invasive forstadier, bukspyttkjertel intraepitelial neoplasi (Panin) [2]. Generelt utfallet er dårlig, skyldes vanligvis til sent presentasjon, tidlig metastasering og rask invasjon, med bare rundt 4% av pasientene lever 5 år etter diagnose [2, 3].
Selv om kronologisk alder er den sterkeste determinant for utviklingen av de fleste humane ondartede sykdommer [4], biologisk aldring (aldring ved nivået for den celle, vev og organ), kan være mer klinisk relevant, da den påvirkes av genetisk, epigenetisk, miljømessige, metabolske og psyko faktorer [5]. Som sådan, inter-individuell variasjon i kreft mottakelighet og sykdomsutvikling kan være mer hensiktsmessig reflektert av determinanter for biologisk aldring. Vi har tidligere benyttet faktorer involvert i biologisk aldring å undersøke tumorigen prosessen og levere roman prognostisk og terapeutisk informasjon [6-9]. Disse biologiske aldring relaterte faktorene omfatter Sirtuin genfamilien som er involvert i regulering av cellulær aldring, stress og metabolske prosesser [10-14]. Det er en raskt voksende kunnskapsgrunnlag for deres engasjement i tumorgenesen.
Medlemmer av Sirtuin familien, SIRT1-7, er pattedyr orthologues av gjær protein, lydløs informasjon regelmessig 2 (SIR2) som er tenkt å regulere levetid i ulike organismer
. Sirtuins regulere flere cellulære prosesser, inkludert DNA-reparasjon, insulinsekresjon, cellesykluskontroll, telomeric vedlikehold og cellulær metabolisme [12, 13, 15]. Deres sub-cellulær beliggenhet og substrater som varierer i samsvar med deres individuelle funksjoner. Det har blitt foreslått at sirtuins kan funksjonelt knytte mitokondrier og telomer nucleoprotein komplekser med ribosom mediert proteinsyntese (kalt MTR) [16]. Dette tyder på at de sirtuins bidra til å regulere nivået av brennstoff som forbrukes av en celle som svar på stress og at nivået av tilhørende energiforbruk er representative for en hvilken som helst krav om å reparere assosiert DNA-skade. Derav sirtuins delta i cellulære beslutninger som svar på skade, som kulminerte i enten reparere eller død. Dysregulering av individuelle Sirtuin funksjoner kan derfor hemme cellene evnen til å nøyaktig bestemme en passende reaksjon, muligens bidra til en kreftfremkallende prosess.
Denne hypotese blir støttet av en rekke bevis knytter Sirtuin uttrykk med human malignitet. SIRT1 overekspresjon har vært nevnt i flere kreftformer, blant annet prostata, AML og endetarmskreft [17-19], mens SIRT3 og SIRT7 nivåer har vist seg å være overuttrykt i lymfeknutepositiv brystkreft [9]. Det har derfor blitt foreslått at de sirtuins fungere som tumorpromotere. Men det blir stadig tydeligere at sirtuins ikke alle funksjon likt i kreftutvikling. Det finnes rapporter som beskriver redusert SIRT1 uttrykk i ulike krefttyper, inkludert eggstokkene og blære maligniteter [20, 21]. Denne dokumentasjonen tyder på at sirtuins har også potensial til å fungere som tumor suppressors, og det har blitt antatt at både SIRT2 og SIRT6 handle på en slik måte [6, 7, 22]. Dual funksjonalitet, avhengig av primærkilden av svulsten og karakteren av svulsten har også blitt rapportert som legger til kompleksiteten i noen tilskrives funksjonell rolle for enkelt sirtuins [7].
Det har vært få studier som undersøker sirtuins i bukspyttkjertelkreft, har de fleste som fokuserte på SIRT1. Zhao et al viste redusert spredning, invasjon og økt apoptose i bukspyttkjertelen kreft cellelinjer følgende SIRT1 RNAi knockdown og de hypoteser som SIRT1 nedregulering kan representere en roman terapeutisk behandling i bukspyttkjertelkreft [23]. Dette ble også støttet av de funn som SIRT1 hemming kan hindre acinar-til-ductal metaplasi og redusere bukspyttkjertel duktalt adenokarsinom (PDAC) svulster celleviabilitet [24]. Motsatt har en annen studie antydet at aktivering av SIRT1 hemmet spredning av kreft i bukspyttkjertelen celler som uttrykte onkogen bukspyttkjertelen adenokarsinom oppregulert faktor (PAUF) og at SIRT1 aktivisering kan være en roman terapeutisk strategi [25]. Lite er kjent av de andre sirtuins, med unntak av SIRT 6, som har blitt rapportert å fremme cytokinproduksjon og migrasjon i kreft i bukspyttkjertelen celler, og følgelig ble det foreslått at SIRT6 hemmere kan tjene som en ny behandling for kreft i bukspyttkjertelen [26].
til tross for den nylige interesse i Sirtuin familien, forskning i sammenheng med kreft i bukspyttkjertelen er ikke bare sparsom, men mangelfulle. Vi har derfor foretatt en ny studie som undersøkte rollen SIRT1-7 protein uttrykk i en kohort av bukspyttkjertelsvulster. Hensikten med denne studien var å etablere et protein uttrykk profil SIRT1-7 i PDAC svulster og for å finne ut om det var noen sammenheng mellom SIRT1-7 uttrykk, klinisk-patologisk parametre og pasientens utfall.
Metoder
Pasient Cohort
Prøver innhentet fra 77 pasienter som gjennomgår pancreaticoduodenectomy i Glasgow Royal Infirmary mellom 1993 og 2006 for bukspyttkjertel duktalt adenokarsinom ble brukt i denne studien. Alle reseksjoner ble utført med kurativ hensikt. 83,1% av pasientene hadde tilbakefall av primærtumor (bety regelmessighet (sykdomsfri overlevelse) = 17,1 måneder), mens 84,4% av pasientene døde som et resultat av deres kreft (gjennomsnittlig overlevelsestid (sykdomsspesifikk overlevelse) = 21.4 måneder). Gjennomsnittlig pasientens alder på tidspunktet for reseksjon var 62 år. De klinisk-patologiske egenskaper av pasientmateriale er skissert i tabell 1. reseksjonsrendene engasjement (R1) status ble definert som tilstedeværelse av tumor ved eller ≤ 1 mm av en margin når bedømt ved mikroskopi av en hematoxylin- og eosin-farget lysbilde [27]. Etisk godkjenning for bruk av arkivmateriale i bukspyttkjertelen vev for microarray dannelse og biomarkør forskning ble gitt av NHS Forskning Scotland GGC Biorepository etisk komité (Southern General Hospital). Ledelsen i samtykkeprosessen er organisert av Glasgow Biorepository. Generisk skriftlig samtykke til lagring og bruk av vev i forskning ble oppnådd før reseksjon. For arkiv prøver samlet inn før gjennomføringen av fremtidige samtykkeprosessen, ble godkjenning for vev bruk gitt av NHS Forskning Skottland GGC Biorepository.
Immunohistochemistry
TMA ble konstruert for bukspyttkjertel ductal adenokarsinomer [28]. IHC for SIRT1-7 ble utført på TMA. All antistoff spesifisitet ble bekreftet ved western-blotting, celle-pellet eller blokkerer peptid eksperimenter. TMA ble avvokset og rehydrert gjennom en serie av xylen og alkohol vasker. Antigen henting ble utført ved oppvarming lysbilder under press i enten TE buffer (SIRT1-2 SIRT5-7) eller Citrate Buffer (SIRT3 4) i fem minutter i en mikrobølgeovn, med en 20 minutters kjøle ned periode. Endogen peroksidase ble blokkert ved inkubering i 3% -ig hydrogenperoksyd (VWR) i 10 minutter. Blokkering ble utført ved anvendelse av 1,5% normalt hesteserum (Vector Laboratories) i en time ved 25 ° C. Glassene ble inkubert med det respektive antistoff i 1 time ved 25
° C (1: 1000 SIRT2, kanin anti-humant polyklonalt, levetid Biosciences (LS-B1565)), 2 timer ved 25
° C (1 : 500 SIRT5, Kanin anti-human polyklonale, Abcam (ab49173) 1: 500 SIRT6, Kanin anti-human, Levetid biovitenskap (LS-B900)) eller over natten ved 4
° C (1: 500 SIRT1, Rabbit anti-humant monoklonalt, Abcam (ab32441), 01:50 SIRT3, kanin anti-humant monoklonalt, Cell Signal Technology (# 2627), 1: 400 SIRT4, geit anti-humant polyklonalt, Abcam (ab10140) og amp; 1: 500 SIRT7 , kanin anti-humant polyklonalt Abcam (ab78977)). I hvert forsøk en negativ og positiv kontroll var inkludert. Bryst og kolon vev som var kjent for å uttrykke høye nivåer av proteinet av interesse ble anvendt som kontroller. Den positive kontrollen Saken ble behandlet med antistoffet, og den negative kontroll vev med antistoff-fortynningsmiddel (DAKO). Signalet for alle antistoffer, bar SIRT4, ble visualisert etter inkubasjon med seg (DAKO, UK) ved 25 ° C i 30 minutter, og 3,3′-diaminobenzidin (DAB, Vector Laboratories, UK). Den SIRT4 antistoff ble reist i geit og derfor LSAB + systemet (DAKO) ble brukt, i henhold til produsentens instruksjoner. Figur 1 illustrerer den observerte farging og spesifisiteten validering for hver Sirtuin antistoff.
For hver Sirtuin antistoff en negativ kontroll (antistoffdiluent bare) er vist, sammen med en vev kjerne farget med antistoffet. Antistoff spesifisitet ble validert ved bruk av blokkering peptid å konkurrere med vev flekker, eller IHC på formalinfiksert parafin integrert celle pellets behandlet med resveratrol.
Histoscore Metode
To uavhengige observatører scoret tumor kjernene med en vektet histoscore metode [29]. Fargeintensitet ble kategorisert i prosentandelen av celler med negativ (0), svak (1), moderat (2) og sterk (3) farging. Den endelige histoscore ble beregnet ved følgende formel:
Histoscore = (0 x% negative tumorceller) + (1 x% av svake tumorceller) + (2 x% av moderat tumorceller) + (3 x % av sterke kreftceller)
histoscore varierte fra 0 til 300. avtalen mellom de to observatører ble overvåket ved å beregne intra korrelasjonskoeffisient. Resultatene ble vurdert på nytt dersom resultatet avvek fra . 50
Statistical Analysis
Statistisk analyse ble utført ved hjelp av SPSS statistikkpakke (versjon 19 for Windows). Grunnleggende deskriptiv statistikk ble utført for hver antistoff. Pearsons korrelasjonskoeffisienter ble beregnet å kvantifisere sammenhengen mellom protein uttrykk og kjente prognostiske markører, mens Mann-Whitney tester ble brukt for å sammenligne uttrykk nivåer med variabler kategorisert som svulst klasse og lymfeknute status. Chi-squared tester ble utført for å sammenligne binære histoscores med ulike prognostiske indikatorer
For chi-kvadrat tester og overlevelse analyser, pasienter ble delt inn i to grupper:. De som uttrykte høye nivåer av protein og de som uttrykte lave nivåer i deres tumor. For alle sirtuins, ble høye uttrykk nivåer definert som IHC score lik eller over medianverdien, mens lave nivåer ble definert som scorer mindre enn medianverdien.
Kaplan Meier overlevelsesanalyse ble utført for å beregne forskjeller i sykdoms -Gratis overlevelse og sykdomsspesifikke overlevelses ganger, ved hjelp av bukspyttkjertelkreft tilbakefall og kreft i bukspyttkjertelen konkrete dødsfall som de respektive endepunkter. Cox multippel regresjon ble utført for multivariat analyse som sammenligner proteinuttrykk til variabler som tumor størrelse, karakter og lymfeknute status. Hazardratio analyse ble utført for å etablere den relative risiko for en pasient relapsing eller dør i forhold til protein ekspresjonsnivåene. En verdi på p 0,05 ble ansett for å være statistisk signifikant
Resultater
Sirtuin protein uttrykk i bukspyttkjertelkreft
Medianverdien og omfanget av de histoscores oppnådd for hver. Sirtuin er angitt i tabell 2. Det cellulære lokalisering og nivået for ekspresjon av de individuelle sirtuins ble vist å variere på PDAC vev. Eksempler på svulstvev presenterer med lave og høye nivåer av SIRT1-7 som fremhever disse forskjellene er vist i figur 2.
Eksempler på pankreastumorer uttrykker både lave og høye nivåer av SIRT1-7 vises.
.
SIRT5 er assosiert med kreft patologiske parametre, men ikke pasienten utfallet
Statistisk analyse viste at SIRT1, 2, 4 6 uttrykk nivåer i bukspyttkjertelen svulstvev var ikke forbundet med kjente prognostiske faktorer eller pasientens utfall. Det ble imidlertid høyere nivåer av kjernefysisk SIRT5 vist seg å være assosiert med svulster 30 mm i størrelse (p = 0,038) og tilstedeværelsen av vaskulære og lymfatiske invasjon (p = 0,042 p = 0,033, respektivt) (tabell 3). Til tross for disse foreningene var det ingen sammenheng mellom SIRT5 uttrykk og pasient utfall, målt ved enten sykdomsfrie eller sykdomsspesifikk overlevelse.
Lav SIRT3 uttrykket er assosiert med markører for dårlig utfall.
Pasienter med lave nivåer av atom SIRT3 i deres tumor var mer sannsynlig å presentere med høy klasse, dårlig differensierte pankreastumorer (henholdsvis p = 0,015 og p = 0,05). Likeledes, ble lave nivåer av cytoplasmatisk SIRT3 forbundet med høy grad av tumorer (p = 0,035) (Tabell 3).
SIRT 3 kan være innblandet i effekten av kjemoterapi ved kreft i bukspyttkjertelen
Ingen betydelig relasjoner ble funnet mellom SIRT3 kreft uttrykk nivåer og pasient overlevelse og /eller tilbakefall av sykdommen i hele pasient kohort (n = 77). Som SIRT3 har en direkte rolle i å regulere cellenes stoffskifte, ble det ansett hensiktsmessig å stratifisere pasienter i henhold til deres kjemoterapi status som metabolisme og kjemoterapi effekt kan være knyttet. Det ble bemerket at 43,1% (22/51) av pasientene som uttrykte lave nivåer av SIRT3 og 56,8% (29/51) av pasientene som uttrykte høye nivåer av SIRT3 ikke mottar kjemoterapi. Dette stratifisert analyse viste en signifikant overlevelse forskjell mellom lav og høy SIRT3 cytoplasmisk uttrykk hos de pasientene som ikke fikk kjemoterapi (fig 3). Pasienter med lave nivåer av cytoplasmisk SIRT3 i sin tumor hadde en vesentlig kortere tid for å gjentakelse enn de med høye nivåer av cytoplasmiske SIRT3 (p = 0,05, betyr regelmessighet 11,8 vs 30,7 måneder, figur 3A). Lave nivåer av cytoplasma SIRT3 var assosiert med en 1,95 ganger større risiko for tidligere tilbakefall (HR = 1,95 (0,98 til 3,84) p = 0,054). Multivariat analyse viste at cytoplasmiske SIRT3 (p = 0,062), lymfeknute status (p = 0,008) og tumor differensiering (p = 0,041) var uavhengig av tumorstadium og karakter, i å påvirke sykdomsfri overlevelse. Videre cytoplasma SIRT3 hadde også en betydelig innvirkning på sykdomsspesifikk overlevelse hos pasienter som ikke får kjemoterapi; lave nivåer av SIRT3 var assosiert med en kortere tid til død (p = 0,014, betyr overlevelse 14,6 vs 34,7 måneder, figur 3B). Pasienter med lave nivåer av SIRT3 var 2,23 ganger større sannsynlighet for å dø tidligere enn de med høye nivåer av SIRT3 (HR = 2,23 (01.15 til 04.29), p = 0,016). Multivariabel cox-regresjonsanalyse viste at cytoplasmiske SIRT3 (p = 0,02), lymfeknute status (p = 0,006) og tumor differensiering (p = 0,006) var uavhengig av tumor karakter og størrelse, i å påvirke sykdomsspesifikk overlevelse. Ingen signifikant forskjell i utfall (sykdomsfri eller sykdomsspesifikke) i form av SIRT3 uttrykk ble observert for de pasientene som får kjemoterapi (Fig 3C og 3D).
Kaplan-Meier overlevelsesanalyser, stratifisert etter kjemoterapi status, Var fremført. Pasienter som ikke får kjemoterapi og uttrykte lave nivåer av cytoplasma SIRT3 i sine tumorer var mer sannsynlig å (a) tilbakefall raskere (p = 0,05 11,8 vs 30,7 måneder) og (b) dør tidligere (p = 0,014, 14,6 vs 34,7 måneder) enn pasienter som uttrykte høye nivåer av SIRT3. Derimot var det ingen signifikant forskjell i utfallet målt ved (c) tid til tilbakefall eller (d) tid til døden i form av SIRT3 uttrykk hos pasienter som fikk kjemoterapi.
I tillegg kan pasienter med lav SIRT3 uttrykk som fikk kjemoterapi hadde en lengre tid til tilbakefall (20 vs 11,8 måneder, p = 0,057) og død (279. vs 14,6 måneder, p = 0,032) enn de som ikke fikk kjemoterapi (fig 4A og 4B). Omvendt kan pasienter som uttrykte høye nivåer av SIRT3 og ble behandlet med kjemoterapi hadde en kortere tid til tilbakefall (14.3vs 30,7 måneder, p = 0,159) og død (18,3 vs 34,7 måneder, p = 0,148) enn de som ikke fikk kjemoterapi, men dette var ikke statistisk signifikans (fig 4C og 4D).
Pasienter med lav SIRT3 uttrykk som fikk kjemoterapi hadde (a) en lengre tid til tilbakefall (20 vs 11,8 måneder, p = 0,057) og (b ) en lengre tid til døde (27,9 vs 14,6 måneder, p = 0,032) enn de som ikke fikk kjemoterapi. Omvendt kan pasienter som uttrykte høye nivåer av SIRT3 og ble behandlet med kjemoterapi hadde (a) en kortere tid til tilbakefall (14.3vs 30,7 måneder, p = 0,159) og (b) en kortere tid til døde (18,3 vs 34,7 måneder, p = 0.148) enn de som ikke fikk kjemoterapi, selv om dette ikke statistisk signifikant.
SIRT7 kan fungere som en prognostisk indikator for pasienter med kreft i bukspyttkjertelen
Lave nivåer av både cytoplasma og kjernekraft SIRT7 ble koblet med svulster som hadde R1 reseksjoner ( 1mm) (p = 0,039 p = 0,017 henholdsvis). I tillegg ble lave nivåer av cytoplasma SIRT7 forbundet med høy grad av svulster (p = 0,032) (Tabell 3).
Survival analyse viste ingen signifikante forskjeller i sykdomsfrie eller sykdomsspesifikk overlevelse mellom pasienter som svulster hadde lav eller høy SIRT7 atom uttrykk. Men det var tydelig fra overlevelse plott som det var en inndeling av lav /høy SIRT7 uttrykkslinjer på ca 12-14 måneder (figur 5A og 5B). Analyse ble derfor utført på undergruppe av pasienter som overlevde lenger enn 12 måneder (n = 44). Pasienter med lav SIRT7 atom uttrykk oppviste en kortere sykdomsfri overlevelse (p = 0,028, betyr sykdomsfrie tids 20,1 vs 38 måneder, HR = 2,05 (1,07 til 3,92) p = 0,031, figur 5C). Multivariat Cox-regresjonsanalyse viste at kjernefysisk SIRT7 uttrykk (p = 0,023) og lymfeknute status (p = 0,004) var uavhengig av tumor differensiering, scene og klasse, i å påvirke sykdomsfri overlevelse.
Survival analyse av hele kullet viste ingen signifikante forskjeller i (a) sykdomsfri overlevelse eller (b) sykdomsspesifikk overlevelse mellom pasienter med tumorer hadde lav eller høy SIRT7 atom uttrykk. Men det var tydelig fra overlevelse plott som det var en inndeling av lav /høy SIRT7 uttrykkslinjer på ca 12-14 måneder. Analyse ble derfor utført på undergruppe av pasienter som overlevde lenger enn 12 måneder (n = 44). Pasienter med lav SIRT7 atom uttrykk viste (c) et kortere sykdomsfri overlevelse (p = 0,028, 20,1 vs 38 måneder), og (d) en reduksjon i sykdomsspesifikt tiden (p = 0,026, 26,9 vs 43,1 måneder) sammenlignet med pasienter hvis svulst uttrykte høye SIRT7 nivåer.
Videre pasienter med lave nivåer av tumor SIRT7 atom uttrykk viste en nedgang i sykdomsspesifikke tid (p = 0,026, mener sykdomsspesifikke tiden 26,9 vs 43,1 måneder) (fig 5D). Disse pasientene var 2.09 (1.08-4.03) ganger større sannsynlighet for å dø raskere enn personer med høye nivåer av atom SIRT7 (p = 0,029). Multivariat Cox-regresjonsanalyse viste at kjernefysisk SIRT7 (p = 0,020) og lymfeknute status (p = 0,007) var uavhengig av tumor differensiering, klasse og størrelse, i å påvirke tid til døden.
Diskusjoner
Denne studien søkt å fastslå om SIRT1-7 protein uttrykk var assosiert med klinisk-patologiske funksjoner i kreft i bukspyttkjertelen, og til å bestemme deres potensial bruk som prognostiske /prediktive markører. Hittil har svært få studier undersøkt samspillet mellom sirtuins og bukspyttkjertel tumorgenesen. Disse studiene har fokusert utelukkende på SIRT1 og SIRT6 og har produsert motstridende resultater [23-26]. Interessant, vår studie, utnytte et menneske resected bukspyttkjertelen svulst TMA, undersøkt alle syv sirtuins og har innblandet SIRT3 og SIRT7 som blir assosiert med mer avansert kreft i bukspyttkjertelen. Ingen av de gjenværende sirtuins ble vist å være assosiert med pasientens resultater, som målt ved sykdomsfrie og sykdomsspesifikk overlevelse. Både SIRT3 og SIRT7 ser ut til å fungere som tumor suppressors i sammenheng med kreft i bukspyttkjertelen; lave nivåer av både proteiner var assosiert med mer aggressiv kreft fenotyper og dårligere pasient utfall.
Det har vært kontinuerlig debatt om hvorvidt SIRT3 fungerer som en svulst promoter eller suppressor [30]. Dette er på grunn av dets skiftende roller i regulering av celle proliferasjon og overlevelse [31, 32]. Våre data, derimot, støtter en hypotese der SIRT3 fungerer først og fremst som en tumor suppressor, eventuelt ved å fremme apoptose, en funksjon som kan gå tapt i mer aggressive kreftformer. Dette er konsistent med observasjoner i tykktarmskreft, hvor SIRT3 har vært forbundet med vekst arrest og proapoptotiske funksjoner gjennom samhandling med både p53 /Bcl-2 og JNK2 /JNK1 trasé [33] og via regulering av HIF1a og ROS [34]. Det har blitt rapportert at tap av SIRT3 utløser oksydativ skade med reaktive oksygenarter (ROS) signalering for å skape et miljø som bidrar til tumorgenesen.
SIRT3 er en mitokondrie protein, og regulerer en rekke metabolske prosesser, inkludert fettsyreoksidasjon , oksidativ fosforylering og den TCA-syklusen [35, 36]. Et viktig skritt i tumorgenesen prosessen er metabolsk omprogrammering. Tumor celler, i forhold til normale celler, er avhengige av en økt forekomst av aerob glykolyse (selv i nærvær av oksygen) for å spre seg. Det er derfor biologisk plausibel at tap eller reduksjon av SIRT3 uttrykk, kunne ha en skadelig effekt på cellenes stoffskifte, til slutt resulterer i tumorgenesen. Det har blitt foreslått at aktiveringen av SIRT3 forårsaker en overgang fra glykolyse til oksidativ fosforylering og aktivering av trikarboksylsyre (TCA) syklus, deretter sakker tumorcellevekst [35]. Denne hypotese er analog med den som ble observert med hensyn til SIRT6 regulering av Warburg-effekten, hvor tapet av SIRT6 tumor undertrykkende funksjon driver denne bryteren i glukosemetabolismen [6]. Spesielt har det blitt vist at en reduksjon i ekspresjonen av SIRT3 i mus MEFs og
in vivo-modeller
, resulterte i økt oksidativ skade, oppregulering av ROS-mediert signalisering, aktivering av HIF-1α og metabolsk omprogrammering som alle bidrar til økt spredning og tumorgenesen [37].
Våre data støtter en slik hypotese der lave nivåer av SIRT3 fremme spredning, og er assosiert med mer aggressive svulster som har nytte av kjemoterapi som er rettet mot raskt prolifererende celler. I tråd med dette, våre data viser at pasienter med tumor uttrykker lave nivåer av SIRT3 var mer sannsynlig til tilbakefall og dør tidligere hvis de ikke mottar kjemoterapi. Dette var ikke tydelig for pasienter med tumorer uttrykte høye nivåer av SIRT3. Analyse av pasienter som fikk kjemoterapi viste ingen overlevelse forskjell mellom de som har svulster uttrykt lave eller høye SIRT3 proteinnivåer, noe som tyder på at kjemoterapeutika kan bidra til å lindre de negative effektene av redusert SIRT3 uttrykk. Dette er viktig, da det gir en mulighet for terapeutisk intervensjon. SIRT3 kan derfor representere en ny logisk biomarkør som kan brukes til å stratifisere pasienter i henhold til deres sannsynlighet for å svare på kjemoterapi.
At SIRT3 kan være involvert i formidling av en respons på kjemoterapi er interessante, gitt den siste utviklingen fremheve at fasting kan beskytte normale /friske celler fra cellegift, mens sensibiliserende kreftceller til dens effekter [38, 39]. SIRT3 evne til å regulere metabolske stress er ikke bare en funksjon av tumorgenesen, men også av kalori-restriksjon og faste. SIRT3 har blitt observert å beskytte cellene mot oksidativ skade følgende kalori begrensning [40]. SIRT3 er ansvarlig for å regulere proteiner som IDH2, subenheter av komplekse 1-2, suksinat-dehydrogenase-aktivitet og langkjedet acyl-koenzym A-dehydrogenase (LCAD) [40, 41], som er involvert i oksidativ fosforylering, TCA syklus og fettsyrer oksidasjon. Det er mulig at etter fasting og oppregulering av SIRT3, celler slår tilbake fra en høy grad av glykolysen for oksydativ fosforylering og den TCA-syklus, som til slutt resulterer i en reduksjon i celleformering. Bevis fra musemodeller antyder at fasting i kombinasjon med kjemoterapi reduserer tumorstørrelse til nesten halvparten av størrelsen av tumorer fra mus som ble behandlet bare med kjemoterapi [39]. Den samme studien viste også differensial stresset allergi, der faste beskytter normale celler, men spesielt sensitiviteten kreftceller til toksiske effekter av kjemoterapeutika. En hypotese for den selektivitet som reaksjon vedrører SIRT3, er det mulig at etter fasting, nivåene av SIRT3 økninger i normale celler, glykolyse er slått av, og nivåene av oksidativt stress og spredning reduseres, som alle tjener til å beskytte normale celler fra virkningene av kjemoterapi narkotika. Motsatt de feilregulert kreftceller kan være ute av stand til å øke aktivering av SIRT3, noe som resulterer i fortsatt aerob glykolyse, forbedret spredning og følsomhet for kjemoterapi. I tillegg til fastende /kalorirestriksjon, har øvelse også vist seg å øke SIRT3 nivå og telleren aldersrelatert reduksjon [32, 42]. Det faste kan forbedre effekten av eksisterende terapi er et spennende prospekt og understreker at endringer i livsstil dvs. kosthold og trening kan brukes til å prøve og forbedre pasientens velvære og samlede resultatet.
I motsetning SIRT3, er kjent relativt lite når det gjelder funksjon og substrater av SIRT7 og dens funksjon i tumorgenesen. Imidlertid, på en måte som ligner på alle de andre SIRTs, de data som er tilgjengelige er motstridende. SIRT7 er et nukleolært protein og er involvert i ribosomet biogenese og rRNA transkripsjon, med forhøyet ekspresjon som resulterer i økt transkripsjon [43]. Det er også tenkt å spille en fremtredende rolle i spredning, med bevis som tyder på det er mer høyt uttrykt i raskt voksende vev; imidlertid noen rapporterer at det kan også ha anti-proliferative effekter [44, 45]. Det antas å deacetylate p53, noe som reduserer dens funksjonsevne og innflytelse på cellesykluskontroll [46]. Dette, kombinert med evnen til å kjøre spredning, gir SIRT7 med en potensiell rolle for å tilrettelegge tumorgenesen. Dermed tyder bevis motstridende funksjoner for rollen som SIRT7 spiller i ondartet sykdom. En forklaring på dette kan være gjennom sin tilknytning til p53. Greenblatt et al foreslått at 45-50% av alle svulster utviser mutert p53, og dette kan redusere onkogene rollen SIRT7, dermed sin tilknytning til kreftundertrykkende egenskaper [47]. Men det er nå noen debatt om hvorvidt p53 er virkelig en deacetylase mål av SIRT7. Nye observasjoner har identifisert SIRT7 som fungerer som en svært selektiv deacetylase av lysin 18 i histon H3 (H3K18ac) [48-50]. Det har tidligere blitt vist at lave nivåer av H3K18Ac er knyttet til mer aggressive tumorer og dårligere pasientens resultater [51, 52]. Tyder på at ved deacetylering H3K18, SIRT7 formidler transkripsjonen undertrykkelse av en utvalgt gruppe av gener. Interessant nok er de fleste av disse gener til stede med tumor suppressor egenskaper og er involvert i RNA prosessering, proteintranslasjon og cellulær metabolisme. SIRT7 kan være nødvendig for å opprettholde tumorigene fenotype i stedet for å initiere cellulær transformasjon som dets ekspresjon var nødvendig for forankrings-uavhengig vekst, proliferasjon i lave serumforhold, tap av kontakt inhibisjon og vekst av tumor-xenografter [48]. Flere studier har vist at SIRT7 er oppregulert i tumorer inkludert bryst, skjoldbruskkjertelen og leverkreft [9, 53, 54].
