Abstract
Den avvikende TGF-β super medlem, makrofag hemmende cytokin-1 ( MIC-1 /GDF15) er overuttrykt av de fleste kreftformer, blant annet prostatakreft (PCA). Mens de sirkulerende nivåer er knyttet til kreft utfallet, er rollen MIC-1 /GDF15 spiller i kreftutvikling og progresjon ufullstendig forstått. For å undersøke dens effekt på PCa utvikling og spredning, har vi brukt TRAMP prostatakreft utsatt mus med en germline sletting av MIC-1 /GDF15 (TRAMP
MIC – /-). I gjennomsnitt TRAMP
MIC – /- mus døde ca 5 uker tidligere, og hadde større prostatatumorer sammenlignet med tramp mus som var villtype for MIC-1 /GDF15 (TRAMP
MIC + /+). I tillegg, på tidspunktet for død eller etisk sluttpunkt, selv når justert for levetid, var det ingen signifikante forskjeller i antall mus med metastaser mellom TRAMP
MIC + /+ og TRAMP
MIC – /- grupper. Men i tråd med våre tidligere data, mer enn dobbelt så mange tramp mus overekspresjon MIC-1 /GDF15 (TRAMP
fmsmic-1) hadde metastaser enn TRAMP
MIC + /+ mus (p 0,0001). Vi konkluderer med at kjønnsceller genet sletting av MIC-1 /GDF15 fører til økt lokal tumorvekst resulterer i redusert overlevelse forenlig med en samlet beskyttende rolle for MIC-1 /GDF15 tidlig i primærtumorutvikling. Men i å fremme sykdom, som vi tidligere har nevnt, kan MIC-1 /GDF15 overekspresjon fremme lokal invasjon og metastatisk spredning
Citation. Husaini Y, Lockwood GP, Nguyen TV, Tsai VW-W, Mohammad MG Russell PJ, et al. (2015) Macrophage Hemmende cytokin-en (
MIC-1 /GDF15
) Gene Sletting Fremmer kreft vekst i TRAMP Prostate Cancer Liggende Mus. PLoS ONE 10 (2): e0115189. doi: 10,1371 /journal.pone.0115189
Academic Redaktør: Hari K. Koul, Louisiana State University Health Sciences sentrum, UNITED STATES
mottatt: 08.08.2014; Godkjent: 11 november 2014; Publisert: 19 februar 2015
Copyright: © 2015 Husaini 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 innenfor papir
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet delvis med tilskudd fra Cancer Council of New South Wales (https://www.cancercouncil.com.au/) og The National Health and Medical Research Council of Australia (NHMRC) (https://www.nhmrc.gov.au/). DAB er en National Health and Medical Research Council Biomedical Career Development Fellow. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:. Forfatterne har lest journalen politikk og har følgende konflikter: DAB og SNB er navngitte oppfinnere på patenter som eies av St Vincent Hospital som gjelder for klinisk bruk av en MIC-1 /GDF15 diagnostisk analyse og modulerende terapi. St Vincent Hospital går med på å gjøre fritt tilgjengelig materiale og informasjon som er beskrevet i denne publikasjonen som kan be om for det formål akademiske, ikke-kommersiell forskning. På grunn av den proprietære innholdet i materialet, vil partene må inngå en overtakelsesavtale. Dette endrer ikke forfatternes tilslutning til alle PLoS ONE politikk på deling av data og materialer. Medforfatter DAB er en PLoS ONE Editorial styremedlem. Dette endrer ikke DAB tilslutning til PLoS ONE redaksjonelle retningslinjer og kriterier.
Innledning
Prostatakreft (PCA) er en av de mest diagnostisert kreft hos menn. Det forårsaket anslagsvis 29,480 dødsfall i USA i 2014, og er den nest største årsaken til kreft dødsfall hos menn [1]. Til tross for sin kliniske betydning, vår forståelse av biologi er ufullstendig og bortsett fra kirurgi for tidlig sykdom, er dens behandling palliativ. Som de fleste, om ikke alle tumorer, viser PCa endret ekspresjon av mange genprodukter, inkludert cytokiner og vekstfaktorer. Ett cytokin som vanligvis overuttrykt i mange kreftformer, inkludert PCa, er MIC-1 /GDF15, et divergerende medlem av den transformerende vekstfaktor-β superfamilien [2]. Uttrykk for dette cytokin er også indusert av de fleste kreftbehandlingen og dets serumnivåer er klart knyttet til kreft utfallet [3-9].
MIC-1 /GDF15 er detekterbart i blodet til alle personer [10]. Dets ekspresjon av kreftformer er ofte reflektert av økninger i sine blodnivåer, vanligvis i forhold til scenen og omfanget av tumor [5,11-16]. For eksempel er det en vedvarende økning i MIC-1 /GDF15 serumnivåer med progresjon til colonic polypper, høy klasse dysplastiske polypper, lokalisert tykktarmskreft (CRC) og deretter spres CRC [13]. Videre pasienter med CRC med forhøyet serum MIC-1 /GDF15 nivåer på presentasjonen, har en dårligere samlet prognose og tidligere sykdom tilbakefall [13,17]. For PCa, MIC-1 /GDF15 serumnivåene er en uavhengig prediktor for nærvær av kreft [14] og i mer fremskreden sykdom de forutsi total overlevelse og beinmetastase [12,16]. Høy MIC-1 /GDF15 serumnivåene også forutsi diagnose og /eller resultat for et bredt spekter av maligniteter, inkludert melanom [18,19], kreft i bukspyttkjertel [15,20,21], skjoldbruskkjertel [22,23], eggstokk [ ,,,0],24] og endometrium [25].
Hos pasienter med avansert kreft, serum MIC-1 /GDF15 nivåer ofte stige fra en normal gjennomsnitt på ca. 450pg /ml [13] til 10.000-100.000 pg /ml eller mer [5] og kan forårsake kreft anoreksi /kakeksi [26,27]. Denne felles kreft komplikasjon er mediert av handlingene til MIC-1 /GDF15 på ernæringssentre i hjernen og kan reverseres ved nøytraliserende antistoffer [26,27]. MIC-1 /GDF15 serumnivåer i kreft påvirkes ikke bare av sin over-uttrykk, men også avhenge av hvordan den er behandlet av svulsten. Intracellulær prosessering fører til fjerning av MIC-1 /GDF15 propeptidet og diffusjon inn i blodstrømmen etter sekresjon. Imidlertid, som propeptidet samhandler med tumor stroma, forblir ubehandlet utskilt protein bundet til den ekstracellulære matrise nær det produserende svulst [21,28]. I PCA økt stromal MIC-1 /GDF15 er assosiert med bedre behandlingsresultater, særlig hos pasienter med lavgradige lokalisert prostatakreft (Gleason sum score på 6 eller mindre) [28], noe som tyder på at det er økt lokal tilgjengelighet er gunstig. I motsetning til høye sirkulerende konsentrasjoner av MIC-1 /GDF15 er assosiert med en dårlig prognose [28]. Men om MIC-1 /GDF15 overekspresjon i kreft har en gunstig, skadelig eller blandet effekt på sykdommen utfallet er vanskelig å fastslå fra epidemiologiske studier alene.
in vivo
kreft relatert aktivitet MIC-1 /GDF15, er blitt undersøkt i et antall tumor-xenograft studier med blandede resultater. For eksempel håndheves MIC-1 /GDF15 overekspresjon i HCT-116 tykktarmskreftceller [29] eller i DU145 [30] PCa cellelinje, xenopodet inn immunsvikt mus, redusert tumorstørrelse. En tumorigent glioblastom cellelinje, som forble upåvirket av MIC-1 /GDF15
in vitro
, på transfeksjon med MIC-1 /GDF15, ikke klarte å utvikle svulster i nakne mus [31]. Forfatterne antydet at MIC-1 /GDF15 kan ha handlet på den lokale svulsten mikromiljøet for å hemme tumorvekst. I motsetning til dette, slå ned av MIC-1 /GDF15 i en human melanoma [18] og en mus glioblastom [32]-cellelinje signifikant reduserte veksten av tumorer innpodet. Videre er xenografter av PC3 PCa cellelinje konstruert for å overuttrykker MIC-1 /GDF15 vokste raskere [33] og når orthotopically implantert, førte til flere metastaser [34].
I motsetning til de xenograft modeller i immunsvikt mus, kreftfremkallende induserte og spontant utvikle kreft modeller er utført ved immun kompetente mus, som nærmere etterligner den patogenesen av kreft. I kjemisk indusert kreft modeller, transgen overekspresjon av MIC-1 /GDF15 fører til motstand mot uretan indusert lungekreft [35] og azoxymethane indusert tykktarmskreft [36]. Men mens transgen overekspresjon førte til beskyttelse i disse to tilfellene, genet sletting ikke endre utviklingen av diethylnitrosamine indusert leverkreft [37].
Spontant utvikle kreft i transgene mus ofte tettest i samsvar med kreft hos mennesker og alle studier basert på deres bruk foreslå at MIC-1 /GDF15 er i stor grad beskyttende tidlig i sykdommen. Utvikling av store tarmen polypper og kreft i Apc
min mus er redusert med transgen overekspresjon av MIC-1 /GDF15 [36]. Videre germline sletting av MIC-1 /GDF15 i Apc
min mus avskaffet vern fra COX-hemmer sulindak [38]. Som denne klassen av stoffet er kjent for å indusere ekspresjon av MIC-1 /GDF15 i både mus og mennesker [38], tyder disse dataene på at tumorundertrykkelse kan være avhengig av ekspresjonen av MIC-1 /GDF15 [38]. Videre støtter dette synet er en studie hvor prøver fra Polyp Prevention Trial [39]. Dette viste at ikke-steroid antiinflammatorisk legemiddel (NSAID) Brukerne hadde en høyere serum MIC-1 /GDF15 nivå enn ikke-brukere og bare NSAID-brukere med en forhøyet serum MIC-1 /GDF15 nivå ble beskyttet fra colonic adenom gjentakelse [39, 40].
Mer nylig har vi vurdert effekten av MIC-1 /GDF15 overekspresjon på i løpet av kreft i
T
ransgenic
En
denocarcinoma av
M
Ouse
P
rostate (TRAMP) prostatakreft utsatt gene mus. Tramp mus uttrykker SV40 tidlige gener (T og t; Tag) under kontroll av rotte probasin (RPB) promoter [41], som retter seg mot sitt uttrykk til prostata epitel. Heterozygot Tramp hannmus utvikle progressiv prostatakreft stiller det samme spekteret av sykdom som finnes hos menn. I løpet av 6-12 måneder disse musene gradvis utvikle lokalisert så invasiv kreft som viser metastatisk spredning til fjerne områder, først og fremst bekkenet lymfeknuter, lever, nyre og lunger [42]. Våre data indikerer at Tramp mus, overekspresjon MIC-1 /GDF15, har betydelig økt overlevelse på grunn av redusert vekst og histologisk grad av primærtumor [43], noe som ytterligere støtter en gunstig rolle for MIC-1 /GDF15 tidlig kreft. Imidlertid, som svulsten avansert, disse mus utviklet også flere metastaser [43], som tyder på at MIC-1 /GDF15 overekspresjon kan ha skadelige handlinger sent i løpet av kreft. Det er ingen andre data fra transgene kreftmodeller der effekten av MIC-1 /GDF15 på avansert kreft har blitt undersøkt.
Det er viktig å forstå effekten at MIC-1 /GDF15 har på biologi av kreft som det er sterkt overuttrykt ved mange kreftformer og dens uttrykk er indusert av kreftbehandlingen. Dermed noen effekt det har på biologi av kreft er sannsynlig å være av klinisk betydning. For ytterligere å fremme vår forståelse av dette cytokin i kreft, har vi bestemt hvordan MIC-1 /GDF15 mangel påvirket utviklingen av PCa. Vi har benyttet TRAMP prostatakreft utsatt mus som også bærer en germline sletting av MIC-1 /GDF15 genet (TRAMP
MIC – /-) eller villtype MIC-1 /GDF15 (TRAMP
MIC + /+), å sammenligne overlevelse, mønster av PCa vekst og metastatisk spredning. TRAMP
MIC – /- mus hadde betydelig større prostatakreft og kortere overlevelse enn TRAMP
MIC + /+ mus, men det var ingen signifikant forskjell i forekomsten og frekvensen av metastaser i de to mus linjer som tyder på at ulike mekanismer megle effektene av MIC-1 /GDF-15 på lokal og metastatisk PCa utvikling. Disse dataene er i samsvar med tidligere studier, identifisere en stor grad beskyttende rolle for MIC-1 /GDF15 i den lokale veksten av tidlig kreft.
Materialer og metoder
Etikk erklæringen
All forskning og dyr omsorg prosedyrer ble godkjent av Garvan Institute /St Vincent Hospital forsøk med dyr etiske komité (Ethics No: 07/05, 10/05 og 13/08) og var i samsvar med den australske anbefalingen for omsorg og bruk av dyr for vitenskapelig formål.
Transgene mus
Heterozygote mannlige Tramp mus (TRAMP
+/-) [41] ble generert ved å parre tramp
+/- hunner ( C57BL /6 bakgrunn) med ikke-transgene C57BL /6 hanner. Mus med en germline sletting av
MIC-1 /GDF15
genet (MIC-1
– /-) [44], også på en C57BL /6 bakgrunn ble avlet med tramp mus for å generere MIC 1
– /- mus også bærer TRAMP transgenet (TRAMP
MIC – /-). PB-SV40 T transgenet ble identifisert ved hjelp av DNA ekstrahert fra haleprøver og PCR primere rettet mot PB-SV40 T-antigen sekvensen: Pb fremover: 5′-CCGGTCGACCGGAAGCTTCCACAAGTGCATTTA-3 «og SV40Tag-revers: 5»-CTCCTTTCAAGACCTAGAAGGTCCA-3 «. MIC-1 /GDF15 genet delesjon ble identifisert ved anvendelse av primere MIC1Exon2for: 5»-GGCGGCGCACAGCTGGAACTGC-3 «med MIC1Exon2Rev: 5′-CAGCCCCGGGCCACCAGGTCAT-3′ (villtype par) og MIC-1 /GDF15KOfor: 5»-GAGAGGACTCGAACTCAGAACCA-3 «med MIC-1 /GDF15KORev: 5»-GAAGTTATATTAAGGGTTCCGCAAGC-3 «(Knock-out par). Syngene mus overekspresjon MIC-1 /GDF15 under kontroll av myeloid cellespesifikke c-FMS promoter (MIC-1
FMS) ble brukt til å avle trampe mus som også overuttrykker MIC-1 /GDF15 (TRAMP
fmsmic-en ). Den doble transgen TRAMP
fmsmic-1 mus ble generert ved å krysse TRAMP
+/- kvinner med homozygot MIC-1
FMS menn. MIC-1 /GDF15 transgenet i TRAMP
fmsmic-1 mus ble identifisert ved PCR ved bruk primere, Flagg-forward: 5′-GACTACAAGGACGACGATGACAAG-3 «og MS8-revers: 5′-CGAAGCCTACCGCGTGCACCGAG-3». Reaksjonsbetingelsene som ble benyttet var:. Denaturering ved 95 ° C i 10 sekunder, annealing ved 60 ° C i 20 s, og forlengelse ved 72 ° C i 30 s
Survival studie
Ut en statistisk styrke analyse for utvalgsstørrelse, (Alpha error = 0,05, statistisk styrke = 0,95), 35 TRAMP
MIC + /+ og 35 TRAMP
MIC – /- mus ble tildelt ved 4-6 ukers alder, for en overlevelse studie. Fra den tiden, ble musene veid en gang i uken og overvåket to ganger i uken for tumorstørrelse og grad av palpating magen. Mus enten døde eller ble avlivet da de nådde etiske endepunktene av tumorstørrelse større enn 11mm X 11mm X 11mm, mer enn 20% vekttap eller møte noen andre etiske endepunkts kriterier for aktiv dødshjelp. Den totale overlevelsen av individuelle mus ble beregnet fra fødselen til etisk endepunkt eller død av svulsten. Overlevelse Fordelingen ble beregnet ved hjelp av metoden ifølge Kaplan-Meier. Ved obduksjon i urin-kompleks (GU) bestående av prostata (inkludert rygg, lateral, ventral og fremre lapper), urinrør, ampullary kjertel, sædvæske (SV) og urinblæren ble tatt ut og veid. Prostata ble fjernet fra GU og veies separat. Vekten til GU og prostata av hver mus ble normalisert ved sin kroppsvekt (orgel vekt /kropp vekt).
primær tumorstørrelse
I et eget kohort til den ovenfor, prostata tumorvekst var sammenlignet i TRAMP
MIC + /+ og TRAMP
MIC – /- mus. Ved starten av studien 88 TRAMP og 88 TRAMP
MIC – /- mus, 22 av hver for hver etappe, var forhåndstildelt å bli ofret på ulike tidspunkter fra tidlig til avanserte kreft stadier (8, 17, 25 og 33 ukers alder). For hver av de 88 musene obdusert, ble GU skåret ut og prostata ble separert fra GU. Total GU og prostatavekt ble målt og normalisert til den donor mus total kroppsvekt (organ vekt /kroppsvektprosent).
Identifikasjon av tumormetastaser
å estimere forekomsten av metastaser ved tidspunktet for død eller culling i TRAMP
MIC + /+ og TRAMP
MIC – /- mus, undersøkte en annen kohort av TRAMP
MIC + /+ (n = 63) og TRAMP
MIC – /- (n = 63). Til sammenligning har vi også undersøkt et tilsvarende antall MIC-1 /GDF15 overekspresjon TRAMP
fmsmic-1 mus (n = 63), hvis PCa var kjent for å være assosiert med økt metastaser [43]. Musene ble ivaretatt og avlives etter de samme kriteriene som er nevnt ovenfor i overlevelse studien. Ved obduksjon bekken lymfeknuter, nyre og leversvulster (hvis det finnes) ble høstet og fiksert i 10% nøytral bufret formalin. Lungene ble skåret ut, veiet og fiksert i Bouins fiksativ (Sigma-Aldrich) for å visualisere og telle lungetumorkolonier. Metastatiske lesjoner på alle organene ble talt under et dissekere mikroskop. Noen av lesjoner ble bekreftet ved H E farging og ytterligere ved immunfarging av frosne vevssnitt med anti tag antistoff (Santa Cruz) for å bekrefte prostatisk opprinnelsen av tumoren. Antall mus som har fjerntliggende organ metastaser ble sammenlignet i alle de tre muselinjer.
Statistisk analyse
Alle grafer og statistisk evaluering av alle eksperimenter ble utført med GraphPad Prism software versjon 6 for Mac OS X, (GraphPad Software, San Diego, CA, USA). Kaplan-Meier analyse og log-rank statistikken ble brukt for å sammenligne overlevelseskurver. Dataene for GU og prostata tumorstørrelser mellom grupper ble sammenlignet ved bruk av 2-veis ANOVA eller t-test. The Chi-kvadrat test ble brukt for kategorisk analyse. Statistisk styrke analyse for utvalgsstørrelsen ble gjort med den elektroniske makt og utvalgsstørrelse analyseverktøyet (https://www.stat.ubc.ca/) ved hjelp av en Alpha Feil på 0,05 og statistisk effektnivå på 0,95. Multivariate logistisk regresjonsanalyse ble benyttet for å undersøke forholdet mellom metastasering med overlevelsestiden. En p-verdi mindre enn 0,05 ansett som statistisk signifikant.
Resultater
MIC-1 /GDF15 genet slettet Tramp mus dør tidligere av PCa
For å vurdere virkningene av MIC -1 /GDF15 genet sletting på total overlevelse av Tramp mus, overvåket vi en kohort (n = 35) av TRAMP
MIC + /+ og TRAMP
MIC – /- mus (Survival Group) til døden eller etisk slutten punkt. Kaplan-Meier overlevelsesanalyse viste at TRAMP
MIC – /- mus hadde betydelig kortere overlevelse enn TRAMP
MIC + /+ mus (Fig 1A, p
=
0,0416, log-rank test.). Det betyr overlevelse 39,5 uker i TRAMP
MIC + /+ mus ble redusert med ca 5 uker (34,4 uker) i TRAMP
MIC – /- gruppe. Videre, mens bare 20% av TRAMP
MIC – /- mus overlevde ved uke 40, 42,85% av TRAMP
MIC + /+ mus var i live (figur 1A.). Disse dataene indikerer at kimlinje genet sletting av MIC-1 /GDF15 redusert PCa relatert overlevelse i Tramp mus
(A) Overlevelsesdata for TRAMP
MIC + /+ og TRAMP
MIC -. /- Mus (n = 35). Total overlevelse av individuelle mus fra fødsel til død ble plottet ved hjelp av Kaplan-Meier metoden. Den log-rank statistikk for median overlevelse tid vises. (B) Den genitourinary kompleks (GU) og prostata svulst vekter (C), i TRAMP
MIC + /+ og TRAMP
MIC – /- mus, ved obduksjon er korrigert for kroppsvekt og presentert som gjennomsnitt ± SEM. Forskjeller er analysert ved hjelp av en uparet 2-tailed t-test. (D) Antallet TRAMP
MIC + /+ og TRAMP
MIC – /- mus har stor prostata svulst (korrigert svulst vekt 10 mg /g), ble sammenlignet ved hjelp av en Chi-kvadrat test. p-verdiene er vist som *, p
0,05; . **, P
0,01
TRAMP
MIC – /- mus har større prostatakreft ved obduksjon
Ved obduksjon av de ovennevnte -nevnte overlevelse gruppe TRAMP
MIC + /+ og TRAMP
MIC – /- mus ble GU og prostata isolert og deres vekter, korrigert for kroppsvekt, ble registrert. Til tross for å dø tidligere enn TRAMP
MIC + /+ mus, TRAMP
MIC – /- mus i gjennomsnitt hatt betydelig tyngre prostatakreft på tidspunktet for død (figur 1C, p = 0,0240.). Videre er TRAMP
MIC – /- gruppen hadde langt flere mus med svært store prostatakreft (normalisert prostata vekt 10 mg /g) enn TRAMP
MIC + /+ gruppe (fig 1D, p = 0,0027,. Chi-kvadrat test). Det var ingen signifikant forskjell i total vekt- GU (figur 1B.) Mellom to mus linjer fordi TRAMP
MIC + /+, hadde signifikant større SV tumorer enn TRAMP
MIC – /- mus (data ikke vist). Disse dataene tyder på at sletting av
MIC-1 /GDF15
genet ble forbundet med økt lokal prostata tumorvekst i tramp mus, kanskje med redusert sædvæske invasjon.
MIC-1 /GDF15 sletting forsterker PCa vekst i Tramp mus
for ytterligere å vurdere virkningen av MIC-1 /GDF15 på prostata kreft vekst, ved 4-6 ukers alder, vi pre-tildelt en annen kohort av 88 TRAMP
MIC + /+ og 88 TRAMP
MIC – /- mus til å bli hentet gradvis på fire forhåndsdefinert tidspunkt opptil 33 ukers alder. I samsvar med data fra overlevelse Study Group mus de, omtalt ovenfor, var det ingen signifikant forskjell i de normaliserte GU vekter mellom to muselinjer som helst punkt observert (Fig. 2A). Når vi så på prostata størrelse, var det ingen detekterbare forskjeller i gjennomsnittlig korrigert prostata vekter mellom TRAMP
MIC + /+ og TRAMP
MIC – /- mus linjer ved uke 8 og 17. I uke 25 og 33, TRAMP
MIC – /- mus hadde en 6,9 og 8 ganger økning i korrigert gjennomsnittlig prostatatumorvekt henholdsvis, sammenlignet med TRAMP
MIC + /+ mus (fig. 2B), og denne forskjellen var statistisk signifikant ved uke 33 ( p = 0,0098, 2-veis ANOVA)
De korrigerte tumor vekter av (A) GU og (B) prostata ble sammenlignet i TRAMP
MIC + /+ og TRAMP
MIC -. /- mus ( n = 22 /gruppe /tidspunkt) ofret på 8, 17, 25 og 33 ukers alder. Resultatene ble analysert ved bruk av en 2-veis ANOVA og er presentert som gjennomsnitt ± SEM. p-verdiene er vist som *, p
0,05
MIC-1 /GDF15
genet sletting har ingen effekt på metastaser
Siden metastase er den viktigste dødsårsaken hos pasienter med menneskelig PCA vurderte vi effekten av
MIC-1 /GDF15
genet sletting på utbredelse og forekomst av metastaser i Tramp mus. Vi undersøkte en egen kohort av TRAMP
MIC 63 + /+, 63 TRAMP
MIC – /- og 63 MIC-1 /GDF15 overekspresjon TRAMP (TRAMP
fmsmic-1) mus, som ble fulgt til død eller etisk sluttpunkt. Den sistnevnte gruppen ble inkludert som en positiv kontroll, som vår tidligere studie hadde indikert TRAMP
fmsmic-1 mus har flere metastaser, men overleve lenger [43]. Kaplan-Meier overlevelsesanalyse bekreftet at TRAMP
MIC – /- mus dø betydelig tidligere enn TRAMP
MIC + /+ mus (figur 3A, p
=
0,0267, log-rank test.), Konsekvent med data i overlevelse gruppen. Videre TRAMP
fmsmic-1 mus døde på betydelig lavere hastighet enn TRAMP
MIC + /+ mus (figur 3A, p. 0,0001, log-rank test) som bekrefter data fra vår forrige publisering [43]. I denne gruppen 19% av TRAMP
MIC + /+ mus utviklet makroskopisk detekterbar fjernt organ metastaser i de undersøkte organer, som ikke var signifikant forskjellig fra 14,2% i TRAMP
MIC – /-. Mus (Fig 3B ). Forekomsten av metastaser i disse to mus linjer var betydelig mindre enn i tramp
fmsmic-1 mus, 59% av de som utviklet metastaser (Fig. 3B). Disse dataene viser at selv om TRAMP
MIC – /- mus dø betydelig tidligere enn TRAMP
MIC + /+ mus (fig 3A.) Var det ingen signifikant forskjell i forekomsten av fjerne organ metastaser mellom de to mus linjer (Fig . 3B). I kontrast, som tidligere rapportert, en betydelig høyere andel av TRAMP
fmsmic-1 mus viste fjernt organ metastaser sammenlignet med TRAMP
MIC + /+ eller TRAMP
MIC – /- mus (Fig 3B, p. 0,0001, Chi-kvadrat test). Multivariat logistisk regresjonsanalyse bekreftet at den økte andelen av TRAMP
fmsmic-1 mus med metastaser var uavhengig av deres lengre overlevelse ganger (p 0,5) og bare avhengig av genotype (p 0,0001). Videre, ved hjelp av en lignende tilnærming, mangel på forskjell i andel TRAMP
MIC – /- sammenlignet med TRAMP
MIC + /+ mus med metastaser, ikke kunne forklares av deres kortere overlevelse (p 0,5) .
(A) Overlevelsesdata data~~POS=HEADCOMP for TRAMP
MIC + /+ (n = 63), TRAMP
MIC – /- (n = 63) og TRAMP
fmsmic-1 (n = 63) mus er presentert som en Kaplan-Meier plott og log-rank statistikk for median overlevelse tid vises. (B) Sammenligning mellom antall TRAMP
MIC + /+ (n = 63), TRAMP
MIC – /- (n = 63) og TRAMP
fmsmic-1 (n = 63) mus med fjernt organ metastaser på tidspunktet for dødsfallet er blitt analysert ved hjelp av Chi-squared test.
Diskusjoner
Denne studien viser tydelig at germline sletting av MIC-1 /GDF15 fører til økt lokal primær tumorvekst fører til tidligere død av TRAMP PCA utsatt mus. Disse dataene er i tråd med vår forrige publisering som indikerer at transgen overekspresjon av MIC-1 /GDF15 reduserer lokal PCa tumorvekst og betydelig øker overlevelse av Tramp mus. Dette resultatet er i tråd med resultatene i en annen transgen modell av tidlig kreft i Apc
min colonic polypp utsatt mus også overekspresjon MIC-1 /GDF15 [38]. Dette forsterker argumentet om at MIC-1 /GDF15 spiller en beskyttende rolle i tidlig lokal svulst utvikling og vekst. Flere epidemiologiske studier tyder på at dette funnet kan være oversatt til minst noen kreft hos mennesker. For eksempel økte lokale konsentrasjoner av ekstracellulær matriks i forbindelse MIC-1 /GDF15 i prostatakreft biopsier ble forbundet med redusert risiko for sykdomsutvikling, spesielt i undergruppen med tidlig kreft og med Gleason grad på 6 eller mindre. I denne gruppen MIC-1 /GDF15 lokalisert til svulsten matrix var den eneste beste prediktor for tumorresidiv [28]. Hos pasienter fra polypp forebygging rettssaken, en høyere polypp gratis serum MIC-1 /GDF15 nivå gis beskyttelse mot polypp tilbakefall og NSAID mediert beskyttelse ble tapt hvis MIC-1 /GDF15 serumnivåer ikke ble forhøyet med NSAID-behandling [39].
den tilsynelatende uharmoniske effekten av MIC-1 /GDF15 på lokal tumorvekst og metastatisk prosess, som vi beskrev tidligere, er igjen vist her [43]. Transgen overekspresjon fører til mindre lokale svulster og lengre overlevelse, som TRAMP
cfmsmic-1 mus ikke lenger dø tidlig av lokal sykdom. Uavhengig av økt overlevelse tid, disse samme TRAMP
cfmsmic-1 mus har flere metastaser. Men vi kunne vise noen forskjell i andelen av mus med metastaser mellom TRAMP
MIC + /+ og TRAMP
MIC – /- mus. Så få mus av begge linjer utviklet metastaser ved eksperimentelle endepunktet kan vi ikke ha studert nok mus for å være sikker på at ingen forskjeller. I tillegg, som prostatakreft i TRAMP
MIC + /+ mus uttrykke litt MIC-1 /GDF15 [43], kan det være at denne modellen er mer følsomme for virkningene av økt uttrykk i forhold til genet sletting.
Mens det var ingen signifikant forskjell i metastaser mellom TRAMP
MIC + /+ og TRAMP
MIC – /- mus, kan det være forskjeller i lokal invasjon. TRAMP
MIC – /-. Mus med større prostatakreft hadde mindre SVs (data ikke vist), noe som antyder at det kan være mindre SV invasjon
Hvordan MIC-1 /GDF15 kan utøve effekter på tumorvekst og spredningen er usikkert. Belyse dens virkningsmekanismer er sterkt hemmet fordi identiteten til sin reseptor er ukjent. Det forutsettes at reseptoren er et medlem av den svært konservert hetrotetrameric TGF-b reseptor (TBR) super, men det er begrenset direkte bevis for dette. Det er noen indirekte bevis, basert på antistoff blokade, at den kan anvende TBRII [26,45] klassen 2-reseptoren som brukes av TGF-b i seg selv, men det er ingen direkte biokjemiske eller genetiske bevis som støtter disse dataene. Den signaliserer kaskade av reseptoren komplekse eller klasse I reseptor benyttet av MIC-1 /GDF15 er oppdatert, helt ukjent.
Det er nå en mengde publiserte data på rollen MIC-1 /GDF15 på tumor vekst og spredning med en forvirrende utvalg av resultater. Data fra forsøk med humane cellelinjer, hvor MIC-1 /GDF15 uttrykket har enten blitt indusert eller slått ned, så xenopodet inn immunsvikt mus, har gitt noen ganger, motstridende resultater [18,29-34]. Studier ved hjelp av transgene modeller av spontant utvikle kreft som også bærer genmodifisert MIC-1 /GDF15 uttrykk og et intakt immunforsvar alle peker til en beskyttende rolle for MIC-1 /GDF15 på lokal tumorutvikling. En tilsvarende effekt kan også observeres i to modeller av karsinogen indusert kreft hos transgene mus som overuttrykker MIC-1 /GDF15, som også har en intakt immunsystem [35,36]. Det mulige antall forklaring som kan forklare disse motsetninger er at MIC-1 /GDF15 regulerer anti-kreft immunitet, som i sin tur regulerer veksten av kreft.
Samlet våre resultater støtter en viktig beskyttende rolle for MIC-1 /GDF15 i utvikling og tidlig vekst av PCa og sannsynligvis kreft generelt. Unravelling den biologiske effekten av MIC-1 /GDF15 på tumorutvikling og biologi er av praktisk betydning av flere grunner. En høy andel av kreft uttrykke det, i den grad at serumnivået kan stige opp til 10-100 ganger og forårsake kreft anoreksi /kakeksi. Videre er uttrykket økt med alle kreft behandlingsmetoder inkludert kirurgi, strålebehandling og kjemoterapi. Således en hvilken som helst effekt som MIC-1 /GDF15 har ved lokal tumorbiologi, er spesielt tumor spredning sannsynligvis til å påvirke de fleste kreftpasienter, øke muligheten for at modulering av MIC-1 /GDF15 handlinger i løpet av terapi kan redusere risikoen for metastatisk sykdom og andre komplikasjoner av kreft.
