Abstract
Til tross for utbredt anekdotiske og vitenskapelige bevis mye gjenstår å bli forstått om den lenge mistenkt sammenheng mellom psykologiske faktorer og faren for kreft. Huden er det vanligste stedet for kreft, sto for nesten halvparten av alle krefttilfeller i USA, med ca 2-3 millioner tilfeller av non-melanom kreft som forekommer hvert år over hele verden. Vi antok at en høy engstelig, stress-utsatt atferds fenotype ville resultere i en høyere kronisk stress byrde, lavere beskyttende-immunitet, og økt progresjon av immuno-responsive hudkreft, plateepitelkarsinom. SKH1 mus ble fenotypiseres som høy eller lav engstelig ved baseline, og deretter utsatt for ultrafiolett-B lys (en minimal erythemal dose (MED), 3 ganger /uke, 10 uker). De betydelige styrker av denne kreft modellen er at den bruker en normal, immunkompetente, outbred belastning, uten kirurgi /injeksjon av eksogene tumorceller /cellelinjer, og produserer lesjoner som ligner humane tumorer. Svulster ble talt ukentlig (primær utfall), og vev samlet under tidlige og sene faser av svulst utvikling. Chemokine /cytokin gen-uttrykk ble kvantifisert ved PCR, tumor-infiltrerende hjelper (Th), cytolytisk (CTL), og regulatoriske (treg) T-celler ved immunhistokjemi, lymfeknute T og B-celler ved flowcytometri, adrenalin og plasma corticosterone og vev vaskulær endotelial-vekst-faktor (VEGF) ved hjelp av ELISA. Høy engstelige mus viste en høyere tumorbyrde i alle faser av svulst utvikling. De viste også: høyere kortikosteron nivåer (som indikerer større kronisk stress byrde), økt CCL22 uttrykk og treg infiltrasjon (økt tumor rekruttert immunsuppresjon), lavere CTACK /CCL27, IL-12, og IFN-γ-gen-uttrykk og lavere tall tumor infiltrerer Th og CTL (trykt beskyttende immunitet), og høyere VEGF konsentrasjoner (økt tumor angiogenese /invasjon /metastase). Disse resultatene tyder på at de skadelige effektene av høy egenskap angst kan være: forverret av livsstressfaktorer, fremhevet av stress av kreftdiagnose /behandling, og megle økt tumorprogresjon og /eller metastasering. Derfor kan det være gunstig å undersøke bruken av kjemoterapi-kompatibel angstdempende behandling umiddelbart etter kreftdiagnose, og i løpet av kreftbehandling /survivor
Citation. Dhabhar FS, Saul AN, Holmes TH, Daugherty C, Neri E , Tillie JM et al. (2012) med høy Engstelig Personer viser økt Kronisk stress Burden, Redusert beskyttende immunitet, og økt kreft Progresjon i en musemodell for Plateepitelkarsinom. PLoS ONE 7 (4): e33069. doi: 10,1371 /journal.pone.0033069
Redaktør: Pranela Rameshwar, medisinske og odontologiske av New Jersey, USA
mottatt: 17 oktober 2011; Godkjent: 03.02.2012; Publisert: 25 april 2012
Copyright: © 2012 Dhabhar 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:. Midler til disse studiene ble levert av National Institutes of Health stipend CA107498 (FSD). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Tallrike studier har antydet at stress-utsatt personligheter og mestring, og faktorer som trekk angst som bidrar til økt stress, er assosiert med høyere kreftforekomst, progresjon eller dødelighet [1] – [8]. Imidlertid har mange studier ikke klart å finne en sammenheng mellom stressrelaterte personlighetstrekk og kreftforekomst og /eller dødelighet [9] – [13]. Forskjeller i timingen av personlighet vurdering i forhold til kreftdiagnose, interaksjoner mellom personlighetstype, stressor alvorlighetsgrad, og relaterte faktorer [14], [15], metodologisk heterogenitet blant studier [16], og fokus på immunoresistant svulster i noen studier [17 ], er tenkt å forklare tvetydige natur funn vedrørende personlighetsfaktorer og mottakelighet for kreft. Viktigere, kreftpasienter på tvers av ulike kulturer konsekvent rangerer stress som en viktig medvirkende faktor til deres sykdom [18] – [21] og en rekke studier har vist at langvarig stress er relatert til økt forekomst av svulster, progresjon, og metastase [22] – [29] (for oversikt se: [30]). I lys av denne bakgrunn undersøkte vi sammenhengen mellom angst-relaterte atferds fenotyper og kreft mottakelighet under kontrollerte laboratorieforhold og i sammenheng med en immun-responsive kreft. Tidligere studier som bruker samme tumormodell beskrevet her, hadde vist at kronisk stress øker mottakelighet for plateepitelkarsinom (SCC) ved å undertrykke beskyttende immunitet og økende regulerende /suppressor T-celler i svulsten mikromiljøet [25]. Angst kan defineres som økt følsomhet og /eller reaktivitet til faktiske og fysisk eksisterende eller ikke-eksisterende, men oppfattes eller forventede trusler /stressfaktorer. Fordi det er sannsynlig at en høy engstelig atferds fenotype kan indusere økt stress reaktivitet og føre til økt kronisk stress belastning over tid, vi testet den
generell hypotese om at angstrelaterte atferds fenotyper målt ved baseline (pre-kreft) ville bli assosiert med fysiologiske indekser av økt kronisk stress, redusert beskyttende immunitet, og økt mottakelighet for UV-indusert SCC
SCC modellen beskrevet her har flere fordeler. det innebærer en normal analysatorer, kompetent , outbred musestamme som ikke har blitt genetisk manipulert, ikke innebærer kirurgi eller injeksjon av eksogene tumorceller eller cellelinjer, og tillater undersøkelse av natur tidsforløpet av alle faser av tumorutvikling [25] med lesjoner og stadier som tett ligner human SCC [31] – [33]. Viktigere er det offentlige helse relevansen av disse studiene understreket av det faktum at huden er det vanligste stedet for kreft hos mennesker [34], med anslagsvis 2-3 millioner tilfeller av non-melanom hudkreft som oppstår hvert år over hele verden [35 ]. SCC er den nest vanligste typen kreft i USA, med ca 700.000 tilfeller blir diagnostisert og som resulterer i ca 2500 dødsfall hvert år [36]. Videre ultrafiolett B (UVB) komponent av sollys (samme bølgelengder, 290-320 nm, som brukes til å indusere SCC i den nåværende modellen) er en komplett kreftfremkallende og er ansvarlig for de fleste ikke-melanom hudkreft [37], [38] . Viktigere, SCCS er immunogene og kan elimineres ved endogene cellemedierte immunresponser [39] – [41], men undertrykker UV eksponering lymfocytt trafikk, og T- og NK-cellefunksjon [42], og inhiberer anti-SCC immunitet [43 ] – [45], som alle kan gjøre det mulig SCC tumorer å unnslippe immunklaring [25], [46]. I lys av viktigheten av angst blir generert i løpet av diagnose og behandling av kreft, og den globale helse relevans og vitenskapelige verdi av hudkreft modell som studeres, her undersøker vi endokrine (fysiologiske indekser av kronisk stress byrde), immun (indekser av beskyttende mot undertrykkende immunforsvar i svulsten mikromiljøet), og tumor vekstfremmende (VEGF) mekanismer medierende effekten av høy versus lav-engstelige atferds fenotyper på tumorvekst og progresjon.
Resultater
Klassifisering av mus inn High- versus lav-engstelige fenotyper ved baseline
Vi brukte to etablerte etologiske tester av angst relatert atferd, forhøyet pluss labyrint (EPM) og lys-mørk arena (LDA), til bestemme den angstrelaterte adferds fenotypen til hver mus [47] – [49] før behandlingen, dvs. før tumorfremkallelse. To forskjellige tester ble brukt fordi angst er en kompleks atferds fenotype, og vi ønsket å undersøke om ulike dimensjoner av angst (som sannsynligvis vil bli fremkalt og kvantifisert i ulike test arenaer) ville være forbundet med spesifikke aspekter av tumorprogresjon og /eller tumor- relevant immunforsvar. I tillegg ble det åpne feltet arenaen (OFA) anvendes for å bestemme den samlede aktiviteten /bevegelse som en kontroll tiltak, for å sikre at forholdet observert ved hjelp av EPM eller LDA angst tiltakene var ikke et resultat av interindividuelle forskjeller i total aktivitet nivåer [48], [50]. Musene ble klassifisert som høy eller lav engstelig på grunnlag av en median-splitt av resultatet for hver test. De resulterende medianer og gruppe midler er vist i tabell 1. Forskjellen mellom mus som viser høy i forhold til lav- engstelig atferds fenotype på hver prøve var sterkt signifikant (p = 0,0001) bare når oven versus under- grupper var median sammenlignet for testen som median split var basert, noe som indikerer uavhengighet mellom atferdstiltak.
Høy engstelige mus viser økt tumorveksten og Progresjon
Mus som viste en høy engstelig fenotype ved baseline (målt ved EPM) viste en større tumorbyrde i alle faser av svulst utvikling (Fig. 1): papilloma veksten og regresjon (~weeks 11-19), overgang fra papilloma til SCC (~weeks 20- 25), og SCC progresjon (~week 26 og utover). Interessant nok var ingen statistisk signifikante forskjeller i gjennomsnittlig tumor tellinger observert når mus ble gruppert i høy- versus lav- engstelige fenotyper på grunnlag av deres oppførsel i LDA. Ved hjelp av total distanse i OFA som et kontrolltiltak for forskjeller i total aktivitetsnivå mellom individuelle mus, fant vi ingen forskjeller i kreft teller mellom høy- versus lav- bevegelsesaktivitet fenotyper (p 0,1). Dette antydet at den observerte forholdet mellom høy-engstelig fenotype og økt tumorbelastning er ikke et resultat av forskjeller i totale lokomotoriske aktivitet, men er relatert til angst. Ingen statistisk signifikante forskjeller ble observert i gjennomsnittlig tumorområdet, eller tid til 50% tumortilfeller, når musene ble gruppert etter høy versus lav engstelig fenotyper, eller ved høy-versus lav bevegelsesaktivitet (p 0,1). Dette antydet at mens høy engstelig atferds fenotype var assosiert med en høyere telling av tumorer, ble ingen sammenheng oppdaget med tumor størrelse eller tid til 50% tumortilfeller.
I forhold til lavt engstelig mus (hvite søyler) høyt engstelig mus (svarte striper) viste en høyere gjennomsnittlig svulst teller i alle faser av svulst utvikling: papilloma veksten og regresjon (~weeks 11-19), overgangs til SCC (~weeks 20-25), og SCC progresjon (~week 26 og utover). Data er uttrykt som gjennomsnitt ± SEM. Statistisk signifikante forskjeller mellom fasene er indikert (**
p
0,05; ***
p
0,01). Analyse ansatt en generalisert lineær modell for en Poisson fordeling på en logaritmisk lenke funksjon med fradrag for overdispersion av området data.
kvantitativ vurdering av svulster som er beskrevet ovenfor ble komplettert med histopatologisk undersøkelse og identifisering av Vevegenskapene av tumorer ved uke 31. fra den mus som ble avlivet ved uke 31 sendes vi en svulst fra hvert dyr som hadde en tumor med en diameter 3 mm for histopatologisk klassifisering. Totalt atten svulster ble klassifisert. Hos mus karakteriseres som høy engstelig (HiAnx) i EPM, ble en tydelig svulst reklassifisert til samlings epidermal hyperplasi, en papilloma forløper lesjon. Av de resterende svulster, fire var papillomer, to var mikroinvasiv SCC (miSCC), og to var fullt invasiv SCC. Hos mus karakteriseres som lav-engstelig (LoAnx) i EPM ble fem svulster klassifisert som papilloma, fire som miSCC, og ingen som SCC. Mus karakterisert som HiAnx i LDA hadde fire papillomer, fire miSCC, og to SCC. Blant svulster samplet i mus karakteriseres som LoAnx i LDA, ble en reklassifisert til samlings epidermal hyperplasi, fem var papillomer, to var miSCC, og ingen var SCC. Derfor er det bare mus karakterisert som HiAnx i enten EPM eller LDA hadde fullstendig invasiv SCC. Videre begge grupper av HiANx mus hadde en høyere andel av invasiv miSCC eller SCC sammenlignet med ikke-invasive papillomer (≥50% av svulster). Kvalitativt disse funnene foreslår akselerert tumorprogresjon hos høyt engstelig individer.
Effekter av High- versus lav-engstelige fenotyper på chemokin og cytokin genuttrykk i UV eksponert hud og UV-indusert Svulster
Vi undersøkte effekten av høy versus lav-engstelig atferds fenotyper på gjennomsnittlig nivå av genekspresjon av kritiske kjemokiner og cytokiner som er kjent for å ha viktige beskyttende (kutant T-celle tiltrekke chemokine (CTACK også kjent som CCL27), interleukin (IL) – 12, interferon gamma (IFN-γ)) i forhold til tumor-fremmende (CCL22, IL-10, IL-4) virkninger i sammenheng med SCC [25], [51]. Siden generelle biologiske funksjonen til slutt påvirket av relative andeler av motvirke faktorer, vi også undersøkt effekten av angst fenotype på prosenter av beskyttende mot skadelige kjemokiner (CTACK /CCL22) og cytokiner ((IL-12 + IFN-γ) /(IL -10 + IL-4)). For å vurdere robustheten funn, effekt størrelsesberegninger (Cohens
d
), og multivariate regresjonsanalyser ble utført i tillegg til
t
-UNDERSØKELSER. Derfor
t
-test
p
verdier med virkning størrelse beregnes som Cohens
d
, og /eller regresjon
p
verdier med regresjon skråning, er nedenfor følger for alle analyser som viser statistisk signifikans (
p
0,05) eller trend (
p
0,09). Viktigere, for alle sammenligninger, hvor en av de to analysene,
t
-test eller regresjon skråning, viste en statistisk trend, den resterende analyser viste statistisk signifikans, er de eneste unntak blir genekspresjon i UV-eksponert hud ved uke 17 for IFN-γ og ved uke 31 for forholdene mellom CTACK /CCL22 og (IL-12 + IFN-γ) /(IL-4 + IL-10), for hvilke
t
-test ikke var betydelige og regresjon bakkene viste bare statistiske trender
Gene uttrykket ble kvantifisert i UV-eksponert hud uten synlige lesjoner ved uke 17 og 31 for å undersøke pre-cancerous endringer (figur 2).:. i uke 17 , HiAnx mus viste lavere nivåer av genuttrykk for CTACK (regresjon skråningen = -0,5,
p
0,05), IL-12 (
t
-test
p
0,05, effekt size = 0,9; regresjon skråning = -0,5,
p
0,09) og IFN-γ (
t
-test
p
0,09 , effektstørrelse = 0,7) og høyere genuttrykk for IL-4 (
t-
test
p
0,05, effekt size = 0,8; regresjon skråning = 0,5,
p
0,05), mens CCL22 og IL-10 genuttrykk nivåer var ikke påvisbart forskjellig mellom de to gruppene (fig. 2). I uke 31, UV eksponert hud av HiAnx mus viste lavere nivåer av genuttrykk for CTACK (
t-
test
p
0,05, effekt size = 0,6; regresjon skråning = -0,4,
p
0,01), IL-12 (regresjon skråningen = -0,4,
p
0,05) og IFN-γ (
t-
test
p
0,05, effekt size = 0,7; regresjon skråning = -0,5,
p
0,01). CCL22, IL-4 og IL-10-genekspresjon ved uke 31 var ikke påvisbart forskjellig mellom HiAnx og LoAnx mus, men HiAnx mus viste en lavere forhold av CTACK /CCL22 (regresjon helling = -0,2
p
0,09), og beskyttende (IL-12 + IFN-γ) for skadelig (IL-10 + IL-4) cytokiner (regresjon skråningen = -0,5,
p
. 0,09)
genuttrykk i rygghuden ble målt ved kvantitativ PCR ved uke 17 og 31 i lav- (hvite søyler) og høy- (svarte søyler) angst mus. mRNA-nivåer av kjemokiner og cytokiner som er kjent for å være beskyttende (CTACK, IL-12 og IFN-γ) eller skadelig (IL-4 og IL-10) i sammenheng med SCC ble kvantifisert. Nivåer av mRNA-ekspresjon normalisert til glyseraldehyd-3-fosfat dehydrogenase (GAPDH) mRNA er vist. Data er uttrykt som gjennomsnitt ± SEM. Resultater ble optimalt Box-Cox transformert før analyse. For hvert utfall, ble midler sammenlignet mellom grupper ved hjelp av en to-utvalgs
t
-test med Satterthwaite justering for ulike variasjoner. Statistiske trender (*
p
0,09) og signifikante forskjeller (**
p
0,05) er angitt, og tilsvarende effektstørrelser er nevnt i teksten. For alle sammenligninger der
t
-test viste en statistisk trend, regresjonsanalyse viste statistisk signifikans, det eneste unntaket er uke 17 IFN-γ genuttrykk.
Gene uttrykket ble kvantifisert i tumorer ved uke 31 (fig. 3): svulster fra HiAnx mus viste en høyere nivåer av CCL22 genekspresjon (
t-
test
p
0,09, effekt size = 0,5; regresjon skråningen = 0,4,
p
0,05), en lavere ratio på CTACK /CCL22 (
t-
test
p
0,05, effekt size = 0,6; regresjon helling = -0,3
p
0,05), og et lavere forhold av beskyttelses (IL-12 + IFN-γ) for skadelig (IL-10 + IL-4) cytokiner (
t-
test
p
0,09, effekt size = 0,8; regresjon skråning = -0,5,
p
0,05). Forskjellene i genekspresjon mellom HiAnx og LoAnx mus som er beskrevet i dette avsnittet er basert på angst fenotype bestemt av LDA, bortsett fra forskjeller i IL-4-gen ekspresjon som var basert på angst fenotype bestemt ved EPM.
genekspresjon i tumorer ble målt ved kvantitativ PCR ved uke 31 i lav- (hvite søyler) og høy- (svarte søyler) angst mus. mRNA-nivåer av kjemokiner og cytokiner som er kjent for å være beskyttende (CTACK, IL-12 og IFN-γ) eller skadelig (IL-4 og IL-10) i sammenheng med SCC ble kvantifisert. Siden generelle biologiske funksjonen til slutt påvirket av relative andeler av motvirke faktorer, vi også undersøkt effekten av angst fenotype på prosenter av beskyttende versus skadelige faktorer: CTACK /CCL22 og (IL-12 + IFN-γ) /(IL-10 + IL-4). Nivåer av mRNA-ekspresjon normalisert til glyseraldehyd-3-fosfat dehydrogenase (GAPDH) mRNA er vist. Data er uttrykt som gjennomsnitt ± SEM. Statistiske trender (*
p
0,09) og signifikante forskjeller (**
p
0,05) er angitt. Resultater ble optimalt Box-Cox transformert før analyse. For hvert utfall, ble midler sammenlignet mellom grupper ved hjelp av en to-utvalgs
t
-test med Satterthwaite justering for ulike variasjoner.
Svulster av High-engstelig mus viser lavere antall Verne T-celler og høyere antall regulatoriske /lyddemper T celler
Vi kvantifisert antall kritiske svulst infiltrere lymfocyttpopulasjoner som er kjent for å ha viktige beskyttende (hjelper og cytolytiske T-celler) eller skadelige (regulatoriske T-celler) effekter i konteksten av SCC i LoAnx og HiAnx mus (fig. 4). Representative mikrofotografier er også vist (fig. 5). HiAnx mus som fenotypiseres på grunnlag av atferd i LDA viste lavere antall tumor infiltrere Th-celler (
t-
test
p
0,07, effekt size = 0,6; regresjon skråning = – 0.5,
p
0,05) og CTL (
t-
test
p
0,05, effekt size = 0,8), høyere antall Tregs (regresjon skråningen = 0,37,
p
0,09) og lavere forholdstall på Th /treg (
t-
test
p
0,05, effekt size = 1,0; regresjon skråning = – 0.5,
p
0,05), CTL /treg (
t-
test
p
0,05, effekt size = 0,7; regresjon skråning = -0,4,
p
0,09), og (Th + CTL) /treg (
t-
test
p
0,05, effekt size = 1,1; regresjon skråningen = -0,6
p
0,05). Dette tyder på at balansen mellom immun-beskyttende versus immuno-regulatorisk /undertrykkende celler ble forskjøvet i favør av aktiv treg-mediert undertrykkelse av anti-tumorimmunitet i HiAnx mus.
Tumor infiltrerende T-celler ble kvantifisert i lav- (hvite søyler) og høy- (svarte søyler) angst mus i uke 31. tall fra kreft infiltrerende celler som er kjent for å være beskyttende (Th og CTL) eller skadelig (treg) i sammenheng med SCC ble kvantifisert. Siden generelle biologiske funksjonen til slutt påvirket av relative andeler av motvirke celler, vi også undersøkt effekten av angst fenotype på prosenter av beskyttende mot skadelige faktorer: Th /treg, CTL /treg, og (Th + CTL) /treg. Antall positive celler per standardisert feltet ble talt av en blindet observatør. Fem felt på 60x ble analysert per farget svulst seksjon per mus. Data er uttrykt som gjennomsnitt ± SEM. Statistiske trender (*
p
0,09) og signifikante forskjeller (**
p
0,05) er angitt. Resultater ble optimalt Box-Cox transformert før analyse. For hvert utfall, ble midler sammenlignet mellom grupper ved hjelp av en to-utvalgs
t
-test med Satterthwaite justering for ulike variasjoner.
Immunhistokjemisk farging for CD4 (øverste rad), CD8 ( midterste rad), og CD25 (nederste rad) ble brukt til å nummerere (teller vist i fig. 4) tumor infiltrerer T-celler fra lav- (venstre kolonne) og høy (høyre kolonne) engstelige mus i uke 31. Scale bar betegner 100 mikrometer.
Sentinel lymfeknuter av High-engstelig mus viser en lavere andel av CD4 + T-hjelpeceller og en høyere andel av B-celler
De relative prosenter av Th (CD3 + CD4 + ), CTL (CD3 + CD8 +) og B (B220 +) celler i venstre og høyre brachialis lymfeknuter (2 lymfeknuter per mus) som er samlet i uke 31 er vist i tabell 1. brachialis lymfeknuter ble undersøkt fordi de er representative for sentinel lymfe noder som drenerer dorsum, hvor ble det observert et flertall av svulstene. Lymfeknuter av høy engstelige mus, fenotypiseres på grunnlag av deres atferd i LDA, viste en lavere andel av Th-celler (
t-
test
p
0,05, effekt size = 0,7; regresjon skråning = -0,5,
p
0,01) og høyere prosentandel av B-celler (
t-
test
p
0,01, effekt size = 0,8 ; regresjon skråningen = 0,6,
p
0,01) sammenlignet med de av lav-engstelig mus. Ingen påvisbare forskjeller i prosenter av CTL ble observert.
Høy engstelig Mus Express høyere nivåer av Total binyre og Peak Stress Corticosterone
Vi har undersøkt forholdet mellom høy- versus low-engstelig fenotype og stress -reactivity av hypothalamus-hypofyse-binyre (HPA) aksen, målt ved hjelp av plasma-kortikosteron sekresjon, som en mulig mekanisme som medierer effektene av angst fenotype på immunfunksjon og mottakelighet for kreft. HiAnx mus, fenotypiseres på grunnlag av deres atferd i EPM (men ikke LDA), viste høyere total binyre kortikosteron nivåer enn LoAnx mus (HiAnx = 98,7 ± 11,5 mikrogram, LoAnx = 73,9 ± 9,4 mikrogram,
t-
test
p
0,05, effekt size = 0,6; regresjon skråning = 0,3,
p
0,09). Hviletilstand plasma kortikosteron nivåer var ikke signifikant forskjellig mellom HiAnx og LoAnx mus. Imidlertid, når de utsettes for en akutt stressfaktor (0,5 timer sikring), HiAnx mus, fenotypiseres på grunnlag av deres oppførsel i LDA (men ikke EPM), viste også høyere toppspennings corticosteron nivåene i forhold til LoAnx mus (høy-engstelig = 62,3 ± 6,3 mg /dL, lav engstelig = 47,6 ± 8,2 mg /dL,
t-
test
p
0,05, effekt size = 0,7). Samlet utgjør disse dataene indikerer at HiAnx mus kan bli kronisk eksponert for høyere nivåer av kortikosteron, med høyere topp stresset corticosterone tyder på at høy-engstelige mus var sannsynlig å montere en større stressrespons til moderat belastninger som bur endringer eller sosiale interaksjoner og med høyere totale binyrene kortikosteron nivåer som gir ytterligere bevis på en langvarig eller kronisk økning i HPA-aksen aktivitet.
høy engstelig Mus Express høyere nivåer av vaskulær endotelial vekstfaktor (VEGF)
Tissue VEGF har vært brukt som en prognostisk indikator for SCC [52], [53]. Vi undersøkte sammenhengen mellom høy- versus low-engstelige fenotype og VEGF konsentrasjoner i vevet mikromiljøet av HiAnx versus LoAnx mus. HiAnx mus, fenotypiseres på grunnlag av deres oppførsel i LDA (men ikke EPM), viste høyere VEGF-konsentrasjoner i hudlesjoner (diameter mindre enn 2 mm) som representerer en overgang fra samlings epidermal hyperplasi til sann papilloma og er en del av spekteret av lesjoner som fører til slutt til SCC [54], [55] (HiAnx = 76,0 ± 16,7 pg /ml, LoAnx = 45,1 ± 10,1 pg /ml,
t-
test
p
0,09, effekt size = 0,6). HiAnx mus viste også høyere VEGF konsentrasjoner i UV-eksponert hud hvor det var ingen synlige lesjoner (HiAnx = 29,9 ± 5,5 pg /ml, LoAnx = 20,0 ± 2,7 pg /ml,
t-
test
p
0,09, effekt size = 0,6; regresjon skråning = 0,5,
p
. 0,05)
Diskusjoner
Mange studier har vist at stress-utsatt personlighet og mestringsstiler og faktorer som egenskap angst er forbundet med høyere kreftforekomst og /eller økt dødelighet [1] – [8], men andre studier har ikke klart å finne sammenhenger mellom personlighetstrekk og kreftforekomst og /eller dødelighet [9] -[1. 3]. Innsiktsfulle vurderinger tyder på at den tvetydige natur funn vedrørende personlighetsfaktorer og mottakelighet for kreft skyldes tidspunktet for personlighet vurderinger i forhold til kreftdiagnoser; samspill mellom personlighetstype, stressor alvorlighetsgrad, og relaterte faktorer [14], [15]; heterogenitet metodisk blant studier [16]; og en vekt på immuno-resistente svulster i noen studier [17]. Studien er beskrevet her undersøkt sammenhengen mellom baseline (pre-kreft) angst fenotype og kreft mottakelighet under kontrollerte laboratorieforhold og i sammenheng med en immun-responsive tumor.
Angst Phenotype og tumorbelastning
Vi testet hypotesen om at mus som oppviser en høy-engstelig behavioral fenotype ved utgangspunktet vil være mer utsatt for UV-indusert SCC sammenlignet med mus som oppviser en lav-engstelig fenotype. Støtte denne hypotesen, fant vi at HiAnx mus viste en større tumorbyrde i alle faser av svulst utvikling (Fig. 1): papilloma veksten og regresjon (~weeks 11-19), overgang fra papilloma til SCC (~weeks 20-25) og SCC progresjon (~week 26 og utover). Vi fant ikke lenger sammenheng mellom angst fenotype og tid for begynnende svulstdannelse. Dette viser at en høy engstelig fenotype ikke skynde svulst forekomst, men er assosiert med økt tumor teller og progresjon når svulster begynner å dukke opp. Disse funnene tyder på at det kan være fordelaktig, spesielt for høy-engstelig pasienter, for å få atferdsmessige og /eller kjemoterapi-kompatible farmakologisk angstdempende behandling like etter kreftdiagnose og under og etter kreftbehandling. Disse funnene er i overensstemmelse med elegante studier på rotter viser at en høy engstelig, neophillic fenotype [56], eller anxiogene og stress-induserende effekter av sosial isolasjon [57], kan bidra til økt mottakelighet for brystsvulster.
chemokin og cytokin Meklere
for å identifisere immunologiske mekanismer som kan megle forskjeller i tumor mottakelighet mellom HiAnx og LoAnx mus, undersøkte vi genekspresjon av kritiske kjemokiner og cytokiner er kjent for å utøve beskyttende mot skadelige effekter i sammenheng med SCC. Forhold som skulle øke beskyttende immunitet mot SCC ble CTACK (også kjent som CCL27), et kjemokin som er avgjørende for å rekruttere hud-homing T-celler til områder av kutan immunaktivering [58] – [60], og IL-12 og IFN-y γ, cytokiner som er kritiske for initiering og opprettholdelse av celle-mediert [61], [62] og anti-tumor immun [63] – [67]. Faktorer som er kjent for å fremme SCC progresjon og har vært assosiert med dårlig prognose inkludert CCL22, en chemokin som tiltrekker regulatoriske T-celler (tregs) som slår av anti-tumor immunrespons [68] – [71], IL-10, en immuno-regulerende /undertrykkende cytokin [72] – [75], og IL-4, en proto Th2 cytokin [76] – [79]. Genekspresjon ble kvantifisert i hud som var fritt for påviselige lesjoner for å undersøke tidlige forandringer i kutan immunitet i fravær av tumorer (figur 2), så vel som i tumorer (figur 3). Resultatene viste at UV-eksponert hud samt svulster HiAnx mus uttrykt lavere nivåer av beskyttende kjemokiner og cytokiner enn LoAnx mus. Siden den biologiske effekten av kjemokiner og cytokiner ofte medføre endringer i balansen mellom å motvirke faktorer, vi også undersøkt effekten av høy versus lav engstelig fenotype på forholdet mellom beskyttende mot skadelige faktorer. Svulster fra HiAnx mus viste lavere forhold av CTACK /CCL22 og (IL-12 + IFN-γ) /(IL-10 + IL-4).
Samlet utgjør disse data tyder på at chemokine balanse i svulster HiAnx mus er forskjøvet mot CCL22, som tiltrekker regulerende /suppressor T-celler som undertrykke anti-tumor immunitet, og bort fra CTACK, som kan tiltrekke beskyttende anti-tumor T celler
.
Tilsvarende er det cytokinbalansen i HiAnx mus forskjøvet mot immuno-regulerende /undertrykkende (IL-10) og type-2 (IL-4) cytokiner og bort fra Type-1 cytokiner som IL-12 og IFN
γ
som er kjent for å beskytte mot SCC
.
immunceller meklere
på grunn av forskjellene i chemokin og cytokin genuttrykk beskrevet i forrige avsnitt, vi kvantifisert effekten av høy versus lav engstelig fenotype på størrelser av kritiske tumor infiltrerer lymfocyttpopulasjoner som er kjent for å ha viktige beskyttende eller skadelige virkninger i forbindelse med SCC (fig. 4). Representative mikrofotografier er også vist (fig. 5). Celletyper som er kjent for å montere anti-tumor immunresponser mot SCC inkludert CD4 + T-hjelpeceller (Th) og CD8 + cytolytiske T-celler (CTL) [40], [80] – [85]. Den celletype kjent for å favorisere tumorprogresjon ved å undertrykke anti-tumor immunitet, var CD25 + regulatoriske /suppressor T-celler (Treg) [68] – [71], [86], [87]. Siden den biologiske effekten av disse immuncellepopulasjoner ofte medføre endringer i balansen mellom konkurrerende celletyper, vi også undersøkt effekten av høy versus lav engstelig fenotype på prosenter av beskyttende til skadelige celler: Resultatene viste lavere tall av infiltrerende Th-celler , høyere antall Tregs, og lavere forhold av CD4 /CD25, CD8 /CD25 og (CD4 + CD8) /CD25 i svulster i HiAnx mus.
Dette tyder på at balansen mellom immun-beskyttende mot immunregulerende /undertrykkende celler forskyves til fordel for aktiv undertrykkelse av beskyttende anti-tumor immunitet ved Tregs i HiAnx mus.
Vi har også undersøkt
