Abstract
Plateepitelcarcinom (SCC) og basalcellekarsinom (BCC) er de hyppigste hudkreft i mennesker. En intakt immunsystem er avgjørende for beskyttelse mot SCC siden organtransplantasjon mottakere (OTR) har en 60 til 100 ganger høyere risiko for å utvikle disse svulstene. Rollen til det medfødte immunsystemet i svulst immunosurveillance er uklart. Vårt mål var å bestemme uttrykket av utvalgte medfødte immungener i BCC og SCC oppstår hos immunkompetente og OTR pasienter. Angrepne og peri-angrepne hud fra 28 SCC og 19 BCC ble evaluert for mRNA uttrykk av toll-like reseptorer (TLR) 1-9, nedstrøms TLR signalmolekyler, og antimikrobielle peptider. 11 SCC forekommer i OTR pasienter ble tatt med i analysen. Vi fant ut at SCC men ikke BCC viste signifikant forhøyet uttrykk for TLRs 1-3, 5-8, TRIF og TRAF1. TNF ble øket i SCC i forhold til normal hud. BCC viste økt IFNy. hBD1, hBD2 og psoriasin mRNA og protein ekspresjon var signifikant høyere i SCC enn i normal hud og høyere enn i BCC. SCC fra OTR bare viste en økning i hBD2 men ingen økning i hBD1 eller psoriasin. Vi konkluderer med at medfødte immun genuttrykk i SCC er forskjellig fra normal hud og BCC. BCC viser mindre induksjon av medfødte immungener. SCC fra OTR pasienter har deprimert uttrykk for hBD1 og psoriasin forhold til SCC fra immunkompetente pasienter
Citation. Muehleisen B, Jiang SB, Gladsjo JA, Gerber M, Hata T, Gallo RL (2012) Tydelig medfødte immun Gene Expression Profiler i Non-melanom hudkreft av immunkompetente og immunsupprimerte pasienter. PLoS ONE syv (7): e40754. doi: 10,1371 /journal.pone.0040754
Redaktør: Amanda Ewart Toland, Ohio State University Medical Center, USA
mottatt: 29 mars 2012; Akseptert: 12. juni 2012; Publisert: 13.07.2012
Dette er en åpen-tilgang artikkelen, fri for all opphavsrett, og kan bli fritt reproduseres, distribueres, overføres, endres, bygd på, eller brukes av alle for ethvert lovlig formål. Arbeidet er gjort tilgjengelig under Creative Commons CC0 public domain engasjement
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet av United States National Institutes of Health gir R01 AR052728, R01 AI052453, R01 AI0833358, og den sveitsiske National Science Foundation ( PBZHP3-125571, PASMP3_140073) til BM Finansieringsinstitusjoner hadde noen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
introduksjon til
Basalcellekreft celle~~POS=TRUNC kreft~~POS=HEADCOMP (BCC) og plateepitelkarsinom (SCC) er de hyppigste ikke-melanom hudkreft (NMSC) hos mennesker [1]. I U.S.A. mer enn 3 millioner tilfeller av BCC og SCC er beregnet å forekommer årlig [2] – [3]. Men selv om betydelige fremskritt har blitt gjort i forståelse av patogenesen av NMSC, vertens immunforsvarsmekanismer som forut pasienten utfallet er fortsatt i stor grad ukjent. Den svært økt forekomst av hudkreft hos immunsupprimerte pasienter som organtransplanterte resipienter (OTRS) [4] har tydelig vist betydningen av immunsystemet i å kontrollere utviklingen av NMSC. Videre, fordi ultrafiolett (UV) stråling har viktige immunmodulerende egenskaper [5] – [6], dens bidrag som en viktig risikofaktor for NMSC forsterkes
For tiden har de fleste forskning på tumor immunosurveillance i NMSC, inkludert de. innenfor rammen av kreft immunoediting [7] – [8], er rettet hovedsakelig mot T-celle-mediert, adaptive immunmekanismer. Men det er bevis for at medfødte immunmekanismer er også viktig i NMSC. Tidlige studier av William Coley vist spontan tumorregresjon etter å ha utviklet postsurgical infeksjoner [9], og eksperimentell bruk av
Streptococcus pyogenes
har også resultert i tumor regresjon [10]. I dag er det vel kjent at smittestoffer kan bli gjenkjent av keratinocytter og andre immunceller gjennom ulike gener i det medfødte immunsystemet som toll-like reseptorer (TLR). Anerkjennelse av mikrober resultater i uttrykket av antimikrobielle peptider (forsterkere), cytokiner og chemokiner [11] – [15]
Aktivering av en medfødt immunrespons har ulike konsekvenser.. Forsterkere kan drepe mikroorganismer og forebygge infeksjon [13], [16] – [17]. Videre kan forsterkere opptre på en måte som ligner på kjemokiner og har pro- og anti-inflammatorisk virkning, stimulere angiogenese og indusere celledød [12], [14], [18] – effekter som kan være relevant også i karsinogenese. Før arbeid i tumorer slik som oral plateepitelkarsinom viste forbedret uttrykk for forsterkere human β-defensin 2 og psoriasin og dette korrelert med clinicopathological funksjoner [19] – [20]. Videre er uttrykk for cathelicidin av NK-celler er direkte vist seg å begrense veksten av melanom i musemodeller [21]. Mer bevis for en rolle det medfødte immunsystemet i NMSC stammer fra behandling med TLR7 agonist imiquimod som er effektiv mot overfladiske primær hudkreft og kutane metastaser, inkludert BCC, aktinisk keratose og Bowens sykdom [22].
Siden svært lite data har blitt publisert på medfødte immunresponser i NMSC vi ønsket å gi en oversikt over medfødte immun genuttrykk i en populasjon av pasienter med SCCS og BCC, med fokus på TLRs, TLR-signalemellomprodukter, cytokiner og antimikrobielle peptider. Siden OTRS har en betydelig høyere risiko for SCC [4], denne studien også inkludert 11 SCCS fra OTRS å karakter medfødte immun genuttrykk i at høy risiko befolkningen. Vi rapporterer at NMSCs har forskjellige uttrykk mønstre av flere gener som er kritiske for medfødt immunitet.
Resultater
Forbedret mRNA uttrykk av epidermal Differensierings Genes i SCC
En samlet befolkning på 37 pasienter ble inkludert i denne studien, som omfatter 28 pasienter med SCC og 19 med BCC. SCCS kom fra 17 immunkompetente pasienter og 11 som var OTR. Pasientens demografiske data i hver gruppe var tilsvarende med unntak av OTR som var generelt yngre (figur 1a, b). Prøver for analyse ble tatt fra fjern normal hud, peritumoral hud, på svulsten margin, og fra sentrale svulstvev (se metoder og Figur 1c).
1A) Pasienter inkludert i studien, kreftdiagnoser og immunstatus . SCC = plateepitelkarsinom. BCC = basalcellekarsinom. Imm’comp. (ICP) = immunkompetente pasienter. Imm.sup. (OTR) = organtransplanterte resipienter (immunsupprimerte pasienter). Kjønn (prosent hann) og alder (gjennomsnitt ± SEM) fordeling i hver gruppe pasienter er vist. 1 B) Aldersfordeling i pasientgrupper. Scatter tomter inkludert gjennomsnitt ± SEM vises. * P 0,05, *** p 0,005 (enveis ANOVA med Bonferroni post-test). 1. C) Fra hvert tilfelle ble en prøve samlet opp fra midten av tumor (T), fra tumor margin (M) med tumorceller så vel som ikke-tumorceller, fra peritumoral vev (P) som ikke inneholder noen tumorceller, og fra normal kontroll hud (N) i langt avstand fra svulsten.
Kutan SCC beholder typisk kjennetegn ved plateepitel differensiering. For ytterligere å karakterisere prøvene i vår studie har vi målt mRNA uttrykk av flere epidermal differensiering gener. Prøvene innenfor den sentrale tumorvev SCC viste signifikant forhøyet mRNA-ekspresjon av filaggrin (13,60 ± 4,52 ganger (gjennomsnitt ± SEM), p 0,05) og keratin 10 (10,83 ± 0,51-ganger, s 0,001) sammenlignet med normal hud. Filaggrin og keratin 10 uttrykk i svulsten sentrum var også høyere i forhold til svulsten margin (0,44 ± 0,22, p 0,001; 1,56 ± 0,51, p 0,05) og til peritumoral vev (0,62 ± 0,18, p 0,001; 1,19 ± 0,34 , p 0,01). Filaggrin og keratin 10 ekspresjon i tumor sentrum av SCC var også signifikant høyere enn i tumoren sentrum av BCC (5,50 ± 2,98, s 0,05, 0,39 ± 0,09, s 0,001). For loricrin, redusert mRNA uttrykk i svulsten margin på SCC ble observert i forhold til normal hud (0,073 ± 0,021, p 0,001), svulsten sentrum (8.29 ± 5.29, p 0,001) og peritumoral vev (0,33 ± 0,08, p 0,05) (figur 2).
mRNA ekspresjon av differensierings gen loricrin (LOR), filaggrin (FLG), keratin 5 (K5) og keratin 10 (K10) i tumoren sentrum (T), tumor margin ( M), peritumoral vev (P) og fjern normal hud (N) i kutant plateepitelkarsinom (SCC, svarte striper) og basalcellekarsinom (BCC, hvite søyler). Relativ mRNA-ekspresjon til glyseraldehyd 3-fosfat dehydrogenase (GAPDH) og normalisert til normal hud er vist. Avbildet er gjennomsnitt ± SEM verdier. * P 0,05, ** p 0,01, *** p 0,001 ved Kruskal-Wallis test med Dunn post-test for sammenligning mellom N, P, M og T og av Mann Whitney U-test for sammenligning mellom SCC og BCC i hver gruppe. N = 28 SCC og 19 BCC
Forbedret TLR Expression i SCC
TLR1 mRNA uttrykk i SCC svulst sentrum var 5,49 ± 1,21 ganger høyere (p 0,01). Enn i normal hud og også signifikant høyere enn i tumoren sentrum av BCC (1,82 ± 1,21, s 0,001). TLR2 mRNA-ekspresjon i tumor SCC-senteret var 7,90 ± 1,76 ganger høyere (p 0,01) enn i normal hud, og også høyere enn i tumoren sentrum av BCC (1,41 ± 0,35, s 0,001). TLR3 mRNA uttrykk i SCC svulst sentrum var 8,51 ± 2,11 ganger høyere (p 0,01) enn i normal hud, og også høyere enn i peritumoral vev (1,61 ± 0,70, p 0,05). TLR5 mRNA-ekspresjon i SCC tumor sentrum viste den største størrelsen forskjellen og var 30,8 ± 22,9 ganger høyere (p 0,05) enn i normal hud og også signifikant høyere enn i tumoren sentrum av BCC (0,92 ± 0,46, s 0,01) . TLR6 mRNA-ekspresjon var signifikant høyere i SCC tumor sentrum (4,48 ± 1,44) enn i tumoren margin (0,96 ± 0,48, p 0,05). TLR7 mRNA uttrykk i SCC svulst sentrum var 15,6 ± 3,70 ganger høyere enn i normal hud (p 0,001) og også betydelig høyere enn i peritumoral vev (3,37 ± 1,35, p 0,01) og enn i svulsten sentrum av BCC ( 1,98 ± 0,53, p. 0,001)
av notatet, TLR8 mRNA uttrykk var betydelig høyere i peritumoral vev av SCC (13.93 ± 0.57) så vel som i svulsten sentrum (7,46 ± 4,99) sammenlignet med normal hud (p 0,05 for begge) og betydelig høyere sammenlignet med BCC peritumoral (0,36 ± 0,21) og BCC tumor sentrum vev (0,35 ± 0,14). (p 0,01 for begge) (figur 3)
mRNA uttrykk av toll som reseptorgenene 1-9 (TLR1-9) i svulsten sentrum (T), tumor margin (M), peritumoral vev (P) og fjern normal hud (N) i kutant plateepitelkarsinom (SCC, svarte striper) og basalcellekarsinom (BCC, hvite søyler). Relativ mRNA-ekspresjon til glyseraldehyd 3-fosfat dehydrogenase (GAPDH) og normalisert til normal hud er vist. Avbildet er gjennomsnitt ± SEM verdier. * P 0,05, ** p 0,01, *** p 0,001 ved Kruskal-Wallis test med Dunn post-test for sammenligning mellom N, P, M og T og av Mann Whitney U-test for sammenligning mellom SCC og BCC i hver gruppe. N = 28 SCC og 19 BCC.
Enhanced TRIF, TRAF1 og TNF Expression i SCC. Forbedret TNF og IFNy Expression i BCC
I tråd med økt uttrykk av TLRs i SCC, genprodukter som enten nedstrøms for TLR signalkaskade, eller induserbar av TLR aktivisering, ble også forhøyet i SCC. TRIF mRNA uttrykk i SCC svulst sentrum var 17,11 ± 5,14 ganger høyere enn i normal hud (p 0,01), i peritumoral vev (3,89 ± 2,51, p 0,05) og også betydelig høyere enn i svulsten sentrum av BCC (3,13 ± 1,36, p 0,001). TRAF1 mRNA uttrykk i SCC svulst sentrum var 9,62 ± 2,18 ganger høyere enn i normal hud (p 0,01) og også betydelig høyere enn i svulsten sentrum av BCC (3,40 ± 2,36, p 0,05). TNF mRNA uttrykk i SCC svulst sentrum var 515 ± 144 ganger høyere enn i normal hud (p 0,001) og også betydelig høyere enn i svulsten sentrum av BCC (55,5 ± 29,3, p 0,001). I SCC, ble TNF mRNA-ekspresjon også signifikant forhøyet i den tumor margin i forhold til normal hud (176,2 ± 89,4, p 0,05). BCC viste også signifikant høyere TNF uttrykket (55,5 ± 29,3 vs 1,02 ± 0,55, s 0,05) og høyere IFNy uttrykket (17,1 ± 4,1 vs 1,01 ± 0,04, p 0,05). Enn i normal hud (figur 4)
mRNA ekspresjon av TIR-domene-inneholdende adapter-induserende interferon-β (TRIF), TNF-reseptor-assosierte faktorer 1 og 2 (TRAF1 og 2), tumor nekrose faktor (TNF) og interferon-γ (IFNy) i svulsten sentrum (T), tumor margin (M), peritumoral vev (P) og fjern normal hud (N) i kutant plateepitelkarsinom (SCC, svarte striper) og basalcellekarsinom (BCC, hvite søyler). Relativ mRNA-ekspresjon til glyseraldehyd 3-fosfat dehydrogenase (GAPDH) og normalisert til normal hud er vist. Avbildet er gjennomsnitt ± SEM verdier. * P 0,05, ** p 0,01, *** p 0,001 ved Kruskal-Wallis test med Dunn post-test for sammenligning mellom N, P, M og T og av Mann Whitney U-test for sammenligning mellom SCC og BCC i hver gruppe. N = 28 SCC og 19 BCC.
Forbedret uttrykk for hBD1 og to og Psoriasin i SCC. BCC Viser Mindre Expression of CAMP, hBD1-3, RNase7 og Psoriasin enn SCC
hBD1 mRNA uttrykk i SCC svulst sentrum var 50,36 ± 28,90 ganger høyere enn i normal hud (p 0,05), i svulsten margin (0,93 ± 0,44, s 0,05) og også signifikant høyere enn i tumoren sentrum av BCC (1,08 ± 0,45, p 0,001). I BCC hBD1 mRNA uttrykk var betydelig lavere i svulsten margin enn i svulsten sentrum (0,15 ± 0,04 vs. 1,08 ± 0,45, p 0,05). hBD2 mRNA uttrykk i SCC svulst sentrum var 4748 ± 3934 ganger høyere enn i normal hud (p 0,005), i svulsten margin (5.02 ± 2.11, p 0,01) og også betydelig høyere enn i svulsten sentrum av BCC ( 58.36 ± 40.56, p 0,05). . I BCC hBD2
mRNA uttrykk var betydelig høyere i svulsten sentrum (58,36 ± 40,56) enn i svulsten margin (0,61 ± 0,26, p 0,05) eller i peritumoral vev (0,30 ± 0,11, p 0,01). Psoriasin (S100A7) er et rikt protein i epidermis med mye forskjellig antimikrobiell aktivitet enn hBDs eller cathelicidins. Ved proteinkonsentrasjoner som overstiger 100 pg /ml psoriasin kan delvis hemme veksten av gram-negative bakterier, mens hBDs og cathelicidins opptrer ved lave mikromolare konsentrasjoner mot et bredt spekter av bakterier, virus og sopp [12], [23] – [26]. mRNA uttrykk for psoriasin i SCC svulst sentrum var 1334 ± 690 ganger høyere enn i normal hud (p 0,05) og også betydelig høyere enn i svulsten sentrum av BCC (27,41 ± 14,50, p 0,001). Cathelicidin og hBD3 mRNA uttrykk var betydelig lavere i svulsten sentrum av BCC i forhold til SCC (0,72 ± 0,14 vs. 1,71 ± 0,39, p 0,05; 9,59 ± 5,15 vs. 2497 ± 1447, p 0,001) (figur 5). I tråd med forhøyet mRNA uttrykk, immunfluorescens farging avslørte også forbedret protein uttrykk for hBD1, hBD2 og psoriasin i SCC i forhold til normal hud eller BCC (figur 6).
mRNA uttrykk for cathelicidin antimikrobielle peptid (
CAMP
), menneskebeta defensins 1-3 (hBD1-3, gener
DEFB1
,
DEFB4 Hotell og
DEFB103
), RNase 7 (
RNASE7
) og psoriasisin (S100A7) i svulsten sentrum (T), tumor margin (M), peritumoral vev (P) og fjern normal hud (N) i kutant plateepitelkarsinom (SCC, svarte striper) og basalcellekarsinom (BCC, hvite søyler). Relativ mRNA-ekspresjon til glyseraldehyd 3-fosfat dehydrogenase (GAPDH) og normalisert til normal hud er vist. Avbildet er gjennomsnitt ± SEM verdier. * P 0,05, ** p 0,01, *** p 0,001 ved Kruskal-Wallis test med Dunn post-test for sammenligning mellom N, P, M og T og av Mann Whitney U-test for sammenligning mellom SCC og BCC i hver gruppe. N = 17 SCC fra immunkompetente pasienter (ICP) og 19 BCC.
Protein uttrykk for antimikrobielle peptider hBD1, hBD2 og psoriasin som oppdages ved immunfluorescens farging (grønn) i normal hud, basalcellekreft ( BCC) og plateepitelkarsinom hos immunkompetente pasienter (SCC imm.comp.) og organtransplanterte resipienter (SCC OTR). Kjerner ble visualisert med 4′-6-diamidino-2-fenylindol (DAPI, blå). Den øverste raden viser hematoxylin og eosin (HE) farging av de samme hudprøver. Piler peker på grupper av kreftceller. Bar = 100 mikrometer. Dataene er representative for fem prøver hver.
Mangel på en økning på hBD1 og psoriasin Expression i OTR
En direkte sammenligning ble gjort mellom uttrykket av alle målgener i OTR og immunkompetente pasienter (ICP). Forskjeller i genuttrykk mellom OTR og ICP ble bare funnet for antimikrobielle peptid gener og vises i figur 7. For alle andre gener i denne studien med lignende uttrykk mellom ICP og OTR, både pasientkategorier ble slått sammen (n = 28 SCC) for statistisk forhold til BCC og for presentasjon i figurene 2-4.
mRNA uttrykk for cathelicidin antimikrobielle peptid (
CAMP
), menneskelige beta defensins 1-3 (hBD1-3, gener
DEFB1, DEFB4 Hotell og
DEFB103
), RNase 7 (
RNASE7
) og psoriasisin (S100A7) i svulsten sentrum (T), tumor margin (M), peritumoral vev (P ) og fjerne normal hud (N) i kutant plateepitelkarsinom (SCC) av immunocompetent (Imm’comp., svarte striper) og immunsupprimerte pasienter (OTR = organtransplanterte resipienter skravert barer). Relativ mRNA-ekspresjon til glyseraldehyd 3-fosfat dehydrogenase (GAPDH) og normalisert til normal hud er vist. Avbildet er gjennomsnitt ± SEM verdier. * P 0,05, ** p 0,01, *** p 0,001 ved Kruskal-Wallis test med Dunn post-test for sammenligning mellom N, P, M og T og av Mann Whitney U-test for sammenligning mellom immunkompetente og immunundertrykte pasienter i hver gruppe. N = 17 SCC fra immunkompetente pasienter (ICP) og 11 SCC fra organtransplanterte resipienter (OTR).
Som i ICPS, SCC i OTRS viste forbedret hBD2 mRNA uttrykk i svulsten sentrum (233,5 ± 149,2 ) sammenlignet med tumormargin (3,11 ± 2,16, p 0,05), peritumoral vev (1,22 ± 0,95, s 0,01) og normal hud (2,14 ± 1,61, p 0,05). Men i motsetning til ICPS, SCC i OTRS ikke overuttrykker hBD1 eller psoriasin. Psoriasin mRNA uttrykk i svulsten sentrum av SCC i OTRS var betydelig lavere enn i ICPS (71,9 ± 49,1 vs. 1334 ± 690, p 0,01) (figur 7). Videre støtter disse funnene ble resultatene fra immunohistofluorescence flekker viser også lavere hBD1 og psoriasin protein uttrykk i SCC fra OTRS forhold til ICPS (figur 6).
Diskusjoner
Denne studien søkt å gi en dybdeanalyse av medfødte immun genuttrykk i NMSC. Målet med dette arbeidet var å videre forstå hvordan huden vår reagerer på utviklingen av svulster og dermed få viktig informasjon som kan hjelpe guide terapi. Kandidatgener evaluert representert slike som TLR’ene som er involvert i den medfødte immungjenkjennelse av fare, cytoplasmatiske molekyler slik som TRIF og TRAF som overfører informasjonen detektert av disse reseptorer og molekyler som utløses av denne prosessen. De siste gruppene av effektor molekyler er forsterkerne og cytokiner ansvarlig for formidling av vertsrespons når fare oppdages. Resultatene viser en dramatisk forskjell i ekspresjonen av mange av disse kritiske molekyler i SCC, hvilket antyder at denne tumortype har forbedret mange elementer av medfødte immunrespons sammenlignet med normal hud. Siden mange av de effektor molekyler kan spille en rolle i veksten av tumoren eller resistens mot infeksjon, og noen er ytterligere forandret i immunforsvar verten, kan disse delvis forklare den naturlige progresjon av NMSC.
Selv om full dekning av alle molekyler som deltar i medfødt immunitet ville innebære transcriptional profilering av flere tusen genprodukter, og ville være best kontaktet av microarray analyse [27] eller RNASeq [28], tilnærming av real-time PCR-analyse er brukt her er den mest kvantitative og er ofte brukt for validering av high-throughput transcriptional profilerings resultater. Prøve utvalg fra hver pasient involvert selve svulsten, peritumoral vev og normal hud. Siden hver vevsprøve representerte en heterogen samling av celletyper, er vår vurdering begrenset av manglende evne til å tilskrive mRNA målt til bestemte bosatt celler, malignitet selv, eller rekruttert celletyper. Men dataene innhentet reflekterte forventede uttrykk mønstre for svulsten. For eksempel, kutan SCC beholder typisk karakteristikk av skvamøs differensiering [29], og vi har funnet forhøyede filaggrin og keratin 10 genekspresjon i SCC vev av tumoren sentrum. Ekspresjon var ikke bare høyere enn i normal hud, men også høyere enn i tumoren margin og i BCC. Disse resultatene understreker betydelige forskjeller i differensiering mellom SCC, BCC og normal hud, og tjente til å validere prøvene som ble valgt.
Aktivering av TLR’ene kan resultere i en lang rekke reaksjoner som omfatter apoptose, inflammatoriske og ikke-inflammatoriske reaksjoner (anmeldt i [11]). TLR’ene er kjent for å bli uttrykt på en rekke murine og humane kreftceller (oversikt i [30]). Men det er lite informasjon tilgjengelig på TLR uttrykk i SCC, og dette har kommet for det meste fra livmorhalsen [31] – [32] eller hode og nakke SCC [33] – [34], men ikke fra kutan SCC. Vår studie viste signifikant forhøyet uttrykk for TLR1,2,3,5,6,7 og 8 i kutan SCC. For flere TLRs en 5- til 10 ganger induksjon ble sett i SCC. Kjente svar unike for SCC inkludert TLR5 (ansvarlig for anerkjennelse av flag), TLR7 (målet av imiquimod), og TLR8, som sammen med TLR7 kan gjenkjenne RNA. Den TLR8 responsen var spesielt interessant som det følger også med en induksjon i peri-tumoral regionen. Vi har også observert høy TLR2-ekspresjon i SCC som kan være karakteristisk for SCC eller et resultat av en defekt hudbarriere i SCC. På denne måte økningen er sammenlignbar med den TLR2 oppregulering sett i hudsår [35]. Like bemerkelsesverdig var relativt liten endring i medfødte immun genuttrykk sett i BCC. Dette kan være en relevant negativt svar gitt at noen TLR induksjon ville forventes fra skadet hud. For å definere en potensiell funksjonell rolle TLR overekspresjon i kutan SCC, er ytterligere funksjonelle studier trengs.
TRIF og TRAF er nedstrøms signalmolekyler av TLR aktivering og deres uttrykk korrelert med økt TLR uttrykk i SCC. På samme måte, cytokinrespons var høyest i SCC og korrelert med øket TLR ekspresjon og signalering. Men i BCC TNF var signifikant forhøyet sammenlignet med normal hud til tross for en mindre TLR respons. Økt IFNy ble sett bare i BCC. Dette understreker grunnleggende forskjeller av medfødte immun reseptorsignalisering og cytokin ekspresjon i BCC og SCC og sannsynligvis reflekterer både lokal ekspresjon av disse molekylene og ekspresjon i rekruttert inflammatoriske celler.
På grunn av virkningen av forsterkere for å endre cellevekst og differensiering [36], kan deres uttrykk være svært relevant i kreft. Denne foreningen har vært direkte demonstrert for cathelicidin, hvor i musetumormodeller mangel på cathelicidin resultert i mye raskere tumorvekst [21]. I denne studien fant vi økt hBD1, hBD2, hBD3 og psoriasin i SCC i forhold til normal hud, men ingen økning i cathelicidin. Tidligere forbedret hBD2 uttrykk ble også rapportert om muntlige SCC tumorceller og intratumoral vaskulær endothelia [29], [37] – [38]. Videre tidligere studier rapporterte økt hBD3 i
in-situ Hotell og invasiv oral SCC, korrelere med spesifikk makrofag rekruttering til lesjon området [20], [39]. I motsetning til ekspresjonen av forsterkere i BCC var mye annerledes enn SCC. Vi har funnet en signifikant reduksjon av hBD1 uttrykk i de invaderende tumor margin på BCC, men ikke i tumoren sentrum. En reduksjon i hBD1 ble tidligere rapportert i BCC [40]. Den funksjonelle betydningen av endret HBD uttrykk i kreft er uklart i dag. Men behandling av hode og nakke SCC (HNSCC) cellelinjer med hBD3 forbedret motstand mot cis-platin, noe som indikerer at høyere HBD uttrykk kan forbedre svulst overlevelse [41].
Psoriasin (S100A7) representerer en mye annen type molekyl enn hBDs eller cathelicidin og warrents skille diskusjon. Psoriasin er et mye større protein, finnes i mye større mengde i hud, og har forskjellige antimikrobiell aktivitet (oversikt i [25]). Det heller ikke ut til å bli uttrykt ved benmargs avledet celler som er tilfellet med mange antimikrobielle peptider. Snarere er psoriasin uttrykkes primært i en rekke epitel. Funksjonene til psoriasin i immunitet er derfor mindre klart, selv om det har vært forbundet med resistens mot hudoverflaten kolonisering av
E. coli product: [24]. En tidligere studie beskrevet forhøyet psoriasin mRNA uttrykk i
in-situ Hotell og invasiv SCC [42], og dermed enige med våre resultater. Psoriasin overekspresjon er også blitt rapportert for andre tumorer slik som brystcancer [43], hvor vedvarende ekspresjon i invasiv tumorområdene er forbundet med dårligere prognose [44] – [46]. Oppregulering av psoriasin på transcriptional og proteinnivå ble nylig også rapportert for tidlig oral SCC [19]. Psoriasin kan binde αvβ6-inte å fremme invasive atferd i muntlige SCC celler [47]. Derfor, som ble diskutert for TLRs og deres signalmellom, dagens funn validere behovet for videre studier av den funksjonelle relevansen av disse antimikrobielle peptider og proteiner.
immunsupprimerte pasienter som organtransplanterte resipienter (OTRS) har en 60- til 100-ganger økt risiko for SCC [4], men de nøyaktige mekanismene for hvordan immundempende medisiner øker risikoen for hyppigere og mer aggressiv SCCS er fortsatt i stor grad ukjent. Long-term immunsuppressiv behandling i OTR ble nylig vist å endre sammensetningen av SCC peritumoral inflammatoriske infiltrat. Reduserte andeler av CD3 +, CD8 +, og CD14 + (monocytter), foxp3 + (regulatoriske T-celler) og 123+ (plasmacytoid dendrittiske celler) celler, men flere CD138 + plasmaceller i SCC av OTR forhold til immunkompetente pasienter har blitt rapportert [48] – [49 ]. De fleste OTRS er behandlet med flere immunsuppressive legemidler samtidig, noe som gjør det vanskelig å belyse de eksakte mekanismene hvordan en immunsuppressiv bidrar til økt SCC risiko.
For å undersøke om legemiddelutløst immunsuppresjon endret medfødte immun genekspresjon, inkludert vi 11 SCC fra OTRS for sammenligning med SCC fra immunkompetente pasienter. Alle pasientene i studien var i et behandlingsregime med kortikosteroider og mTOR-inhibitor rapamycin i minst ett år før tumor diagnostikk og eksisjon. I epidemiologiske studier, bytter fra en immunsuppressiv behandling med kalcineurinhemmere til mTOR-hemmer sirolimus var effektive for å redusere hud kreftutvikling hos nyretransplanterte pasienter med 50% [50]. I vår studie, sammenligning av uttrykket av alle medfødte immungener avslørte at i motsetning til immunkompetente pasienter, SCC i OTR hadde lavere hBD1 og psoriasin uttrykk, men overflod av uttrykket av andre gener målt var lik SCC fra immunkompetente pasienter. Det ville være av interesse å finne ut om den nedre uttrykk for hBD1 og psoriasin kan være funksjonelt relevant og relatert til det verre utfall for disse pasientene.
I sammendraget, klart viser denne studien at uttrykket av flere gener som er involvert i det medfødte immunresponsen er annerledes i SCC enn normalt vev. Det er mange mulige årsaker til at hudkreft viste forhøyet uttrykk av disse medfødte immungener. Tumor infiltrerende immunceller, slik som CD4
+, CD8
+ og foxp3
+ T-celler og makrofager utskiller løselige effektor molekyler slik som interferoner, IL-6 og TNF, og noen av disse kan direkte påvirke medfødt immun genuttrykk i keratinocytter (anmeldt i [12]). Jo høyere grad av differensiering i SCC i forhold til BCC eller normale basale keratinocytter kan være en annen grunn til overekspresjon av enkelte medfødte immungener, siden svært differensierte keratinocytter viste forbedret uttrykk for menneskelige beta defensins 2 og 3 [51]. En tredje føreren av medfødte immun genuttrykk i SCC kan være en defekt hud barriere i disse svulstene. Skin SCCS ofte sprekke og danne sår. Tidligere studier i ikke-maligne, sterile såret eksperimenter viste en sterk induksjon av TLR2 og antimikrobielle peptider i såret kanten [35]. Videre, for å ukontrollert vekst av tumorceller og vev nekrose bly frigjøring av molekyler så som cellulært DNA, varmesjokkproteiner og fibrinogen, som alle er faresignaler som kan aktivere TLR’ene og deres nedstrøms signalering og effektor molekyler [52] – [53] . Men selv om disse mekanismene kan være ansvarlig for en del av profilen til medfødte immun genekspresjon som vi fant i vår studie, gir de bare en ufullstendig forklaring. Videre mener vi at uttrykket av noen av disse medfødte immungener er tumor egenverdi og uavhengig fra svulsten miljø. Videre studier er nødvendig for å bedre forstå de eksakte mekanismene som fører til denne distinkte medfødte immun genuttrykk.
Den tilnærmingen til prøvetaking vev fra svulsten margin og periferi fornem uttrykk for noen gener av interesse og gir et eksempel på hvordan grunnforskning kan være integrert i veletablerte standardiserte kliniske kirurgiske prosedyrer som Mohs kirurgi. Videre vil det være feil å overse bemerkelsesverdig lav respons sett i BCC for enkelte genprodukter. Uttrykket (eller mangel på uttrykk) av unike elementer av det medfødte immunsystem gir ledetråder til utviklingen av neste generasjon av målrettet immunterapi for NMSC.
Materialer og metoder
Pasienter
undersøkelsen ble utformet for å inkludere 10-20 eksemplarer hver fra SCC i immunkompetente pasienter, fra SCC i organtransplanterte pasienter og fra basalcellekreft. Etter godkjenning av Human Forskning Protection Program ved University of California, San Diego (IRB ref. # 071032), og ved mottak skriftlig informert samtykke før biopsi, eksemplarer hud fra påfølgende pasienter som gjennomgår Mohs kirurgi for ikke-melanom hudkreft på Division of Dermatology, University of California, San Diego, fra desember 2009 til juni 2010 ble samlet. Den eneste inklusjonskriteriet var svulsten diagnose. Det var ingen eksklusjonskriteriene. Ingen av pasientene i denne studien var gravid eller hadde andre underliggende hudlidelser i de områdene som ble innhentet hudprøver. Lagring og bruk av alle vev som inngår i arbeidet som presenteres her ble utført i henhold til Helsinki deklarasjonen.
