Preview

Российский биотерапевтический журнал

Расширенный поиск

О ВЗАИМОСВЯЗИ АУТОФАГИИ И АПОПТОЗА В ГИБЕЛИ КЛЕТОК КАРЦИНОМЫ ЛЕГКОГО А549, ИНДУЦИРОВАННОЙ CD437

https://doi.org/10.17650/1726-9784-2020-19-4-65-73

Полный текст:

Аннотация

Введение. Синтетический ретиноид CD437, агонист γ-рецептора ретиноевой кислоты (RARγ), не только останавливает клеточный цикл, но и, в отличие от ретиноевой кислоты, индуцирует в опухолевых клетках RARγ-независимый апоптоз посредством уникального механизма, не зависящего от пути, опосредованного рецепторами ретиноевой кислоты.

Цель исследования – изучение взаимосвязи между апоптозом и аутофагией в CD437-индуцированной гибели клетки.

Материалы и методы. В работе были использованы: 2D-культивирование клеток карциномы легкого А549, иммуноцитохимия, проточная цитофлуориметрия, флуоресцентная микроскопия.

Результаты. CD437 в диапазоне концентраций от 0,2 до 5,0 мкМ увеличивал количество PI-положительных клеток в культуре карциномы легкого А549. При концентрациях, близких к IC50, ретиноид снижал популяцию клеток в G2/M-фазе клеточного цикла и останавливал клеточный цикл в S-фазе. CD437 дозозависимо увеличивал количество апоптотических клеток в присутствии нецитотоксических концентраций вортманнина, необратимого ингибитора антистрессовой киназы PI-3K, и LY 294002, обратимого ингибитора. CD437 также активировал формирование аутофагосом, наблюдалось дозозависимое повышение интенсивности флуоресценции монодансилкадаверина, маркера аутофагии. Однако избирательного накопления LC-3B с возрастанием концентрации CD437 (0,1–5,0 мкМ) в клетках не наблюдалось, что позволяет сделать предположение об ингибировании слияния аутофагических вакуолей и лизосом. zVAD-fmk, необратимый ингибитор каспаз, не восстанавливал аутофагию в клетках А549, и уровень LC-3B существенно не менялся при увеличении концентрации CD437, что указывало на участие CD437 в слиянии аутофагосомы с лизосомой. При инкубировании клеток с нецитотоксическими концентрациями хлорокина, ингибитора терминальной стадии аутофагии, при концентрациях CD437, близких к IC50 , живых клеток практически не оставалось. Аддитивный эффект CD437 и хлорокина в индукции гибели клеток А549 предполагает, что CD437 участвует в слиянии аутофагосом и лизосом, необходимом для завершения катаболизма аутофагического материала.

Заключение. Полученные нами данные указывают на отмену CD437 цитопротекторной функции аутофагии и запуск апоптоза, что позволяет поднять вопрос о комбинированной терапии CD437 с цитотоксическими препаратами в лечении карциномы легкого.

Об авторах

А. А. Вартанян
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия

Амалия Арташевна Вартанян 

115478 Москва, Каширское шоссе, 24



Д. А. Хоченков
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия
115478 Москва, Каширское шоссе, 24


Е. Н. Кособокова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия
115478 Москва, Каширское шоссе, 24


В. С. Косоруков
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия
115478 Москва, Каширское шоссе, 24


Список литературы

1. Wolf G. A history of vitamin A and retinoids. FASEB J 1996;10:1102–1107. DOI: 10.1096/fasebj.10.9.8801174.

2. Goodman G.E., Alberts D.S., Meyskens F.L. Retinol, vitamins, and cancer prevention: 25 Years of learning and relearning. J Clin Oncol 2008;26:5495–6. DOI: 10.1200/JCO.2008.19.0884.

3. Smith W.E., Yazdi E., Miller L. Carcinogenesis in pulmonary epithelia in mice on different levels of vitamin A. Environ Res 1972;5:152–63. DOI: 10.1016/0013-9351(72)90030-8.

4. Zhao X., Spanjaard R.A. The apoptotic action of the retinoid CD437/AHPN: diverse effects, common basis. J Biomed Sci 2003;10(1):44–9. DOI: 10.1007/BF02255996.

5. Chen J.Y., Clifford J., Zusi C. Two distinct actions of retinoid-receptor ligands. Nature 1996;382(6594):819–22. DOI: 10.1038/382819a0.

6. Garattini E., Gianni M., Terao M. Retinoid related molecules an emerging class of apoptotic agents with promising therapeutic potential in oncology: pharmacological activity and mechanisms of action. Curr Pharm Des 2004;10(4):433–48. DOI: 10.2174/1381612043453351.

7. White E. The role for autophagy in cancer. J Clin Invest 2015;125(1):42–6. DOI: 10.1172/JCI73941.

8. Levy J.M., Towers C.G., Thorburn A. Targeting autophagy in cancer. Nature Reviews Cancer 2017;17(9):528–42. DOI: 10.1038/nrc.2017.53.

9. Bollag W., Isnardi L., Jablonska S. Links between pharmacological properties of retinoids and nuclear retinoid receptors. Int J Cancer 1997;70:470–2. PMID: 9033657.

10. Zhao X., Demary K., Wong L., Vaziri C. Retinoic acid receptor-independent mechanism of apoptosis of melanoma cells by the retinoid CD437 (AHPN). Cell Death Differ 2001;8(9):878–86. DOI: 10.1038/sj.cdd.4400894.

11. Shyu R.Y., Lin D.Y., Reichert U. Synthetic retinoid CD437 induces celldependent cycle arrest by differential regulation of cell cycle associated proteins. Anticancer Res 2002;22(5):2757–64. PMID: 12529993.

12. Lotan R. Receptor-independent induction of apoptosis by synthetic retinoids. J Biol Regul Homeost Agents 2003;17(1):13–28. PMID: 12757019.

13. Saxton R.A, Sabatini D.M. mTOR Signaling in Growth, Metabolism, and Disease. Сell 2017;168:960–76. PMID: 28283069.

14. Karimi Roshan M., Soltani A., Soleimani A. Role of AKT and mTOR signaling pathways in the induction of epithelial-mesenchymal transition (EMT) process. Biochimie 2019;165:229–34. DOI: 10.1016/j.biochi.2019.08.003.

15. Guo X., Wang X.F. Signaling cross-talk between TGF-beta/BMP and other pathways. Cell Res 2009;19(1):71–88. DOI: 10.1038/cr.2008.302.

16. Xuefei Li, Xiaorong Hu, Jichun Wang. Inhibition of autophagy via activation of PI3K/Akt/mTOR pathway. Int J Mol Med 2018;42(4):1917–24. DOI: 10.3892/ijmm.2018.3794.

17. Perry C.N., Kyoi S., Hariharan N. Novel methods for measuring cardiac autophagy. Methods Enzymol 2009;453:325–42. DOI: 10.1016/S0076-6879(08)04016-0.

18. Maheswari U., Sadras S.R. Mechanism and Regulation of Autophagy in Cancer. Crit Rev Oncog 2018;23(5v6):269–80. DOI: 10.1615/CritRevOncog.2018028394.

19. Wang Z., Liu G., Jiang J. Profiling of apoptosis- and autophagy-associated molecules in human lung cancer A549 cells in response to cisplatin treatment. It J Oncol 2019;543:1071–85. DOI: 10.3892/ijo.2019.4690.

20. Wirawan E. Caspase-mediated cleavage of Beclin-1 inactivates Beclin-1-induced autophagy and enhances apoptosis by promoting the release of proapoptotic factors from mitochondria. Cell Death & Disease 2010;1(1):e18. DOI: 10.1038/cddis.2009.16.

21. Pasquier B. Autophagy inhibitors. Cell Mol Life Sci 2016;73(5):985–1001. DOI: 10.1007/s00018-015-2104-y.

22. Мерабишвили B.M., Арсеньев А.И., Тарков С.А. Заболеваемость и смертность населения от рака легкого, достоверность учета. Сибирский онкологический журнал 2018;17(6):15–26. DOI.org/10.21294/1814-4861-2018-17-6-15-26.

23. Xu Z., Han X., Ou D., Liu T. Targeting PI3K/AKT/mTOR-mediated autophagy for tumor therapy. Appl Microbiol Biotechnol 2020;104(2):575–87. DOI: 10.1007/s00253-019-10257-8.

24. Noonan J., Zarrer J., Murphy B.M. Targeting Autophagy in Glioblastoma. Crit Rev Oncog 2016;21(3–4):241–52. DOI: 10.1615/CritRevOncog.

25. Sun S.Y., Kurie J.M., Yue P. Differential responses of normal, premalignant, and malignant human bronchial epithelial cells to receptor-selective retinoids. Cancer Res 1999;5(2):431–7. PMID: 10037194.

26. Sun S.Y., Yue P., Chen X. The synthetic retinoid CD437 selectively induces apoptosis in human lung cancer cells while sparing normal human lung epithelial cells. Cancer Res 2002;62(8):2430–6. PMID: 11956107.


Для цитирования:


Вартанян А.А., Хоченков Д.А., Кособокова Е.Н., Косоруков В.С. О ВЗАИМОСВЯЗИ АУТОФАГИИ И АПОПТОЗА В ГИБЕЛИ КЛЕТОК КАРЦИНОМЫ ЛЕГКОГО А549, ИНДУЦИРОВАННОЙ CD437. Российский биотерапевтический журнал. 2020;19(4):65-73. https://doi.org/10.17650/1726-9784-2020-19-4-65-73

For citation:


Vartanian A.A., Khochenkov D.A., Kosobokova E.N., Kosorukov V.S. CROSSTALK BETWEEN AUTOPHAGY AND APOPTOSIS IN CD437-INDUCED А549 LUNG CARCINOMA CELL DEATH. Russian Journal of Biotherapy. 2020;19(4):65-73. (In Russ.) https://doi.org/10.17650/1726-9784-2020-19-4-65-73

Просмотров: 62


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1726-9784 (Print)
ISSN 1726-9792 (Online)