Preview

Российский биотерапевтический журнал

Расширенный поиск

Вовлечение аутофагии в васкулогенную мимикрию при меланоме

https://doi.org/10.17650/1726-9784-2017-16-2-66-73

Полный текст:

Аннотация

Введение. Аутофагия - катаболический процесс удаления отработанных органелл, долгоживущих белков, патогенов и продуктов распада с помощью двумембранных фагосом - сопровождает жизнедеятельность нормальной клетки на протяжении всего времени ее существования. Аутофагия обеспечивает выживание клетки в условиях стресса, играет существенную роль в защите от инфекций, в развитии аутоиммунных процессов. В последние годы получены доказательства существования альтернативной системы кровоснабжения опухоли - васкулогенной мимикрии (ВМ), которая может частично компенсировать недостаток питания и кислорода в условиях гипоксии. Цель исследования - выявление взаимосвязи между аутофагией и ВМ. Материалы и методы. В работе были использованы 2D- и 3D-культивирование клеток меланомы, выведенных в клеточную линию из операционного материала больных диссеминированной меланомой, электрофорез и вестерн-блот, нокдаун генов с помощью малых интерферирующих РНК (small interfering RNA, siRNA), проточная цитофлуориметрия, флуоресцентная микроскопия. Результаты. О базовом уровне аутофагии в клетках меланомы судили по экспрессии LC-3B и флуоресценции монодансилкадаверина. Оба теста являются маркерами поздней стадии аутофагии. Нами показано, что в клетках меланомы, формирующих сосудистоподобные структуры (СПС) на матригеле, базовый уровень аутофагии был значительно выше, чем в клетках меланомы, не способных участвовать в ВМ. Блокирование аутофагии 3-метиладенином (3-methyladenine, 3-MA) или хлорокином - ингибиторами инициации и терминальной фазы аутофагии - приводило к заметному снижению способности клеток меланомы участвовать в ВМ. Полученные результаты были подтверждены siRNA-опосредованным подавлением экспрессии гена BECN1, участвующего в инициации аутофагии, и гена ATG5, который считается маркером поздней необратимой стадии аутофагии. Нокдаун генов BECN1 или ATG5 в клетках меланомы mel P снижал уровень белка Beclin-1 и Atg5 на 70-75 % и блокировал формирование СПС на матригеле. Клетки меланомы с нокдауном гена ATG5меняли форму с веретеноподобной на шаровидную, но сохраняли способность мигрировать и узнавать друг друга, формирование СПС не наблюдалось. Низкомолекулярный ингибитор ВМ, ЛХС-1269, заметно снижал базовый уровень аутофагии. Заключение. Полученные данные свидетельствуют о том, что активация аутофагии является необходимым условием формирования СПС. Мы предполагаем, что аутофагия обеспечивает прогрессию опухоли 2 путями: способствуя выживанию опухолевых клеток при химио- и радиотерапии и стимулируя процесс формирования васкулярных каналов, доставляющих питание и кислород в области опухоли с гипоксией.

Об авторах

А. А. Вартанян
ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия


О. С. Бурова
ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия


И. В. Уласов
ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия


М. А. Барышникова
ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия


Список литературы

1. Mizushima N., Komatsu M. Autophagy: renovation of cells and tissues. Cell 2011;147(4):728-41. DOI: 10.1016/j.cell.2011.10.026. PMID: 22078875.

2. Singh R., Cuervo A.M. Autophagy in the cellular energetic balance. Cell Metab 2011;13(5):495-504. DOI: 10.1016/j.cmet. PMID: 21531332.

3. Bursch W. The autophagosomal-lysosomal compartment in programmed cell death. Cell Death Differ 2001;8(6):569-81. DOI: 10.1038/sj.cdd.4400852. PMID: 11536007.

4. Rabinowitz J.D., White E. Autophagy and metabolism. Science 2010;330(6009):1344-8. DOI: 10.1126/science.1193497. PMID: 21127245.

5. Guo J.Y., Xia B., White E. Autophagy-mediated tumor promotion. Cell 2013;155(6):1216-9. DOI: 10.1016/j.cell.2013.11.019. PMID: 24315093.

6. Degenhardt K., Mathew R., Beaudoin B. et al. Autophagy promotes tumor cell survival and restricts necrosis, inflammation, and tumorigenesis. Cancer Cell 2006;10(1):51-64. DOI: 10.1016/j.ccr.2006.06.001. PMID: 16843265.

7. Sun K., Deng W., Zhang S. et al. Paradoxical roles of autophagy in different stages of tumorigenesis: protector for normal or cancer cells. Cell Biosci 2013;3(1):35-42. DOI: 10.1186/2045-3701-3-35.

8. Gerger A., LaBonte M., Lenz H.L. Molecular predictors of response to antiangiogenesis therapies. Cancer J 2011;17(2):134-41. DOI: 10.1097/PPO.0b013e318212db3c. PMID: 21427557.

9. Cantelmo A.R., Pircher A., Kalucka J. et. al. Vessel pruning or healing: endothelial metabolism as a novel target? Expert Opin Ther Targets 2017;21(3):239-47. DOI: 10.1080/14728222.2017.1282465. PMID: 28081641.

10. Folberg R., Maniotis A.J. Vasculogenic mimicry. APMIS 2004;112(7-8):508-25. DOI: 10.1111/j.1600-0463.2004. apm11207-0810.x. PMID: 15563313.

11. Михайлова И.Н., Лукашина М.И., Барышников А.Ю. и др. Клеточные линии меланомы - основа для создания противоопухолевых вакцин. Вестник РАМН 2005;7:37-40.

12. Kimlin L.C., Casagrande G., Virador V.M. In vitro three-dimensional (3D) models in cancer research: an update. Mol Carcinog 2013;52(3):167-82. DOI: 10.1002/mc.21844. PMID: 22162252.

13. Yamada K.M., Cukierman E. Modeling tissue morphogenesis and cancer in 3D. Cell 2007;130(4):601-10. DOI: 10.1016/j.cell.2007.08.006. PMID: 17719539.

14. Amaravadi R.K., Lippincott-Schwartz J., Yin X.M. et al. Principles and current strategies for targeting autophagy for cancer treatment. Clin Cancer Res 2011;17(4):654-66. DOI: 10.1158/1078-0432. PMID: 21325294.

15. Ding Y., Zhao K., Wu Y., Xing C. Expression and significance of Beclin-1 in vasculogenic mimicry formation of gastric cancer. Oncol Rep 2014;17(7):716-9. PMID: 25070456.

16. Hönscheid P., Datta K., Muders M.H. Autophagy: detection, regulation and its role in cancer and therapy response. Int J Radiat Biol 2014;90(8):628-35. DOI: 10.3109/09553002. PMID: 24678799.

17. Pyo J.O., Nah J., Jung Y.K. Molecules and their functions in autophagy. Exp Mol Med 2012;44(2):73-80. DOI: 10.3858/emm.2012.44.2.029. PMID: 22257882.

18. Barth S., Danielle Glick D., Kay F., Macleod K.F. Autophagy: assays and artifacts. J Pathol 2010;221(2):117-24. DOI: 10.1002/path.2694. PMCID: PMC2989884.

19. Вартанян А.А., Барышникова М.А., Эктова Л.В. и др. Производные индолкарбазолов, блoкирующие васкулогенную мимикрию в опухоли. Патент РФ № 2557554. Бюлл. № 21, 2015.

20. Ozpolat B., Benbrook D.M. Targeting autophagy in cancer management -strategies and developments. Cancer Manag Res 2015;7:291-9. DOI: 10.2147/CMAR.S34859. PMID: 26392787.

21. Menzies F.M., Fleming A., Rubinsztein D.C. Compromised autophagy and neurodegenerative diseases. Nat Rev Neurosci 2015;16(6):345-57. DOI: 10.1038/nrn3961. PMID: 25991442.


Для цитирования:


Вартанян А.А., Бурова О.С., Уласов И.В., Барышникова М.А. Вовлечение аутофагии в васкулогенную мимикрию при меланоме. Российский биотерапевтический журнал. 2017;16(2):66-73. https://doi.org/10.17650/1726-9784-2017-16-2-66-73

For citation:


Vartanian A.A., Burova O.S., Ulasov I.V., Baryshnikova M.A. The involvement of autophagy in melanoma vasculogenic mimicry. Russian Journal of Biotherapy. 2017;16(2):66-73. (In Russ.) https://doi.org/10.17650/1726-9784-2017-16-2-66-73

Просмотров: 33


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


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