ЗМІНИ ЕКСПРЕСІЇ TLR-4, TGF-β, INF-γ, TNF-α В КУЛЬТУРІ КЛІТИН T24/83 ІНВАЗИВНОГО РАКУ СЕЧОВОГО МІХУРА ПІД ДІЄЮ ЦИСПЛАТИНУ ТА/АБО ПОЛІФЕНОЛЬНОГО АД’ЮВАНТУ МЕЛАНІНУ
DOI:
https://doi.org/10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-43-no-1.15739Ключові слова:
меланін, уротеліальна карцинома, клітинна лінія T24/83, інвазивний рак сечового міхура, TLR4, TGF-β, INF-γ, TNF-α, апоптоз.Анотація
Стан питання: Зміни експресії Toll-подібного рецептора 4 (TLR4) асоційовані зі змінами в експресії ключових цитокінів (трансформуючого фактора росту-β (TGF-β), фактора некрозу пухлини-α (TNF-α), інтерферону-γ (IFN-γ), що мають вплив на прогресування злоякісних пухлин та метастазування. Мета: Дослідити зміни експресії генів TLR4, TGF-β, TNF-α, IFN-γ, рівень апоптозу та розподіл за фазами клітинного циклу в клітинах T24/83 інвазивної уротеліальної карциноми людини під дією поліфенольної ад’ювантної сполуки меланіну, виділеної з грибів, та цитотоксичного хіміопрепарату цисплатину, а також поєднаної дії обох цих сполук. Матеріали та методи: Клітини T24/83 інкубували з цисплатином (0.05 мM), меланіном (5 мкг/мл), або з обома цими сполуками. Рівень експресії TLR-4, TGF-β, INF-γ, TNF-α визначали за допомогою полімеразної ланцюгової реакції в режимі реального часу. Розподіл за стадіями клітинного циклу, проліферативну активність та рівень апоптозу визначали за допомогою проточної цитометрії. Досліджували також морфологію клітин під дією зазначених сполук. Результати: Меланін, цисплатин та їх комбінація знижують експресію TLR4 (у 2,67; 1,28 та 2,73 раза відповідно) та TNF-α (у 6,5; 1,4 та 1,7 раза відповідно). Меланін не впливає на експресію TGF-β, у той час як цисплатин знижує його експресію в 13 разів. У разі поєднаної дії цисплатину та меланіну експресія TGF-β знижується в 6,5 раза. Експресія IFN-γ за дії меланіну, цисплатину або поєднаної дії цих сполук збільшується у 4.3; 6,7 та 2 рази відповідно. Як меланін або цисплатин, так і поєднана дія цих сполук спричинює підвищення рівня апоптозу в клітинах T24/83. Меланін суттєво збільшує частку фібробластоподібних клітин в культурі T24/83 зі зменшенням адгезії клітин до субстрату. Висновки: Меланін, цисплатин,у разі окремого або комбінованого застосування суттєво впливають на експресію TLR4, TNF-α, TGF-β, INF-γ, розподіл за клітинним циклом та морфологію клітин T24/83, що дозволяє припустити набуття цими клітинами менш агресивного фенотипу.
Посилання
Shcheblyakov DV, Logunov DY, Tukhvatulin AI, et al. Toll-Like receptors (TLRs): The role in tumor progression. Acta Naturae 2010; 2: 21–9.
Kawai T, Akira S. Toll-like receptors and their crosstalk with other innate receptors in infection and immunity. Immunity 2011; 34: 637–50.
Wolska A, Lech-Marańda E, Robak T. Toll-like receptors and their role in carcinogenesis and anti-tumor treatment. Cell Mol Biol Lett 2009; 14: 248–72.
LaRue H, Ayari C, Bergeron A, et al. Toll-like receptors in urothelial cells -targets for cancer immunotherapy. Nat Rev Urol 2013; 10: 537–45.
Huang B, Zhao J, Li H, et al. Toll-like receptors on tumor cells facilitate evasion of immune surveillance. Cancer Res 2005; 65: 5009–14.
Salaun B, Romero P, Lebecque S. Toll-like receptors’ two-edged sword: when immunity meets apoptosis. Eur J Immunol 2007; 37: 3311–8.
Takeda K, Kaisho T, Akira S. Toll-like receptors. Annu Rev Immunol 2003; 21: 335–76.
Ohadian Moghadam S, Nowroozi MR. Toll-like receptors: The role in bladder cancer development, progression and immunotherapy. Scand J Immunol 2019; 90: e12818.
Oblak A, Jerala R. Toll-like receptor 4 activation in cancer progression and therapy. Clin Dev Immunol 2011. Article ID: 609579. doi: 10.1155/2011/609579.
Awasthi S. Toll-like receptor-4 modulation for cancer immunotherapy. Front Immunol 2014; 5: 328.
Pradere JP, Dapito DH, Schwabe RF. The Yin and Yang of Toll-like receptors in cancer. Oncogene 2014; 33: 3485–95.
Fukata M, Shang L, Santaolalla R, et al. Constitutive activation of epithelial TLR4 augments inflammatory responses to mucosal injury and drives colitis-associated tumorigenesis. Inflamm Bowel Dis 2011; 17: 1464–73.
Wu Q, Wu W, Fu B, et al. JNK signaling in cancer cell survival. Med Res Rev 2019; 39: 2082–104.
Tang X, Zhu Y. TLR4 signaling promotes immune escape of human colon cancer cells by inducing immunosuppressive cytokines and apoptosis resistance. Oncol Res 2012; 20: 15–24.
Lu YC, Yeh WC, Ohashi PS. LPS/TLR4 signal transduction pathway. Cytokine 2008; 42: 145–51.
Kelsh RM, McKeown-Longo PJ. Topographical changes in extracellular matrix: Activation of TLR4 signaling and solid tumor progression. Trends Cancer Res 2013; 9: 1–13.
Ikebe M, Kitaura Y, Nakamura M, et al. Lipopolysaccharide (LPS) increases the invasive ability of pancreatic cancer cells through the TLR4/MyD88 signaling pathway. J Surg Oncol 2009; 100: 725–31.
Earl TM, Nicoud IB, Pierce JM, et al. Silencing of TLR4 decreases liver tumor burden in a murine model of colorectal metastasis and hepatic steatosis. Ann Surg Oncol 2009; 16: 1043–50.
Li C, Li H, Jiang K, et al. TLR4 signaling pathway in mouse Lewis lung cancer cells promotes the expression of TGF-β1 and IL-10 and tumor cells migration. Biomed Mater Eng 2014; 24: 869–75.
Ni L, Lu J. Interferon gamma in cancer immunotherapy. Cancer Med 2018; 7: 4509–16.
Al-Obeed O, El-Obeid AS, Matou-Nasri S, et al. Herbal melanin inhibits colorectal cancer cell proliferation by altering redox balance, inducing apoptosis, and modulating MAPK signaling. Cancer Cell Int 2020; 20: 126.
Kondratiuk T, Akulenko T, Beregova T, et al. Microorganisms, perspective for biotechnology, medicine, environmenal technologies, in the collection of microscopic fungi ESC «Institute of biology and medicine», Taras Shevchenko national university of Kyiv. Bull Taras Shevchenko Nat Univ Kyiv Series Biol 2017; 73: 31–36.
Nicoletti I, Migliorati G, Pagliacci MC, et al. A rapid and simple method for measuring thymocyte apoptosis by propidium iodide staining and flow cytometry. J Immunol Methods 1991; 139: 271–9.
Sarnatskaya V, Shlapa Y, Yushko L, et al. Biological activity of cerium dioxide nanoparticles. J Biomed Mater Res A 2020; 108: 1703–12.
Sato Y, Goto Y, Narita N, et al. Cancer cells expressing Toll-like receptors and the tumor microenvironment. Cancer Microenviron 2009; 2: 205–14.
Yusuf N, Nasti TH, Long JA, et al. Protective role of Toll-like receptor 4 during the initiation stage of cutaneous chemical carcinogenesis. Cancer Res 2008; 68: 615–22.
Rakoff-Nahoum S, Medzhitov R. Toll-like receptors and cancer. Nat Rev Cancer 2009; 9: 57–63.
Kato T, Ishikawa K, Nemoto R, et al. Morphological characterization of two established cell lines, T24 and MGH-U1, derived from human urinary bladder carcinoma. Tohoku J Exp Med 1978; 124: 339–49.
Hanahan D, Weinberg RA. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell 2011; 144: 646–74.
Efstathiou JA, Mouw KW, Gibb EA, et al. Impact of immune and stromal infiltration on outcomes following bladder-sparing trimodality therapy for muscle-invasive bladder cancer. Eur Urol 2019; 76: 59–68.
Domenis R, Cifù A, Marinò D, et al. Toll-like Receptor-4 activation boosts the immunosuppressive properties of tumor cells-derived exosomes. Sci Rep 2019; 9: 8457.
Yakovlev P, Garmanchuk L, Falalyeyeva T, et al. Influence of the melanin from yeast-like fungi Nadsoniella nigra spр. X1 (i. Galindez, Antarctica) on proliferation, adhesion and apoptosis of tumor cells with epithelial origin. Likarsʹka sprava 2017; 5–6: 68–76.
Dasari S, Tchounwou PB. Cisplatin in cancer therapy: molecular mechanisms of action. Eur J Pharmacol 2014, 740: 364–78.
Yakovlev P, Garmanchuk L, Falalyeyeva T, et al. Cytostatic effect of polyphenol compound melanin in combination with Cisplatin on bladder cancer cell line T24/83.Eur Urol Suppl 2018; 17: e2553–4.
Yakovlev P, Klyushin D. Lymphocyte count in peripheral blood is a sensitive tool in pretreatment assessment of patients with urological cancer. Exp Oncol 2018; 40: 119–23.
Afsharimoghaddam A, Soleimani M, Lashay A, et al. Controversial roles played by toll like receptor 4 in urinary bladder cancer; A systematic review. Life Sci 2016; 158: 31–6.
Cai J, Yang MY, Hou N, et al. Association of tumor necrosis factor-α 308G/A polymorphism with urogenital cancer risk: a systematic review and meta-analysis. Genet Mol Res 2015; 14: 16102–12.
Josephs SF, Ichim TE, Prince SM, et al. Unleashing endogenous TNF-alpha as a cancer immunotherapeutic. J Transl Med 2018; 16: 242.
Sternberg CN, Arena MG, Pansadoro V, et al. Recombinant tumor necrosis factor for superficial bladder tumors. Ann Oncol 1992; 3: 741–5.
Wu NC, Wang JJ. Ibudilast, a phosphodiesterase inhibitor and Toll-like receptor-4 antagonist, improves hemorrhagic shock and reperfusion-Induced left ventricular dysfunction by reducing myocardial tumor necrosis factor α. Transplant Proc 2020; 52: 1869–74.
Singh A, Settleman J. EMT, cancer stem cells and drug resistance: an emerging axis of evil in the war on cancer. Oncogene 2010; 29: 4741–51.
Miyamoto H, Kubota Y, Shuin T, et al. Expression of transforming growth factor-beta 1 in human bladder cancer. Cancer 1995; 75: 2565–70.
Jakowlew SB. Transforming growth factor-beta in cancer and metastasis. Cancer Metastasis Rev2006; 25: 435–57.
Gupta S, Hau AM, Al-Ahmadie HA, et al. Transforming growth factor-β is an upstream regulator of mammalian target of rapamycin complex 2-dependent bladder cancer cell migration and invasion. Am J Pathol 2016; 186: 1351–60.
Kastan MB, Bartek J. Cell-cycle checkpoints and cancer. Nature 2004; 432: 316–23.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Експериментальна онкологія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
