АДАПТЕРНИЙ ПРОТЕЇН Ruk/CIN85 РЕГУЛЮЄ РЕДОКС-БАЛАНС У КЛІТИНАХ РАКУ ГРУДНОЇ ЗАЛОЗИ МИШІ ЛІНІЇ 4Т1

Автор(и)

  • І.Р. Горак Інститут біохімії ім О.В Палладіна
  • Н.В. Латишко Інститут біохімії ім О.В Палладіна
  • О.О. Гудкова Інститут біохімії ім О.В Палладіна
  • К.О. Токарчук Інститут біохімії ім О.В Палладіна
  • Т.О. Кішко Інститут біохімії ім О.В Палладіна
  • О.І. Юсова Інститут біохімії ім О.В Палладіна
  • Л.Б. Дробот Інститут біохімії ім О.В Палладіна
  • А.О. Тихомиров Інститут біохімії ім О.В Палладіна

DOI:

https://doi.org/10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-44-no-1.17241

Ключові слова:

рак грудної залози, аденокарциномні клітини грудної залози миші лінії 4Т1, плазміноген/плазмін, Ruk/CIN85, активні форми оксигену (АФО), ензими системи глутатіону.

Анотація

Стан питання: Плазмін, що утворюється на клітинній поверхні, залучається до контролю пухлинного росту та мета­стазування через регулювання адгезії, міграції та інвазії ракових клітин. Зниження адгезивності клітин, індуковане плазміном, супроводжується посиленням генерування активних форм оксигену (АФО) та клітинною загибеллю. Водночас для ракових клітин характерним є набуття механізмів протидії апоптозу, опосередкованому АФО. Мета: З’ясувати роль адаптерного протеїну Ruk/CIN85 у контролі окисно-відновного балансу та виживання клітин аденокарциноми грудної залози за умови впливу плазмін(оген)у. Матеріали та методи: Мишачі клітини лінії 4Т1 зі стабільною надекспресією адаптерного протеїну Ruk/CIN85 (сублінія RukUp) та відповідні контрольні клітини (сублінія Mock) культивували за наявності плазміногену (1–100 нМ). Перетворення плазміногену на плазмін визначали спектрофотометрично за швидкістю розщеплення специфічного хромогенного субстрату S2251. Специфічний інгібітор uPA ВС11 використовували для дослідження uPA-опосередкованого механізму перицелюлярної активації плазміногену клітинами 4Т1. Рівень виживання клітин оцінювали за допомогою МТТ-тесту, проліферативну активність клітин аналізували методом формування колоній. Ензиматичні активності каталази, глутатіонпероксидази, супероксиддисмутази, а також рівні пероксиду гідрогену (H2O2) вимірювали флюорометрично. Внутрішньоклітинне генерування АФО досліджували за допомогою протокової цитометрії з використанням флуоресцентного зонду H2DCF-DA. Результати: Було показано, що плазміноген перетворюється на активну протеїназу плазмін на поверхні аденокарциномних клітин у uPA-залежний спосіб. Плазмін(оген) пригнічував проліферацію та виживання обох досліджуваних субліній клітин. Однак, клітини RukUp демонстрували більшу резистентність до плазмін(оген)-індукованої цитотоксичності у порівнянні з клітинами Mock. Плазмін(оген) спричиняв значне посилення генерування АФО в клітинах з базальним рівнем експресії Ruk/CIN85. На відміну від контролю, клітини RukUp виявилися здатними більш ефективно протидіяти прооксидантним змінам через активацію деяких ензимів системи глутатіону, головним чином глутатіонпероксидази, та зниження рівня акумуляції H2O2. Висновки: Адаптерний протеїн Ruk/CIN85 залучений до контролю окисно-відновного гомео­стазу в ракових клітинах завдяки підтриманню утворення АФО на рівні, необхідному для адаптації клітин до впливу плазмін(оген)у. Таким чином, скерований вплив на рівень експресії Ruk/CIN85 може бути ефективним підходом, спрямованим на зниження резистентності ракових клітин до АФО-опосередкованого апоптозу.

Посилання

Heissig B, Salama Y, Osada T, et al. The multifaceted role of plasminogen in cancer. Int J Mol Sci 2021; 22: 2304. https://doi.org/10.3390/ijms22052304

Stillfried GE, Saunders DN, Ranson M. Plasminogen binding and activation at the breast cancer cell surface: the integral role of urokinase activity. Breast Cancer Res 2007; 9: R14. https://doi.org/10.1186/bcr1647

Doeuvre L, Plawinski L, Goux D, et al. Plasmin on adherent cells: from microvesiculation to apoptosis. Biochem J 2010; 432: 365–73. https://doi.org/10.1042/BJ20100561

Adeshakin FO, Adeshakin AO, Afolabi LO, et al. Mechanisms for modulating anoikis resistance in cancer and the relevance of metabolic reprogramming. Front Oncol 2021; 11: 626577. https://doi.org/10.3389/fonc.2021.626577

Chio I, Tuveson DA. ROS in cancer: the burning question. Trends Mol Med 2017; 23: 411–29. https://doi.org/10.1016/j.molmed.2017.03.004

Shi X, Gangadharan B, Brass LF, et al. Protease-activated receptors (PAR1 and PAR2) contribute to tumor cell motility and metastasis. Mol Cancer Res 2004; 2: 395–402.

Huang QT, Chen JH, Hang LL, et al. Activation of PAR-1/NADPH oxidase/ROS signaling pathways is crucial for the thrombin-induced sFlt-1 production in extravillous trophoblasts: possible involvement in the pathogenesis of preeclampsia. Cell Physiol Biochem 2015; 35: 1654–62. https://doi.org/10.1159/000373979

George S, Abrahamse H. Redox potential of antioxidants in cancer progression and prevention. Antioxidants (Basel) 2020; 9: 1156. https://doi.org/10.3390/antiox9111156

Lee KH, Kim JR. Reactive oxygen species regulate the generation of urokinase plasminogen activator in human hepatoma cells via MAPK pathways after treatment with hepatocyte growth factor. Exp Mol Med 2009; 41: 180–8. 10.3858/emm.2009.41.3.021

Havrylov S, Redowicz MJ, Buchman VL. Emerging roles of Ruk/CIN85 in vesicle-mediated transport, adhesion, migration and malignancy. Traffic 2010; 11: 721–31. https://doi.org/10.1111/j.1600-0854.2010.01061.x

Kozlova N, Mennerich D, Samoylenko A, et al. The pro-oncogenic adaptor CIN85 acts as an inhibitory binding partner of hypoxia-inducible factor prolyl hydroxylase 2. Cancer Res 2019; 79: 4042–56. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-18-3852

Samoylenko A, Vynnytska-Myronovska B, Byts N, et al. Increased levels of the HER1 adaptor protein Rukl/CIN85 contribute to breast cancer malignancy. Carcinogenesis 2012; 33: 1976–84. https://doi.org/10.1093/carcin/bgs228

Bazalii AV, Horak IR, Pasichnyk GV, et al. Transcriptional regulation of NOX genes express ion in human breast adenocarcinoma MCF-7 cells is modulated by adaptor protein Ruk/CIN85. Ukr Biochem J 2016; 88: 119–25. https://doi.org/10.15407/ubj88.01.119

Horak IR, Latyshko NV, Hudkova OO, et al. Adaptor protein Ruk/CIN85 affects redox balance in breast cancer cells. Ukr Biochem J 2020; 92: 24–34. https://doi.org/10.15407/ubj92.04.024

Horak IR, Pasichnyk GV, Gerashchenko DS, et al. Adaptor protein Ruk/CIN85 modulates manifestation of cancer stem cells (CSCs) features in mouse breast adenocarcinoma 4T1 cells. Rep Nat Acad Sci Ukr 2018; 12: 101–9.

Lijnen HR, Hoylaerts M, Collen D. Isolation and characterization of a human plasma protein with affinity for the lysine binding sites in plasminogen. Role in the regulation of fibrinolysis and identification as histidine-rich glycoprotein. J Biol Chem 1980; 255: 10214–22.

Horak IR, Gerashchenko DS, Drobot LB. Adaptor protein Ruk/CIN85 modulates chemoresistance to doxorubicin of murine 4T1 breast cancer cells. Ukr Biochem J 2018; 90: 94–100. https://doi.org/10.15407/ubj90.03.094

Gouri A, Dekaken A, El Bairi K, et al. Plasminogen activator system and breast cancer: potential role in therapy decision making and precision medicine. Biomark Insight 2016; 11: 105–11. https://doi.org/10.4137/BMI.S33372

Mahmood N, Mihalcioiu C, Rabbani SA. Multifaceted role of the urokinase-type plasminogen activator (uPA) and its receptor (uPAR): diagnostic, prognostic, and therapeutic applications. Front Oncol 2018; 8: 24. https://doi.org/10.3389/fonc.2018.00024

Kalyanaraman B, Darley-Usmar V, Davies KJ, et al. Measuring reactive oxygen and nitrogen species with fluorescent probes: challenges and limitations. Free Radic Biol Med 2012; 52: 1–6. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2011.09.030

Reczek CR., Chandel NS. The two faces of reactive oxygen species in cancer. Ann Rev Cancer Biol 2017; 1: 79–98. https://doi.org/10.1146/annurev-cancerbio-041916-065808

Banfi C, Brioschi M, Barbieri SS, et al. Mitochondrial reactive oxygen species: a common pathway for PAR1- and PAR2-mediated tissue factor induction in human endothelial cells. J Thromb Haemost 2009; 7: 206–16. https://doi.org/10.1111/j.1538-7836.2008.03204.x

Hawk MA, Schafer ZT. Mechanisms of redox metabolism and cancer cell survival during extracellular matrix detachment. J Biol Chem 2018; 293: 7531–7. https://doi.org/10.1074/jbc.TM117.000260

Tykhomyrov AA, Nedzvetsky VS, Aĝca CA, et al. Plasminogen/plasmin affects expression of glycolysis regulator TIGAR and induces autophagy in lung adenocarcinoma A549 cells. Exp Oncol 2020; 42: 270–6. https://doi.org/10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-42-no-4.15253

Havrylov S, Ichioka F, Powell K, et al. Adaptor protein Ruk/CIN85 is associated with a subset of COPI-coated membranes of the Golgi complex. Traffic 2008; 9: 798–812. https://doi.org/10.1111/j.1600-0854.2008.00724.x

Nikolaienko OV, Skrypkina IYa, Tsyba LO, et al. ITSN1 and Ruk/CIN85 colocalized to clathrin coated pits in MCF-7 cells. Biopol Cell 2009; 25: 424–7.

Bazalii АV, Vorotnikov AV, Тyurin-Кuzmin PA, et al. Recombinant fluorescent sensor of hydrogen peroxide HyPer fused with adaptor protein Ruk/CIN85: designing of expression vector and functional characterization. Biotech Acta 2015; 8: 19–26.

Zhang J, Zheng X, Yang X, Liao K. CIN85 associates with endosomal membrane and binds phosphatidic acid. Cell Res 2009; 19: 733–46.

Kennedy L, Sandhu JK, Harper ME, Cuperlovic-Culf M. Role of glutathione in cancer: from mechanisms to therapies. Biomolecules 2020; 10: 1429. https://doi.org/10.3390/biom10101429

Dastmalchi N, Baradaran B, Latifi-Navid S, et al. Antioxidants with two faces toward cancer. Life Sci 2020; 258: 118186. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2020.118186

Ko YH, Domingo-Vidal M, Roche M, et al. TP53-inducible glycolysis and apoptosis regulator (TIGAR) metabolically reprograms carcinoma and stromal cells in breast cancer. J Biol Chem 2016; 291: 26291–303. https://doi.org/10.1074/jbc.M116.740209

Fendt SM, Lunt SY. Dynamic ROS regulation by TIGAR: balancing anti-cancer and pro-metastasis effects. Cancer Cell 2020; 37: 141–2. https://doi.org/10.1016/j.ccell.2020.01.009

Shen M, Zhao X, Zhao L, et al. Met is involved in TIGAR-regulated metastasis of non-small-cell lung cancer. Mol Cancer 2018; 17: 88. https://doi.org/10.1186/s12943-018-0839-4

Agca CA, Kırıcı M, Nedzvetsky VS, et al. The effect of TIGAR knockdown on apoptotic and epithelial-mesenchymal markers expression in doxorubicin-resistant non-small cell lung cancer A549 cell lines. Chem Biodivers 2020; 17: e2000441. https://doi.org/10.1002/cbdv.202000441

Bazalii AV, Samoylenko AA, Petukhov DM, et al. Interaction between adaptor proteins Ruk/CIN85 and Tks4 in normal and tumor cells of different tissue origins. Biopol Cell 2014; 30: 37–41.

Samoylenko AA, Byts NV, Pasichnyk GV, et al. Recombinant lentivirus-mediated silencing of adaptor protein Ruk/CIN85 expression influences biological responses of tumor cells. Biotech Acta 2015; 8: 182–9.

Horak IR, Drobot LB, Borsig L, et al. Overexpression of adaptor protein Ruk/CIN85 in mouse breast adenocarcinoma 4T1 cells induces an increased migration rate and invasion potential. Biopol Cell 2018; 34: 284–91.

##submission.downloads##

Опубліковано

26.05.2023

Як цитувати

Горак, І., Латишко, Н., Гудкова, О., Токарчук, К., Кішко, Т., Юсова, О., … Тихомиров, А. (2023). АДАПТЕРНИЙ ПРОТЕЇН Ruk/CIN85 РЕГУЛЮЄ РЕДОКС-БАЛАНС У КЛІТИНАХ РАКУ ГРУДНОЇ ЗАЛОЗИ МИШІ ЛІНІЇ 4Т1. Експериментальна онкологія, 44(1), 31–38. https://doi.org/10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-44-no-1.17241

Номер

Том 44 № 1 (2022): Експериментальна онкологія

Розділ

Оригінальні внески

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Експериментальна онкологія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.