Abstract
Bakgrunn
Bone metastaser er den mest dødelige formen for flere kreftformer. Den β2-mikroglobulin (β2-M) /hemokromatose (HFE) kompleks spiller en viktig rolle i kreftutvikling og benmetastase. Vi viste tidligere at overekspresjon av β2-M i prostata, bryst, lunge og nyre-kreft fører til økt beinmetastase i musemodeller. Derfor hypotese vi at β2-M er en rasjonell mål å behandle prostatakreft bein metastasering.
Resultater
I denne studien demonstrerer vi rollen som β2-M og dets bindingspartner, HFE i moduler stråling følsomhet og chemo-følsomhet for prostatakreft. Ved genetisk sletting av β2-M eller HFE eller ved hjelp av en anti-β2-M antistoff (Ab), viser vi at prostatakreftceller er følsomme for stråling
in vitro Hotell og
in vivo
. Hemming av β2-M eller HFE lysfølsomt prostatakreftceller for stråling ved å øke jern og reaktive oksygenforbindelser og redusere DNA-reparasjon og stress respons proteiner. Ved hjelp av xenograft mus modell, viser vi at anti-β2-M Ab sensitizes prostatakreftceller til strålebehandling. I tillegg er anti-β2-M Ab var i stand til å forebygge tumorvekst i en immunkompetente spontan prostatakreft musemodell. Siden benmetastase er dødelig, vi brukte et ben xenograft modell for å teste evnen til anti-β2-M Ab og stråling for å blokkere tumorvekst i benet. Kombinasjonsbehandling signifikant forhindret tumorvekst i benet xenograft modell ved å inhibere β2-M og induserende jernoverskudd. I tillegg til strålingsfølsomme effekter, hemming av β2-M lysfølsomt prostata kreft celler til kjemoterapeutika.
Konklusjon
Siden prostata kreft bein metastatiske pasienter har høy β2-M i svulstvev og i det utskilte form, målretting β2-M med anti-β2-M Ab er et lovende terapeutisk middel. I tillegg hemming av β2-M sensitizes kreftceller til klinisk brukte behandlinger som stråling ved å fremkalle jern overbelastning og redusere DNA-reparasjonsenzymer
Citation. Josson S, Matsuoka Y, Gururajan M, Nomura T, Huang WC, Yang X, et al. (2013) Hemming av β2-mikroglobulin /Hemochromatosis Forbedrer Stråling Følsomhet ved Induksjon av jernoverskudd i prostata kreft celler. PLoS ONE 8 (7): e68366. doi: 10,1371 /journal.pone.0068366
Redaktør: Dean G. Tang, The University of Texas M.D Anderson Cancer Center, USA
mottatt: 24 april 2013; Godkjent: 16 mai 2013; Publisert: 10. juli 2013
Copyright: © 2013 Josson et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Dette arbeidet støttes delvis av forskningsmidler PO1CA098912 og RO1CA122602 fra National Institutes of Health /National Cancer Institute (LWK Chung). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Prostatakreft beinmetastase er dødelig. Mer enn 70% av prostatakreftpasienter har beinmetastaser ved obduksjon [1]. Median 5 års overlevelse er bare 31% for metastaserende pasienter. Prostata kreftpasienter med benmetastaser har vist seg å ha høy ekspresjon av β2-mikroglobulin (β2-M) i kreftcellene [2]. β2-M er et cellemembranprotein som komplekser til MHC klasse 1 familien. β2-M er forhøyet i flere aggressive faste og flytende tumorer. Det er en pleotropic faktor som medierer flere prosesser som for eksempel utvikling av kreft [3], cancer metastase [4], og osteomimicry [2]. Tidligere studier viser at targeting β2-M med anti-β2-M antistoff (Ab) er en lovende terapeutisk strategi i prostata, nyre og flytende svulster [5] – [7]. Tidligere studier viser at β2-M samhandler med hemokromatose protein (HFE), som er en ikke-klassisk MHC klasse 1 medlem [8]. β2-M /HFE kompleks samvirker med transferrin-reseptor (TFRC1), og reduserer affiniteten av transferrin-binding til TFRC1 [9]. Således forhindrer β2-M /HFE overdreven jernopptaket. Mus som mangler β2-M eller HFE utvikle jernoverskudd senere i livet og jern-relaterte sykdommer [10], [11]. I denne studien viser vi at hemming av β2-M bruker et antistoff eller genetisk sletting av β2-M eller HFE i kreftceller fører til jernoverskudd og sensitizes prostata kreft celler for stråling
in vitro Hotell og
in vivo Hotell og kjemoterapeutika
in vitro
.
Materialer og Metoder
Bioetikk erklæringen
Alle dyreforsøk ble godkjent av IACUC av Emory University og Cedars-Sinai Medical Center og gjøres i henhold til institusjonelle retningslinjer.
Cell Culture
ARCaP
M, ARCaP
E [12], c4-2, og C4 -2b [13] prostatakreftceller ble utledet i vårt laboratorium som beskrevet tidligere, og p69 (ikke-tumorigene celler), LNCaP, PC-3, DU145, TRAMP C1 og C2 TRAMP prostatakreft-celler ble kjøpt fra ATCC. Celler ble dyrket i T-medium (GibcoBRL, Grand Island, NY) supplert med 5% varmeinaktivert føtalt bovint serum (FBS) (Bio-Whittaker, Walkersville, MD), 50 IU /ml penicillin og 50 ug /ml streptomycin (GibcoBRL ) og opprettholdt i 5% CO
2 ved 37 ° C. Alle celler ble testet for mycoplasma hver sjette måned og var negative (Mycoplasma deteksjon kit, R 0,01, *** p 0,001, Student t-test). B. ARCaP
M-celler blir sensibilisert for stråling i nærvær av anti-β2-M Ab ved hjelp av clongenic analysen. (* P 0,03, *** p 0,008, ANOVA). C. Effekt av anti-β2-M Ab (0,8 mg /kg) og stråling (15 Gy) på tumorvekst i subkutane ARCaP
M xenograft nakne mus-modellen. (** P 0,01, Student t-test)
A.. Jern farging i kontroll og anti-β2-M Ab (5 ug /ml) behandlede celler ved anvendelse av jern-farging sett i ARCaP
M prostatacancercellelinjer. B. Mitokondriell superoksyd nivåer i respons til anti-β2-M Ab behandling i en tid og doseavhengig måte i i. ARCaP
M, ii. ARCaP
E prostatakreft cellelinjer (*** p 0,001, Student t-test) og iii. p69 udødelig prostata epitelceller ved hjelp MitoSOX fargestoff. C. mitokondrie superoxide i ARCaP
M, KD
HFE1 og KD
HFE3 hjelp MitoSOX fargestoff (* p 0,05, Student t-test). D. Expression stress respons proteiner og DNA-reparasjonsenzymer i C4-2B Neo kontroll og β2-M knockdown cellelinjer. i.β2-M proteinekspresjon, ii. HSP27 og HSP70 protein uttrykk og iii. NUDT1 og MPG protein uttrykk. NUDT1 og MPG protein uttrykk som svar på anti- β2-M Ab behandling i LNCaP og c4-2 prostata kreft celler.
A. Celleviabilitet av TRAMP C1 og C2 TRAMP prostatakreftceller i respons til anti-β2-M Ab. (*** P 0,001, Student t-test). B. Sammenslått nær infrarødt og røntgenbilde av buken hos tramp mus behandlet med kontroll IgG og anti-β2-M Ab (n = 4). Representant foreldre mus brukes som ekstra kontroll (C57BL /6 mus). Den tumorigenecity av kontroll-IgG-antistoff gruppe var 100% (n = 4) og den tumorigenecity av anti-β2-M Ab behandlede gruppe var 25% (n = 4). C. H E bilder av prostata kontroll IgG mus og anti-β2-M Ab behandlet mus (10x). D. immunceller (T og B-celler) antall av villtype-mus IgG kontroll-mus og anti-β2-M Ab behandlede mus, målt ved strømningscytometri. E. Kropps vekter av Tramp mus behandlet med IgG eller anti-β2-M Ab
Tumor forekomst hos mus skinnebein ble analysert fra H . E bilder og røntgenskanning. Den tumorigenecity av kontrollgruppen var 94% (n = 18 tibias) og tumorigenecity av anti-β2-M Ab + bestråling (IR) behandlede gruppe var 67% (n = 18 tibias). A. tumorprogresjon i kontroll og kombinasjonsbehandling (anti-β2-M Ab og bestråling) analysert ved hjelp av PSA-måling (ng /ml). (*** P 0,006, Student t-test). B. Immunhistokjemisk farging av skinnebein i kontroll og kombinasjonsbehandling gruppe farget for H E, β2-M protein, jern flekker, p-CREB og p-histon H3 (10X)
A.. Celleviabilitet av C4-2B Neo kontrollceller og KD
β2-M-cellene i respons til: taxotere (0,3 uM), cisplatin (10 uM) og PS341 (1 uM). (*** P 0,001, Student t-test) B. Cellenes levedyktighet av DU154 prostatakreftceller som reaksjon på kombinasjonen av anti-β2-M Ab (0,5 ug /ml) og cisplatin (100 uM) /doxorubicin (100 pM) . (*** P 0,001, Student t-test). C. Cellelevedyktigheten til PC-3 prostata kreftceller som reaksjon på kombinasjonen av anti-β2-M Ab (1 pg /ml) og cisplatin (100 uM). (*** P 0,001, Student t-test)..
in vivo dyreeksperimenter
Subkutan Xenotransplantat Study
Fire uker gammel mannlig hårløse mus ((NCRNU, Taconic) ble injisert subkutant med 2 x 10
6 ARCAP
M prostatakreftceller med matrigel (01:01) i flanken. Når tumoren nådde 4 mm
3, ble musene behandlet med IgG eller anti-β2-M Ab i gelform®. Den gelform® ble neddykket i antistoff (0,8 mg /kg) og kirurgisk implantert i tilknytning til tumorene Twenty. fire timer senere tumorer ble bestrålt med 15 Gy. Hver gruppe hadde fem mus . Tumor volum ble målt ukentlig.
Tramp mus Study.
Tramp mus ble hentet fra Emory kjernen musen studio. Foreldre C57BL /6 mus ble også brukt som kontroller. Tidligere studier viste anti- β2-M Ab var giftig å trampe prostata kreft celler
in vitro
. Mus 21-26 ukers alder var forbundet aldersmessig og delt opp i en kontroll IgG og anti-β2-M Ab gruppe. Starter fra 21 /26 uker til 32/37 uker mus ble gitt IgG Ab eller anti-β2-M Ab (8 mg /kg) hver tredje dag for en total av 11 uker. Kroppsvekt ble målt ukentlig. Tumorutvikling ble overvåket ved bruk av nær-infrarøde fargestoff (NIR) IR-783 15 ved hjelp av en Kodak avbildningsstasjonen 4000 MM maskin. Røntgenbilder ble tatt samtidig og lagt for å bestemme svulst plassering. Mus ble ofret på 33/38 uker, og prostata ble fjernet, fast, og seksjonert, og H E ble utført 4.
Intra-tibial Study
Fire uker gammel mann naken. mus (NCRNU) (Taconic) ble injisert med c4-2 prostatakreftceller (1 × 10
6 celler) suspendert i 10 mL sterilt PBS til både skinnebein (n = 18). En uke etter injeksjon, ble anti-β2-M Ab (8 mg /kg) injisert intra-peritonially en gang hver 3 dager for resten av studiet. Tumorprogresjon ble bestemt bi-ukentlig, ved hjelp av prostataspesifikt antigen (PSA) markør gjenkjenning. Serum PSA ble målt ved mikro ELISA hjelp av en Abbott IMx maskin (Abbott Park, IL). Ni uker etter tumor injeksjon ble tibias bestrålt med 4 Gy på tre påfølgende dager, får en total på 12 Gy. Anti-β2-M Ab behandling ble gitt før bestrålingen behandling på alle tre dager. Anti-β2-M Ab behandling ble fortsatt i 3 dager etter bestrålingen behandling før uke 11. Et skjema over behandlingsprotokollen er inkludert i Figur S2. På uke 12 ble musene avlivet og skinnebein ble sendt for patologi. Tibias ble høstet og H E og jern flekker (Iron flekken kit, Sigma) ble utført. Immunhistokjemisk farging for β2-M (Santa Cruz Biotechnology), ble p-CREB (Cell Signaling Technology), og p-histon H3 (Millipore) utført som tidligere beskrevet 2.
immuncelle studie: Splenocytter ble utarbeidet av knusing milt. Cellene ble vasket og inkubert med spesifikke antistoffer som tidligere beskrevet 16. De antistoffene som ble anvendt PE-Cy5 anti-CD45R /B220 (RA3-6B2), CD3-APC, CD4-PE og CD8-FITC oppnådd fra eBiosciences. Analysene ble utført på en dobbel laser flowcytometer (FACSCalibur) 16.
reaktive oksygenforbindelser Studier
Mitokondrie superoksid ble oppdaget ved hjelp MitoSOX (Molecular Probes, Eugene, Oregon). Prøvene ble inkubert i minst 40 minutter ved 37 ° C i mørket på en rotator og fluorescens ble målt.
Stabil Knockdown Of β2-M Og HFE I Arcap
M Cells
Kontroll og β2-M siRNA ble retroviralt transfektert inn ARCaP
M celler. Β2-M knockdown celler er angitt som KDI og KDII. Lentiviral transduksjon ble utført for å hemme HFE, som per instruksjoner (Sigma, St. Louis, MO). Celler ble valgt ved hjelp puromycin (4 mikrogram /ml) som tidligere rapportert 4. Negative kontrollceller som ikke mottar viruspartikler døde i 3-5 dager. HFE shRNA transduced celler ble preget for HFE nivåer 7-10 dager etter transduksjon. C4-2B (Neo) kontroll og C4-2B β2-M knockdown-celler (KD
β2-M) ble samlet som tidligere 2.
Statistical Analysis
Alle forsøk ble utført in triplo minst to uavhengige ganger. Verdier ble uttrykt som middelverdier ± standardavvik. Statistisk analyse ble utført ved hjelp av Student
t
-test eller ANOVA. Verdier av p. 0,05 ble ansett for å være statistisk signifikant
Resultater
Anti-β2-M Ab sensitizes prostata kreft celler til å Stråling
In Vivo
Tidligere studier viser at β2-M og HFE spiller en viktig rolle i progresjon av kreft 4. Inhibering av β2-M, ved anvendelse av anti-β2-M Ab er blitt vist å indusere celledød i en rekke kreftformer, inkludert prostata kreft. Mer enn 50% av kreftpasienter som gjennomgår stråleterapi alltid i løpet av sykdomsprogresjon. Imidlertid har strålebehandling bivirkninger. Målrettet behandling inkludert terapeutiske antistoffer kan potensielt fungere som radiosensitizing agenter. For å teste hypotesen om at behandling med anti-β2-M Ab vil bevisstprostatakreftceller for stråling, vi brukte godt karakterisert ARCaP prostatakreft modell som metastasizes til benet i mus xenograft modeller. ARCaP
E cellelinje er epitelial-aktig og har lav tilbøyelighet for metastasering og også uttrykker lave nivåer av β2-M og ARCaP
M cellelinje, er mesenchymale-lignende og derimot, er svært metastatisk til bein og uttrykker høye nivåer av β2-M 4. stråle~~POS=TRUNC sensitiviteten~~POS=HEADCOMP ble bestemt ved anvendelse av klonogene assay. Vi viser at ARCaP
M celler er mer motstandsdyktig mot stråling i forhold til ARCaP
E-celler (figur 1A). For å finne ut om β2-M er involvert i stråling motstand, genererte vi p2-M knockdown stabil ARCaP
M prostatakreftceller (kloner KDII og KDI). Vi utførte en klonogene analyse for å bestemme deres strålefølsomhet. Både KDI og KDII var mer følsomme for strålebehandling mot ARCaP
M kontrollceller (figur S3A). I tillegg til den genetiske tilnærming, anvendte vi anti-β2-M Ab å inhibere β2-M før strålebehandling. Kombinasjonen behandling av anti-β2-M Ab (3 ug /ml) og strålingen hadde en synergistisk effekt på prostatakreft celledød in vitro (figur 1B). Synergisme ble analysert ved hjelp av ANOVA, og anti-β2-M Ab og strålingen hadde en synergistisk effekt ved 4 Gy og 6 Gy stråledoser. Siden β2-M samhandler med HFE å formidle sine cellulære prosesser 4, vi slått ned HFE i ARCaP
M prostatakreftceller ved hjelp lentiviral shRNA partikler. HFE uttrykk ble redusert i HFE knockdown celler (kloner KD
HFE1 og KD
HFE3) sammenlignet med kontroll ARCaP
M celler (Figur S3b). Inhibering av HFE også redusert β2-M uttrykk, og dermed β2-M /HFE-komplekser. Strålingen responsen fra KD
HFE1 og KD
HFE3 celler ble bestemt ved hjelp av en klonogene analysen. KD
HFE1 og KD
HFE3 cellene mer følsomme for stråling sammenlignet med kontroll ARCaP
M prostata kreft celler.
For å finne ut om anti-β2-M Ab og bestråling synergize
in vivo
, injisert vi ARCaP
M celler subkutant inn flankene av nakne mus. Når tumorer nådde en størrelse på 4 mm
3 de xenotransplantater ble implantert med anti-β2-M Ab IgG (0,8 mg /kg) i gelform®. Tjuefire timer senere svulster ble bestrålt med 15 Gy. Hver gruppe hadde fem tumorer og tumorvolumet ble målt ukentlig. Anti-β2-M Ab og stråling alene delvis redusert tumorvekst. Men i kombinasjonsbehandlingsgruppe, ingen av tumorene vokste i mus (figur 1C). Disse resultater viser at anti-β2-M Ab er et effektivt middel for behandling av prostatakreft, og kombinasjonsbehandling med anti-β2-M Ab og stråling er betydelig mer effektiv enn antistoff bare eller stråling bare behandling.
Inhibering av β2-M øker jernoverskudd, reaktive oksygen arter og reduserer DNA-reparasjon enzymer og stressrespons Proteiner
Transgene mus som mangler β2-M eller HFE har økt jernoverskudd 11. β2-M /HFE danner en kompleks og samhandle med transferrin reseptor (TFRC1) 8,9. Den β2-M /HFE-komplekset inhiberer dannelsen av transferrin-TFRC1 komplekser. Således er jern som er bundet til transferrin forhindret fra å komme inn i cellen, og derfor mus som mangler β2-M av HFE har økt jernoverskudd. Vi har testet anti-β2-M Ab kan indusere jernoverskudd og reaktive oksygenforbindelser (ROS) i prostatakreftceller. ARCaP
M-celler ble behandlet med anti-β2-M Ab (5 ug /ml i 24 timer), og jerninnholdet ble bestemt ved anvendelse prøysser blå jern farging. Økt mørk blå-svart farging av jern ble observert i anti-B2-M Ab behandlede celler sammenlignet med isotypekontrollantistoff behandlet ARCaP
M prostata kreft celler (figur 2A). For å finne ut om anti-β2-M Ab indusert økt reaktive oksygenforbindelser (ROS) som følge av økning i jernoverskudd, vi testet for nivåer av mitokondrie superoksid ved hjelp MitoSOX. To prostata kreft celler (ARCaP
M og ARCaP
E) og p69 udødelig normale prostata epitelceller ble brukt til å teste denne hypotesen. En økning i mitokondrie superoksid, et reaktivt oksygen arter, ble observert i prostatakreftceller, og ikke i normale celler i en dose- og tidsavhengig måte i respons til anti-β2-M Ab (figur 2B). Tidligere studier viser at HFE knockdown cellene har økt basal jern 4. Vi testet om hemming av HFE i prostatakreftceller vil endre mitokondrielle superoksyddannende nivåer. Basalnivået av mitokondriell superoksyd ble målt ved anvendelse MitoSOX og vi har funnet at de basale nivåene ble øket i HFE knockdown kloner (KD
HFE1 og KD
HFE3) sammenlignet med kontrollgruppen (figur 2C). Stråling motstand økes med forhøyede DNA reparasjonsenzymer og stress respons proteiner. Deretter forsøkte vi å oppfatte endringer i stressrespons proteiner i β2-M knockdown prostatakreftceller. Bruke C4-2B kontroll og β2-M knockdown prostatakreftceller (KD
β2-M) vi testet nivåene av stressrespons proteiner som heat shock protein 27 (HSP27) 17 og heat shock protein 70 (HSP70) 18 og DNA-reparasjonsenzymer slik som N-metylpurin-DNA-glykosylase (MPG) 19 og nudix (nukleosid difosfat koblet gruppe X) -type motiv 1 (NUDT1) 20. Interessant, stressrespons og varmesjokkproteiner ble nedregulert i β2-M knockdown kloner KD
β2-M (figur 2D). I tillegg, prostatakreftceller ble behandlet med anti-β2-M Ab (10 ug /ml) i 24 timer og protein nivåene av DNA-reparasjonsenzymer MPG og NUDT1 ble undersøkt. Anti-β2-M Ab moderat reduserte nivåer av MPG og NUDT1 proteiner. Disse studiene viser at anti-β2-M Ab induserer flere cytotoksiske effekter som for eksempel jernoverskudd, økte friradikal-nivåer, redusert DNA-reparasjonsenzymer og stressrespons proteiner i prostatakreftceller og derved sensibilisere prostata kreftceller for stråling.
Anti-β2-M Ab Hindrer tumorvekst hos en spontan Immuno-Kompetent Transgene adenokarsinom Mouse prostata (tramp) mus modell
tRAMP C1 og tRAMP C2 prostata kreft celler 21 er cellelinjer avledet fra spontan musemodell for adenokarsinom. Vi utførte in vitro-studier for å teste effekten av anti-β2-M Ab i TRAMP cellelinjer. Både TRAMP C1 og C2 TRAMP murine prostatakreftceller gjennomgå celledød med økende konsentrasjoner av anti-β2-M Ab (figur 3A). Deretter testet vi effektene av antistoffet
in vivo
. Tramp mus (alder 21 til 26 uker) var forbundet og behandlet enten med en kontroll IgG eller anti-β2-M Ab gruppe (n = 4). Foreldre mus (C57BL /6-mus) ble opprettholdt til slutten av forsøket. Fra 21/26 uker ble mus som fikk 8 mg /kg av IgG Ab eller anti-β2-M Ab hver tredje dag inntil musene nådde 32/37 uker, og ble ofret en uke senere. Kroppsvektene til mus ble bestemt ukentlig. Tumorutviklingen ble overvåket ved hjelp av nær infrarød fargestoff (IR-783) 15 annenhver uke. Imaging ble utført ved anvendelse av infrarød avbildning og røntgenavbildning med en Kodak avbildnings maskin. Etter at musene ble avlivet de prostates ble dissekert og farget ved hjelp av H E. Vi fant at tre av fire mus i kontrollgruppen IgG gruppen utviklet svulster og en hadde hyperplasi, som bekreftes av H E og infrarød imaging (Figur 3B, 3C). Interessant, tre av fire mus hadde ingen svulst og en mus utviklet hyperplasi i anti-β2-M Ab behandlede gruppen, som bekreftes av H E og infrarød imaging (Figur 3B, 3C). Dermed tumorigenecity for kontrollgruppen var 100% og av den anti-β2-M Ab var 25%. Siden β2-M uttrykkes av cellene i immunsystemet, målte vi mulig immunotoxicity for kontinuerlig behandling med anti-β2-M Ab. Vi viser at behandling med anti-β2-M Ab ikke påvirker immuncelletall (CD8 + og CD4 + T-celler og B-celler) og kroppsvekt av musene. T- og B-celletall ble ikke påvirket av anti-β2-M Ab behandling sammenlignet med IgG eller foreldre mus (figur 3D). De kroppsvekt ble heller ikke påvirket når anti-β2-M Ab ble gitt kontinuerlig hver tredje dag i 11 uker (Figur 3E). Disse studiene viser at anti-β2-M Ab behandling ikke innvirker på immunsystemet og kroppsvekten til musene, og at det hindrer tumorutvikling i spontane prostata musemodeller på prostatakreft.
kombinasjonsbehandling med Anti- β2-M Ab Og Bestråling Reduserer prostatakreft vekst i Bone mikromiljøet
den nest mest utbredte stedet for prostatakreft beinmetastaser er beinet. Foreløpig er det ingen gode behandlinger for prostata kreft vekst i beinet. Derfor ble det undersøkt virkningen av anti-β2-M Ab og bestråling på prostatakreft vekst i benet. For å teste dette, injisert vi androgen uavhengig c4-2 prostatakreftceller intra-tibially i nakne mus. En uke etter svulst inokulering i benet ble musene administrert anti-B2-M Ab (8 mg /kg) (n = 9 mus) intra-peritonealt hver tredje dag i 11 uker eller fosfatbufret saltoppløsning (n = 9 mus). Prostata spesifikt antigen (PSA) nivåer i serum av mus og kroppsvekten til musene ble målt to ganger i uken. På 9 uker, ble den anti-β2-M Ab behandlingsgruppen gitt 4 Gy bestråling i tre påfølgende dager (12 Gy i total) (figur S2). Før bestråling ble mus gitt en dose av anti-β2-M Ab (8 mg /kg). Musene ble opprettholdt inntil 12 uker etter tumorinjeksjon og ofret. Tilstedeværelsen av tumorceller ble bestemt ved H 0,006) (figur 4A). Ved hjelp av immunhistokjemi Vi viser redusert β2-M farging i den anti-β2-M Ab + bestråling behandlede gruppen sammenlignet med kontrollgruppen (figur 4B). Videre er anti-β2-M Ab og bestråling behandlede gruppe hadde signifikant økt jern farging i benet (42%) sammenlignet med kontroll-mus (6%) (figur 4B), noe som tyder på jernoverskudd i antistoff-behandlede gruppen. Vi ser også på nedstrøms trasé målrettet av anti-β2-M Ab og funnet at det er en reduksjon i nivåene av disse målene (p-CREB) i tibia av antistoffet og strålings behandlede mus sammenlignet med kontroll 2. i tillegg er anti-β2-M Ab og stråling behandlede gruppe hadde sunket mitose, indikert av mitotisk markør, p-histon H3 (figur 4B). Langvarig behandling med anti-β2-M Ab var ikke giftig for musene som kroppsvekten til musene var stabil (figur S4). Samlet utgjør disse studiene viser at en anti-β2-M Ab og bestråling kombinasjonsbehandling kan redusere tumorigenecity og betydelig forsinkelse og /eller hemme veksten av prostata kreft celler i beinet.
hemming av β2-M sensitizes Prostate kreftceller til å kjemoterapeutika
Siden hemming av β2-M resultater i jernoverskudd, økning i reaktive oksygenforbindelser og reduksjon i stressrespons proteiner
in vitro
, vi testet dersom behandling med anti-β2 -M Ab kunne bevisst prostata kreft celler til klinisk kjemoterapi. Bruke C4-2B og C4-2B β2-M knockdown prostatakreftceller (KD
β2-M) 2, vi testet dersom β2-M knockdown cellene mer følsomme for TAXOTERE, cisplatin og PS341. β2-M uttrykk var lav i KD
β2-M-celler sammenlignet med Neo (kontroll) celler (figur 2D). Hemming av β2-M betydelig lysfølsomt prostata kreft celler til TAXOTERE (0,3 mm), cisplatin (10 mm) og PS341 (1 mm) (figur 5A). Anti-β2-M Ab sensibilisert DU145 cellene til cisplatin og doksorubicin (figur 5B) og PC-3 celler til cisplatin (figur 5C). Bruke lykke uavhengighet analyse ble det observert en synergistisk interaksjon i DU145 celler behandlet med anti-β2-M Ab og doxorubicin og i PC-3 celler behandlet med anti-β2-M Ab og cisplatin.
Disse studiene viser at anti -β2-M Ab er et lovende middel for kombinasjonsterapi med vanlig anvendte behandlinger i cancer, slik som stråling og kjemoterapi. Siden prostata kreft bein metastasering er vanskelig å behandle, kombinasjonsbehandling med anti β2-M Ab kanskje mer effektive i å redusere tumorbyrde.
Diskusjoner
Prostatakreft er den nest største årsaken til dødsfall blant menn i Nord-Amerika. Forhøyet β2-M-ekspresjon er assosiert med utviklingen av humane prostatacancer 22, 23 brystcancer, nyrekreft 24, 25 lungekreft, tykktarmskreft 26 og et antall væske tumorer så som multippel myelom, leukemi og lymfom 3. β2-M formidler epitelial til mesenchymale overgang, og kreft metastase til ben og andre myke vev 4. Derfor forhøyede β2-M vev nivåer indikerer dårlig prognose. Derfor er det viktig å målrette β2-M i prostata kreftpasienter for å forebygge metastasering. Tidligere har vi og andre har vist at behandling med anti-β2-M Ab indusert kreft celledød i både faste og flytende tumorer 3,6,27. Siden inhibering av β2-M fører til redusert stressrespons, en hypotese om vi at en kombinasjonsbehandling av anti-β2-M Ab med stråling eller kjemoterapi, kan forbedre kreftcelledrap (bestrålingssensibilisering og chemosensitization). Hemming av enten β2-M eller HFE i prostatakreftceller fører til deres bestrålingssensibilisering (figur 1B, Figur S3A, S3b). Ved hjelp av spontan prostatakreft TRAMP tumormodell, vi viser også at anti-β2-M Ab alene, hindrer eller forsinker tumorvekst uten toksiske bivirkninger (figur 3). Ved hjelp av en subkutan xenograft musemodell og en intra-tibiale ben musemodell vi viser at kombinasjonen behandling av anti-β2-M Ab og stråling er mer effektive for behandling av tumor sammenlignet med antistoff eller strålebehandling eneste behandlingsmetoden (figur 1C, figur 4) . Derfor viser vi at anti-β2-M Ab i kombinasjon med bestråling vesentlig hemmer tumorvekst
in vitro Hotell og
in vivo Hotell og i immun-mangelfull og i immun-kompetente mus. Dagens behandling ikke spesifikt rettet mot kreftceller i beinmikromiljøet. Derfor foreslår vi at anti-β2-M Ab er et lovende agent i aggressiv prostatakreft bein metastatiske pasienter og derfor kombinasjonsbehandling med antistoffet og stråling vil redusere tumorbyrden i slike pasienter.
β2-M har vært tidligere vist å aktivere flere veier i kreftceller som protein kinase A-28, vaskulær endotelial vekstfaktor-29, androgen reseptor 7, fettsyre syntase 7 og lipid flåte signalveier 3. i denne studien viser at β2-M regulerer cellebalansen av jern og reaktive oksygenforbindelser (figur 2, 4b). I tillegg β2-M også regulerer ekspresjonen av stressrespons proteiner som HSP27 og HSP70, og DNA-reparasjonsenzymer NUDT1 og MPG (figur 2). Således, redusert stressrespons proteiner gjøre kreftcellene utsatt for celleskader.
