Abstract
Bakgrunn
Pasienter som lider av ulcerøs kolitt (UC) bærer en økt risiko for tykktarmskreft. På grunn av den sparsity av kolitt-assosiert kreft (CAC) og lang varighet mellom UC initiering og utilslørt karsinom, belyse mekanismene for betennelse-assosiert carcinogenesen i tarmen er spesielt utfordrende. Tilstrekkelig murine modeller er derfor svært ønskelig. For menneske CACS kunne bli vist en høy frekvens av kromosom ustabilitet (CIN) reflekteres av Aneuploidy, er høyere enn sporadiske karsinomer. Målet med denne studien var å analysere musemodeller av CAC med hensyn til CIN. I tillegg ble protein uttrykk av p53, beta-catenin og Ki67 målt til ytterligere å karakter murine tumor utvikling i forhold til UC-assosiert kreftutvikling hos menn.
Metoder
AOM /DSS-modellen (n = 23) og IL-10
– /- mus (n = 8) ble anvendt for å overvåke malignitet utvikling via endoskopi og for å analysere premaligne og maligne stadier av CACS. CIN ble vurdert ved hjelp av DNA-image cytometri. Protein ekspresjon av p53, p-catenin og Ki67 ble evaluert ved immunohistokjemi. Graden av betennelse ble analysert ved histologi og paralleller til lokal interferon-γ utgivelse.
Resultater
CIN ble oppdaget i 81,25% av alle murine CACS indusert av AOM /DSS, mens alle karsinomer som oppsto i IL-10
– /- mus var kromosomer stabil. Beta-catenin uttrykk var sterkt membran i IL-10
– /- mus, mens 87,50% av AOM /DSS-indusert svulster viste cytoplasmatic og /eller kjernefysisk translokasjon av beta-catenin. p53 uttrykk var høy i begge modellene og Ki67 flekker avdekket høyere spredning av IL-10
– /-. indusert CACS
Konklusjoner
AOM /DSS-kolitt, men ikke IL- 10
– /- mus, kan gi en kraftig murine modell til mekanistisk undersøke CIN i kolitt-assosiert kreft
Citation: Gerling M, Glauben R, Haber JK, Kühl AA, Loddenkemper C, Lehr HA. , et al. (2011) Karakterisering av kromosom Ustabilitet i Murine kolitt-Associated tykktarmskreft. PLoS ONE 6 (7): e22114. doi: 10,1371 /journal.pone.0022114
Redaktør: Reiner Albert Veitia, Institut Jacques Monod, Frankrike
mottatt: 20 april 2011; Godkjent: 16 juni 2011; Publisert: 22.07.2011
Copyright: © 2011 Gerling 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:. Studier var delvis grunnlagt av den tyske Research Foundation (Deutsche Forschungsgemeinschaft) under No. DFG Si-749 /5-3 og SFB633, www.dfg.de. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet. Ingen ekstra ekstern finansiering ble mottatt for denne studien
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Pasienter som lider av ulcerøs kolitt (UC) står overfor en økt risiko for å rammes tykktarmskreft (CRC) [1]. En slik betennelse-assosiert malignitet av colorectum viser tydelige forskjeller til sporadiske karsinom: de utvikler hos yngre pasienter, oftere hos menn, og synkrone karsinom oftere funnet [2]. På det genomiske nivå, har det vært antatt at kronisk betennelse fører til økt kromosomal ustabilitet (CIN) av reaktive oksygen- og nitrogenforbindelser (RONS), hypermethylation av pericentromeric DNA-regioner, telomere slitasje og andre mindre definerte mekanismer [3], [ ,,,0],4], [5]. CIN er observert i kroniske inflammatoriske tilstander som Barretts øsofagus, kronisk hepatitt, og UC til en høy grad [6], [7], [8]. I UC, kan Aneuploidy som den målbare sequela av CIN påføres som en prediktiv markør for malign transformasjon og er detekterbar opp til et tiår før diagnose av karsinomer [8], [9]. Nylig kunne det vises at CIN karakteriserer kolitt-assosiert karsinomer (CACS) med en frekvens nådde 100% i et sett av 31 CACS analysert, mens bare ordreantallene 75% av sporadiske CRC ble funnet aneuploid [10], [11]. Til sammen montering bevis tyder på en årsakssammenheng mellom betennelse og CIN, med tilstedeværelse av CIN være en prediktiv markør for begge, malignitet utvikling og dårligere prognose når malign transformasjon har funnet sted.
klargjørende årsaker og virkninger av CIN på en mekanistisk nivå kan derfor vesentlig bidra til utviklingen av strategier for å forebygge og behandle kreft med romanen, målrettet tilnærminger. Således, er egnede dyremodeller er meget ønskelig å akselerere forskning pågår. Fortrinnsvis bør slike modeller vise egenskaper som ligner på sine menneskelige kolleger, som i tilfelle av kolitt-assosiert kreft indispensably utgjør Aneuploidy.
I tillegg til CIN har tidligere undersøkelser vist ytterligere forskjeller mellom sporadisk og kolitt-assosiert carcinogenesen med hensyn til kanoniske baner for malign transformasjon:
Det har lenge vært kjent at p53-punkt-mutasjoner forekommer tidlig i UC-assosiert neoplastisk progresjon og korrelerer direkte med Aneuploidy [12], [13], [14], [ ,,,0],15].
i CRC og andre svulster, aktivering av Wnt-signal fremmer celle overlevelse og hemmer celledød. Etterfølgende til aktivering av Wnt-signalveien, akkumulering og translokasjon av beta-catenin fra cellemembranen til cytoplasma og cellekjernen kan observeres, hvilket resulterer i aktivering av en rekke målgener [16]. Kun begrensede data finnes på beta-catenin-uttrykk i CAC. En studie med fokus på genetiske forandringer ved siden av beta-catenin locus på kromosom 3p22-p21.3 kunne ikke finne en forskjell mellom frekvensen av tap av heterozygositet mellom UC-forbundet og sporadiske karsinom [17]. Derimot har en fersk studie på Wnt-signale aktivering i CAC konkluderte med at veien er aktivert i en tidlig fase av malign transformasjon i kolitt, og fant atom beta-catenin flekker nyttig i å oppdage neoplasi i CAC [18].
Et mangfold av dyremodeller for UC er vanlig brukt. I en kanonisk modell kolitt ble indusert med dekstransulfat natrium (DSS) [19]. Interessant, kan langsiktig DSS administrasjon alene føre til malign transformasjon i gnagere [20], [21], mens denne effekten forsterkes av ekstra anvendelse av azoxymethane (AOM), arvestoff agent som i seg selv fører til utvikling av tykktarmssvulster hos mus [ ,,,0],22]. Svulster indusert med AOM alene ikke viser CIN [23]. En doseavhengig fremme effekten av DSS for AOM-indusert svulster har blitt rapportert, mens CIN har ikke blitt studert i AOM /DSS-modell [24].
En utfyllende murine modell av UC er interleukin 10
– /- (IL-10
– /-) – mus [25]. I denne modellen, betennelsesforandringer starte i distal kolon på ca tre ukers alder og fremgang proksimalt uten ytterligere tilførsel av eksterne patogener [26]. Colonic lesjoner er karakterisert ved inflammatoriske infiltrater i slimhinnene og submucosa samt krypten abscesser [26]. Det har blitt beskrevet som ved seks måneders alder, 60% av IL-10
– /- mus utvikler adenokarsinomer [26]. Vi har tidligere vist at hulrommet fylles tumorer oppstår i IL-10
– /- mus, som tett ligner humane adenocarcinomas histologisk [27]. Videre har det blitt rapportert at neoplastisk transformasjon i disse musene kan bli forverret ved administrering av celekoksib [25], [27].
Formålet med dette prosjektet var å karakterisere muse betennelse-assosiert CRC med hensyn til CIN og andre kjente karakteristikker av sine menneskelige motstykke. Omfanget av CIN i premaligne og maligne stadier av to musemodeller for kolitt-mediert kreftutvikling ble vurdert. Videre ble det protein ekspresjon av p53 og p-catenin evaluert i murine tumorer, så vel som i et eksempel på sett av humane CACS. Ki67 farging tjente til å bestemme vekst fraksjon av tumorer. Til slutt ble inflammatorisk aktivitet bekreftet via endoskopi, histologi, samt en lokal økning av pro-inflammatoriske cytokin interferon-γ (IFNy)
Materialer og metoder
Etiske betraktninger
animal protokoller ble godkjent av den regionale dyrestudie komiteen i Berlin (LAGeSo, godkjenning ID G0297 /03) for begge modellene brukt i denne studien.
Mus
Alle dyr ble kjøpt fra Harlan Winkelmann (Borchen, Tyskland). Til sammen 23 mus behandlet med AOM og DSS som beskrevet nedenfor ble anvendt for denne studien. Complementarily, åtte IL-10
– /-. Mus ble undersøkt
AOM /DSS-indusert tumorutvikling
DSS og AOM ble administrert til C57BL /6J mus ved seks ukers alder som tidligere beskrevet [27]. I korthet mus mottok en enkelt intraperitoneal injeksjon av det mutagene middel AOM (12,5 mg /kg kroppsvekt). Starter på dag fem etter AOM søknaden, ble 3,5% DSS oppløst i drikkevannet for tre sykluser med fem dager hver med intermitterende 14 dagers mellomrom med vanlig drikkevann, for derved å indusere kronisk kolitt DSS. Endoskopisk undersøkelse ble utført som beskrevet under på en ukentlig basis og mus ble avlivet på dag 50, på det tidspunktet stille enten adenokarsinomer eller kolitt uten klare svulster (se resultater, tabell 1).
Totalt ti sunne, ubehandlet C57BL /6J-mus ble brukt som normale kontroller (figur 1)
(A) endoskopisk bilder av betente slimhinner og svulst i AOM /DSS-kolitt samt IL10
. – /- modell. Tumorigenesis ble vurdert ved høy oppløsning endoskopi
in vivo
. Metylenblått ble anvendt for å forbedre deteksjon dysplasi som er vist som eksempel for AOM /DSS kolitt (B) Tumor størrelse som vurdert av tumorstørrelsen stillingen beskrevet i avsnittet metoder, IFNy -levels, og betennelse poengsum som målt i H.E. flekker for ubehandlede kontroller, AOM /DSS-mus, og IL10
– /- mus. Barer representerer midler, whishkers representerer standard feil av gjennomsnittet (SEM). Colonic slimhinnen prøver av 10 friske ubehandlede C57BL /6J-mus ble brukt for å vurdere histologiske parametre og IFNy ekspresjon
IL-10
-. /- Mus
På tolv uker gamle cyklooksygenase 2 inhibitoren celecoxib (500 mg /mus /dag) ble administrert oralt til IL-10
– /- mus (C57BL /6J -background, n = 8) i fem dager som beskrevet tidligere [ ,,,0],25]. Musene ble observert i ytterligere fire uker, og gjennomgikk ukentlig nedre endoskopi, før han ble ofret med eller uten tegn på ondartet vekst (tabell 1).
endoskopisk overvåking og obduksjon
svulst utvikling ble kontrollert makroskopisk ved hjelp av et høyoppløselig mus endoskop system (Karl Storz GmbH, Tuttlingen, Tyskland) som tidligere beskrevet [28]. Endoscopies ble utført ukentlig starter en uke etter AOM-behandling og celekoksib-behandling, henholdsvis. Basert på observert tumorutvikling, ble dagene 50 og 28 etter begynnelsen av hver behandling valgt som endepunkt for AOM /DSS og IL-10
– /- gruppe, henholdsvis. Endoskopiske prosedyrer i undersøkelsen på en fargeskjerm ble registrert digitalt (DSR-20MD, Sony, Köln, Tyskland).
I tillegg til utarbeidelse av colonic vev som beskrevet nedenfor, ble post-mortem obduksjon makroskopisk. Spesielt å screene for fjernmetastaser, ble frisk lunge og levervev kuttet i 5 mm seksjoner, som ble undersøkt for makroskopiske tegn på svulster.
DNA-bilde cytometri
Nuclear DNA ploidinummer vurderinger var utført ved hjelp av DNA-bildecytometri ved hjelp Feulgen-fargede histologiske snitt av 8 um tykkelse. Fargingsprosedyrer, celleutvelgelseskriterier og intern standardisering var basert på metoder beskrevet tidligere [29]. En gjennomsnittlig antall 110 enterocyte kjerner (range 100-120, SD = 3,4) ble målt per prøven etter interaktivt ved bruk av digitale bildesystem (Ahrens ACAS, Hamburg, Tyskland). Alle DNA-verdier ble uttrykt i forhold til interne fargekontroll (lymfocytter), som ble gitt verdien 2c. DNA-profiler ble klassifisert i henhold til Auer [29]. Histogrammer som kjennetegnes ved en enkel topp i den diploide eller nær diploid region (1,5-c 2,5 c) ble klassifisert som type I. Type II histogrammer viste en enkel topp i tetraploid region (3,5-c 4,5 c) eller topper i både diploide og tetraploide regioner ( 90% av den totale cellepopulasjon). Antall celler med DNA-verdier mellom diploid og tetraploid region og de som overskrider den tetraploid region ( 4,5 c) var mindre enn 10%. Type III histogrammer representert sterkt voksende nesten diploide cellepopulasjoner og besto av DNA-verdier i området mellom diploid og tetraploid regionen. Bare et lite antall celler (mindre enn 5%) viste mer enn 4,5 c. DNA-histogrammer av typene I, II og III således karakter euploid cellepopulasjoner. Type IV histogrammer viste økt ( 5%) og /eller utpreget spredt DNA verdier over den tetraploid regionen ( 4.5 c). Disse histogrammer ble foreslått å gjenspeile aneuploide bestander av enterocyte kjerner.
Colon orgel kultur og cytokin-målinger
Murine kolon ble kuttet opp i lengderetningen og vasket i PBS. Strimler av 1 cm
2 ble plassert i 48 flatbunnede brønners kulturplater inneholdende 0,5 ml av serumfritt RPMI 1640 med penicillin (100 U /ml) og streptomycin (100 ug /ml), og ble inkubert ved 37 ° C i 24 timer. Kultur-supernatanter ble høstet, analysert med hensyn på IFNy, og totalt proteininnhold ble kvantifisert ved bruk av Bio-Rad proteinanalyse (Bio-Rad Laboratories, Munich, Germany). Murine IFNy ble fastsatt etter en konkret ELISA henhold til produsentens protokoller (BD Biosciences, Heidelberg, Tyskland) med en tallfesting området fra 20 pg /ml til 10 ng /ml.
Histopatologi og Immunohistochemistry
alle svulster og slimhinner prøvene ble utsatt for
Hematoxylin
Eosin product: (H E) farging for histopatologi vurdering av en erfaren patolog (H.-A. L). Fra AOM /DSS-behandlede mus eller IL-10
– /- mus, komplett kolon ble fikset. Parafinsnitt ble farget med H E. Histologiske tegn på inflammasjon ble evaluert som en samlet poengsum av inflammatorisk celleinfiltrasjon (0-3) og vevsskade (0-3), noe som resulterer i en poengsum mellom 0 og 6 som tidligere beskrevet [30]. Tumorstørrelse ble scoret som følger: 0, ingen adenom; 1, focal; 2, ekspandert og /eller sammenflytende; 3, utvidet og oppvokst; og 4, lumen fylling. Antistoffer for p53, beta-catenin, og Ki67 ble kjøpt fra DAKO (Hamburg, Tyskland, anti-Ki67 antistoff, klon TEC3, rotte IgG2a), New England Biolabs (Frankfurt, Tyskland, anti-beta-catenin antistoff, klon 6B3, kanin IgG), og Cell Signaling (Danvers, MA, USA, anti-p53 antistoff, Ser15; polyklonale kanin). Fargingsprosedyrer ble utført i henhold til forhandlerens protokoller. Minst ti høye kraft felt ble anvendt for å vurdere semikvantitativt proteinekspresjon. For immunhistokjemi scoring henvises det til tabell 1.
statistiske analyser
Statistiske data analysene ble utført ved hjelp av Microsoft Excel 2003, DigDB v7.1.3.3 (Sunnyvale, CA, USA), og XLStat Pro v7.5 (Addinsoft, New York, NY, USA). Data uttrykkes i en anordning (ved bruk av standardavvik av middel, SEM). For induktiv slutning, ble nonparameteric rang-sum tester som brukes til å sammenligne plassering parametere av data distribusjoner. To uavhengige prøver, f.eks av forskjellig ploidiresultat status, ble sammenliknet med Wilcoxon test. Tilsvarende frekvensene ble analysert ved hjelp av Fishers eksakte test. Den type 1 feilrate ble satt til 5%.
Resultater
Administrasjon av AOM /DSS og IL-10 mangel resultat i kolitt-mediert karsinom
Totalt 16 av 23 mus behandlet med AOM og DSS utviklet kolorektal svulster etter en gjennomsnittsalder på syv uker etter AOM administrasjon. Tumorutviklingen kan følges endoskopisk og svulster lignet menneske adenokarsinomer histologisk. Hos mus som utviklet svulster (n = 16), tumor antall varierte fra to til 19 per dyr med en median på ni tumorer pr mus (figur 1A). Fra hver enkelt, ble en representant tumor valgt for ytterligere analyser på grunnlag av tumorstørrelsen. Men i bare én av 16 tilfeller invasjon gjennom tarmveggen ble observert, mens alle andre karsinom ble preget av sperrer intraluminar vekst uten infiltrasjon utover lamina propria slimhinner. Svulster ble sett utelukkende i tykktarmen
I IL-10
-. /- Mus, til en gjennomsnittsalder på 15 uker kommende dysplasier kommet til infiltrere adenokarsinomer i totalt fire dyr (av åtte dyr observert som beskrevet i «metoder»). Tumor rekke varierte fra syv til 24 svulster per dyr, med en median på 16 svulster per mus. En tumor i hvert dyr ble utvalgt for nedstrøms-analyser som beskrevet ovenfor. Neoplastisk transformasjon ble begrenset til colorectum
Makroskopiske fjernmetastaser ble sett verken etter AOM /DSS-behandling eller i IL-10
-. /-. Mus
Kronisk tarmbetennelse i begge modeller som forutsetning for tumorigenesis
Kronisk betennelse på stedet av tumorigenesis var preget av en betydelig økning av histologiske betennelse poengsum parallelt med forhøyede IFNy nivåer i tykktarm kultursupernatantene av begge modellene sammenlignet med friske kontroller (figur . 1b)
IL-10
– /- kolitt resultater i kromosomer stabile svulster
i alt fire IL-10
– /- mus utviklet invasive kolorektal karsinom blottet for CIN. Figur 2a viser et DNA-histogram av betent slimhinne og et eksempel på et invasivt karsinom i IL-10
– /- mus, som begge viser en diploid-proliferativ mønster. Histogrammene angir en voksende tumor uten grov ustabilitet av genomet. Totalt alle fire karsinom av IL-10
– /- mus presenteres diploide mønstre. Likeledes alle ikke-neoplastiske slimhinner prøvene viste diploide histogrammer. Alle ikke-neoplastiske slimhinner prøvene som ble brukt for DNA-cytometri og IHC presenteres med tegn til kronisk betennelse (gjennomsnittlig betennelse score på 2,1), mens fravær av neoplasi ble sikret histologisk (tumor poengsum = 0).
( A) Representative DNA histogram på logaritmisk skala fra premaligne og maligne vev av IL-10
– /- mus. Begge histogrammer skildre diploide proliferativ mønstre. (B) Mus behandlet med AOM /DSS viste diploid-proliferative mønstre i premaligne stadier. I her presenteres eksempel på CAC, 23% av alle celler målt skredet terskelen på 4,5 c, som representerer en aneuploid cellepopulasjon.
AOM forårsaket svulster som oppstår i mus behandlet med DSS viser tegn til brutto CIN
ikke-ondartet slimhinnen etter administrering av AOM og DSS avdekket en diploid mønster i DNA-cytometri (n = 7/7). Kronisk betennelse var tilstede i alle ikke-neoplastiske biopsier med en gjennomsnittlig poengsum på betennelse 0,5, tumor poengsum = 0.
overt kolorektale svulster på grunnlag av AOM /DSS-kolitt presentert Aneuploidy med en betydelig mengde av celler som overstiger 4 c (figur 2b). I alt 13 av 16 karsinomer som oppstår i AOM /DSS-kolitt viste Aneuploidy reflekterer CIN. Hyppigheten av Aneuploidy signifikant forskjellig mellom AOM /DSS-indusert svulster og IL-10
– /-. Indusert svulster (p = 0,007)
Protein uttrykk for CRC-forbundet genprodukter skiller mellom begge svulst typer
i alle IL-10
– /- karsinom (n = 4), membranous beta-catenin lokalisering ble funnet, mens dette var tilfelle for to av 16 AOM /DSS-indusert svulster. I ni av 16 AOM /DSS-indusert karsinom, atom- eller kjernefysisk og cytoplasmatic beta-catenin uttrykk ble observert (tabell 1). Fordelingen av beta-catenin uttrykk skilte seg mellom begge gruppene (p = 0,020). I fire av sju ikke-maligne kontroller av AOM /DSS-kolitt, ble membran lokalisering observert, mens de resterende tre slimhinnen prøver ble preget av membran og cytoplasmatic uttrykk, ingen viste atom uttrykk. Alle fire ikke-maligne kontroll av IL-10
– /- kolitt presentert membranøs ekspresjon av beta-catenin
IL-10
-. /- Kolitt, så vel som i IL-10
– /- induserte tumorer, meget høye nivåer av p53-protein ekspresjon ble påvist. I motsetning til dette, mens p53-ekspresjon ble fortsatt forhøyet i AOM /DSS-kolitt, var det betydelig under den som ble observert i IL-10
– /- tumorer (p = 0,010, tabell 1). I tillegg premaligne slimhinnene i AOM /DSS-kolitt avdekket betydelig lavere p53-uttrykk enn AOM /DSS-indusert CRC (p = 0,015).
Innenfor gruppen av AOM /DSS-indusert svulster, det var verken en signifikant korrelasjon mellom nærværet av Aneuploidy og beta-catenin uttrykket (p = 0,580) og heller ikke mellom Aneuploidy og p53-ekspresjon (p = 0,730). Veksten fraksjon av svulsten var generelt høyere i IL-10
– /- indusert enn i AOM /DSS-kolitt-induserte karsinomer (tabell 1). Således ble det observert høy ekspresjon av Ki67 for premaligne slimhinnen hos IL-10
– /-. Dyr, mens det var lav i premaligne stadier av AOM /DSS-indusert kolitt (tabell 1, figur 3)
Diskusjoner
Tidligere har en betydelig høyere frekvens av Aneuploidy reflekterer kromosom ustabilitet i menneskelig kolitt-assosiert karsinomer i forhold til sporadiske motstykke blitt beskrevet [10]. For å vurdere om kanoniske musemodeller på kolitt-assosiert kreft finnes som like viser tegn på CIN undersøkte vi ploidinummer mønstre i murine kolitt-assosiert svulster i to murine modeller av CAC
I IL-10
. – /- mus, neoplasmer utvikle som ligner humane adenocarcinomas, som har blitt beskrevet tidligere [26], [31], [32]. Alvorlighetsgrad av betennelse kan bli forverret og malign transformasjon akselerert av ekstra tilførsel av celekoksib [25]. Kreftsvulster av IL-10
– /- /celekoksib modellen viste ikke tegn til genomisk ustabilitet i vår studie. Derimot har svulster som oppstår i AOM /DSS-modell presenteres med brutto Aneuploidy i de aller fleste tilfeller. Selv om antallet prøver undersøkte forskjellig mellom de to gruppene med et betydelig mindre antall i IL-10
– /- gruppe, forskjeller i frekvens av Aneuploidy nådde nivået av betydning. Tilstedeværelsen av biologiske forskjeller mellom CACS i begge modellene er dessuten foreslått av differensial uttrykk for beta-catenin
I IL-10
-. /- Mus ingen ytre kreftfremkallende er nødvendig for å indusere tumorigenesis. Imidlertid er fullstendig fravær av en kritisk cytokin for intestinal homeostase representerer en unphysiological tilstand, selv om endret IL-10-ekspresjon har tidligere vært forbundet med human UC [33], [34]. Våre data gir bevis på at kronisk inflammasjon på grunn av IL-10-mangel ikke induserer CIN, til tross for tilstedeværelsen av alvorlige tarmbetennelse. Videre ytterligere karakterisering av svulstene viser at beta-catenin ekspresjon i premaligne trinn og i karsinomer er begrenset til cellemembranen. Dette synes å stå i motsetning til menneske CACS, der APC-mutasjoner antas å hemme P-catenin nedbrytning og derved fremme nukleær translokasjon, selv om detaljerte data hos mennesker mangler [18], mens høy ekspresjon av fosforylert p53 er observert i disse tumorene er sammenfallende med resultatene i human UC-forbundet karsinom [13].
i AOM /DSS kolitt er en ytre kreftfremkallende for å indusere malign transformasjon. Administrasjon av DSS – og dermed initieringen av kronisk kolitt – akselererer malignitet utvikling, hvilket gjør produktet spesielt interessant for studiet av kolitt-assosiert karsinogenese [22], [35]. Her kan vi vise at en høy andel av CACS som oppstår etter AOM /DSS behandling utstillings CIN (81,25%). Denne oppdagelse er særlig bemerkelsesverdig siden det har tidligere blitt demonstrert at CRC indusert ved administrering av AOM alene, som dermed oppstår blottet for kronisk inflammasjon, er genetisk stabile [23]. Dermed kan det bli antatt at ligner på human kolitt, murine colonic betennelse induserer eller i betydelig grad bidrar til CIN. AOM /DSS kolitt kan derfor gi en kraftig modell for å studere utviklingen av betennelse-indusert CIN
in vivo
. Videre er det i AOM /DSS induserte tumorer, cytoplasmatic og /eller nukleær translokasjon av p-catenin ble observert, noe som indikerer aktivering av Wnt-signalveien [18], [36].
Ekspresjon av fosforylert p53 ble øket i AOM /DSS-induserte tumorer, sammen med en økning i vekst brøkdel sammenlignet med premaligne stadier. Ingen sammenheng mellom tilstedeværelsen av Aneuploidy og uttrykk av p53 eller beta-catenin kunne bli vist, som kan være på grunn av utilstrekkelige tall (n = 3 for diploid gruppe). Større studier ville det være nødvendig å belyse differensial ekspresjon av tumor-assosierte proteiner i forhold til CIN i den murine modellen.
Ikke i noen av disse to modellene som er undersøkt i denne studie, kunne makroskopiske fjernmetastaser overholdes. Dette er i tråd med tidligere funn [26], [37], men står i kontrast til CRC i mennesker, hvori levermetastaser forekomme i opp til 50% av pasientene i løpet av sykdommen [38]. I denne sammenheng, for å uunngåelige begrensninger oversette biologiske resultater fra mus i det menneskelige system må bli verdsatt. For CIN i betennelse-assosiert kreft spesifikt, kan telomerer forkortes være assosiert med økt genomisk ustabilitet [39]. Som forskjeller mellom mus og menneske telomere biologi med mus med lengre telomerer og konstituerende telomerase aktivitet [40], kan det være tvilsomt å ta telomere frafall i AOM /DSS modell. Imidlertid, f.eks. g. i murine epiteliale kreftformer, har telomere og telomerase dysfunksjon vist seg å være sentral for tumorutvikling, eksemplifiserer en mulig rolle for telomer-biologi i murine karsinogenese [41]. Videre er andre mekanismer som kromatid samhold defekter vært forbundet med CIN i CRC, som innebærer proteiner svært lik i menneske og mus og studert i begge organismer [42], [43].
I sammendraget, IL- 10-manglende mus representerer ikke en egnet dyremodell for å studere den CIN veien til kreftutvikling. I tillegg vil tumorutvikling i denne modellen ikke er avhengig av beta-catenin translokasjon.
Derimot har med tilstedeværelse av Aneuploidy og beta-catenin aktivering, modell av AOM /DSS-kolitt kan gi et verdifullt verktøy for å oppnå en mer detaljert innsikt i den molekylære arkitekturen av betennelse-assosiert kreftutvikling og mekanistisk undersøke kolitt-assosiert carcinogenesen med særlig hensyn til CIN.
Takk
forfatterne ønsker å uttrykke sin takknemlighet til Katja Grollich for utføre immunhistokjemi og Gisela Grosser-Pape for god hjelp i utarbeidelsen av lysbilder for DNA-cytometri. Tilskudd fra Werner og Clara Kreitz Foundation og den tyske Cancer Aid (DKH # 108446:
Nord-tysk Tumorbank av tykktarmskreft
) er takknemlig erkjent
.
