Взаимодействие pRb и бета-катенина в опухолевой и нормальной ткани предстательной железы человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рак предстательной железы (РПЖ) является одним из самых распространенных онкологических заболеваний, которое в своем развитии проходит две стадии: локализованный РПЖ и кастрационно-резистентный РПЖ (КР-РПЖ). Первая стадия – локализованный РПЖ – может неопределенно долго протекать в дремлющей форме, не требующей активного медицинского вмешательства, или неожиданно переходить в агрессивную метастатическую форму (KР-РПЖ), заканчивающуюся быстрым летальным исходом. Патогенез перехода дремлющей формы РПЖ в метастатическую форму остается не полностью изученным. Сигнальные пути опухолевого супрессора pRb и протоонкогена β-катенина являются, вероятно, наиболее вовлеченными в патогенез РПЖ, однако роль их взаимодействия не исследована. Изучение патогенеза опухолей других тканей позволяет предположить, что в начальной стадии развития РПЖ pRb теряет некоторые свойства опухолевого супрессора, что может происходить при его взаимодействии с β-катенином и дает возможность опухолевым клеткам получить конкурентные преимущества для размножения. В нашей работе мы показали, что гены RB и β-катенина (CTNNB1) экспрессируются в опухолевой и нормальной ткани предстательной железы (ПЖ). В отличие от β-катенина, pRb не выявляется в иммуноблотинге в опухолевой и нормальной ткани ПЖ, но легко определяется таким способом в экстрактах контрольных клеток линии T98G. С одной стороны, ко-иммунопреципитация антителами к pRb из экстрактов опухолевой и нормальной ткани ПЖ дает возможность выявить этот белок и β-катенин последующим иммуноблотингом, что свидетельствует о физическом взаимодействии названных белков в ткани ПЖ. С другой стороны, иммунопреципитация β-катенина антителами к его С-концевому фрагменту не дает возможности выявить этот белок в экстрактах ПЖ последующим иммуноблотингом с помощью тех же антител. В противоположность ткани ПЖ, β-катенин легко определяется в иммунопреципитации, совмещенной с иммуноблотингом, в экстрактах контрольных клеток T98G. Полученные данные дают возможность предположить, что RB и β-катенин физически взаимодействуют друг с другом в клетках различной тканевой специфичности. В клетках линии T98G такое взаимодействие происходит, вероятно, через С-концевой фрагмент β-катенина, но в клетках ПЖ оно осуществляется другим путем, поскольку С-фрагмент β-катенина оказывается экранированным от такого взаимодействия, возможно из-за его физической ассоциации с pRb.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. М. Рябов

Институт цитологии РАН

Email: voldemryabov@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. И. Тяпкин

Ленинградский региональный клинический онкологический диспансер им. Л.Д. Романа Минздрава России

Email: voldemryabov@yandex.ru
Россия, Кузьмолово

А. П. Родимцев

Институт цитологии РАН

Email: voldemryabov@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург

О. Г. Люблинская

Институт цитологии РАН

Email: voldemryabov@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург

И. В. Гужова

Институт цитологии РАН

Email: voldemryabov@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург

Б. В. Попов

Институт цитологии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: voldemryabov@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Петров Н.С., Воскресенский М.А., Грозов Р.В., Коршак О.В., Зарицкий А.Ю., Верещагина Н.А., Комяков Б.К., Попов Б.В. 2016. Маркеры клеток базального слоя эпителия предстательной железы являются эффективными индикаторами ее злокачественной трансформации. Цитология. Т. 58. С. 526. (Petrov N.S., Voskresenskiy M.A., Grozov R.V., Korshak O.V., Zaritskey A.Y., Vereschagina N.A., Komyakov B.K. and Popov B.V. 2017. Markers of the basal cell layer of prostate are effective indicators of its malignant transformation. Cell Tiss. Biol. V. 11. P. 205). https:// doi.org/10.1134/S1990519X17030099
  2. Рябов В.M., Воскресенский М.А., Попов Б.В. 2022. Роль опухолевого супрессора RB в развитии локализованного и кастрационно-резистентного рака предстательной железы. Цитология. T. 64. С. 208. (V.M. Ryabov, M.A. Voskresenskiy, B.V. Popov. 2022. Role of the tumor suppressor RB in the development of localized and castration-resistant prostate cancer. Cell Tiss. Biol. V. 16. P. 434). https://doi.org/10.1134/S1990519X2205008X
  3. Balk S.P., Knudsen K.E. 2008. AR, the cell cycle, and prostate cancer. Nucl Recept Signal. V. 6. P. e001. https://doi: 10.1621/nrs.06001
  4. Cancer Genome Atlas Network. 2012. Comprehensive molecular characterization of human colon and rectal cancer. Nature. V. 487. P. 330. https://doi.org/10.1038/nature11252
  5. Chau B.N., Borges H.L., Chen T.T., Masselli A., Hunton I.C., Wang J.Y. 2002. Signal-dependent protection from apoptosis in mice expressing caspase-resistant Rb. Nat. Cell Biol. V. 4. P. 757. https://doi.org/10.1038/ncb853
  6. Ciavarra G., Zacksenhaus E. 2011. Direct and indirect effects of the pRb tumor suppressor on autophagy. Autophagy. V. 7. P. 544. https://doi.org/10.4161/auto.7.5.15056
  7. Cunha G.R. 1994. Role of mesenchymal-epithelial interactions in normal and abnormal development of the mammary gland and prostate. Cancer. V. 74. P. 1030. https://doi.org/10.1002/1097-0142(19940801)74:3+<1030:aid-cncr2820741510>3.0.co;2-q.
  8. Derenzini M., Donati G., Mazzini G., Montanaro L., Vici M., Ceccarelli C., Santini D., Taffurelli M., Treré D. 2008. Loss of retinoblastoma tumor suppressor protein makes human breast cancer cells more sensitive to antimetabolite exposure. Clin. Cancer Res. V. 14. P. 2199. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-07-2065
  9. Dick F.A., Goodrich D.W., Sage J., Dyson N.J. 2018. Non-canonical functions of the RB protein in cancer. Nat. Rev. Cancer. V. 18. P. 442. https://doi.org/10.1038/s41568-018-0008-5
  10. Dyson N.1998. The regulation of E2F by pRB-family proteins. Genes Dev. V 12. P. 2245. https://doi.org/10.1101/gad.12.15.2245
  11. Friend S.H., Bernards R., Rogelj S., Weinberg R.A., Rapaport J.M., Albert D.M., Dryja T.P. 1986. A human DNA segment with properties of the gene that predisposes to retinoblastoma and osteosarcoma. Nature. V. 323. P. 643. https://doi.org/10.1038/323643a0
  12. Han J., Soletti R.C., Sadarangani A., Sridevi P., Ramirez M.E., Eckmann L., Borges H.L., Wang J.Y. 2013. Nuclear expression of β-catenin promotes RB stability and resistance to TNF-induced apoptosis in colon cancer cells. Mol. Cancer Res. V. 11. P. 207. https://doi.org/10.1158/1541-7786.MCR-12-0670
  13. Hansen K., Farkas T., Lukas J., Holm R., Rönnstrand L., and Bartek J. 2001. Phosphorylation-dependent and -independent functions of p130 cooperate to evoke a sustained G1 block. EMBO J. V. 20. P. 422. https//doi.org/10.1093/emboj/20.3.422
  14. Kareta M.S., Gorges L.L., Hafeez S., Benayoun B.A., Marro S., Zmoos A.F., Cecchini M.J., Spacek D., Batista L.F., O’Brien M., Ng Yi-H., Ang C.E., Vaka D., Artandi S.E., Dick F.A., Brunet A. et al. 2015. Inhibition of pluripotency networks by the Rb tumor suppressor restricts reprogramming and tumorigenesis. Cell Stem Cell. V. 16. P. 39. https://doi.org/10.1016/j.stem.2014.10.019
  15. Kypta R.M., Waxman J. 2012. Wnt/β-catenin signalling in prostate cancer. Nat. Rev. Urol. V. 9. P. 418. https://doi.org/10.1016/j.stem.2014.10.019
  16. Lee W.H., Bookstein R., Hong F., Young L.J., Shew J.Y., Lee E.Y. 1987. Human retinoblastoma susceptibility gene: cloning, identification, and sequence. Science. V. 235. P. 1394. https://doi.org/10.1126/science.3823889
  17. Mandigo A.C., Tomlins S.A., Kelly W.K., Knudsen K.E. 2021. Relevance of pRB Loss in Human Malignancies. Clin. Cancer Res. V. 28. P. 255. https:// doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-21-1565
  18. Mazor M., Kawano Y., Zhu H., Waxman J., Kypta R.M. 2004. Inhibition of glycogen synthase kinase-3 represses androgen receptor activity and prostate cancer cell growth. Oncogene. V. 23. P. 7882. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1208068
  19. McNair C., Xu K., Mandigo A.C., Benelli M., Leiby B., Rodrigues D., Lindberg J., Gronberg H., Crespo M., De Laere B., Dirix L., Visakorpi T., Li F., Feng F.Y., de Bono Jуе Demichelis F. et al. 2018. Differential impact of RB status on E2F1 reprogramming in human cancer. J. Clin. Invest. V. 128. P. 341. https://doi.org/10.1172/JCI93566
  20. Morris E.J., Ji J.Y., Yang F., Di Stefano L., Herr A., Moon N.S., Kwon E.J., Haigis K.M., Näär A.M., Dyson N.J. 2008. E2F1 represses beta-catenin transcription and is antagonized by both pRB and CDK8. Nature. V. 455. P. 552. https://doi.org/10.1038/nature07310
  21. Petre C.E., Wetherill Y.B., Danielsen M., Knudsen K.E. 2002. Cyclin D1: mechanism and consequence of androgen receptor co-repressor activity. J. Biol. Chem. V. 277. P. 2207. https://doi: 10.1074/jbc.M106399200
  22. Popov B.V., Sutula G.I., Petrov N.S., Yang X.J. 2018. Preparation and characterization of the antibody recognizing AMACR inside its catalytic center. Int. J. Oncol. V. 52. P. 547. https://doi.org/10.3892/ijo.2017.4220
  23. Popov B., Petrov N., Ryabov V., Evsyukov I. 2020. p130 and pRb in the maintenance of transient quiescence of mesenchymal stem cells. Stem Cells Int. Article ID 8883436. https://doi.org/10.1155/2020/8883436
  24. Sage J. 2012. The retinoblastoma tumor suppressor and stem cell biology. Genes Dev. V. 26. P. 1409. https://doi.org/10.1101/gad.193730.112
  25. Schneider J.A., Logan S.K. 2018. Revisiting the role of Wnt/β-catenin signaling in prostate cancer. Mol. Cell Endocrinol. V. 462. P. 3. https://doi.org/10.1016/j.mce.2017.02.008
  26. Sharma A., Yeow W.S, Ertel A., Coleman I., Clegg N., Thangavel C., Morrissey C., Zhang X., Comstock C.E., Witkiewicz A.K. et al. 2010. The retinoblastoma tumor suppressor controls androgen signaling and human prostate cancer progression. J. Clin. Invest. V. 120. P. 4478. https://doi.org/10.1172/JCI44239
  27. Sherr C.J. 1996. Cancer cell cycles. Science. V. 274. P. 1672. https://doi.org/10.1126/science.274.5293.1672
  28. Siegel R.L., Miller K.D., Fuchs H.E., Jemal A. 2021. Cancer Statistics, 2021. CA Cancer J. Clin. V. 71. P. 7. https://doi.org/10.3322/caac.21654
  29. Tomlins S.A., Laxman B., Varambally S., Cao X., Yu J., Helgeson B.E., Cao Q., Prensner J.R., Rubin M.A., Shah R.B., Mehra R., Chinnaiyan A.M. 2008. Role of the TMPRSS2-ERG gene fusion in prostate cancer. Neoplasia. V. 10. P. 177. https://doi.org/10.1593/neo.07822
  30. Truica C.I., Byers S., Gelmann E.P. 2000. Beta-catenin affects androgen receptor transcriptional activity and ligand specificity. Cancer Res. V. 60. P. 4709.
  31. Viatour P., Sage J. 2011. Newly identified aspects of tumor suppression by RB. Dis. Model. Mech. V. 4. P. 581. https://doi.org/10.1242/dmm.008060
  32. Voeller H.J., Truica C.I., Gelmann E.P. 1998. Beta-catenin mutations in human prostate cancer. Cancer Res. V. 58. P. 2520.
  33. Wang C.Y., Xu Z.B., Wang J.P., Jiao Y., Zhang B. 2017. Rb deficiency accelerates progression of carcinoma of the urinary bladder in vivo and in vitro through inhibiting autophagy and apoptosis. Int. J. Oncol. V. 50. P. 1221. https://doi.org/10.3892/ijo.2017.3889
  34. Weber J.D., Kuo M.L., Bothner B., DiGiammarino E.L., Kriwacki R.W., Roussel M.F., Sherr C.J. 2000. Cooperative signals governing ARF-mdm2 interaction and nucleolar localization of the complex. Mol. Cell Biol. V. 20. P. 2517. https://doi.org/10.1128/MCB.20.7.2517-2528.2000
  35. Weinberg R.A. 1995. The retinoblastoma protein and cell cycle control. Cell. V. 81. P. 323. https://doi.org/10.1016/0092-8674(95)90385-2
  36. Wodarz A., Nusse R. 1998. Mechanisms of Wnt signaling in development. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. V. 14. P. 59. https://doi.org/10.1146/annurev.cellbio.14.1.59
  37. Yang X., Chen M.W., Terry S., Vacherot F., Bemis D.L., Capodice J., Kitajewski J., de la Taille A., Benson M.C., Guo Y., Buttyan R. 2006. Complex regulation of human androgen receptor expression by Wnt signaling in prostate cancer cells. Oncogene. V. 25. P. 3436. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1209366
  38. Yu X., Wang Y., Jiang M., Bierie B., Roy-Burman P., Shen M.M., Taketo M.M., Wills M., Matusik R.J. 2009. Activation of beta-catenin in mouse prostate causes HGPIN and continuous prostate growth after castration. Prostate. V. 69. P. 249. https://doi.org/10.1002/pros.20877
  39. Xu Y., Chen S.Y., Ross K.N., Balk S.P. 2006. Androgens induce prostate cancer cell proliferation through mammalian target of rapamycin activation and post-transcriptional increases in cyclin D proteins. Cancer Res. V. 66. P. 7783. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-05-4472

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Амплификация RB и CTNNB1 (ген β-катенина) в опухолевой и нормальной ткани предстательной железы (ПЖ) пациентов, оперированных по поводу РПЖ. ОТ-ПЦР-амплификация маркеров: эпителиальных (ЦК5, AR), опухолевого (AMACR), RB и CTNNB1 (гена β-катенина) в опухолевой (а) нормальной (б) ткани ПЖ: 1 – маркер мол. массы 50 п.о., 2 – ЦК5 (423 п.о.), 3 – AR (294 п.о.), 4 – AMACR (247 п.о.), 5 – RB (91 п.о.), 6 – CTNNB1 (101 п.о.), 7 – GAPDH (326 п.о.); в, г – ПЦР-РВ-амплификация RB и CTNNB1 соответственно; в, г – данные ПЦР-РВ представляют собой среднюю арифметическую величину и ее ошибку (n = 3)

Скачать (393KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Уровень β-катенина и pRb в опухолевой (1) и нормальной (2) ткани ПЖ трех клинических проб (65, 66, 67) от пациентов, оперированных по поводу локализованного РПЖ. Иммуноблотинг (WB) и иммунопреципитация (ИП); а – WB: белки экстрактов ПЖ разделяли путем электрофореза в 10%-ном ПААГ при нагрузке по общеклеточному белку 50 мкг на дорожку; Gapdh определяли для выравнивания нагрузки на разных дорожках, экстракты клеток линии T98G использовали в качестве положительного контроля; б – уровень β-катенина в опухолевой (1) и нормальной (2) ткани ПЖ, показаны средние арифметические величины и их ошибки (n = 7); в – ИП: pRb из опухолевой и нормальной ткани ПЖ; экстракты, содержащие 50 мкг общеклеточного белка на дорожку, разделяли при электрофорезе в ПААГ и визуализировали с помощью WB; г – иммунофлюоресцентное выявление pRb (зеленый цвет) и β-катенина (красный цвет) в клетках первичных культур из опухолевой (1) и нормальной (2) ткани ПЖ (клиническая проба 70): ядра окрашены DAPI (голубой цвет); конфокальный лазерный сканирующий микроскоп FV3000 (Япония; лазеры 405, 561 и 640 нм), увеличение объектива 60x

Скачать (552KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Белки pRb и β-катенин физически взаимодействуют друг с другом и формируют комплекс в экстрактах ткани предстательной железы человека: а – β-катенин (клинические пробы 58 и 59) не преципитируется из экстрактов ткани ПЖ, но выявляется на иммуноблоте антителами CAT-15 (Thermo Fisher Scientific, США), распознающими эпитоп в С-концевом участке молекулы; б – антитела к pRb ко-иммунопреципитируют β-катенин из экстрактов ткани ПЖ (клинические пробы 56 и 57). Клетки T98G использовали как положительный контроль. ИП, WB – то же, что и на рис. 2. Показаны результаты для опухолевой (1) и нормальной (2) ткани ПЖ

Скачать (276KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах