Epithelial-mesenchymal transition (EMT) is a process involved not only in morphogenesis and embryonic development, but also in cancer progression, whereby tumor cells obtain a more aggressive metastatic phenotype. Anterior gradient protein 2 (AGR2) maintains the epithelial phenotype and blocks the induction of EMT, thus playing an undeniable role in tumor progression. However, the mechanism through which AGR2 expression is regulated, not only during EMT, but also in the early stages of cancer development, remains to be elucidated. In the present study, we show an inverse correlation of AGR2 with ZEB1 (zinc finger enhancer binding protein, δEF1) that was verified by analysis of several independent clinical data sets of lung adenocarcinomas. We also identified the ZEB1 binding site within the AGR2 promoter region and confirmed AGR2 as a novel molecular target of ZEB1. The overexpression of ZEB1 decreased the promoter activity of the AGR2 gene, which resulted in reduced AGR2 protein level and the acquisition of a more invasive phenotype of these lung cancer cells. Conversely, silencing of ZEB1 led not only to increased levels of AGR2 protein, but also attenuated the invasiveness of tumor cells. The AGR2 knockout, vice versa, increased ZEB1 expression, indicating that the ZEB1/AGR2 regulatory axis may function in a double negative feedback loop. In conclusion, we revealed for the first time that ZEB1 regulates AGR2 at the transcriptional level, while AGR2 presence contributes to ZEB1 mRNA degradation. Thus, our data identify a new regulatory mechanism between AGR2 and ZEB1, two rivals in the EMT process, tightly associated with the development of metastasis.
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Cervical cancer is one of the most common malignancies in women. MicroRNAs (miRNAs) are involved in a variety of fundamental cellular processes, including carcinogenesis. The potential utilization of aberrantly expressed miRNAs as novel biomarkers in cervical cancer diagnostics is growing. We investigated miRNA expression profiles during the progression of dysplasia in cervical epithelium to identify aberrantly expressed miRNAs. High-throughput miRNA profiling of high-grade precancerous lesions identified 79 miRNAs showing significant difference in expression values compared to normal cervical epithelium. Ten selected miRNAs were subsequently measured in an independent group of samples to validate them as promising biomarkers of cervical carcinogenesis. MicroRNAs miR-10b-5p, miR-34c-5p, miR-409-3p and miR-411-5p were confirmed as downregulated, while miR-10a-5p, miR-132-3p, miR-141-5p were significantly upregulated in dysplastic cervical tissues. Further investigation revealed an inverse correlation of miR-409-3p with E6 mRNA levels in precancerous cervical lesions. Subsequent in vitro analyses showed a direct involvement of this miRNA in the regulation of E6 oncogene levels, thus confirming a potential tumor suppressor function of miR-409-3p in cervical malignancies. Hence, miR-409-3p may represent a useful early marker and a potential therapeutic target for cervical cancer.
- MeSH
- down regulace MeSH
- lidé MeSH
- lidský papilomavirus 16 genetika MeSH
- lidský papilomavirus 18 genetika MeSH
- mikro RNA genetika MeSH
- nádorové buněčné linie MeSH
- nádory děložního čípku genetika virologie MeSH
- onkogenní proteiny virové genetika MeSH
- regulace genové exprese u nádorů MeSH
- represorové proteiny genetika MeSH
- skvamózní intraepiteliální léze genetika virologie MeSH
- stanovení celkové genové exprese MeSH
- upregulace MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Východiska: Karcinom děložního hrdla je čtvrtým nejčastějším onkologickým onemocněním u žen a v drtivé většině případů je spojen s infekcí lidskými papilomaviry. Virové infekce jsou obvykle doprovázeny morfologickými změnami epiteliálních buněk, avšak pomocí stávajících dostupných vyšetřovacích metod není lehké rozlišit, zda se jedná o projevy produktivní infekce, nebo změny vedoucí ke vzniku maligního onemocnění. Z toho důvodu stále narůstá potřeba nalézt vhodné diagnostické biomarkery karcinomu děložního hrdla, např. ve formě miRNA, tj. malých nekódujících molekul RNA regulujících genovou expresi. Materiál a metody: Hladina miR-34c v cervikálních nádorových liniích byla stanovena pomocí kapkové digitální polymerázové řetězové reakce. Zvýšení a inhibice exprese miR-34c in vitro bylo dosaženo pomocí transientní transfekce s využitím specifických oligonukleotidů, a to miRNA mimikujících, nebo miRNA inhibujících. Buněčná proliferace byla analyzována barvením krystalovou violetí s následným spektrofotometrickým měřením. Změny v migračních vlastnostech byly studovány pomocí "scratch" testu. Exprese vybraných proteinů byla stanovena imunochemicky. Výsledky: Inhibice exprese miR-34c byla spojena s mírným zvýšením buněčné proliferace a především s výrazným zvýšením schopnosti buněk migrovat. Analýza exprese miR-34c prováděná na souboru 39 dysplastických tkání a 35 vzorků zdravých kontrol následně ukázala signifikantní rozdíl (p<0,01) v hladině této miRNA. Závěr: Komparativní expresní analýza prokázala signifikantně sníženou expresi miR-34c u prekanceróz děložního hrdla v porovnání s normálním netransformovaným epitelem. Při modulaci exprese miR-34c in vitro byla potvrzena tumor supresorová úloha miR-34c u cervikálních malignit.
Background: Cervical cancer is the fourth most common cancer in women and is usually associated with human papillomavirus infection. Viral infections are usually characterized by morphological changes of epithelial cells; however, it is difficult to determine using recently available screening methods whether the changes are caused by productive infection or by malignant disease. Thus, new efforts are required to find novel diagnostic biomarkers of cervical cancer, such as miRNAs, which are small non-coding RNAs involved in the regulation of gene expression. Materials and Methods: miR-34c levels in cervical cancer cell lines were determined by the droplet-digital polymerase chain reaction. Changes in miR-34c expression in vitro were achieved by transient transfection with a specific miRNA mimic and inhibitor oligonucleotides. Cell proliferation was analyzed by crystal violet staining followed by spectrophotometric measurements. The effect on migratory properties was studied using a "scratch" assay. Western blotting analysis was used to determine the expression of selected proteins. Results: The downregulation of miR-34c expression was associated with a slight increase in cellular proliferation and a significant increase in cell migration. The analysis of miR-34c expression performed on a set of 39 dysplastic tissues and 35 samples of healthy controls subsequently revealed a significant difference (p<0.01) in the level of this miRNA. Conclusion: Comparative expression analysis revealed lower expression of miR-34c in cervical precanceroses than in normal untransformed epithelium. in vitro modulation of miR-34c expression revealed its tumor suppressor role in cervical malignancies.
Východiska: Vzhledem k nezastupitelné úloze chemoterapie při léčbě nádorových onemocnění se onkologický výzkum zaměřil na zvýšení účinnosti jednotlivých léčiv a maximální zmírnění, ne-li kompletní potlačení nežádoucích účinků. Vhodná léčba je primárně volena podle základních klinicko-patologických diagnostických kritérií, jako je velikost nádoru, stupeň diferenciace a přítomnost či absence standardních markerů. Situaci však komplikuje variabilita mezi jednotlivými pacienty spolu se značnou heterogenitou vlastního nádoru. Detailní charakterizace intratumorální heterogenity a získání spolehlivějších ukazatelů účinnosti léčiv by tak mělo vést k posílení personalizované terapie. Vývoj a výběr spolehlivých modelů tudíž představuje důležitou otázku ve výzkumu zaměřeném na predikci citlivosti nádorových buněk k léčbě. Cíl: Práce shrnuje poznatky o testovacích systémech zaměřených na stanovení citlivosti či rezistence nádorových buněk k chemoterapii a jejich zavádění do onkologické praxe od prvních dnes již historických pokusů až po současnost se snahou posoudit jejich uplatnění ve stávající klinické praxi či blízké budoucnosti. Značný důraz je kladen na porovnání 2D a 3D in vitro buněčných modelů, neboť jejich význam a popularita konstantně narůstá. Pozornost je též věnovaná systémům in vivo, které v poslední době zaznamenaly nemalý progres a jsou v rámci klinických studií testovány k predikci odpovědi na podávanou terapii. Závěr: Práce uvádí stručný přehled testů chemosenzitivity a hodnotí význam jednotlivých testů vzhledem k jejich zapojení do rozhodovacího procesu a stratifikace pacientů s cílem predikovat klinickou odpověď konkrétních pacientů a přispět tak k rozvoji cílené personalizované terapie.
Background: Due to the irreplaceable role of chemotherapy in cancer treatment, research has focused on improving the efficacies of individual drugs and minimizing, or completely suppressing, their negative side effects. Based on long-term experience and the results of clinical trials, the selection of appropriate treatment is currently based on classical clinical diagnostic criteria, such as tumor size, grade, and the presence or absence of standard markers. However, complications arise due to variability between patients and tumor heterogeneity. Characterization of intratumoral heterogeneity and acquisition of more reliable drug performance indicators should improve personalized therapy. Development and selection of suitable models are therefore important issues in cancer research focused on predicting sensitivity to therapy. Aim: This work provides an overview of various chemosensitivity tests that have been previously employed and those that are currently used. Great emphasis is placed on comparing 2D and 3D cell culture models, since their importance and popularity are increasing. Particular attention is paid to in vivo systems, which have significantly improved recently and are tested in clinical trials to predict responses to therapy. Conclusion: This work provides a brief overview of chemosensitivity tests, focusing on the importance of individual tests and their application in decision-making and patient stratification to improve the clinical responses of patients and the development of targeted personalized therapy.
BACKGROUND: During cancer progression, epithelial cancer cells can be reprogrammed into mesenchymal-like cells with increased migratory potential through the process of epithelial-mesenchymal transition (EMT), representing an essential step of tumor progression towards metastatic state. AGR2 protein was shown to regulate several cancer-associated processes including cellular proliferation, survival and drug resistance. METHODS: The expression of AGR2 was analyzed in cancer cell lines exposed to TGF-β alone or to combined treatment with TGF-β and the Erk1/2 inhibitor PD98059 or the TGF-β receptor specific inhibitor SB431542. The impact of AGR2 silencing by specific siRNAs or CRISPR/Cas9 technology on EMT was investigated by western blot analysis, quantitative PCR, immunofluorescence analysis, real-time invasion assay and adhesion assay. RESULTS: Induction of EMT was associated with decreased AGR2 along with changes in cellular morphology, actin reorganization, inhibition of E-cadherin and induction of the mesenchymal markers vimentin and N-cadherin in various cancer cell lines. Conversely, induction of AGR2 caused reversion of the mesenchymal phenotype back to the epithelial phenotype and re-acquisition of epithelial markers. Activated Smad and Erk signaling cascades were identified as mutually complementary pathways responsible for TGF-β-mediated inhibition of AGR2. CONCLUSION: Taken together our results highlight a crucial role for AGR2 in maintaining the epithelial phenotype by preventing the activation of key factors involved in the process of EMT.
- MeSH
- buněčná adheze genetika MeSH
- epitelo-mezenchymální tranzice účinky léků genetika MeSH
- genový knockdown MeSH
- kadheriny metabolismus MeSH
- lidé MeSH
- nádorové buněčné linie MeSH
- pohyb buněk genetika MeSH
- proteiny Smad metabolismus MeSH
- proteiny genetika MeSH
- regulace genové exprese u nádorů účinky léků MeSH
- signální transdukce účinky léků MeSH
- transformující růstový faktor beta farmakologie MeSH
- vimentin metabolismus MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- MeSH
- DNA nádorová genetika metabolismus MeSH
- dospělí MeSH
- karcinom genetika metabolismus MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mikro RNA * genetika metabolismus MeSH
- nádorové biomarkery genetika metabolismus MeSH
- nádory vaječníků * genetika krev metabolismus MeSH
- pilotní projekty MeSH
- senioři nad 80 let MeSH
- senioři MeSH
- studie případů a kontrol MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- senioři nad 80 let MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
Dobře načasovaná, přesná a dokonale koordinovaná reakce buňky na vnitřní i vnější podněty představuje základní předpoklad pro úspěšnou adaptaci savčích buněk na všechny změny, které se dějí za fyziologických podmínek v průběhu buněčného vývoje. Zneužít těchto schopností umí právě nádorové buňky, které jsou tak schopné se přizpůsobit stresovým podmínkám, které představují důležitý předpoklad pro vznik a vývoj nádoru. Změnou klíčových mechanizmů se nádorovým buňkám podaří vyhnout buněčné smrti, a tak je umožněn vývoj a šíření nádoru. Změny na genetické úrovni se manifestují celou řadou fenotypových projevů, díky kterým jsou nádorové buňky schopny uniknout obranným mechanizmům organizmu, získat rezistenci k léčbě, invadovat, zakládat dormantní ložiska či vytvářet sekundární nádory. Mezi jednu ze základních vlastností studovaných v posledních letech patří změna energetického metabolizmu, kdy si nádorová buňka cíleně reguluje přeprogramování hlavních metabolických drah k vlastnímu prospěchu a uspokojení zvýšených nároků nejen na energii, ale také na stavební materiály, které jsou nutné pro zajištění zvýšené buněčné proliferace. Přizpůsobení se okolním podmínkám je nutné i na morfologické úrovni, kdy změna tvaru buněk pomocí reorganizace cytoskeletálních vláken umožní nádorovým buňkám zvýšit jejich agresivitu a invazivní vlastnosti. Pochopení těchto změn spolu s porozuměním přepínání genetického programu v nádorových buňkách umožňujícího jejich přechod mezi různými diferenciačními stadii od nádorových kmenových buněk až po plně diferencované buňky by tak mohl vést k odhalení „slabých míst“ nádorových buněk a přispět tak k efektivitě léčby nádorových onemocnění. Schopnost nádorových buněk měnit pravidla vlastního organizmu tak představuje obrovskou výzvu pro onkologický výzkum.
Dynamic, punctual and perfectly coordinated cellular response to internal and external stimuli is a crucial prerequisite for adaptation of mammalian cells to all changes that occur during cellular development under physiological conditions. Hijacking this ability is characteristic for tumor cells that are capable to adapt to unfavorable conditions which contribute to the formation and development of cancer during the process of tumor formation and progression. By changing key mechanisms, malignant cells can avoid cell death and thus allow development and spread of the tumor. The changes at the genetic level are manifested by various phenotypic characteristics, through which tumor cells are able to escape defense mechanisms, to acquire resistance to treatment, to invade and to create secondary tumors. In recent years, one of the most studied properties include changes in energy metabolism, when tumor cells specifically control reprogramming of the main metabolic pathways for their own benefit and to satisfy their increased needs not only for energy, but also for building materials required for increased proliferation. To adapt to extracellular conditions, it is necessary that cells undergo morphological changes, where modifications in the cell shape through reorganization of cytoskeletal filaments allow tumor cells to increase their invasiveness and other aggressive features. Clarifying these changes together with understanding of the switch in the genetic program within cancer cells, which allows them to overcome different stages of differentiation from cancer stem cells to fully differentiated cells, would be an important prerequisite for identification of the cancer cell “weaknesses” and may lead to improved cancer treatment. The ability of tumor cells to alter the rules of their own organism thus represents an important challenge for oncological research.
- MeSH
- aktiny metabolismus MeSH
- cytoskelet patologie MeSH
- glutamin metabolismus MeSH
- intermediární filamenta metabolismus MeSH
- karcinogeneze klasifikace MeSH
- lidé MeSH
- metastázy nádorů MeSH
- mikrotubuly MeSH
- nádorový supresorový protein p53 antagonisté a inhibitory MeSH
- nádory * metabolismus patofyziologie MeSH
- plasticita buňky účinky záření MeSH
- přeprogramování buněk MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
