اکسید نیتریک فنوتیپ شبه سلول های بنیادی سرطانی را در سلولهای سرطان ریه انسان القا می کند
تاریخ انتشار: دوشنبه 03 آذر 1393
| امتیاز:
اگرچه پیشرفت های فوق العاده ای در درمان سرطان در چند دهه گذشته صورت گرفته است، میزان موفقیت دربیماران مبتلا به سرطان هنوز هم عمدتا به دلیل مشکلات مرتبط با مقاومت به شیمی / رادیو درمانی و عود بیماری کم است. شواهد روز افزون نشان داده است که سلول های بنیادی سرطانی (CSCS) مسئول مشکلات مقاومت به درمان و عود هستند، اما درک ما از نحوه تنظیم آنها محدود است. تغییرات برگشت پذیرسریع سلول های شبه سلول های بنیادی سرطانی در تومورها ممکن است ناشی از اثر واسطه های بیولوژیکی موجود در ریز محیط تومور باشند. در اینجا ما نشان می دهیم که چگونه اکسید نیتریک (NO)، تنظیم کننده کلیدی سلولی که سطح آن در بسیاری از تومورها افزایش می یابد، بر فنوتیپ شبه سلول های بنیادی سرطانی در سلول های H292 و H460 سرطان ریه نوع سلول غیر کوچک انسان (NSCLC) تاثیر می گذارد. با قرار گرفتن درمعرض NO به تدریج مورفولوژی سلول به سمت شکل شبه سلول های بنیادی مزانشیمی تغییر یافت. مواجهه با NO سبب پیشبرد فنوتیپ شبه سلول های بنیادی سرطانی شد که با افزایش بیان نشانگرهای شناخته شده CSC ، CD133 و ALDH1A1 در سلول های در معرض اثبات شد. این اثر NO بربنیادینگی، پس از قطع تیمار با NO به مدت 7 روز قابل برگشت بود. علاوه براین، چنین اثری با استفاده از یکی دیگر از دهنده های اکسید نیتریک، S-نیتروسو-N-استیل پنیسیل آمین (SNAP) تکرار شد. نکته مهم اینکه، مهار NO توسط زداینده شناخته شده NO ، 2- (4-کربوکسی-فنیل) -4،4،5،5 -تترامتیل ایمیدازولین-1 -اکسی-3-اکسید (PTIO) به شدت بیان نشانگرها و رفتار سلولی تهاجمی شبه CSC را مهارکرد. در نهایت، ما مکانیسم اساسی عملکرد NO از طریق فعال سازی (CAV-1) caveolin-1 را که توسط NO افزایش بیان یافته و مسئول رفتار تهاجمی سلول ها از جمله مقاومت در برابر مرگ سلولی، رشد سلولی مستقل و افزایش مهاجرت سلول و تهاجم است، کشف کردیم. این یافته ها به نقش جدید اکسید نیتریک در تنظیم سلول های بنیادی سرطانی و اهمیت آن در رفتارهای تهاجمی سرطان از طریق افزایش بیان CAV-1 اشاره می کند.
Am J Physiol Cell Physiol. 2014 Nov 19:ajpcell.00187.2014. doi: 10.1152/ajpcell.00187.2014. [Epub ahead of print]
Nitric Oxide induces Cancer Stem Cell-like Phenotypes in Human Lung Cancer Cells.
Yongsanguanchai N1, Pongrakhananon V1, Mutirangura A1, Rojanasakul Y2, Chanvorachote P3.
Abstract
Even though tremendous advances have been made in the treatment of cancers during the past decades, success rate among cancer patients is still dismal largely due to problems associated with chemo/radio-resistance and relapse. Emerging evidence has indicated that cancer stem cells(CSCs) are behind the resistance and recurrence problems, but our understanding of their regulation is limited. Rapid reversible changes of CSC-like cells within tumors may result from the effect of biological mediators found in tumor microenvironment. Here we show how nitric oxide (NO), a key cellular modulator whose level is elevated in many tumors, affects CSC-like phenotypes of human non-small-cell lung carcinoma (NSCLC) H292 and H460 cells. Exposure of NO gradually altered the cell morphology towards mesenchymal stem-like shape. NO exposure promoted CSC-like phenotype indicated by increased expression of known CSC markers, CD133 and ALDH1A1, in the exposed cells. This effect of NO on stemness was reversible after cessation of the NO treatment for 7 days. Furthermore, such effect was reproducible using another NO-donor, S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP). Importantly, inhibition of NO by known NO scavenger 2-(4-carboxy-phenyl)-4,4,5,5 tetramethylimidazoline-1-oxy-3-oxide (PTIO) strongly inhibited CSC-like aggressive cellular behavior and marker expression. Lastly, we unveiled the underlying mechanism of NO action through the activation of caveolin-1 (Cav-1) which is upregulated by NO and is responsible for the aggressive behavior of the cells, including anoikis resistance, anchorage-independent cell growth, and increased cell migration and invasion. These findings indicate a novel role of NO in CSC regulation and its importance in aggressive cancer behaviors through Cav-1 upregulation.
PMID: 25411331