Krooninen sairaus

tiivistelmä

Epäorgaanisen fosfaatin (Pi) vaaditaan kaikki elävät organismit kehittämiseksi elinten, kuten luun, lihaksen, aivojen ja keuhkojen, ekspressiota sääteleviä useita kriittisiä geenejä sekä signaalitransduktiota. Kuitenkin tiedetään vähän pitkäaikaista ruokavalion Pi kulutus keuhkosyöpään etenemiseen. Tässä tutkimuksessa tutkittiin vaikutuksia korkea-fosfaatti ruokavalio (HPD) hiirimallissa adenokarsinooma. K-ras

LA1 hiiriä syötettiin normaalia ruokavaliota (0,3% Pi) tai HPD (1% Pi) 1, 2, tai 4 kuukautta. Sitten hiiret uhrattiin ja alistettiin induktiivisesti kytketty plasma massa /optinen emissiospektrometrillä ja laserirrotuksen induktiivisesti kytketty plasma massaspektrometrialla analyysit, Western blot-analyysi, histopatologiset immunohistokemiallinen ja immunosolukemiallisten joka arvioi kasvaimen muodostumisen ja etenemisen (myös solujen jakautumista, angiogeneesin, ja apoptoosin), muutokset ioni tasoilla ja aineenvaihdunta, autophagy, epiteelin-to-mesenkymaalitransitioon, ja proteiini käännös keuhkoihin. HPD kiihtyi tuumorigeneesiprosessin osoituksena lisääntynyt adenooma ja adenokarsinooma hinnat sekä kasvaimen kokoa. Kuitenkin kuluttua 4 kuukauden HPD, soluproliferaatiota pidätettiin, ja merkitty nousu maksassa ja keuhkoissa ioni tasoilla ja energiantuotannossa kautta trikarboksyylihapposyklin maksassa havaittiin, joka oli liitetty lisääntynyt autophagy ja väheni angiogeneesi ja apoptoosin. Nämä tulokset osoittavat, että HPD aluksi edistää, mutta myöhemmin estää keuhkosyöpä etenemistä, koska metabolinen sopeutumisen johtaa kasvainsolujen liikkumattomuus. Lisäksi tulokset viittaavat siihen, että huolellisesti säännelty Pi kulutus ovat tehokkaita keuhkosyövän ehkäisyyn.

Citation: Lee S, Kim J-E, Hong S-H, Lee A-Y, Park E-J, Seo HW, et al. (2015) Korkea epäorgaanisen fosfaatin saanti Edistää tumorigeneesin varhaisvaiheissa hiirimallissa keuhkosyöpään. PLoS ONE 10 (8): e0135582. doi: 10,1371 /journal.pone.0135582

Editor: Libing Song, Sun Yat-sen University Cancer Center, Kiina

vastaanotettu: 16 helmikuu 2014; Hyväksytty: 24 heinäkuu 2015; Julkaistu: 18 elokuu 2015

Copyright: © 2015 Lee et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään

Rahoittajat: Osa tästä työstä tukee National Research Foundation of Korea (NRF) rahoittama tiede, ICT Tulevaisuuden suunnittelu (2012M3A9C4048819). M.H. Cho myös osittain tukee Research Institute for Veterinary Science, Seoul National University. LA-IPC-MS kokeet tehtiin tuella Australian Research Council, Agilent Technologies, ja Kenelec tieteellinen osana Linkage Projects ohjelma (LP100200254). Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Epäorgaanisen fosfaatin (Pi) edellyttää kaikkien elävien organismien erilaisiin solun toimintoihin-lukien mineraali- aineenvaihduntaa ja energian tuotanto membraanifosfolipidien ja nukleotidit-ja substraattina fosforyloidun välituotteiden soluviestitykseen [1]. Pi voidaan hankkia passiivisesti ravinnon tai aktiivisesti kautta solujen aineenvaihduntaan. Sitä käytetään usein elintarvikkeiden lisäaineena ei terveydellisistä syistä, mutta toimintoja, kuten ylläpitää ruoan väri ja maku, hapan puskuroida, hapattamalla, rakenne vakauttaminen, ja jatkaminen säilyvyyttä. Erilaisia ​​elintarvikkeita sisältävät Pi, kuten cashew, mantelit, pekonia, kalasäilykkeet, maitojauhe, sulatejuustoa, leivinjauhe, leivontahiiva, munat, linssit, ja isotoninen ja cola juomat [2]. Ihmisen Pi kulutus kasvaa johtuen saatavuudesta nämä elintarvikkeet; tutkimukset osoittavat, että käyttö Pi elintarvikelisäaineissa on kasvanut tasaisesti, kun Pi saanti on noussut lähes 17% viime vuosikymmeninä [3].

Viimeisimmät raportit viittaavat siihen, että epänormaali Pi saanti korreloi esiintymisen kanssa erityyppisten syöpien [4]. Pi myös ratkaiseva rooli geenisäätelyn solusyklin aikana sekä signaalitransduktion ja transkriptionaalisen säätelyn in vitro [5]. Lisäksi korkea-fosfaatti ruokavalio (HPD) osoitettiin edistää keuhkojen kasvaimien syntyyn läpi muuttunut Akt signalointi [6]. Kuitenkin on ollut tähänastisten tutkimusten arvioinnissa homeostatic huolto keuhkoissa joissa viitataan HPD tai roolia Pi metabolisen sopeutumista ja syövän etenemisen, johon kuuluu autophagy, apoptoosin, ioni säännöstely, ja Adenosiinitrifosfaatti (ATP) synteesi kautta trikarboksyyli- happo (TCA) kierto. Tässä tutkimuksessa tutkittiin vaikutuksia korkean Pi saanti keuhkosyöpää etenemiseen ja taustalla olevien mekanismien K-ras

LA1 hiiriä, joissa konstitutiivisen aktivoitumisen K-ras-onkogeeni johtaa kehitystä keuhkojen adenokarsinooma. Tulokset osoittavat, että HPD aluksi edistää, mutta myöhemmin estää keuhkosyöpä etenemisen seurauksena metabolisen sopeutumisen johtaa kasvainsolujen liikkumattomuus.

Materiaalit ja menetelmät

Eläimet ja ruokavalio

menetelmät tässä tutkimuksessa käytetyt hyväksyi eläinten hoidon ja käytön komitea Seoul National University (SNU-120904-3-2). Kokeet suoritettiin 5 viikkoa vanhoja uros K-ras

LA1 saatuja hiiriä Human Cancer konsortio National Cancer Institute (Frederick, MD, USA). Eläimet pidettiin laboratoriossa laitokseen vakio lämpötila on 23 ° C ± 2 ° C ja suhteellinen kosteus 50% ± 10% alle 12:12 tunnin valoisa /pimeä-sykli. Yhteensä 36 hiiret jaettiin satunnaisesti kuuteen ryhmään kuusi hiirtä kussakin; puolet hiiristä (1, 2, ja 4 kuukautta ryhmää) syötettiin standardia American Institute of Nutrition (AIN) 93-pohjainen ruokavalio sisälsi 0,3% Pi (normaali ruokavalio, ND), kun taas toinen puoli (1, 2, ja 4 kuukautta ryhmää) annettiin sama ruokavalio, jota oli täydennetty 1,0%: Pi (HPD). Koostumus muunnetun AIN-93G puhdistettiin jyrsijän ruokavalio [7] on esitetty taulukossa 1. Kehon paino, samoin kuin määrä pelletti ja vesimäärästä, mitattiin kerran viikossa. Sen jälkeen 1, 2 tai 4 kuukautta ruokavaliosta, hiiret nukutettiin 15 mg /kg Zoletil (Laboratories Virbac, Carros, Ranska) ja 3 mg /kg ksylatsiinia (Laboratories Calier, Barcelona, ​​Espanja), ja transcardial perfuusio suoritettiin . Aikana ruumiinavaus, aivot, kateenkorva, sydän, keuhko, maksa, perna, munuainen ja kives poistettiin. Kasvaimet koko keuhkojen pinta laskettiin, ja vaurio halkaisijat mitattiin digitaalinen jarrusatulat mikroskoopilla aikaisemmin kuvatulla [8].

histopatologinen tutkimus, immunohistokemia, ja immunosytokemia

Tissue näytteet kiinnitettiin 10% puskuroituun formaliiniin, valettiin parafiiniin ja leikattiin paksuuteen 5 pm, kohtien kerätään ladattu objektilaseille (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA, USA). Histopatologista analyysiä, osat poistettiin parafiini ksyleenillä ja rehydratoitiin luokiteltujen sarjojen läpi alkoholia, sitten värjättiin hematoksyliinillä ja eosiinilla (H Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA) ja kaspaasi-3 (# 9662S; Abcam, Cambridge, MA, USA) sovellettiin kohdat 1: 200 ja 1 : 1000 laimennosta, vastaavasti, yön yli 4 ° C: ssa. Seuraavana päivänä leikkeet pestiin ja niitä inkuboitiin piparjuuriperoksidaasi-konjugoidun sekundaarisen vasta-aineita (1:50) 1 tunnin ajan huoneenlämpötilassa. Pesun jälkeen leikkeet vastavärjättiin Mayerin hematoksyliinillä (DakoCytomation, Carpinteria, CA, USA) ja pestään ksyleenillä, ja asennetaan käyttäen Permount-peitinlaseilla (Fisher Scientific). Objektilasit tarkasteltiin valomikroskoopilla (Carl Zeiss, Thornwood, NY, USA). Immunosytokemiaa, tumat värjättiin 1 ug /ml DAPI jälkeen estää ja pesemällä kolme kertaa PBS: llä. Vasta-aine mikrotubuluksiin liittyvä proteiini 1A /1B kevyen ketjun (LC) 3 levitettiin 1: 400 laimennus yön yli 4 ° C: ssa. Leikkeet huuhdeltiin, inkuboitiin fluoreseiini-konjugoitua sekundaarista vasta-ainetta, ja sitten asennetaan lasilevyille käyttäen Faramount vesipitoista kiinnitysväliaine (DakoCytomation). Värjäytymisvoimakkuus arvioitiin laskemalla positiivisten solujen satunnaisesti valitun kenttiin Studio versiota 3.01 ohjelmisto (Pixera, San Jose, CA, USA).

Western blot-analyysi

Yhteensä proteiinipitoisuus in homogenoitua keuhkojen näytteissä määritettiin käyttämällä Bio-Rad Protein Assay-reagenssia (Bio-Rad, Hercules, CA, USA). Western-blottaus suoritettiin aikaisemmin kuvatun menettelyn [9] käyttäen vasta-aineita seuraavia proteiineja: asetyyli-koentsyymi (Co) A (# 3676), fosforyloitua (p) asetyyli-CoA (# 3661), LC3 (# 2275), autophagy proteiini (ATG) 5 (# 2630), fosforyloitua (p) -p70 S6-kinaasi

Thr389 (# 9205), 4EBP1 (# 9644S), ja p-Akt

Thr308 (# 2965) (kaikki Cell Signaling teknologia, Danvers, MA, USA); sukkinaattidehydrogenaasi monimutkainen, alayksikkö A (SDHA) (ab14715) ja sytokromi c oksidaasi alayksikköä (COX) -IV (ab33985) (molemmat Abcam); sytokromi c: n (A-8), Rieske (A-5), B-solulymfooma (Bcl) -2 (C-2), Bcl-2-kuolemantapauksia promoottori (Bad) (C-7), Bcl-2- liittyvät X-proteiinia (Bax) (B-9), EIF4E (P-2), fibroblastien kasvutekijä (FGF) -2 (147), proliferoivan solun tuma-antigeeni (PCNA) (PC10), N-kadheriinin, ja aktiinin (I -19) (kaikki Santa Cruz Biotechnology); ja glyseraldehydi-3-fosfaattidehydrogenaasin (LF-PA0212, AbFrontier, Seoul, Korea). Proteiiniviivat tunnistettiin käyttäen LAS-3000 luminoiva kuva-analysaattori (Fujifilm, Tokio, Japani) ja kvantitoitiin käyttäen Multi Gauge versiota 2.02 ohjelmistot (Fujifilm).

qRT-PCR-analyysi

qRT-PCR analyysi tehtiin eristämällä RNA käyttämällä kokonais-RNA eristettiin käyttäen QuickGene RNA kit (Fujifilmin Life Science System, Tokio, Japani). Täydentävä DNA tuotettu SuPrimeScript RT Esiseos (Genet Bio, Cheonan, Korea). Reaktiot perustettiin kolmena kappaleena kanssa Prime Q-Mastermix (Genet Bio) ja ajettiin CFX96T Reaaliaikainen System (Bio-Rad, Hercules, CA, USA). Geeni ilmaisuja esitetään ilmaisun suhteessa Actin. Sekvenssit-alukkeet, joita käytettiin qPCR olivat seuraavat hiiren E-kadheriinin, eteenpäin (5′-TCGAGGAAATCTGCATTCATACTC-3 ’), reverse (5′-TCTCCGCTGCCATTTCTAAC-3’), hiiren β-aktiini, eteenpäin (5 ’ – TTTCCAGCCTTCCTTCTTGGGTATG-3 ’), ja reverse (5’CACTGTGTTGGCATAGAGGTCTTTAC-3’).

Detection hivenaineiden kudoksessa

Laserablaatio induktiivisesti kytketty plasma-massaspektrometria (LA-ICP- MS) suoritettiin käyttäen New Wave Research UP-213 laserirrotuksen järjestelmä (Kenelec Technologies, New South Wales, Australia) varustettu neodyymiseostetut yttrium alumiini granaatti emittoi nanosekunnin laser-pulssia viidennessä harmoninen, jonka aallonpituus on 213 nm . Laserin yhdistetty 7500ce ICP-MS (Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA) Tygon letku. Tiedot analyysimenetelmistä on aiemmin julkaistu [10]. Lyhyesti, lasersäde rastered pitkin näytteen pintaa suorassa linjassa. Tiedot hankittiin laserilla paikalla koko 65 um, laser skannaus nopeus 20 um s

-1, ja ICP-MS yhteensä integrointiajan 0.325 s. ICP-optinen (ICP-OES) alkuaineanalyysi, kudosnäytteet digestoitiin rikkihappoa ja vetyperoksidia. Kaikki kemialliset reagenssit olivat analyysilaatua. Vettä (resistiivisyys 18,2 MQ) on de-ionisoidun kanssa Milli-Q-järjestelmä (Millipore, Bedford, MA, USA). Typpihappoa (65% v /v) ja rikkihappo (95% -97% v /v) (molemmat Samchun Chemical Co., Seoul, Korea) käytettiin näytteen valmistamiseksi. Happoon kudosnäytteiden laimennettiin Milli-Q-vettä käyttäen happoa pitoisuutena 0,2% suoritettiin 70 ° C: ssa 24 tuntia, minkä jälkeen vetyperoksidia (70 ° C) ruoansulatusta yön yli. Pitoisuudet alkuaine Mn, Fe, Cu, ja Zn kvantifioitiin ICP-MS: n ja pitoisuudet alkuaine Na, Ca, S, ja P mitattiin ICP-OES. Toimintaolosuhteet sekä menettelyjä on esitetty taulukossa 2.

Tilastollinen

Opiskelijan

t

-testi käytettiin arvioimaan eroja kahden ryhmän (GraphPad Software , San Diego, CA, USA). Tähdellä (*) osoitti tilastollisesti merkitseviä eroja ND.

Tulokset

korkea Pi saanti kiihdyttää kasvaimen kehittymisen varhaisissa vaiheissa on keuhkosyöpä malli

vaikutuksen tutkimiseksi korkean Pi saanti keuhkosyövän solujen kasvua, kasvaimia keuhkojen pinnalla mitattiin HPD- ja ND-syötetään hiiret (kuvio 1A). Kaikki HPD-syötetään hiiret osoittivat progressiivisen adenokarsinooma ja adenooma, havaittuna H 0,05), vaikka ero ryhmien välillä ei ollut tilastollisesti merkitsevä 4 kuukauden aikana (kuvio 1 B). Kasvain tilavuus oli myös korkeampi hiirillä vievää HPD kuin ND hiirillä, mutta vain 2- ja 4-kuukauden ryhmissä (kuvio 1 B). Histopatologinen tutkimus paljasti noin 2 kertaa korkeampi esiintymistiheys adenokarsinooma ja adenooma että 1- ja 2 kuukauden HPD ryhmissä kuin niiden ND kollegansa. Kuitenkin 4 kuukauden HPD ryhmä, ilmaantuvuus adenokarsinooma ja adenooma olivat verrattavissa PU ryhmä 4 kuukauden aikana (taulukko 4), mikä viittaa siihen, että nopeus kasvaimen muodostumisen oli hidastunut tänä ajankohtana.

Hiiret (n = 6 per ryhmä) ruokittiin ND (0,3% Pi) tai HPD (1% Pi) 1, 2, tai 4 kuukautta. (A) adenokarsinooma ja adenooma keuhkokudoksen. (B) kokonaismäärä kasvainten määrä kasvaimista halkaisijaltaan 1,5 mm, ja kasvaimen tilavuus ND- ja HPD-ruokitaan hiirillä. Tulokset ovat keskiarvo ± keskihajonta (SD) kuusi riippumatonta mittausta. Virhepalkin edustavat SD. * P 0,05; ** P 0,01; *** P 0,001. (C) kasvaimia keuhkoissa ND- ja HPD-syötetään hiirissä, kuten visualisoitiin H 0,05; ** P 0.01.

HPD lisää autophagy ja epiteelin-to-mesenkymaalitransitioon keuhkoissa

Edelliset tulokset osoittivat, että korkea Pi kulutus aluksi edistää mutta myöhemmin estää kasvaimien syntyyn. Sen arvioimiseksi, onko muutokset, jotka tuumorisuppressiogeeneksi johtua pitkittyneen korkean Pi kulutus, markkereita autophagy ja epiteelin-to-mesenkymaalitransitioon (EMT) tutkittiin. Ilmaus autophagosomal markkereita LC3 ja ATG5 lisättiin keuhkoissa HPD-syötetään hiirissä verrattuna ND ruokitaan hiirille 4 kuukautta, kuten havaitaan western blottauksella (kuvio 4A). Keuhkokudoksessa näytteissä, satunnainen LC3 signaalit havaittiin 1- ja 2 kuukauden HPD ryhmien immunosytokemialla (tuloksia ei ole esitetty), kun taas 4 kuukautta, fluoresoiva signaali oli merkitsevästi suurempi HPD kuin ND ryhmässä (kuvio 4B ). Lisäksi, ekspression EMT merkki N-kadheriinin oli suurempi HPD kuin ND ryhmiin, vaikka ero näiden kahden ruokavalion olosuhteissa oli suurimmillaan 4 kuukautta (kuvio 4C). In qRT-PCR-analyysi, ilmaus epiteelin merkki E-kadheriinin oli pienempi HPD kuin ND ryhmissä (kuvio 4D). Nämä tulokset viittaavat siihen, että kasvaimen etenemistä vaimennetaan korkean Pi kulutus myöhemmissä vaiheissa, koska aktivointi autophagy ja EMT.

(A) proteiini ilmentymistä autophagy markkereita LC3 ja ATG5 keuhkokudoksessa homogenaateissa määritettynä western blotting käyttäen aktiini latauskontrollina. (B) LC3 lauseke (vihreä) keuhkokudoksessa kohdissa arvioitiin immunosolukemiallisella. Korkeimmat immunoreaktiivisuus havaittiin 4 kuukauden HPD ryhmä suhteessa vastaavaan ohjaus (ND) ryhmä. Mitta-asteikko: 10 um. (C) Proteiinin ilmentymistä EMT merkki N-kadheriinin keuhkojen kudoshomogenaateista K-ras

LA1 hiirillä ruokittu ND tai HPD 1, 2 tai 4 kuukauden ajan (n = 6 ryhmää kohti), määritettynä western blotting käyttäen aktiini latauskontrollina. Tulokset ovat keskiarvo ± keskihajonta SD. Virhepalkin edustavat SD. * P 0,05; ** P 0,01; *** P 0,001. (D) qRT-PCR-analyysi epiteelin markkereita, E-kadheriinin. Tulokset ovat keskiarvo ± keskihajonta SD. Virhepalkin edustavat SD. * P 0,05; *** P 0,001.

HPD kulutus kasvaa proteiinia käännös varhaisessa kasvaimen kehitystä

mTOR koulutusjakson säätelee proteiinin translaation kautta eukaryoottinen estotekijä 4E sitovan proteiinin 1 (EIF4E-BP1) fosforylaation ja 70-kDa ribosomaalisen proteiinin S6-kinaasi (p70S6K), mikä vaikuttaa kasvainsoluproliferaation. Merkittävä kasvu EIF4E ja p70S6K ilmentymistä havaittiin näytteet 1- ja 2 kuukauden HPD ryhmiä suhteessa kontrolliryhmään (kuvio 5). Sen sijaan tasot molempien proteiinien pienenivät 4 kuukautta HPD ryhmässä verrattuna ND ryhmään. Nämä tiedot viittaavat siihen, että proteiinin translaation oli ohimenevästi stimuloitiin Pi alkuvaiheessa kasvaimen kehitystä.

ilmentymisen kääntämiseen liittyviä proteiineja p70S6K, EIF4E, p-4E-BP-1/2, ja 4E- BP-1/2 keuhkojen kudoshomogenaateista K-ras

LA1 hiirillä ruokittu ND tai HPD 1, 2 tai 4 kuukautta määritettiin western blottauksella ja määrällisesti densitometrialla (n = 6 ryhmää kohti) suhteessa ilmentymistaso aktiini. Tulokset ovat keskiarvo ± keskihajonta SD. Virhepalkin edustavat SD. * P 0,05; ** P 0,01; *** P 0,001.

HPD stimuloi soluproliferaatiota ja angiogeneesin varhaisvaiheissa kasvaimen kehitystä

Vaikutus Pi kasvaimen etenemiseen tutkittiin myös arvioimalla solujen lisääntymisen ja angiogeneesiä K-ras

LA1 hiirillä. Ilmaisu tasot PCNA ja FGF-2-markkereita leviämisen ja angiogeneesin, vastaavasti-keuhkoissa hiirten 1- ja 2 kuukauden HPD ryhmiä lisääntynyt verrattuna vastaavaan ND ryhmiä, määritettynä western blotting (kuvio 6A). Sitä vastoin merkittävä lasku näiden proteiinien havaittiin 4 kuukauden HPD ryhmä. Nämä tulokset vahvistavat myös immunohistokemiallisesti, joka paljasti suurempia PCNA immunoreaktiivisuuden näytteet 1- ja 2 kuukauden HPD ryhmissä kuin niillä, 4 kuukauden HPD ryhmä (kuvio 6B). Nämä tulokset osoittavat, että kasvainsoluproliferaation ja angiogeneesin olivat kiihdytetään Pi varhaisessa vaiheessa, mutta että nämä vaikutukset kumottiin pitkittyneen Pi kulutukseen.

leviämisen ja angiogeneesi arvioitiin keuhkoissa K-ras

LA1 hiirillä ruokittu ND tai HPD 1, 2 tai 4 kuukauden ajan (n = 6 ryhmää kohti). (A) Proteiinien ilmentäminen liittyy proliferaatiota (PCNA) ja angiogeneesiä (FGF-2) keuhkokudoksessa homogenaateissa arvioitiin western-blottauksella käyttäen aktiini latauskontrollina. (B) PCNA-ilmentävien solujen kasvaimen alueella (oikeassa yläkulmassa kunkin paneelin) visualisoitiin immunohistokemiallisesti. Mitta-asteikko: 20 um. Tulokset ovat keskiarvo ± keskihajonta SD. Virhepalkin edustavat SD. * P 0,05; ** P 0.01.

Pi vähentää mitokondrioiden välittämää apoptoosia keuhkoissa

Evasion apoptoosin on osasyynä syövän synnyn, syövän etenemiseen ja hankinta vastustuskyvyn hoidon. Sen tutkimiseksi, onko Pi kulutus vaikuttaa mitokondrion-välitteisen apoptoosin, ilmentymistasojen Bad, Bax, ja sytokromi c: n proteiinien keuhkoihin arvioitiin western-blottauksella. Kaikki kolme proteiinit vaimentua siinä HPD-syötetään hiiret kaikissa aikapisteissä (kuvio 7A). Lisäksi kaspaasi-3-vaikutuksen kasvaimen alueella väheni myös 1, 2, ja 4 kuukautta HPD ryhmässä verrattuna ND ryhmään (kuvio 7B). Nämä tulokset osoittavat, että HPD voi vähentää mitokondrioiden välittämää apoptoosia keuhkoissa K-ras

LA1 hiirillä.

Apoptosis keuhkoissa analysoitiin K-ras

LA1 hiirillä ruokittu ND tai HPD 1, 2, tai 4 kuukautta (n = 6 per ryhmä). (A): n ilmentyminen mitokondrion apoptoosiin liittyviä proteiineja Bad, Bax, ja sytokromi c: arvioitiin western blot -tekniikalla, keuhko- kudoshomogenaatteja, aktiini käytetään latauskontrollina. (B) immunohistokemiallinen analyysi kaspaasi-3: n ekspressio kasvaimen alueella. Mitta-asteikko: 20 um. Tulokset ovat keskiarvo ± keskihajonta SD. Virhepalkin edustavat SD. * P 0,05; ** P 0.01.

Keskustelu ja Johtopäätös

Neoplastiset eteneminen liittyy häiriöitä homeostaattisina valvonnan soluproliferaation, solukuoleman, ja DNA: n korjaus johtuvat sisäiset tekijät tai altistuminen ulkoisille syöpää aiheuttavia kemikaaleja [ ,,,0],11]. Pi toimii maailmanlaajuisena signalointi molekyyli, joka säätelee geenien ilmentymistä sienissä, bakteereissa, ja kasveja, sekä erilaisia ​​solutyyppejä eläimillä [12] prosesseissa kuten mineraali- tai välittäjänä aineenvaihduntaa ja energian siirtoa. Lisäksi Pi on olennainen osa fosfolipidien ja nukleotidit, jota tarvitaan proteiinien fosforylaatio [13].

esto Na-riippuvaisen fosfaatin co-transporter 2b tukahdutetaan keuhkosyöpää kasvua; proteiini havaittiin myös olevan erittäin ilmaistaan ​​vaiheissa I ja III ihmisen keuhkosyövän kudosnäytteiden [14]. Hiirimallissa keuhkosyöpään, korkea Pi saanti on yhdistetty parannettu cap-riippuvaisten käännös sekä kasvaimen kehittymisen kautta Akt signalointireitin aivoissa, keuhkoissa ja maksassa [6,15-17]. Kuitenkin pitkäaikaista korkean Pi kulutus keuhkojen syövän etenemisessä ei ole aikaisemmin raportoitu; Tässä tutkittiin esillä olevassa tutkimuksessa K-ras

LA1 hiirillä ruokitaan HPD aikana 1, 2, tai 4 kuukautta.

hiiret kulutetaan muunneltu versio AIN-93 ruokavalio, josta puuttuu Ca ja P. koostumus pellettien modifioitu perustuu AIN-93G ruokavalio korvaamalla puuttuvat osat (esimerkiksi lisäämällä natriumfosfaattia P) täyttää ND (0,5% Ca, 0,3% P) ja HPD (0,5% Ca, 1% P) olosuhteissa. Päivittäinen kulutus Pi nostettiin taas päivittäinen ravinnon oli muuttumaton (taulukko 3). Lisäksi ei ollut eroa painon välillä ND ja HPD ryhmät (S1 Kuva). Kuitenkin merkitty määrän muutoksia eri ionien, kuten P, havaittiin 4 kuukauden HPD ryhmä, suhteessa ND ryhmään (taulukko 5).

Maksa on tärkeä elin ruoansulatukseen samoin kuten xenobiotic aineenvaihduntaa. Veri poistuminen vatsan ja suoliston kulkee maksan, joka hajottaa ravintoainekomponenteilla [18]. Koska tämä prosessi edellyttää muutoksia ioni tasoilla, kvantitatiivinen analyysi suoritettiin arvioimaan pitoisuuksien muutoksiin eri ionien hiirillä ruokitaan HPD. Analyysi Fe-S Rieske kompleksin LA-ICP-MS paljasti suurempi Fe ja S tasot maksa HPD ruokittujen hiirten kuin kontrolli hiirten todennäköisesti lisääntyneen solujen aineenvaihduntaan. P taso oli myös lisääntynyt kaikissa HPD ryhmissä. Korkeampi metalli-ioni saanti lisää syöpäriskiä stimuloimalla solujen lisääntymisen tai estämällä tuumorisuppressorien kuten p53. Esimerkiksi soluliman Ca

2+ toimii mitogeeni [19]. Syöpä esiintyminen on myös yhdistetty lisääntyneeseen otto ja vähentynyt ulosvirtaus Fe [20]. Lisäksi korkea Fe

3 + taso aktivoi Fe

3 +: sta riippuvainen proteiineja, jotka tehostavat solujen lisääntymistä [21]. Makrofagien kasvaimen mikroympäristössä voi kiihdyttää kasvaimen kasvua osittain antamalla kasvainsolujen Fe [22], kun taas kohonnut Fe

3+ voivat nousta syöpäriskiä. Korkea Zn

2 + tasot voivat aiheuttaa menetyksiä mitokondrion potentiaalin ja johtaa hajoamisen Bcl-2 [23]; Zn

2+ avainasemassa vähen- tämisessä apoptoosiin liittyvien geenien kuten

Bax

,

Bcl-2

, ja

surviviinista

, mikä johtaa kasvaimien syntyyn [ ,,,0],24]. Vaurio Bcl-2 on kausaalinen tekijä erilaisten syöpien, kuten melanooma, rinta-, keuhko-, ja eturauhasen syöpiä, ja krooninen lymfaattinen leukemia [25]. Nämä havainnot yhdessä tuloksiin Tämän tutkimuksen mukaan korkeat Pi kulutus pitkällä aikavälillä muuttaa tasot erityisten metalli-ioneja ja voi aiheuttaa kasvaimen kehittymisen. Lisätyötä on parhaillaan käynnissä määritellä tarkkaa roolia näiden ionien syövän kehittymistä ja etenemistä.

TCA sykli on energiaa tuottavien metaboliareitti joka alkaa siirto kaksihiilinen asetyyliryhmä maasta asetyyli- CoA oksaaliasetaatti [26]. Kompleksit I-IV on tärkeä rooli soluhengityksessä ja ATP-tuottamista [27]. Huomasimme, että pohjapinta aineenvaihdunta kiihtyy oli suurempi HPD kuin ND ryhmässä, mikä viittaa siihen, että Pi aktivoinut TCA syklin maksan kautta nopea kulutuksen asetyyli-CoA. Todellakin, joka on HPD indusoi säätelyä elektroninsiirtoketju liittyviä proteiineja, kuten SDHA, sytokromi c, COX-IV, ja Rieske (kuvio 3). Useimmat primaarinen ja metastaattinen syöpä on ominaista lisääntynyt glykolyysin, mikä lisää glukoosin kulutuksen [28]. Glykolyysin välituotteita käytetään biosynteesin syöpäsoluja, jotka siis vaativat enemmän ATP kuin ei-jakautuvien solujen [29]; syöpäsolut voivat myös käyttää aerobinen Glykolyysivaiheen aineenvaihdunta glukoosia, ilmiö joka tunnetaan nimellä Warburg vaikutus [28]. Tuore tutkimus kertoo, että Endoplasmakalvosto entsyymi ectonucleoside trifosfaatin diphosphohydrolase 5 stimuloi ATP kulutus ja suosii aerobinen Glykolyysivaiheen, mikä edistää syöpäsolujen eloonjäämistä [30]. Tulokset Tämän tutkimuksen mukaan korkeat Pi laukaisee solujen aineenvaihduntaan ja johtaa suurempaan ATP tuotantoon.

Autophagy aktivointi havaitaan alle sekä nälkään ja hypoksinen olosuhteet kasvaimen mikroympäristössä [31]. Autophagy edistää solujen eloonjäämistä alle ohimenevää ravinteiden nälkään ja kasvutekijän peruuttaminen [32] vastauksena matalan glukoosin oton ja glykolyysin, joka johtaa alenemisella proteiinin käännös [33]. Hypoksisissa olosuhteissa, syöpäsolut näyttää muuttuneen aineenvaihdunnan ominaisuuksia kuten säätelyä Glykolyysivaiheen ja oksidatiivisen stressin vastaus. Jatkuva biosynteesi laktaatin glukoosista aerobisissa olosuhteissa merkitsee sopeutumista satunnaista hypoksinen olosuhteet syöpää edeltävät vauriot ja edistää syöpäsolujen lepotilamuotoja [34], jossa solut kasvaimen sisätilojen syöttää tilaan quiescence käynnistyvät alhainen ravinteiden saatavuuden ja hypoksiaa. Autophagic aktiivisuus, mistä on osoituksena LC3-II ilmentymistä, indusoituu kuin sopeutumisreaktio [35], kun taas spesifisten EMT proteiinien korreloi kasvaimen aggressiivisuus [36]. Esillä olevassa tutkimuksessa oletettiin, että kasvaimia mukautettu korkea Pi että pidensi vähän energiaa aineenvaihdunnan tilassa, mikä johtaa kasvainsolun liikkumattomuus hiirissä 4 kk HPD ryhmä. Aikana aineenvaihdunnan sopeutuminen korkean Pi keskittyminen, syöpäsolut voivat myös kehittää lääkeresistenssin ja tullut aggressiivisempia [37]. Tässä havaittiin, että ekspressio autophagy merkkiaineiden LC3-II ja ATG5 samoin kuin EMT-merkki N-kadheriinin kohosi keuhkoissa hiirten 4 kk HPD ryhmä (kuvio 4C); Tämä havainto tukee mainittujen viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että aktivointi autophagy korreloi kasvaimen sopeutumista ja sen myötä kasvu syövän aggressiivisuuteen [38].

Toinen Tuoreessa tutkimuksessa todettiin, että mTOR-Akt-reitin oli aktivoituu noin 90% ei-pienisoluinen keuhkosyöpä solut, jolla annettiin selviytymisen ja kestävyys hoito [39]. Ribosomaalisen proteiini p70S6K säätelee proteiini käännös kautta mTOR-reitin, ja sen inaktivaation tukahduttaa solujen kasvua [40]. Lisäksi käännös ja fosforylaatio 4E-BP1, joka on ilmaistu erilaisissa maligniteetteja, liittyy läheisesti syövän etenemiseen. Käännös aloittamista estetään sitoutuminen 4E-BP1 ja EIF4E, mikä rekrytointi käännöksen kompleksin mRNA [41]. Kokoonpanoa eIF4F kompleksi valmistuu julkaisu hyperfosforyloidun 4E-BP1 päässä EIF4E, jonka avulla käännös edetä [42]. Käännös aloittamista on nopeutta rajoittava vaihe proteiinisynteesiä, ja käännös hinnat määräytyvät EIF4E proteiini tasoilla [43]. Esillä olevassa tutkimuksessa, pP70S6K ja EIF4E olivat erittäin ilmaistaan ​​keuhkot hiiristä 1- ja 2 kuukauden HPD ryhmiä, mikä viittaa siihen, että proteiini liikevaihdon ja kasvaimen etenemisen näissä hiirissä olivat korkeampia kuin hiirillä vievää korkean Pi pidemmällä aikavälillä