Krooninen sairaus

tiivistelmä

Aiemmat tutkimukset osoittivat, että tyypin 2 diabetes (Tyypin 2 diabeteksen) liittyy suurentunut riski sairastua paksusuolen syöpään. Insuliini ja insuliinin kaltaisen kasvutekijä 1 (IGF-1) ovat suurempia potilailla tyypin 2 diabetekseen. Lisääntynyt insuliinin ja IGF-1 voi olla vastuussa kehitysmaiden paksusuolen syöpä. Tässä tutkimuksessa selvitimme vaikutuksia ja mekanismeja insuliinin ja IGF-1 paksusuolen syövän kehityksen

in vitro

ja

in vivo

. Insuliini ja IGF-1 yksin tai yhdessä koholla proliferaatiota ja vähentää apoptoosia paksusuolensyöpä MC38 solut. Samaan aikaan, insuliinin ja IGF-1 edistää fosforylaation solunulkoisen signaalin säädellään kinaasin 1/2 (ERK1 /2), ja c-Jun N-terminaalisen kinaasin (JNK). Hoidon ERK1 /2 tai JNK-inhibiittori läsnä insuliinin ja IGF-1 väheni merkittävästi B-solulymfooma 2 (Bcl-2) ja lisääntynyt Bcl-2-liittyvät X-proteiinia (Bax) ilmentymisen ja lopuksi lisääntynyttä apoptoosia ja inhiboivat . Accelerative paksusuolen kasvaimen kasvua havaittiin hiirimallissa tyypin 2 diabetekseen, jossa

db /db

hiiriä, jotka saivat korkean endogeenisen insuliinin ja IGF-1. Lisäksi inhibitio ERK1 /2 tai JNK tukahdutti kehitystä paksusuolen kasvaimen

in vivo

. Nämä tulokset viittaavat siihen, että aktivoituminen ERK1 /2 ja JNK signalointia insuliinin ja IGF-1, ainakin osittain, vastaa kehittämisestä paksusuolensyöpä tyypin 2 diabetekseen.

Citation: Teng JA, Wu SG, Chen JX, Li Q, Peng F, Zhu Z, et al. (2016) Aktivoinnin ERK1 /2 ja JNK MAPK opastinjärjestelmillä Insulin /IGF-1 vastaa kehittämiskeskuksen Colon Cancer tyypin 2 diabeteksen hoidossa. PLoS ONE 11 (2): e0149822. doi: 10,1371 /journal.pone.0149822

Editor: Aamir Ahmad, Wayne State University School of Medicine, Yhdysvallat |

vastaanotettu: 27 huhtikuu 2015; Hyväksytty 4 helmikuuta 2016 Julkaistu: 22 helmikuu 2016

Copyright: © 2016 Teng 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.

Data Saatavuus: Kaikki asiaankuuluvat tiedot ovat paperi- ja sen tukeminen Information tiedostoja.

Rahoitus: Tämä tutkimus tukee National Natural Science Foundation of China (nro 81160107, JAT), Guangxi Science Research ja tekniikka kehittämissuunnitelma Foundation (nro 1104003B-69, JQ), ja Guangxi Natural Science Foundation (nro 2010GXNSFB013083, JAT). 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

viimeisten vuosikymmenten johtuen nopea talouskasvu ja elämäntyylin muutokset Kiinassa, esiintyvyys ja diabetestapauksia ovat nousseet nopeasti. Kiinassa, esiintyvyys diabetes oli 9,7%, osuus 92,4 miljoonaa ihmistä elää diabetes, pääasiassa tyypin 2 diabetes (tyypin 2 diabetekseen) [1]. Tyypin 2 diabeteksen liittyy lisääntynyt syövän kuolleisuus [2, 3]. Erityisesti rintasyövän [4], haiman [5], maksan [6] ja paksusuolen [7, 8] syöpä kasvaa potilailla, joilla on tyypin 2 diabetekseen. Tyypin 2 diabeteksen lisää elinikäinen riski paksusuolen syövän jopa kolme kertaa kuin väestössä, joka tekee paksusuolen syöpä yksi yleisimmistä syövistä potilailla, joilla on tyypin 2 diabetekseen [9].

mekanismeista yhteys Tyypin 2 diabeteksen kanssa, paksusuolensyöpä ovat monimutkaisia ​​eikä vielä täysin selvitetty. Tyypin 2 diabeteksen liittyy hyperinsulinemia ja kohonnut insuliinin kaltainen kasvutekijä 1 (IGF-1). Insuliini, tärkeä kasvutekijä toimii solumitogeenilla, kun korkeina pitoisuuksina lisäävät riskiä paksusuolen syövän kasvun kasvainten [10]. Ja insuliinihoito voi edelleen kohottaa riskiä paksusuolen syövän potilaille, joilla on tyypin 2 diabetekseen [11]. Insuliini stimuloi soluproliferaatiota suoraan sitoutumista insuliinin reseptoreihin tai IGF-1-reseptoreihin, tai estämällä IGF-sitovien proteiinien, mikä lisää IGF-1 saatavuus IGF-reseptoriin [12]. Insuliini tai IGF-1 signalointi osoittautunut niin voimakas kasvu säädin liittyy syövän syntymistä eri solulinjoissa [13]. Aiemmat tutkimukset osoittivat yhdistyksen välillä kohonnut IGF-1 ja riskeistä paksusuolensyöpä [14, 15]. Korrelaatio insuliinin tai IGF-1 ja riskeistä paksusuolensyöpä potilailla, joilla on tyypin 2 diabetekseen on hyväksytty laajalti [16, 17]. -Mitogeeniaktivoidun proteiinikinaasin (MAPK) signaali sisältää 3 tärkeimmät reitit: solunulkoisen säännelty proteiinikinaasien 1/2 (ERK1 /2), c-Jun N-terminaalisen kinaasin (JNK) ja P38-signaaleja. Aiemmat tutkimukset osoittivat, että MAPK signaali, joka toimii alavirran insuliinin ja IGF-1 proliferatiivinen signalointi, on merkitystä leviämisen eri syöpien, kuten rinta-, paksusuolen ja eturauhasen syöpä [18-20]. Kuitenkin, koska ei ole ihanteellinen paksusuolensyöpä malli tyypin 2 diabetekseen, se ei ole vielä selvää, miten tämä signaali säännellä leviämisen paksusuolen syövän Tyypin 2 diabeteksen ympäristössä.

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää mekanismi insuliinin /IGF-1 paksusuolen syövän kasvun sisällä Tyypin 2 diabeteksen ympäristössä. Tätä varten hiiren johdettu koolonisyöpäsolulinja-MC38-solujen insuliinia /IGF-1 käsittely ja hiiren spontaani Tyypin 2 diabeteksen malli kasvaimen allotransplantaatteja käytettiin jäljittelemään Tyypin 2 diabeteksen ympäristö

in vitro

ja

vuonna vivo

. Insuliini /IGF-1 kohonnut leviämisen ja vähentää apoptoosia MC38 soluissa. Samalla insuliinin vaikutuksia /IGF 1 in MC38-soluja ERK1 /2 ja JNK riippuvainen. Accelerative paksusuolen kasvaimen kasvua havaittiin hiirimallissa tyypin 2 diabetekseen joka sai korkea insuliinin ja IGF-1. Niinpä ehdotamme, että aktivoituminen ERK1 /2 ja JNK-signaloinnin insuliinin ja IGF-1, ainakin osittain, joka sääntelee kehittämisestä ja muodostumista paksusuolen syövän tyypin 2 diabetekseen.

Materiaalit ja menetelmät

Soluviljely

Colon syöpä MC38 solulinja alunperin peräisin C57BL /6-hiirten käsitelty karsinogeeni 1,2-dimetyylihydratsiinin [21], se ostettiin American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA) ja niitä kasvatettiin DMEM väliaineessa, jota täydensi 10% naudan sikiön seerumia, 1% glutamiinia ja 1% penisilliini /streptomysiiniä. Soluja pidettiin 37 ° C: ssa ja 5% CO

2 kosteassa ympäristössä. Väliaine korvattiin 48 tunnin välein ja solut trypsinoitiin kun saavutettiin 80% konfluenssin. Soluja pidettiin seerumin puutteessa yön yli ja sitten sitä käsiteltiin 5 ng /ml tai 50 ng /ml pitoisuuksia insuliinia (Sigma, St. Louis, MO) ja IGF-1 (Cell Signaling Technology, Beverly, MA) liuotettuna fosfaattipuskuroituun suolaliuokseen (PBS). In ERK1 /2 tai JNK estämällä määrityksissä, 40 uM ERK1 /2-inhibiittori PD98059 (Sigma, St. Louis, MO), tai 20 uM JNK-inhibiittori SP600125 (Sigma, St. Louis, MO) liuotettiin dimetyylisulfoksidiin (DMSO), lisättiin osaksi viljellyissä soluissa.

Soluproliferaatiomääritys

solujen proliferaatio määritettiin käyttäen solulaskennalla kit-8 (CCK-8) (Dojindo, Kumamoto, Japani) mukaan valmistajan protokollaa. Lyhyesti, MC38-solut ympättiin 96-kuoppalevyille 8000 solua per kuoppa. Yön yli inkuboinnin jälkeen solut käsiteltiin 50 ng /ml insuliinia ja 50 ng /ml IGF-1 kanssa tai ilman 40 uM ERK1 /2-inhibiittori PD98059 tai 20 uM JNK-inhibiittori SP600125 24, 48 tai 72 tuntia. Sitten 10 ui 2- (2-metoksi-4-nitrofenyyli) -3- (4-nitrofenyyli) -5- (2,4-disulfofenyyli) -2H-tetratsolium mononatriumsuolaa (WST-8), lisättiin kuhunkin kuoppaan ja inkuboitiin 37 ° C: ssa vielä 2 tunnin ajan. Sitten optinen absorbanssi aallonpituudella 450 nm mitattiin käyttäen mikrolevyn lukijaa (Thermo Scientific, Waltham, MA).

Solusyklianalyysiä

in vitro

solusyklin analyysi, MC38-solut, joilla on eri hoitoja 72 tunnin kerättiin ja kiinnitettiin 70%: isella jääkylmällä etanolilla 4 tuntia. Sitten kiinnitetyt solut inkuboitiin 400 ui 0,5 mg /ml propidiumjodidilla (PI) 30 minuutin ajan 4 ° C: ssa. Värjätyt solut analysoitiin FACS Calibur (BD, Franklin Lakes, NJ). Kvantifiointi fluoresenssi tehtiin virtaussytometrialla määrittämiseksi solusyklin kinetiikkaan MC38 solut G0 /G1-vaiheen, S-vaiheen ja G2 /M-vaiheessa.

Cell apoptoosin analyysi

Apoptosis korko arvioitiin 7

päivänä viljelmämillilitraa anneksiini V-FITC Apoptosis Detection Kit I (BD, San Diego, CA) valmistajan protokollaa. Lyhyesti, 1 x 10

6 trypsinisoitiin solut pestiin PBS: llä ja suspendoitiin uudelleen anneksiini V: n sitoutumisen puskuria. Solut värjättiin 5 ui FITC anneksiini V: n ja 5 ui PI 15 minuutin ajan huoneenlämpötilassa pimeässä. Värjätyt solut analysoitiin FACS Calibur (BD, Franklin Lakes, NJ) 1 tunnin kuluessa.

Western Blot-analyysi

MC38 solujen tai kasvaimen kudokset lysaatit valmistettiin käyttäen Länsi-lyysipuskuria, joka sisälsi proteaasi ja fosfataasiestäjät jäällä. Solu-uutteet sentrifugoitiin 12000 rpm 15 minuutin ajan 4 ° C: ssa ja supernatantti käytettiin western blottauksella. Proteiinipitoisuus mitattiin Bio-Rad-määritys käyttäen valmistajan protokollan (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA). Kaksikymmentä ug supernatantin proteiinit erotettiin 10% SDS-PAGE: lla ja siirrettiin polyvinylideenifluoridi kalvoja (Millipore, Billerica, MA) 1 tunnin ajan. Membraanit blokattiin 5% rasvatonta kuivamaitoa Tris puskuroidussa suolaliuoksessa, joka sisälsi 0,05% Tween-20: ssa 2 tunnin ajan, jonka jälkeen inkuboitiin primaarisilla vasta-aineilla yli yön 4 ° C. Ensisijainen vasta-GAPDH (Cat # 4