Krooninen sairaus

tiivistelmä

Background

On nykyisin kiinnostuneita ymmärtämään molekyylitason mekanismeja kasvainten aiheuttaman luukipu. Kertyneet todisteet osoittavat, että endogeeniset formaldehydi-pitoisuudet kohonneet veressä tai virtsassa sairastavien potilaiden rinta-, eturauhas- tai virtsarakon syöpä. Nämä syövät usein liittyy syövän kipu varsinkin kun luun etäpesäke. On tunnettua, että ohimenevä reseptorin potentiaalia vanilloidireseptori 1 (TRPV1) osallistuu syöpäkivun. Tässä tutkimuksessa pyritään osoittamaan, että kasvainkudoksen johdettua endogeenisen formaldehydi aiheuttaa luun syöpäkipusi kautta TRPV1 aktivaation alle kasvaimen happamassa ympäristössä.

Menetelmät /Principal Havainnot

Endogeeniset formaldehydin pitoisuus kasvoi merkittävästi viljellyissä rintasyöpäsolulinjoissa

in vitro

, luuytimessä rintojen MRMT-1 luusyöpä kipumallista rotilla ja kudoksissa rintasyöpään ja keuhkosyöpäpotilaita

in vivo

. Alhaiset pitoisuudet (väliltä 1-5 mM) formaldehydin aiheuttama kipuvasteita rotan kautta TRPV1 ja tämä kipu vastaus voitaisiin tehostaa merkittävästi pH 6,0 (matkii hapan kasvain microenvironment). Formaldehydi pieninä pitoisuuksina (1 100 mM), indusoi konsentraatiosta riippuvaisen lisäystä [Ca

2+] i: n vasta eristetyssä rotan takajuuren hermosolu neuronien ja TRPV1-transfektoitujen CHO-solujen. Lisäksi Elektrofysiologiset kokeet osoittivat, että alhainen pitoisuus formaldehydi-herättänyt TRPV1 virtoja voitaisiin huomattavasti voimistaa alhainen pH (6,0). TRPV1 antagonistit ja formaldehydin scavengers heikennettyjä luusyöpä kipureaktiot.

Johtopäätökset /merkitys

Tuloksemme viittaavat siihen, että syöpä kudoksiin suoraan erittää endogeenisen formaldehydiä, ja tämä formaldehydin pieninä pitoisuuksina aiheuttaa metastasoituneen luu syöpä kipua läpi TRPV1 aktivointi etenkin alle kasvaimen happamassa ympäristössä.

Citation: Tong Z, Luo W, Wang Y, Yang F, Han Y, Li H, et al. (2010) Tuumorikudoksen-Derived Formaldehydi ja Happamat mikroympäristölle synergistisesti Pakotettava Bone Cancer Pain. PLoS ONE 5 (4): e10234. doi: 10,1371 /journal.pone.0010234

Editor: Hiroaki Matsunami, Duke University, Yhdysvallat

vastaanotettu 25 marraskuuta 2009; Hyväksytty: 24 maaliskuu 2010; Julkaistu: 21 huhtikuu 2010

Copyright: © 2010 Tong et ai. 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.

Rahoitus: Tämä tutkimus tukivat avustuksia National Natural Science Foundation of China (30700206, 30800332), 111 projekti opetusministeriön Kiina (B07001), National Basic Research Program ministeriön Science and Technology of China (2007CB512501) ja Peking Erinomainen Ph.D. Ohjelma Mentor Grant, Key Project Kiinan opetusministeriö (109003). 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

Syöpäkipu on vakava kliininen tila, ja noin 75~90% kehittyneiden tai päätelaitteen syöpäpotilaat kokevat kroonisen kivun hoitoon liittyviä vika ja /tai kasvaimen etenemisen tai etäpesäkkeitä. Pahanlaatuiset luukasvaimet esiintyä potilailla, joilla on primaarinen luusyöpä, mutta ovat paljon yleisesti todettu olevan etäispesäkkeitä muista primaarisyöpien, erityisesti rinta-, keuhko- ja eturauhasen syöpiä. Sinänsä luu on yleisin syntypaikalla kroonisen kivun metastasoituneen keuhko-, rinta- ja eturauhasen syöpiä ja myelooman [1]. Kehittämisessä syövän, on ehdotettu, että kasvaimen kudokset erittävät erilaisia ​​tekijöitä, mukaan lukien sytokiinien, kuten TNF-α: n ja IL-1 [2].

Kliiniset tiedot ovat osoittaneet, että formaldehydin pitoisuus on kohonnut (2~ 8-kertaiseksi) virtsaan potilaiden eturauhasen ja virtsarakon syöpä [3] ja uloshengitysilman välillä on kasvain ja rintasyöpäpotilaiden [4]; ja nämä potilaat usein kärsivät luusyöpä kipua [5], [6]. Formaldehydi pidetään riskitekijä syövän kehityksen [7], mutta suurin osa tietoa formaldehydi eritystä kasvain kudos on rajoitettu. Olipa liiallinen endogeeninen formaldehydi aiheuttaa syöpää, kivun vielä määriteltävä.

Äskettäinen raportti on osoittanut, että formaldehydi ( 0,013 mM) voidaan saada virtaukset kautta ohimenevä reseptorin potentiaalia vanilloidireseptori 1 (TRPV1) ja tämä virta voi olla estänyt erityinen TRPV1 antagonisti kapsatsepiini selän hermojuurisolmun (DRG) hermosolujen [8]. Lisäksi formaldehydiä ( 0,02 mmol) voi aiheuttaa Ca

2 + tulva kautta TRPV1 ja ohimeneviä reseptori potentiaali ankyriiniproteiinista 1 (TRPA1) transfektoiduissa-CHO-soluissa. TRPA1 on herkempi formaldehydiä kuin TRPV1 [9], [10], kuitenkin, TRPA1 on herkkä solunsisäisen alkaloinnin, ei happaman mikroympäristön (pH 6,0) [11]. On hyvin tunnettua, että kasvaimen kudokset tyypillisesti esiintyy happamassa mikroympäristön pH-alueella 4~5 [12]. TRPV1 on kationi kanava aktivoidaan kapsaisiini, haitallisten lämpöä, alhainen pH (pH 5,5) ja endogeenisen vanilloids [13], [14]. Vielä tärkeämpää on, TRPV1-välitteisen virtojen aiheuttama kapsaisiini, endogeeninen vanilloids ja etanolia voidaan parantaa alhaisen pH: n [15]. TRPV1 osallistuu nosiseptioon erityisesti happamissa olosuhteissa [16] ja sitä pidetään tärkeä rooli syövän kipua [17]. Kliiniset tutkimuksessa havaittiin TRPV1 yli-ilmentyminen potilailla, joilla haimakarsinooma- [18], virtsarakon syöpä [19] ja rintasyövän [20], ja tällainen yli-ilmentyminen korreloi positiivisesti intensiteetti kivun [18]. Siksi esillä olevassa tutkimuksessa olemme arveltu, että liiallinen syöpäkudoksessa johdettua endogeenisen formaldehydi aiheuttaa luun syöpäkipusi kautta TRPV1 erityisesti happamissa kasvain mikroympäristön.

Tulokset

Formaldehydi pitoisuus kasvoi viljellyissä syöpäsolun linjat ja tuumorikudoksia syöpäpotilaista

ensimmäinen tutki, formaldehydin pitoisuus kohosi viljellyissä kasvainsolulinjoissa

in vitro

. Formaldehydi pitoisuudet rotan rintasyövän solulinjaa MRMT-1 solut olivat huomattavasti korkeammat päivänä 2 kuin valvonnan ensimmäisen päivän jälkeen solutiheys saavutti 10

5 solua /ml ja 8 x 10

5 solua /ml , mutta laski päivänä 3, kun solutiheys laski (n = 6) (Fig. 1A). Formaldehydin pitoisuus oli myös merkitsevästi lisääntynyt ihmisen keuhkosyövän solulinjassa H1299-soluja ja SY5Y-soluissa (kuvio. 1, B ja C). Syngeeninen Walker 256 rintarauhasen karsinooma soluja viljeltiin kylvämällä vatsaonteloon. Merkittävä lisäys formaldehydin pitoisuuden havaittiin 0,5 ml vesivatsanestesupernatan- (2 x 10

7 solua /ml) 6 d ja 12 d istutuksen jälkeen. Formaldehydi pitoisuus oli kohonnut kaksinkertaiseksi 6. päivänä inokulaation jälkeen (0,04 mM 0,08 mmol) ja väheni päivänä 12, kun kasvainsoluja kasvoi terminaalivaihetta. Korkein pitoisuus oli 0,10 mM (Fig. 1 D). Formaldehydi pitoisuus oli merkittävästi kohonnut luun marrows of MRMT-1 syöpäkipuun mallia verrattuna normaalissa luuytimen (Fig. 1 E). Nämä tulokset osoittavat, että formaldehydin pitoisuus kohosi kaikissa testatuissa kasvainsolulinjoissa.

(A) MRMT-1 syöpäsoluja. (B) Ihmisen H1299 keuhkosyövän soluja. (C) Ihmisen SY5Y syöpäsoluja. (D) Askitesta peräisin vatsakalvon rokotus Walker 256 maitorauhasen karsinooman solut. (E) Bone Morrow of MRMT-1 rintasyövän kipumallista rotta

in vivo

. (F) Kasvaimen kudoksiin keuhkojen ja pedon syöpäpotilailla. *

p

0,05,

**

p

0,01, verrattuna ensimmäisen päivän.

Pain visuaalisella analogisella tulokset (VAS) käytettiin potilasryhmiä (n = 19) ja ilman sitä (n = 6), rintojen kipu. Yhdeksäntoista potilasta oli merkittävästi kärsinyt syöpäkivun. Vain 1 potilas raportoi terminen kipu kuvaajia (poltto, kuuma), kun taas suurin osa raportoitu särkee ja arkuus. VAS tulokset näillä potilailla ja tarkastukset olivat 3,8 ± 0,3 ja 0,3 ± 0,2 vastaavasti. Formaldehydi pitoisuus tutkittiin tuumorikudoksissa potilailta (Fig. 1 F). Valmisteissa keuhkosyövän potilaiden keskimääräinen formaldehydin pitoisuus oli 0,72 ± 0,06 mM (n = 10), jolla on korkein pitoisuus 1,01 mM. Tämä oli merkittävästi suurempi kuin, että normaaleissa kudoksissa vieressä syövän (0,19 ± 0,06 mM). Rintasyövässä kudoksissa potilailta, formaldehydin pitoisuus oli 0,75 ± 0,12 mM kanssa korkein pitoisuus 2,35 mM. Vaikka rintojen kasvain viereisten kudosten (kontrolleina) ei saanut, tasoja formaldehydiä ihmisen kudoksissa oli noin 0.1~0.2 mM kuten aiemmin raportoitu [21]. Nämä tasot ovat samanlaisia ​​kuin keskimääräinen taso (0,19 ± 0,06 mM) löydetty ihmisen keuhkosyövän viereisiin kudoksiin esillä olevassa kokeessa. Yhdessä nämä tiedot osoittavat, että tuumorista peräisin formaldehydin pitoisuus on koholla terveisiin kudoksiin, mikä viittaa vahvasti siihen, että kasvaimen kudokset erittävät formaldehydiä.

Formaldehydi poistajia ja TRPV1 antagonistit heikennettyjä formaliini-indusoidun kivun käyttäytymistä

formaliinitesti (5% formaliinia, eli 1662 mM formaldehydiä) on klassinen kipumallista yleisesti käytetty arvioitaessa kipulääke lääkkeitä. Huomasimme, että formaldehydiä scavengers glutationin (GSH) ja resveratrolin (Res), ja TRPV1 antagonistit kapsatsepiini (CPZ) ja melatoniinin (MT) merkittävästi vähentänyt flinchings annoksesta riippuvalla tavalla akuuteissa ja tonic vaiheiden (Fig. 2, A-D), samanlainen kuin aiemmissa raporteissa [1], [22]. Käytetty liuotin näiden Regents, DMSO (loppupitoisuus 10%) itse ei näytä merkittävää vaikutusta (Fig. 2A).

(A) kapsatsepiini (CPZ, joka on TRPV1-antagonisti); (B) Melatoniini (MT); (C ja D) Formaldehydi puhdistavien: resveratrolin (Res) ja Glutationi (GSH). mg /tassu. *

p

0,05,

**

p

0,01 verrattuna formaldehydin injektion ryhmiä. n = 10.

Low pitoisuus formaldehydi aiheuttama kipu käyttäytymistä kautta TRPV1 tehostettiin alhainen pH

formaliini 5% toiminta kemiallisena ärsyttäväksi voi aiheuttaa nociceptive käyttäytymisreaktioita (kipu). Tämä puolestaan ​​herättää mielenkiintoisen kysymyksen siitä formaldehydiä patologisesti pieninä pitoisuuksina (1~3 mM perusteella pitoisuudet formaldehydin havaittu ihmisen kasvaimen kudokset) voi aiheuttaa kipua vastauksia, ja onko TRPV1 tai TRPA1 osallistuu kipureaktiot. Intraplantaarisesti injektio formaldehydiä (0,1 100 mM) oikealle takakäpälälle herätti annosriippuvainen lyhytaikaista (5 min) kipureaktiot injektoidun käpälän normaaleilla rotilla. Kapsatsepiini, melatoniinin ja AP-18 (a TRPA1 antagonisti) kaikki vaimensi alhainen pitoisuus formaldehydiä (5 mM) aiheuttaman kivun vastaukset (Fig. 3A). Nämä tulokset osoittavat, että formaldehydiä alhaisella patologinen pitoisuus voi aiheuttaa kipua käyttäytymisvasteita, mahdollisesti aktivoimalla TRPV1 ja TRPA1.

(A) Melatoniini, kapsatsepiini ja AP-18 heikennettyä formaldehydi aiheuttama kipu vasteita. (B) Alhainen pH parannettu formaldehydi aiheuttama kipu vasteita. (C) Melatoniini (MT) ja kapsatsepiini (CPZ) tukossa kapsaisiinia (0,5 mmol) aiheuttaman kivun vasteita. (D) AP-18 ei estänyt kapsaisiinin aiheuttamaa kipua vastauksia. Kon: kontrolli; DMSO: auto; CAP: kapsaisiinin. *

p

0,05, **

p

0,01,

##

p

0,01,

p

0,05,

p

0,01, kaikki verrattuna vastaaviin kontrolleihin. n = 10.

Lisäksi formaldehydiä (3 mM), jossa on matala pH 5,0 tai 6,0 (matkii hapan syöpä mikroympäristölle) indusoi suurempaa tuskaa vasteita kuin formaldehydiä neutraalissa ympäristössä (pH 7,4 ). Nämä vasteet olivat osittain inhiboi AP-18, mutta melkein estää täysin kapsatsepiini (a TRPV1 antagonisti) (Fig. 3B). Lisäksi kapsatsepiini ja melatoniini heikennettyjä kapsaisiini aiheuttama kipu vasteita (Fig. 3C), mutta AP-18 ei (Fig. 3d). Tämä tulos on samanlainen kuin edellisen raportin [23]. Nämä tiedot viittaavat siihen, että TRPV1, mutta ei TRPA1, on keskeisessä asemassa alhaisen pitoisuuden formaldehydiä aiheuttama kipu käyttäytymistä alla happamassa ympäristössä.

Formaldehydi aiheuttama Ca

2+ tulva selän hermojuurisolmun (DRG) neuronien ja TRPV1-CHO-solujen

in vitro

jatkokäyttää kalsiumin kuvantamisen testata, onko pieni pitoisuus formaldehydiä voi suoraan kiihottaa DRG neuronien kautta TRPV1. Kuten odotettua, formaldehydiä pitoisuuksina 1 100 mM indusoi konsentraatiosta riippuvaisen lisäystä [Ca

2+] i vasta eristetyssä rotan DRG neuronien (Fig. 4, A ja B). TRPV1 antagonistit kapsatsepiini ja melatoniini esti [Ca

2+] i kasvavat herättämän formaldehydiä (Fig. 4, C ja D) tai kapsaisiinin (Fig. 4, E ja F).

(A ) Formaldehydi aiheuttama annosriippuvainen nousu sytosolin [Ca

2+] i DRG neuronien. (B) tilastollinen analyysi formaldehydin aiheuttama [Ca

2+] i virtaa sisään DRG neuronien. (C ja D) esto capsazepin (CPZ, 100 uM) ja melatoniinin (MT, 200 uM) formaldehydiä aiheuttama [Ca

2+] i virtaa sisään DRG neuronien. (E ja F) esto MT ja CPZ kapsaisiiniherkkiin (CAP, 10 uM) aiheuttaman Ca

2+ tulva in DRG neuronien. (G) Formaldehydi aiheuttama annosriippuvainen nousu sytosolin [Ca

2+] i TRPV1-CHO-soluissa. (H) tilastollinen analyysi formaldehydin aiheuttama Ca

2+ tulva in TRPV1-CHO-soluissa. (I ja J) esto MT ja CPZ formaldehydiä aiheuttama Ca

2+ tulva in TRPV1-CHO-soluissa.

**

p

0,01 verrattuna kontrolleihin. n = 5~10.

Voit tarkistaa, onko formaldehydiä suoraan aktivoi TRPV1, me seuraavaksi tutkittiin, mikä vaikutus formaldehydin on TRPV1-transfektoiduissa CHO (TRPV1-CHO). Kuten odotettua, formaldehydi ( 0,1 mmol) indusoi kasvua sytosolin [Ca

2+] i pitoisuudesta riippuvalla tavalla (kuvio. 4, G ja H). Kontrollina, että transfektoimattomissa CHO-soluissa, formaldehydiä 100 mM esiin vain vähän Ca

2+ virtaa (tuloksia ei ole esitetty). Formaldehydi indusoi Ca

2+ tulva in TRPV1-CHO-soluissa merkittävästi inhiboi TRPV1 antagonisti kapsatsepiini ja melatoniinin (Fig. 4, I ja J).

Formaldehydi ja pH 6,0 synergistisesti esiin virtaukset TRPV1 -CHO-solujen

in vitro

Koska nociceptive käyttäytymistä (kipu) aiheuttama formaldehydiä pH: ssa 6,0 olivat herkkiä TRPV1 antagonisti, formaldehydiä pH 6,0 voivat toimia suoraan TRPV1 (Fig. 3B) . Me kirjataan TRPV1 nykyinen aiheuttama kapsaisiini ja formaldehydin (tai ilman pH 6,0) käyttämällä patch clamp tallennus TRPV1-CHO-soluissa. Kapsaisiini 10 pM indusoi sisäänpäin tasalla jännite lukitaan -60 mV. Kapsatsepiini, joka on TRPV1 antagonisti, suppressoi voimakkaasti kapsaisiinin aiheuttamaa nykyinen. Samoin, formaldehydi 3 mM (konsentraatio ihmisen kasvainten kudokset) indusoi sisäänpäin virran TRPV1-CHO-solujen pitoisuudesta riippuvalla tavalla, ja 10 uM kapsatsepiini esti formaldehydi-indusoidun virran (Fig. 5A). Kontrolleina, eivät 3 mM formaldehydi, eikä 10 uM kapsaisiinin, eikä formaldehydiä sekä kapsaisiinin indusoiman tahansa virran transfektoidut CHO-solut (dataa ei näytetty).

(A) Formaldehydiä (FA) aiheuttaman virtaukset ja pH: ssa 6,0 lisälaite virtaukset kanssa patch clamp tallennus. TRPV1 antagonisti capsazapine (CPZ) estämällä sekä formaldehydi-aiheuttamat virtaukset ja pH 6,0 lisälaite. (B) tilastolliset tulokset alhainen pH tehostaminen formaldehydiä aiheuttamat virtaukset. (C) Formaldehydi lisälaite kapsaisiiniherkkiin (CAP) aiheuttama virtaukset. (D) tilastolliset tulokset formaldehydin lisälaite kapsaisiiniherkkiin aiheuttamat virtaukset. n = 6~10. (E) Formaldehydi aiheuttama C-kuitu päästöt alle happamassa ympäristössä (pH 5,0), jossa solunulkoisia tallennus normaaleilla rotilla. Vastuuvapauden estyi CPZ. (F) tilastolliset tulokset CPZ estoa formaldehydiä aiheuttama C-kuitu päästöjä. *

p

0,05, **

p

0,01. n = 3.

Vaikka alhainen pH 6,0 solunulkoisen liuoksen oli vähän vaikutusta TRPV1-CHO-soluissa, virrat indusoidaan formaldehydin 1~10 mM merkittävästi voimistaa pH 6,0 (Fig. 5, A ja B). Tämä tulos osoittaa, että on olemassa synergistinen vaikutus formaldehydin ja happamassa ympäristössä. Positiivisena kontrollina, formaldehydi 1 ja 3 mM myös huomattavasti voimistua kapsaisiinia (1 uM) aiheuttama virta TRPV1-CHO-solut (Fig. 5, C ja D). Nämä tiedot viittaavat siihen, että formaldehydiä suoraan aktivoi TRPV1 tehostamiseen matalassa pH: ssa.

Formaldehydi ja pH 5,0 synergistisesti esiin C-kuitu purkautuu kautta TRPV1

in vivo

Suurempi merkitys yritimme selvittää formaldehydin pitoisuusalueella havaittu syöpä kudoksiin potilailta on toiminnallinen jännittävä perifeerisen nosiseptiivisen hermo kuituja. Perifeerinen C-kuituja transduce nociceptive tietoja tehdäkseen nociceptive tietoja. Lisääntyminen nosiseptiiviseen C-kuitu firings on yhteinen piirre kipua. Koska formaldehydi pH: ssa 5,0 (matkimalla erittäin hapan kasvaimen mikroympäris-) indusoi suurempaa tuskaa käyttäytymistä kuin pH 5,0 yksinään (Fig. 3B), testasimme myös formaldehydin kiihottaa C-kuituja. Todettiin, että formaldehydi (1 mM, samanlainen kuin tasot havaittiin ihmisen keuhkosyövän kudosten) pH: ssa 5,0 voi suoraan kiihottaa C-kuituja. Määrä aktiopotentiaalien kasvoi merkittävästi, kun formaldehydin (alle pH 5,0) injektion vastaanottavainen kenttään C-kuituja. Tämä C-kuitu heräte voitaisiin estää TRPV1 antagonisti kapsatsepiini (CPZ) (Fig. 5, E ja F).

Formaldehydi puhdistavien esti formaldehydi aiheuttamaa neurotoksisuutta viljellyissä DRG hermosoluissa

lisäksi testasi neurotoksisuuden formaldehydin sisällä edellä mitattu pitoisuus alue ( 0,1 mmol) viljellyissä DRG neuronien. On osoitettu, että formaldehydi on neurotoksisten ja DRG neuronien annoksesta riippuvalla tavalla (kuvio. 6A). Resveratrol, eksogeeninen formaldehydi raadonsyöjä, ja glutationi, endogeeninen formaldehydi raadonsyöjä, osoitti spontaani kemiallinen vuorovaikutus formaldehydillä PBS-liuokseen 40 minuutin kuluessa (Fig. 6B). Nämä formaldehydin poistajia laski formaldehydi-indusoitu neurotoksisuus, jonka pitoisuus-riippuvaisella tavalla (kuvio. 6, C ja D).

(A) Formaldehydiä (FA) väheni solujen elinkelpoisuus viljeltiin DRG neuronien annoksesta riippuvalla tavalla. (B) Kemiallinen reaktio formaldehydin kanssa resveratrol ja glutationin. (C) resveratrolin (Res) ja (D) glutationia (GSH) inhibitio formaldehydi-indusoidun solujen elinkelpoisuuden vähenemistä. *

p

0,05, **

p

0,01,

#

p

0,05,

##

p

0,01. n = 6.

Formaldehydi scavengers ja TRPV1 antagonistit heikennettyjä luusyöpä kipu käyttäytymistä rotilla

Kuten kuviossa. 7A, X-ray paljasti, että ei radiologista muutosta (pistemäärä = 0) havaittiin eläimissä käsitelty lämmöllä tapettuja kasvainsoluja tai PBS-liuosta. Kuitenkin 7 päivää injektion MRMT-1-soluissa, luun osoitti jonkin menetyksen medullaarinen luun ja näennäinen eroosiota luunkuoren. Heikkenemisen havaittiin päivänä 15 injektion ylimääräisiä koko paksuudeltaan unicortical luukatoa. Formaldehydi poistajat (glutationi ja resveratrolin) ja melatoniinin kaikki merkittävästi vähentynyt luun tuhoutumista; kuitenkin, kapsatsepiini, joka on TRPV1 antagonisti, ei suojannut luusto eroosiolta päivänä 15 (Fig. 7, A ja B). Kipu käyttäytymistä, mukaan lukien lämpö- hyperalgesia ja mekaaninen allodynia havaittiin 7-15 päivää injektion jälkeen MRMT-1 syöpäsoluja. Lisäksi todettiin, että kipu käyttäytymismallia lieventyneet kapsatsepiini, melatoniinin ja formaldehydin scavengers (glutationi ja resveratrolin) päivinä 11 ja 15 jälkeen MRMT-1 rokotus (Fig. 7, C ja D).

(A ) Radiologiset vahvistus kasvaimen kehitystä sääriluun MRMT-1 kipumallista rottia. (B) tulokset liittyvät sääriluu (luu) eri hoitoryhmissä. n = 4 (C) Terminen hyperalgesia. Formaldehydin poistajia resveratrolin (Res, 0,4 mg /ml) ja glutationin (GSH, 25 mg /ml), TRPV1 antagonistit kapsatsepiini (CPZ, 0,1 mg /ml) ja melatoniinin (MT, 5 mg /ml) lisäsi kuuma levy latenssi. (D) Mekaaninen allodynia. Res, GSH, CPZ ja MT kohonnut mekaaninen kynnys. *

p

0,05, **

p

0,01;

#

p

0,05,

##

p

0,01,

$

p

0,05 verrattuna vastaaviin PBS ryhmiä. n = 10. kanat: lämmöllä tapettuja ryhmä.

Oli kiinnostavaa huomata, että vaikka kapsatsepiini ja melatoniinin molemmat heikennettyjä luusyöpä kipu käyttäytymistä, formaldehydin pitoisuutta selkäytimessä ja vereen syöpäkivun malli rotalle päivinä 15 oli vielä pidetty korkeampi kuin valvonta rotilla. Vielä tärkeämpää on, resveratrolin ja glutationi (formaldehydiä scavengers) esti luun syöpäkipusi käyttäytymistä vähentämällä liikaa formaldehydiä selkäytimessä (Fig. S1, A ja B).

Keskustelu

kasvain kudosten suoraan erittää endogeenisen formaldehydi

fysiologinen formaldehydin taso on raportoitu olevan noin 0,1 mM veressä tai aivoissa ihmisen ja eläimen kuin ihmisen [21]. Yllättäen kliiniset tiedot osoittivat, että formaldehydin pitoisuudet olivat merkitsevästi koholla (2~8 kertaisesti) virtsaa virtsarakon syöpä ja eturauhasen syöpä [3], että on kulunut joillakin potilailla, jotka kärsivät rintasyövästä [4] ja erityisesti korkea verinäytteistä (8~10 taittuu) tiettyjen potilaiden kasvaimen [24]. Formaldehydi oli myös kohonnut lymfosyyttien kroonisen lymfaattisen leukemian [7]. Ilmaisu ja aktiivisuus formaldehydiä tuottavan entsyymejä, kuten lysiiniä demetylaasi 1 (LSD1) [25], [26], semikarbatsidisensitiivinen amiinioksidaasi (SSAO) [27], [28] ja sytokromi P-450 [29] [30], formaldehydiä hajottavat entsyymit, kuten aldehydidehydrogenaasin 2 (ALDH2) ja luokan III alkoholidehydrogenaasi (ADH3) [31], [32], katsotaan olevan kriittinen rooli patogeneesissä rintasyöpä. Yli-ilmentyminen ADH3 on havaittu syövän kudoksissa, mikä puolustusta formaldehydi [33]. Tämä merkitsee sitä, että kasvaimen kudokset sietävät formaldehydin epänormaalit tasot. Tämä tutkimus antaa suoraa näyttöä siitä, että formaldehydiä voidaan erittää viljellyistä syöpäsolun linjat

vitro

ja tuumorikudoksia tietyistä syöpäkipupotilaille

in vivo

, ja sen pitoisuus voi olla epätavallisen korkeita (Fig. 1). Koska luun ontelon tilavuus rotilla on pieni ja määrä luuytimen kudos on pieni, neljä luun marrows alkaen MRMT-1 rintasyövän kivun malleja yhdistettiin yhteen putkeen HPLC mittauksen esillä olevassa tutkimuksessa. Merkitty korkeus formaldehydin tason todettiin luuytimessä syövän kipumallista rottia (Fig. 1 E). Tämä pitää yhtä aiemman raportin kanssa, joka formaldehydi voitaisiin kertynyt luuytimen [34]. Mielenkiintoista on, formaldehydin taso veressä tietenkin myös koholla MRMT syöpäkivun rotilla (Fig. S1, B) ja formaldehydiä pidetään syy syövän [35]. Nämä raportit viittaavat siihen, että liiallinen formaldehydin tuotanto tuumorikudoksista on mahdollisesti kriittinen tekijä kudoksen cancerization tai luinen etäpesäkkeitä.

Syöpä kudos johdettua liiallista formaldehydi aiheuttaa luun tuhoutumisen

syöpäsolumetastaasi luuytimen kasvaa osteolyysiä, osteoklastien toimintaa ja indusoi happaman mikroympäristölle [36]. Tämä liittyy siihen, että osteoklastit resorboivat luuta ylläpitämällä solunulkoisen mikroympäristön pH 4~5 [12]. Happamoituminen on kivun syy syövän ja tulehduksen [36]. Aktivoitu osteoklastien lisätä protoni-indusoidun stimulaation TRPV1 tai happoherkän ionikanavien (ASIC) on tuntohermojen kuituja, jotka hermottavat luun [1]. Toinen lähde protonien on kasvainsolujen lyysin itse. Syöpäsolut on pienempi solunsisäisen pH: n kuin normaalit solut [37], kuten kiinteitä kasvaimia selvitä niiden verisuonten ravitsemuksesta, sitten syöpäkudoksessa tulee nekroottista, joka osaltaan happamassa ympäristössä [38]. Tuoreessa tutkimusraportissa osoitti myös, että formaldehydiä, vähitellen vapauttaa juurihoito sealers, herättivät luukuolioita [39]. Kohonnut formaldehydi havaittiin myös potilailla, joilla kariesta [40]. Sytotoksisuus johtuvat liiallisesta formaldehydin ihmisen osteoblastisolujen on katsottu olevan tärkeä tekijä luun tuhoutumisen [41], [42]. Formaldehydiä voi kerääntyä luuytimen [34]. Meidän olevassa tutkimuksessa, formaldehydin pitoisuus oli kohonnut noin 0,6 mM luuytimessä MRMT-1 luusyöpä kipumallista rotilla (Fig. 1 E). Tämä taso on riittävän korkea olla myrkyllistä osteoblastisolujen. Luutuhon löytyi MRMT-1 luusyöpä kipumallista rotilla. Formaldehydi scavengers, resveratroli ja glutationi ilmeisesti luuston tuhoa tässä tutkimuksessa (kuviot. 6B, 7A ja 7B). Näin ollen liiallinen formaldehydi erittämä syöpä kudoksiin voi olla rooli luun tuhoutumisen. Tämä luun tuhoutumisen jälkeen vaikuttaa syövän kipua, koska hermo kuitu päätteitä hermoissa luu on helpommin alttiina kasvainkudoksen johdettuja tekijöitä.

Formaldehydi indusoi kipureaktiot kautta TRPV1 ja /tai TRPA1

Rintojen, keuhko- ja virtsarakon syövän potilaiden usein kärsivät luusyöpä kipua [5], [6]. Esillä olevassa tutkimuksessa, mekaaninen allodynia löytyi rintasyövän kipu potilaiden ja sairaaseen takakäpälän että MRMT-1 rintasyövän kipumallista rottia (Fig. 7, B ja C); Tämä tulos on samanlainen kuin eräässä aiemmassa raportissa [43]. MRMT-1 luusyöpä kipumallista käytetään laajasti rintasyövän luukipu tutkimus [44]. TRPV1 antagonistit heikennetty endogeenisen formaldehydi aiheuttama luun syöpäkivun käyttäytymistä (Fig. 7, B ja C). Valikoiva TRPV1 antagonistit, kuten jodi-resiniferatoksiini [45] ja kapsatsepiini, ja ei-selektiivinen antagonisti ruteniumpunaista [46], esti formaliinilla aiheuttama kipu käyttäytymistä. Nämä havainnot viittaavat siihen, että TRPV1 voivat osallistua formaldehydi-herätti kipu. Meidän käytös testeissä huomasimme, että formaldehydiä pienillä patologinen (3 mM, joka perustuu konsentraatio ihmisen syövän kudoksissa) happamassa ympäristössä indusoidun rotan kipureaktiot kautta TRPV1

in vivo

(Fig. 3B). Kapsatsepiini (a TRPV1 antagonisti) heikennettyä capsaicin- tai formaldehydi- (pH 6,0) indusoi kipuvasteita rotilla (Fig. 3, B-D). Tuore tutkimus osoitti myös, että TRPV1 osallistuu nosiseptioon erityisesti äärimmäisen happamissa olosuhteissa [16].

Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että sekä TRPA1 ja TRPV1 ovat mahdollisia kohteita endogeenisten formaldehydin

in vitro

ja

in vivo

[9]. Raportissa Macpherson et al, formaldehydi-herätti kalsium vasteita DRG neuronien ja nocifensive käyttäytymismallia lähes poistettiin TRPA1

– /- hiirissä. Samalla, formaldehydi voisi edelleen herättää kipua vasteita TRPA1

– /- hiirissä. Tämä viittaa siihen, että formaldehydiä ei pelkästään aktivoi TRPA1. Meidän esillä olevassa tutkimuksessa, formaldehydiä ( 0,1 mM) havaittiin aktivoida TRPV1 (Fig. 1A), erityisesti happamassa ympäristössä. Mielestämme TRPV1 tai TRPA1 ovat kaikki alle mekanismeja kivun. AP-18 (a TRPA1 antagonisti) osittain vähentynyt formaldehydi aiheuttama kipu (pH 5.0~6.0) eikä heikennettyjä kapsaisiinin aiheuttaman kivun käyttäytymistä (Fig. 3B). Tämä tarkoittaa, että happamissa mikroympäristölle syövän kudoksissa, TRPV1 voi olla kriittisempi merkitys kuin TRPA1. Olipa TRPA1 osallistuu myös luusyöpä kipu on tuntematon, mutta tutkitaan meidän lisätutkimuksia.

Formaldehydi happamissa ympäristössä indusoi kipureaktiot kautta TRPV1

patch clamp tallennus, todettiin, että formaldehydiä ( 3 mmol) aktivoidaan TRPV1 suoraan TRPV1-transfektoiduissa CHO-soluissa. Vaikka ei ole happamassa ympäristössä yksinään (pH 6,0), eikä formaldehydiä pienenä pitoisuutena yksinään ( 3 mM) sai aikaan virtaukset, formaldehydin samalla alhainen pitoisuus happamassa ympäristössä (pH 6,0) annoksesta riippuvalla aiheuttamat virtaukset kautta TRPV1 (Fig. 5, A ja B). Itse asiassa, formaldehydiä (1~10 mM) ei aiheuttanut virtojen ASIC1a-transfektoiduissa CHO-soluissa (tietoja ei ole esitetty). Nämä tiedot osoittavat, että TRPV1 (ei ASIC1a) on välittömänä kohteena formaldehydi, erityisesti formaldehydi happamassa ympäristössä. Formaldehydi myös parannettu kapsaisiinin aiheuttamat virtaukset

in vitro

(Fig. 5, C ja D). Formaldehydi taso oli kohonnut noin 0,6 mM luun huomenna tämän mallin

in vivo

(Fig. 1 E), ja formaldehydin (1 mM) alla happamassa ympäristössä (pH 5,0) sai aikaan C-kuitu päästöt

in vivo

(Fig. 5, E ja F). Formaldehydi aiheuttama kipuvasteita rotan ilmeisesti ylletty happamassa ympäristössä (pH 5,0)

in vivo

(Fig. 3, A ja B). On raportoitu, että mikroympäristö kasvaimen kudokset on pH-arvot 4~5 [12], ja että kipua käyttäytymistä voitiin indusoida pH: ssa, niinkin alhainen kuin 5,0 aktivaation kautta ASIC ja /tai TRPV1 [15]. Nämä tiedot viittaavat siihen, että kertyneet formaldehydiä ja happamassa ympäristössä tuumorikudoksissa synergistisesti indusoi kipureaktiot aktivoimalla TRPV1 tuovissa C-kuitu luuytimen tai ihon.

Lisäksi formaldehydi säädelty NGF ilmentymisen syöttösolut

in vitro

, ja NGF erittämä syöttösoluja ja makrofagit voivat säätää ylös TRPV1 [2]. Tämä tarkoittaa, että formaldehydi erittämä kasvain kudosten mahdollisesti ajan säätelee TRPV1 ilme. Mielenkiintoista, yli-ilmentyminen TRPV1 on löydetty luun huomenna DRG neuronien ja afferent C-kuitujen luusyöpä kivun mallit [1], [47]. Siksi oletamme, että lisääntyvien syöpäsolut erittävät liiallista endogeenisiä formaldehydiä alkuvaiheessa, ja sitten formaldehydiä up-regulation TRPV1 ilmentymisen tuojahermojen. Niinpä yli-ilmentyminen TRPV1 lisää mekaanista herkistymistä vähentämällä kipua kynnysarvot

potilailla

syöpä. Sitten, kun kasvain edetessä kiihtyvyys happamoitumisen ja krooninen kertymistä formaldehydin aiheuttaa mekaanista allodynia tai vaikean kivun kautta ASIC ja /tai TRPV1 ihon tai luuytimen syöpäpotilaiden (Fig. S2).

Vaikka estyminen TRPV1 on ehdotettu mahdolliseksi terapeuttinen tavoite lievittää kipua [1], viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että krooninen saarto tämän reseptorin saattaa lisätä syöpäriskiä kehityksen [48]. Tutkimuksessamme havaitsimme, että vaikka kapsatsepiini ja melatoniinin kaikki heikennettyjä luusyöpä kipureaktiot, ne eivät vähennä paikallisen formaldehydiä tasolla selkäytimessä ja veri (Fig. S1, A ja B). Vielä tärkeämpää on, formaldehydi voi edistää solujen lisääntymistä [49], ja se on riskitekijä syövän kehittymisen [7]. Tämä vihjaa, että formaldehydi voi olla kriittinen tekijä glial yli leviämisen estämistä selkäytimessä tämän luusyöpä kipumallista [44]. Mielenkiintoista on, että melatoniini on käytetty kliinisesti rintasyövän [50]. Olemme havainneet, että se esti akuutin formaldehydi- ja kapsaisiini aiheuttama kipu käyttäytymistä (Fig. 3, A ja C), kuten on esitetty aiemmin [22], [51] – [52];