Krooninen sairaus

tiivistelmä

Yli-aktivointi signaalimuunta- ja aktivaattoreita transkription 3 (Stat3) väylän keuhkojen keuhkorakkuloiden tyypin II (AT II) epiteelisolujen indusoi krooninen tulehdus ja adenokarsinooma keuhkojen on CCSP-rtTA /(tefO)

7-CMV-Stat3C bitransgenic hiirillä. Yksi Stat3 loppupään geenien tuotteita, kitinaasi 3 kaltainen 1 (CHI3L1) proteiini, kohonneen pitoisuuden sekä bronchioalveolar huuhtelunäytteessä (BALF) ja veri doksisykliini-käsiteltyjen CCSP-rtTA /(tefO)

7-CMV-Stat3C bitransgenic hiirillä. Testattuna muut tulehduksen aiheuttama keuhkosyöpä hiiri malleissa CHI3L1 proteiinipitoisuus oli myös erittäin lisääntyi BALF ja veren näiden mallien kanssa kasvaimia. Immunohistokemiallinen värjäys osoitti vahvaa värjäytymistä CHI3L1 proteiinin noin kasvain alueilla näissä hiiren malleissa. Analyysi normaali esineitä ja keuhkosyöpäpotilaita paljastui huomattava nousu CHI3L1 proteiinin pitoisuus ihmisen seeruminäytteistä kaikkien luokkien keuhkosyövässä. Lisäksi yhdistelmä-DNA-CHI3L proteiini stimuloi lisääntymistä ja kasvua Lewis keuhko- syöpäsoluja. Näin ollen, eritys- CHI3L1 on tärkeä rooli tulehduksen aiheuttama keuhkosyöpä muodostumista ja mahdollisesti toimia biomarkkeri keuhkosyöpä ennustamiseen. Perustuen aiempiin julkaisu ja tätä työtä, tämä on ensimmäinen eläin tutkimus yhdistää yliekspressio CHI3L1 eri keuhkojen kasvain hiiri malleja. Nämä mallit helpottavat tunnistamista ylimääräisiä biomarkkereiden ennustaa ja tarkistaa keuhkosyöpä erilaisissa patogeenisten olosuhteissa, joita normaalisti ei voida tehdä ihmisillä.

Citation: Yan C, Ding X, Wu L, Yu M, Qu P, du H (2013) Stat3 Loppupään Gene Product kitinaasiaktiivisuuden 3-Like 1 on mahdollinen biomarkkeri tulehdus aiheuttaman Lung Cancer in Multiple Mouse Lung kasvainmuodoista ja Ihmiset. PLoS ONE 8 (4): e61984. doi: 10,1371 /journal.pone.0061984

Editor: Jian-Xin Gao, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Kiina

vastaanotettu: 12 marraskuu 2012; Hyväksytty: 16 maaliskuu 2013; Julkaistu: 22 huhtikuu 2013

Copyright: © 2013 Yan 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.

Rahoitus: Rahoitus oli tarjoamia NIH CA138759, CA152099 (C. Yan) ja HL087001 (H. Du). 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

Keuhkosyöpä on tappavin syy ihmisen syövässä väestöstä. Viiden vuoden pysyvyys on vain noin 15%. On kiireellisesti tarpeen yksilöidä biomarkkereita, joita voidaan käyttää ennustamaan keuhkosyövän esiintymistä. Viime aikoina olemme osoittaneet, että sekä keuhkojen epiteelisolujen-aloitettiin alueellisen tulehduksen ja myeloidisolun-aloitetaan systeeminen tulehdus voi aiheuttaa spontaaneja keuhkojen tuumorigeneesiä useita keuhkosyövän eläinmalleissa [1], [2], [3], [4], [5] , mikä osoittaa, että tulehduksellisten molekyylit ovat potentiaalisesti käyttökelpoisia keuhkosyöpä ennuste. Nämä tulehduksen aiheuttaman keuhkotulehduksen kasvain eläinmalleissa ovat ihanteellisia ja arvokkaita tunnistus- ja todentamista keuhkosyöpään biomarkkereita. Aikana patogeeninen prosessi krooninen tulehdus ja keuhkojen tuumorigeneesiä näissä eläinmalleissa, yhteinen piirre on Stat3 yli-aktivaatio tulehdus- myelooisen johdettu tukahduttava soluja (MDSCs) ja keuhkojen epiteelisoluissa, mikä viittaa siihen, että Stat3 on kriittinen rooli tulehduksen aiheuttaman keuhkotulehduksen tuumorigeneesiä . Todellakin, kun konstitutiivinen aktiivisen muodon Stat3C on yli-ilmentynyt alveolaarisen tyypin II epiteelisoluissa, se aiheuttaa alavirtaan tulehduksellinen geenejä. Sen jälkeen, up-regulation näiden tulehduksellisten molekyylien stimuloi ja rekrytoi tulehdussolujen (kuten MDSCs) keuhkoihin muodostamiseksi tulehduksellinen ympäristössä. Pysyvät läsnäolo näistä tulehdussolujen helpottaa spontaania adenokarsinooma keuhkoissa on CCSP-rtTA /(tefO)

7Stat3C bitransgenic hiirillä [1], [6].

Näiden havaintojen perusteella oletamme, että Stat3 loppupään geenit toimivat mahdollisina biomarkkereita tulehduksen aiheuttama keuhkosyöpä ennuste. Affymetrix GeneChip- microarray analyysi paljastaa noin 800 Stat3 alavirran geenien keuhkosta CCSP-rtTA /(tefO)

7Stat3C bitransgenic hiirten kerroimme aiemmin [1]. Kun testattiin eläimillä ja ihmisillä, jotkut näistä geeneistä voidaan käyttää biomarkkereita keuhkosyöpä [1], [7]. Koska useimmat näistä geeneistä ovat solunsisäisiä proteiineja, on vaikea käyttää niitä varten kliininen diagnoosi ja ennuste ilman läpi biopsia. Siksi on olemassa tarve tunnistaa liukeneva ja erittyviä proteiineja biomarkkereina seerumista tai bronchioalveolar huuhtelunäytteessä (BALF) näytteitä keuhkosyöpään ennustamiseen ja todentaminen. Täällä me raportoimme että eritysproteiinigeenien kitinaasiaktiivisuuden 3-Like 1 (CHI3L1), joka on Stat3 loppupään geenituote, on potentiaalinen biomarkkeri keuhkosyövän ennuste erilaisissa eläin- kasvainmuodoista ja ihmisiin.

Methods

Animal Care

Kaikki tieteellinen protokollat, joihin liittyy eläinten käyttöä on hyväksynyt Institutional Animal Care ja Käytä komitea (IACUC) Indiana University School of Medicine ja seuraa ohjeita todettu paneelin eutanasian American Veterinary Medical Association. Protokollat, joihin liittyy yhdistelmä-DNA tai biologisesti materiaalit on hyväksynyt Biosafety komitean Indiana University School of Medicine ja seuraa ohjeita perustettu National Institutes of Health. Eläimiä pidettiin alle (IACUC) -hyväksytty edellytykset turvalliseen eläimen laitokseen Indiana University School of Medicine. Kaikki solun erityiset siirtogeenisiä hiiriä, jotka on aiemmin kuvattu [1], [2], [3], [4], [5].

ELISA

hiiren seerumin keräys, vatsan onteloita doksisykliinin-käsiteltyä tai käsittelemätöntä CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3, CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-MMP-12, CCSP-rtTA /(TetO)

7 -CMV-Api6, c-FMS-rtTA /(TetO)

7-CMV-Api6 ja c-FMS-rtTA /(TetO)

7-CMV-MMP-12 bitransgenic hiiret avattiin jälkeen nukuttamalla kolminkertainen rauhoittava by vatsaonteloon (IP) injektio. Hiiren verinäytteet kerättiin sisä- vena cava (IVC). Seerumit erotettiin sentrifugoimalla 1500 rpm: llä 10 minuutin ajan 4 ° C: ssa. Sillä bronchioalveolar huuhtelunäytteessä (BALF) kerääminen, henkitorvi eristettiin ja kanyloitiin 20 gaugen luer tynkä sovitin. Käyttämällä 1 cc ruisku, bronchioalveolar huuhtelunäytteessä (BALF) kerättiin perfuusio keuhkojen 1 ml: n erä 0,9% natriumkloridia tai poistamista takaisin nesteitä. BAL nesteitä sentrifugoitiin 5 minuutin ajan 1000 rpm ja 4 ° C: ssa poistaa solupellettejä. CHI3L1 pitoisuudet hiiren ja ihmisen seerumin (50-100 ui) määritettiin Mouse kitinaasi 3 kaltainen 1 Quantikine ELISA Kit ja Human kitinaasi 3 kaltainen 1 Quantikine ELISA mukaan valmistajan ohjeiden (R R 0,05. Luottamusväli (CI) on myös laskennallisesti kaikille arvioihin. Sillä ROC-analyysi, kun AUC on 1, 95%: n luottamusväli on sekä ala- ja ylärajojen 1, koska AUC = 1 vastaa yhteensä erottamista kahteen ryhmään CHI3L1 ja CI rakentaminen perustuu bootstrap menettelystä.

tulokset

Western Blot analyysi CHI3L1 ilmentäminen BALF of CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C Hiiret

Kuten kerroimme aiemmin, CCSP-rtTA /( TetO)

7-CMV-Stat3C hiirillä on spontaani keuhkojen kasvain eläinmallissa. Tässä mallissa, Stat3C-Flag-fuusioproteiini oli erittäin indusoitavissa doksisykliinikäsittely (kuvio 1A), mikä vahvisti aiemmat havainnon immunohistokemiallisella värjäyksellä keuhkoissa [1]. Induktio Stat3C indusoidun alavirran geenien (mukaan lukien CHI3L1), keuhkotulehdus ja adenokarsinooma [1], [6]. Testata, jos CHI3L1 on eritysproteiinia tässä hiirimallissa, Western blot-analyysi suoritettiin BALF on CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C hiirillä. Kuten on esitetty kuviossa 1, CHI3L1 ekspressiotaso oli havaittavissa BALF doksisykliini-käsittelemättömän hiirillä (-DOX, kaistat 1, 2, ja 3) yksi vyöhyke 39 kDa: n molekyylipaino. Vertailun vuoksi CHI3L1 ekspressiotaso lisääntyi yksi kolmesta doksisykliini-käsiteltyihin hiiriin ilman kasvaimen (+ DOX, kaista 5), ​​mikä osoittaa, että CHI3L1 ekspressio nostettiin ennen kasvaimen muodostumisen, ja kaikki neljä doksisykliini-käsitellyn CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C hiiriä, joiden kasvain (keuhkosyöpä, kaistat 7, 8, 9, ja 10).

A) Expression of Stat3C-Flag koko keuhkoissa CCSP-rtTA /(tefO) 7-CMV-Stat3C double-siirtogeenisiä hiiriä. Aktiini käytettiin kontrollina. WT: villityyppi hiiri keuhkoihin; -Dox: Doksisykliini käsittelemätön bouble transgeeninen hiiri keuhkoihin; + Dox1 + Dox2: doksisykliini käsitelty hiiren keuhkoissa. B) ilmentäminen CHI3L1 proteiinin BALF of CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C double-siirtogeenisiä hiiriä. Lane 1-3, doksisykliini-käsittelemättömät hiiret (Dox-); Lane 4-6, doksisykliini-hoidetut hiiret näyttämättä keuhkojen kasvain (Dox +); Lane 7-10, doksisykliini-käsitellyistä hiiristä osoittaa keuhkojen kasvain (Lung Cancer).

CHI3L1 proteiinipitoisuus BALF ja Serum CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C Hiiret

Saat kvantitatiivisen analyysin ja tarkan ennusteen, ELISA käytettiin määrittämään CHI3L1 pitoisuus BALF villityypin doksisykliini-käsittelemättömän, hoitaa ilman kasvain, ja käsiteltiin kasvaimen CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C hiirillä. Keskimääräinen CHI3L1 pitoisuus oli 8,3 ± 6,4 ng /ml villityypin hiirissä, 8,8 ± 10 ng /ml doksisykliini-käsittelemättömän CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C hiirillä. Vertailun vuoksi keskimääräinen CHI3L1 konsentraatio kasvoi yli 11-kertaiseksi (100,0 ± 49,0 ng /ml, p 0,001) doksisykliini-käsitellyissä hiirissä ilman kasvaimen, mikä tukee edelleen, että CHI3L1 ekspressio nostettiin ennen kasvaimen muodostumisen, ja lisättiin lisää kuin 17-kertainen (151,8 ± 67,3 ng /ml, p 0,001) doksisykliini-käsitellyistä hiiristä kasvain (kuvio 2, yläpaneeli). AUC-arvot ROC käyrät ovat 1 (95% CI: 1-1, p 0,001) erotteleva doksisykliinille-käsitellyn hiiren kasvain vs. doksisykliini-käsittelemättömien hiirien, 1 (95% CI: 1-1, p 0,001) doksisykliinille-käsitellyissä hiirissä ilman kasvainta vastaan ​​doksisykliini-käsittelemättömät hiiret, ja 0,74 (95% CI: 0,56-0,93, p = 0,1) ja doksisykliini-käsitellyistä hiiristä kasvaimen vs. doksisykliini-käsitellyillä hiirillä ilman kasvainta.

Vasen: CHI3L1 proteiinin pitoisuudet BALF ja seerumin doksisykliinihoidon-käsitellyn ja käsittelemättömän bitransgenic hiirillä. Oikea: ROC (Receiver Operating Characteristic) käyrä analysoi määrittää käyrän alapuolisen alueen (AUC). Dox-: doksisykliini-käsittelemättömän hiirillä; Dox +: doksisykliini-hoidetut hiiret näyttämättä keuhkojen kasvain; Syöpä, doksisykliini-käsitellyn hiiren keuhkojen kasvain. Mean ± SD BALF (n 13), DOX -: 8,8 ± 10,0, DOX +: 100,0 ± 49,0, Cancer: 151,8 ± 67,3. Mean ± SD seerumin (n 13), DOX -: 6,2 ± 3,7, DOX +: 33,5 ± 35,6, Cancer: 159,0 ± 90,0. Harmaa viivat edustavat keskiarvoja.

lisäksi testanneet CHI3L1 pitoisuus veressä. Verrattuna doksisykliini-käsittelemättömän hiirillä (6,2 ± 3,7 ng /ml), keskimääräinen CHI3L1 konsentraatio kasvoi yli 5-kertainen (33,5 ± 35,6 ng /ml, p 0,001) doksisykliini-käsitellyissä hiirissä ilman kasvaimen (ennen kasvaimen muodostumisen ), ja se nostettiin yli 26-kertainen (159,0 ± 90,0 ng /ml, p 0,001) doksisykliini-käsitellyistä hiiristä kasvain (kuva 2, alempi paneeli). AUC-arvot ROC käyrät ovat 0,95 (95% CI: 0,87-1, p 0,001) erotteleva doksisykliinille-käsitellyn hiiren kasvain vs. doksisykliini-hoitaa ilman kasvain hiirillä, 1 (95% CI: 1-1, p 0,001) doksisykliinille-käsitellyistä hiiristä kasvaimen vs. doksisykliini-käsittelemättömät hiiret, ja 0,89 (95% CI: 0,77-1, p 0,001) ja doksisykliini-käsitellyissä hiirissä ilman kasvainta vastaan ​​doksisykliini-käsittelemättömän hiirillä. Tämä tulos osoittaa selvästi, että kasvu CHI3L1 proteiinipitoisuus BALF ja veren liittyy Stat3C aiheuttama tulehdus ja keuhkojen kasvain. Näyttää siltä, ​​että CHI3L1 proteiini kasvu tapahtui ennen spontaani keuhkojen kasvainten muodostumista CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C hiirimallissa, siis mahdollisesti toimii biomarkkereita.

CHI3L1 proteiinipitoisuus BALF ja Serum alueellisen tulehdus aiheuttama Lung kasvain Animal Models

Voit testata eritys- CHI3L1 proteiini on säädelty laajemmassa sovellus, muut tulehduksen aiheuttama spontaani keuhkosyövän hiiren mallia testattiin. Matriksimetalloproteinaasi 12 (MMP-12) on tupakoinnin aiheuttamien matriisi metalloproteinaasi. Yli-ilmentyminen MMP-12 keuhkoissa keuhkorakkuloiden tyypin II epiteelisoluissa indusoi paikallisen tulehduksen, emfyseema ja keuhkojen kasvain [3]. Vuonna CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-MMP-12 spontaani keuhkosyövän hiirimallissa, keskimääräinen CHI3L1 pitoisuus BALF doksisykliini-käsitellyistä hiiristä kasvaimen 3 kertaa suurempi (159,7 ± 22,4 ng /ml) verrattuna kanssa, että BALF doksisykliini-käsittelemättömien hiirten (49,6 ± 22,8 ng /ml, p 0,001, kuvio 3A, ylempi vasen paneeli). Ei ollut merkittävää eroa doksisykliini-käsiteltyihin hiiriin ilman kasvaimen (49,4 ± 18,1 ng /ml, p = 0,954) ja doksisykliini-käsittelemättömän hiirillä. Samanlainen tulos havaittiin seerumissa MMP-12-indusoiman kasvain-hiiriä (kuvio 3A, vasen alapaneeli). ROC-analyysi osoitti vaikuttava kyky CHI3L1 pitoisuus erotteleva kasvain ryhmä, jolla ei ollut kasvainta ryhmän ja doksisykliini-käsittelemättömän ryhmän. AUC ovat 1 (95% CI: 1-1, p 0,001) doksisykliini-käsitellyn ryhmän kasvaimen vs. hoidetussa ryhmässä ilman kasvain ja doksisykliini-käsitellyn ryhmän kasvaimen vs. doksisykliini-käsittelemättömässä ryhmässä ja 0,52 (95% CI: 0,29-0,75, p = 0,46) in doksisykliini-hoidetussa ryhmässä ilman kasvaimen vs. dxycycline-käsittelemättömän ryhmän (kuvio 3A, ylempi oikea paneeli). Samanlainen tulos havaittiin seerumissa CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-MMP-12 spontaani keuhkosyövän hiirimallissa (kuvio 3A, alempi oikea paneeli).

Vasen: CHI3L1 proteiinin pitoisuudet BALF ja seerumin doksisykliinihoidon-käsitellyn ja käsittelemättömän bitransgenic hiirillä. Oikea: ROC (Receiver Operating Characteristic) käyrä analysoi määrittää käyrän alapuolisen alueen (AUC). Dox-: doksisykliini-käsittelemättömän hiirillä; Dox +: doksisykliini-hoidetut hiiret näyttämättä keuhkojen kasvain; Syöpä, doksisykliini-käsitellyn hiiren keuhkojen kasvain. A) CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-MMP-12 hiirille. Mean ± SD BALF (n 7), DOX -: 49,6 ± 22,8, DOX +: 49,4 ± 18,1, Cancer: 159,7 ± 22,4. Mean ± SD seerumin (n 7), DOX -: 18,6 ± 10,9, DOX +: 18,2 ± 4,6, Cancer: 61,4 ± 33,5. Harmaa viivat edustavat keskiarvoja; B) CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Api6 hiirillä. Mean ± SD BALF (n 3), DOX -: 82,4 ± 37,1, DOX +: 93,8 ± 23,0, Cancer: 409,8 ± 49,2. Mean ± SD seerumin (n 3), DOX -: 14,0 ± 7,2, DOX +: 30,7 ± 43,1, Cancer: 295,2 ± 194,0. Harmaa viivat edustavat keskiarvoja.

Apoptoosi-inhibiittori 6 (Api6) on toinen tulehdusta molekyylin, joka indusoi tulehdus ja keuhkojen kasvain, kun yli-ilmentynyt keuhkojen keuhkorakkuloiden tyypin II epiteelisoluissa [5]. Vuonna CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Api6 spontaani keuhkosyövän hiirimallissa, keskimääräinen CHI3L1 pitoisuus BALF doksisykliini-käsitellyistä hiiristä kasvaimen 409,8 ± 49,2 ng /ml, verrattuna, että BALF ja doksisykliini-käsittelemättömät hiiret (82,4 ± 37,1 ng /ml, p 0,001, kuvio 3B, ylempi vasen paneeli). Vastaavasti, ei ollut merkitsevää eroa doksisykliini-käsiteltyihin hiiriin ilman kasvaimen (93,8 ± 23,9 ng /ml, p = 0,364) ja doksisykliini-käsittelemättömän hiirillä. Samanlainen tulos havaittiin myös seerumissa Api6 aiheuttama kasvain hiirillä (kuvio 3B, alempi vasen paneeli). AUC ROC-analyysi ovat 1 (95% CI: 1-1, p 0,001) doksisykliini-käsitellyn ryhmän kasvaimen vs. doksisykliini-hoidetussa ryhmässä ilman kasvain ja doksisykliini-käsitellyn ryhmän kasvaimen vs. doksisykliini-käsittelemättömän ryhmän ja 0,68 (95% CI: ,45-+0,90, p = 0,22) in doksisykliini-hoidetussa ryhmässä ilman kasvaimen vs. doksisykliini-käsittelemättömän ryhmän (kuvio 3B, ylempi oikea paneeli). Samanlainen tulos havaittiin myös seerumissa CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Api6 spontaani keuhkosyövän hiirimallissa, kuvio 3B, alempi oikea paneeli).

CHI3L1 proteiinipitoisuus BALF ja seerumi systeeminen tulehdus aiheuttama Lung Kasvain animal Models

toisin kuin keuhkojen alueellisen tulehduksellinen eläinmalleissa, kun MMP-12 tai Api6 oli yli-ilmentynyt valkosoluissa, systeeminen tulehdus aloitetaan epämuodostumia ja toimintahäiriön myelopoiesis päässä luuytimen. Keuhkosyövän muodostuminen havaittiin sekä MMP-12 ja Api6 bitransgenic hiiren malleissa [2], [4]. Tämä edustaa eri solumekanismi keuhkosyövän muodostumisen. C-fms-rtTA /(TetO)

7-CMV-MMP-12 spontaani keuhkosyövän hiirimallissa, keskimääräinen CHI3L1 pitoisuus BALF doksisykliini-käsitellyistä hiiristä kasvaimen (70,9 ± 36,5 ng /ml), 4-kertaisesti lisääntyä verrattuna että BALF doksisykliini-käsittelemättömien hiirten (17,7 ± 13,8 ng /ml, p = 0,027, Kuvio 4A, ylempi vasen paneeli). Doksisykliini-käsiteltyihin hiiriin ilman kasvaimen (42,1 ± 67,9 ng /ml, p = 0,043, kuvio 4 A) osoitti myös lisääntynyttä CHI3L1 pitoisuus verrattuna doksisykliini-käsittelemättömän hiirillä. Samanlainen tulos havaittiin seerumissa c-fms-rtTA /(tefO)

7-CMV-MMP-12 spontaani keuhkosyövän hiirimallissa kasvain (kuvio 4, alempi vasen paneeli), jossa keskimääräinen CHI3L1 pitoisuus oli yli 6 kertaa suurempi kasvain hiirillä kuin doksisykliini-hoitamattomat kontrolli hiiriin. AUC ROC-analyysi oli 0,82 (95% CI, 0,62-1, p = 0,05) doksisykliini-käsitellyn ryhmän kasvaimen vs. doksisykliini-hoidetussa ryhmässä ilman kasvain, 0,94 (95% CI, 0,82-1, p 0,001 ) in doksisykliini-käsitellyn ryhmän kasvaimen vs. doksisykliini-käsittelemättömässä ryhmässä ja 0,45 (95% CI, 0,17-0,73, p = 0,57) in doksisykliini-hoidetussa ryhmässä ilman kasvainta vs. doksisykliini-käsittelemättömän ryhmän (kuvio 4A, oikea yläpaneeli ). Samanlaisia ​​tuloksia havaittiin seerumin näytteiden c-fms-rtTA /(tefO)

7-CMV-MMP-12 spontaani keuhkosyövän hiirimallissa (kuvio 4A, alempi oikea paneeli).

Vasen: CHI3L1 proteiinikonsentraatiot in BALF ja seerumissa doksisykliinin-käsitellyn ja käsittelemättömän bitransgenic hiirillä. Oikea: ROC (Receiver Operating Characteristic) käyrä analysoi määrittää käyrän alapuolisen alueen (AUC). Dox-: doksisykliini-käsittelemättömän hiirillä; Dox +: doksisykliini-hoidetut hiiret näyttämättä keuhkojen kasvain; Syöpä, doksisykliini-käsitellyn hiiren keuhkojen kasvain. A) c-FMS-rtTA /(TetO)

7-CMV-MMP-12 hiirille. Mean ± SD BALF (n 7), DOX -: 17,7 ± 13,8, DOX +: 42,1 ± 67,9, Cancer: 70,9 ± 36,5. Mean ± SD seerumin (n 7), DOX -: 39,1 ± 25,6, DOX +: 57,7 ± 55,5, Cancer: 232,3 ± 110,6. Harmaa viivat edustavat keskiarvoja; B) c-FMS-rtTA /(TetO)

7-CMV-Api6 hiirillä. Mean ± SD BALF (n 6), DOX -: 69,6 ± 16,6, DOX +: 73,2 ± 28.1, Cancer: 189,9 ± 47,2. Mean ± SD seerumin (n 6), DOX -: 25,2 ± 7,3, DOX +: 21,0 ± 11,7, Cancer: 69,5 ± 19.1. Harmaa viivat edustavat keskiarvoja.

c-fms-rtTA /(TetO)

7-CMV-Api6 spontaani keuhkosyövän hiirimallissa, keskimääräinen CHI3L1 pitoisuus BALF doksisykliini saaneista hiiriä kasvaimen (189,6 ± 47,2 ng /ml) oli ~ 3 kertaa suurempi kuin vuonna BALF doksisykliini-käsittelemättömien hiirten (69,6 ± 16,6 pg /ml, p = 0,002, Kuvio 4B, ylempi vasen paneeli). Vastaavasti, ei ollut merkitsevää eroa doksisykliini-käsiteltyihin hiiriin ilman kasvaimen (73,2 ± 28,1 ng /ml, p 0,001) ja doksisykliini-käsittelemättömän hiirillä. Samanlainen tulos havaittiin myös seerumissa Api6 aiheuttaman kasvaimen hiirissä (kuvio 4B, alempi vasen paneeli), jossa keskimääräinen CHI3L1 pitoisuus oli 3 kertaa suurempi kasvain hiirillä kuin doksisykliini-käsittelemättömien kontrollihiiriin. AUC ROC-analyysin 1 doksisykliini-käsitellyn ryhmän kasvaimen vs. doksisykliini-hoidetussa ryhmässä ilman kasvaimen, 1 doksisykliini-käsitellyn ryhmän kasvaimen vs. doksisykliini-käsittelemättömässä ryhmässä ja 0,6 (95% CI, +0,34-0,86, p = 0,35) in doksisykliini-hoidetussa ryhmässä ilman kasvaimen vs. käsittelemättömän ryhmän (kuvio 4B, ylempi oikea paneeli). Samanlaisia ​​tuloksia havaittiin seeruminäytteistä c-FMS-rtTA /(TetO)

7-CMV-Api6 spontaani keuhkosyövän hiirimallissa (kuvio 4B, alempi oikea paneeli).

Lung Immunohistologia

on tärkeää sijoittaa jossa CHI3L1 ilmentyy keuhkojen edellä spontaanin keuhkojen kasvain hiiren mallia. Keuhkokudoksen osastoja doksisykliini-käsittelemättömien hiirien, hoidetun ilman kasvain, ja hoidetun kasvaimen hiiriä immunohistokemiallisesti värjättiin anti-CHI3L1 vasta-aine. In doksisykliini-käsittelemätöntä CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C hiiriä, CHI3L1 pääasiassa ilmaistu epiteelisoluissa pitkin johtaviin hengitysteihin (kuvio 5 A a), distaalinen keuhkoputkien epiteelisolut (kuvio 5A b), ja alveolien tyypin II epiteelisoluissa (kuvio 5 A c) (punaiset nuolet). CHI3L1 myös ilmaistu keuhkorakkuloiden makrofageissa. In doksisykliini saaneilla CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C hiirille tulehdus indusoitiin mutta ilman kasvainta ulkonäkö, jotkut alueet osoittivat kudoksen uudelleen (kuvio 5A e) ja emfyseeman (kuvio 5A f). Lähes kaikki suodatettuja makrofageja värjättiin positiivisesti CHI3L1 (kuvio 5A e, vihreä nuoli). In doksisykliini-käsitellyn CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C hiirillä kasvaimen ulkonäkö, CHI3L1 ilmentymistä havaittiin kasvainsoluissa ja ympäröivän makrofageissa (kuvio 5A g, h, i). Kolokalisaation CHI3L1 alveolaarisissa makrofageissa vahvistettiin edelleen keuhkojen doksisykliinin-käsiteltyjen bitransgenic-hiirten anti-CHI3L1 ja anti-F4 /80-vasta-aineiden immunofluoresenssivärjäyksellä. Edustava tulos CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C hiirien esitetty kuviossa 6.

A) immunohistokemiallinen värjäys keuhkoissa doksisykliinin-käsitellyt tai käsittelemättömät CCSP-rtTA /( TetO)

7-CMV-Stat3C hiirillä; B) immunohistokemiallinen värjäys kasvaimen alueiden keuhkoissa doksisykliinin käsitellyn CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-MMP-12: hiiret, c-fms-rtTA /(TetO)

7-CMV-MMP-12: hiiret, ja c-FMS-rtTA /(TetO)

7-CMV-Api6 hiirillä. -Dox: Doksisykliini-käsittelemättömän hiirillä; + Dox: doksisykliini hoidetuissa hiirissä.

CCSP-rtTA /(TetO)

7-CMV-Stat3C bitransgenic hiiriä hoidettiin (+ DOX) tai käsittelemätön (-DOX) kanssa doksisykliini. Immunofluoresenssivärjäyksellä keuhkojen kohdissa suoritettiin käyttäen anti-CHI3L1 ja F4 /80-vasta-aineita. Kolokalisaation molemmat värjäytyminen havaittiin sulautuneen kuvan. Palkki edustaa 20 um.

Nämä havainnot olivat suurelta osin toistettavissa muissa MMP-12 ja Api6 aiheuttama spontaani keuhkojen kasvain hiiri malleja. Riippumatta siitä, keuhkojen kasvain aloitetaan keuhkorakkuloiden tyypin II solut tai luuytimen solut, CHI3L1 oli yli-ilmentynyt kasvainsoluissa näiden MMP-12 ja Api6 aiheuttama spontaani keuhkotuumori hiiren mallia. Makrofagit ympäröivän emfyseema (kuvio 5B c, g, k) ja kasvainsolujen (kuvio 5B b, e, f, i) on myös voimakkaasti värjättiin anti-CHI3L1-vasta-ainetta (vihreä nuoli). Tämä saattaa selittää, miksi CHI3L1 pitoisuus oli korkeampi sekä BALF ja verta kasvain hiirillä.

CHI3L1 Stimulation syöpäsoluihin

Testataksesi CHI3L1 hallussaan stimuloiva vaikutus keuhkosyöpään solut yhdistelmä-CHI3L1 GST-fuusioproteiinia ja GST-proteiinia valmistettiin ja puhdistettiin bakteereista (kuvio 7A). Rekombinantti CHI3L1-GST-fuusioproteiini tai kontrolli GST-proteiinia inkuboitiin LLC soluja. CHI3L1-GST-fuusioproteiini merkittävästi stimuloi syöpäsolujen proliferaatiota verrataan GST valvonta-proteiinin (kuvio 7B). Apoptoottista aktiivisuutta CHI3L1-GST-fuusioproteiinia käsiteltiin LLC-solut väheni verrattuna GST valvonta-proteiinin (kuvio 7C). Tämä tukee käsite, joka CHI3L1 stimuloi keuhkosyöpää lisääntymistä ja kasvua.

) Puhtaus rekombinantti CHI3L1-Flag-fuusioproteiinia (ylempi nuoli); B) LLC-solujen lisääntymisen käsitelty GST tai CHI3L1-GST-fuusioproteiinia; C) apoptoottinen aktiivisuus LLC käsiteltyjen solujen GST tai CHI3L1-GST-fuusioproteiinin anneksiini V merkintöjen määritys. *, P 0,05, **, P 0,01.

CHI3L1 proteiinipitoisuus Serum Human Lung Cancer

Koska CHI3L1 proteiinipitoisuus korreloi erittäin hyvin kasvain esiintyminen molemmissa alueellinen tulehdus ja systeeminen tulehdus käynnistämän spontaani keuhkosyövän hiiri malleja, se on kiehtova, voiko tätä havainto voidaan toistaa ihmisillä. Noin 30 seeruminäytteet ihmisen potilaiden keuhkojen adenokarsinooma, keuhkojen levyepiteelikarsinooma syöpä ja keuhkojen pienisoluisen syövän testattiin ELISA: lla. Verrattuna ihmisseeruminäytteitä ilman syövän (normaali), The CHI3L1 proteiinipitoisuus oli merkittävästi koholla ihmisseeruminäytteitä kaikista kategorioista keuhkosyöpäpotilaiden (kuva 8, yläpaneeli). AUC ovat 0,83 (95% luottamusväli, +0,69-0,92, P = 0,005) ja adenokarsinooman vs. Control 0,87 (95% luottamusväli, 0,77-0,97, P 0,001) ja levyepiteelikarsinooma syöpä vs. ohjaus, ja 0,81 (95 % luottamusväli, ,72-0,94, P = 0,001) ja pienisoluinen karsinooma kontrolliryhmään verrattuna (kuva 8, alempi paneeli).

Top: CHI3L1 proteiini pitoisuudet ihmisen seerumissa. Pohja: ROC (Receiver Operating Characteristic) käyrä analyysi määrittää käyrän alapuolisen alueen (AUC). Mean ± SD hallinnassa (n 30): 17.3 ± 7.8. Mean ± SD adenokarsinooma (n 30): 66,9 ± 64,8. Keskiarvo ± SD levyepiteelikarsinooma syöpä (n 30): 69,3 ± 69,0. Keskiarvo ± SD pienissä solusyöpää (n 30): 56,3 ± 58,8. Harmaa viivat edustavat keskiarvoja. Ohjaus: Normaali ihmisen ilman syövän.

Keskustelu

CHI3L1 tunnistettiin ensin alavirran geenin Stat3 että CCSP-rtTA /(tefO)

7Stat3C spontaani keuhkojen kasvain hiiri mallin Affymetrix GeneChip- mikrosirujen [1].