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京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(生命科学) / 甲第24947号 / 生博第509号 / 新制||生||68(附属図書館) / 京都大学大学院生命科学研究科高次生命科学専攻 / (主査)教授 原田 浩, 教授 松本 智裕, 教授 鈴木 淳 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy in Life Sciences / Kyoto University / DFAM

Rica em compostos bioativos, a própolis é amplamente utilizada na medicina alternativa como agente preventivo e/ou terapêutico. Neste trabalho, avaliamos o impacto de frações ricas em polifenóis de diferentes própolis no processo de angiogênese na aterosclerose. Foram utilizadas as seguintes amostras de própolis: Red (vermelho, Alagoas-Brasil), Green (verde, Minas Gerais-Brasil) e Brown (marrom, Temuco-Chile), com concentrações semelhantes de polifenóis totais (~32%), porém com diferentes perfis de compostos fenólicos. A suplementação (250 mg/Kg/dia) de camundongos knockout para o receptor de LDL (LDLr-/-) com os polifenóis demonstrou que no protocolo de lesão inicial (LI) os grupos suplementados apresentaram menor (p<0,05) área de lesão (Green, 726&#181;m2; Red, 519&#181;m2; Brown, 698&#181;m2) em relação ao controle (GC, 1184&#181;m2). Em contraste, no protocolo de lesão avançada (LA) apenas o grupo Red (1082&#181;m2) apresentou menor (p<0,05) área de lesão em relação ao GC (1598&#181;m2). Em ambos os protocolos (LI e LA) observou-se redução (p<0,05) na expressão de importantes genes envolvidos no processo de angiogênese (VEGF, MMP9, PDGF e PECAM). No entanto, apenas o grupo tratado com a própolis Red foi capaz de aumentar (p<0,05) a expressão de TIMP-1 no protocolo de LI. Todos os tratamentos inibiram (p<0,05), em cerca de 45%, a migração de células endoteliais (CE), bem como cerca de 55% do brotamento de tubos de anéis de aorta, em relação ao controle e ao redor de 50% da formação de novos vasos na membrana corioalantóica de embrião de galinha (CAM). Ao investigar o mecanismo de ação dos polifenóis, observamos que os polifenóis da própolis Red (PRP) mostraram-se mais eficazes em modular a expressão do Fator induzido por Hipóxia-1 alfa (HIF-1&#945;), de modo dose/tempo dependente em células endoteliais. Adicionalmente, os polifenóis da própolis Red (PRP) reduziram a expressão de genes alvos regulados por HIF-1&#945; como GLUT-1 e ADM, além de inibir a expressão gênica e a secreção de VEGF em meio de cultura. Em presença dos PRP, a degradação de HIF-1&#945; foi exarcebada e, utilizando-se células RCC4/pVHL (células de carcinoma renal com VHL reintroduzido), observou-se que PRP induzem a desestabilização de HIF-1&#945; acelerando sua degradação dependente de pVHL. Em células endoteliais, pVHL foi superexpresso devido à inibição de Cdc42, um repressor de pVHL. Conclui-se que os polifenóis oriundos das própolis Green, Red e Brown possuem potencial anti-aterogênico através da inibição da expressão de moléculas inflamatórias e angiogênicas, principalmente quando suplementados ao início do desenvolvimento da lesão aterosclerótica. Além disso, os polifenóis da própolis Red inibem o processo de angiogênese, aumentando a desestabilização de HIF-1&#945; pelo aumento da degradação via pVHL e induzindo sua expressão em função da repressão de Cdc42. / Propolis is rich in bioactive compounds and widely used in alternative medicine as a preventive agent and/or in therapy. We evaluate the impact of polyphenol-rich fractions of propolis from different origins and types in the angiogenesis process in atherosclerotic lesions. The following samples of propolis were used: Red (red, Alagoas, Brazil), Green (green, Minas Gerais, Brazil) and Brown (brown, Temuco, Chile), with similar concentrations of total polyphenols (~ 32%) but with different profiles of phenolic compounds. Supplementation (250 mg / kg / day) of knockout mice for the LDL receptor (LDLr-/ -) with polyphenols showed that in the initial lesion (LI) protocol supplemented groups had lower (p<0.05) lesion area (Green, 726&#181;m2; Red, 519&#181;m2; Brown 698&#181;m2) compared to control (GC, 1184&#181;m2). In contrast, in the advanced lesions (LA) protocol only the Red group (1082&#181;m2) had smaller lesion area (p<0.05) compared to GC (1598&#181;m2). In both protocols (LI and LA) a reduction (p<0.05 of important genes expression involved in angiogenesis (VEGF, MMP9, PDGF and PECAM) was observed. However, only the group treated with Red propolis was able to increase (p <0.05) the expression of TIMP-1 in the LI protocol. The treatments with all types of propolis inhibited (p<0.05), about 45% the migration of endothelial cells (EC), approximately 55% of tubes formation in aortic rings and almost 50% of formation of new vessels in the chorioallantoic membrane of chick embryo (CAM) compared to the control. While investigating the mechanism of polyphenols action, it was found that polyphenols from Red propolis (PRP) were more effective in modulating the expression of hypoxia-induced factor-1 alpha (HIF-1&#945;) in a dose/time dependent way in EC. Additionally, the polyphenols from red propolis (PRP) reduced the expression of target genes regulated by HIF-11&#945; as GLUT-1, ADM, VEGF besides the VEGF protein secretion in the EC culture medium. In the presence of PRP, the degradation of HIF-11&#945; was exacerbated in RCC4/pVHL cells (renal cell carcinoma with VHL reintroduced); moreover, PRP induced destabilization of HIF-11&#945; accelerating the degradation of this transcription factor by a pVHL-dependent patway. In EC, pVHL was over expressed by inhibition of Cdc42, a repressor of pVHL. We conclude that the polyphenols from Green, Red and Brown propolis have anti-atherogenic potential by inhibiting the expression of angiogenic and inflammatory genes, especially when supplemented at an early stage of the atherosclerotic lesion development. In addition, the polyphenols from Red propolis inhibit the angiogenesis process by increasing the destabilization of HIF-11&#945; via over expression of pVHL-degradation induced by repressed Cdc42 function.

Determinar o valor prognóstico e preditivo do VEGF (vascular endothelial growth factor) e do HIF-1? (Hypoxia-inducible factor-1) em relação à sobrevida livre de doença (SLD) e sobrevida global (SG) em pacientes com carcinoma de mama localmente avançado (CMLA) tratadas primariamente pela quimioterapia neoadjuvante. MATERIAIS E METODOS: VEGF e HIF foram quantificados consecutivamente em plasma de 36 pacientes com CMLA pelo método de ELISA (enzyme labeling immunoassay absorbant) para o VEGF165 e o HIF-1?. O tratamento neoadjuvante foi realizado em todas as pacientes com docetaxel e epirrubicina. O tempo médio de seguimento foi de 56 meses. RESULTADOS: Uma análise univariada demonstrou que o HIF-1? está significantemente relacionado à SLD (P =.0238) e à SG (P = .0121) com as pacientes HER-2 positivas. Não houve diferença significante para a SLD ou SG no que diz respeito aos receptores de hormônio, comprometimento axilar ou grau tumoral. Os valores de VEGF foram maiores no grupo de pacientes RE+ do que no grupo RE negativo (P =.01). Inversamente os valores de HIF-1? foram menores no grupo RE+ comparados ao grupo RE - (P =.02). Pacientes com recorrência óssea apresentaram uma tendência a apresentarem valores de VEGF menores (media, 175.7 pg/ml) do que aquelas com recorrência visceral (441 pg/ml). Uma análise multivariada demonstrou o comprometimento axilar (P =.0004), receptores de estrógeno (ER) (P < .0001), e tamanho do tumor (P = .0085) como fatores independentes de SLD. O HIF-1? foi tido como um fator independente preditivo de SG (P =.0180). Não houve diferença estatisticamente significante entre os valores plasmáticos de HIF-1? ou VEGF nos períodos pré e pós quimioterapia. CONCLUSÕES: Os resultados sugerem que o nível plasmático do HIF-1? é preditivo de SLD e SG nas pacientes com CMLA apresentando uma sobreposição as pacientes HER-2 positivas. As dosagens de VEGF podem ser preditivas de resposta e prognóstico no tratamento neoadjuvante, mas são necessários novos estudos prospectivos comparados ao HIF-1? para conclusões mais consistentes. / To determine the predictive and prognostic value of vascular endothelial growth factor (VEGF) and Hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1?) for relapse-free survival (RFS) and overall survival (OS) in locally advanced breast cancer (LABC) primarily submitted to neoadjuvant chemotherapy. MATERIALS AND METHODS: VEGF and HIF were quantitatively measured in plasma sample from 36 consecutive patients with LABC using an enzyme immunoassay for human VEGF165 and HIF-1?. Neoadjuvant treatment was given to all patients as docetaxel and epirrubicin. The follow-up median time was 56 months. RESULTS: Univariate analysis showed that HIF-1? is a significant predictor of RFS ( P = .0238) and OS (P = 0121) in HER-2 positive patients. No significant difference was seen in RFS or OS related to hormonal receptor, axillary status or tumoral grade. The VEGF level was higher in the group of patients who ER was positive than ER negative (P = .01). On the other hand, the HIF-1? level is higher in ER negative patients than ER positive ( P=.02). Patients with bone recurrences tended to have lower VEGF plasma level (median, 175.7 pg/ml) than patients with visceral metastasis (441 pg/ml). Multivariate analysis showed nodal status (P = .0004), estrogen receptor (ER) status (P < .0001), and tumor size (P = .0085) to be independent predictors of RFS. HIF-1? was found to be an independent predictor of OS (P = .0180). No statistically differences were observed related to pre and post chemotherapy period in HIF-1? or VEGF measurements. CONCLUSION: The results suggest that high level of plasma HIF-1? is associated to HER-2 over expression and they are major predictive factors of RFS and OS in LABC. VEGF content might also predict outcome after neoadjuvant treatment, however further studies in a prospective setting with HIF-1? homologous treatments are required.

Rica em compostos bioativos, a própolis é amplamente utilizada na medicina alternativa como agente preventivo e/ou terapêutico. Neste trabalho, avaliamos o impacto de frações ricas em polifenóis de diferentes própolis no processo de angiogênese na aterosclerose. Foram utilizadas as seguintes amostras de própolis: Red (vermelho, Alagoas-Brasil), Green (verde, Minas Gerais-Brasil) e Brown (marrom, Temuco-Chile), com concentrações semelhantes de polifenóis totais (~32%), porém com diferentes perfis de compostos fenólicos. A suplementação (250 mg/Kg/dia) de camundongos knockout para o receptor de LDL (LDLr-/-) com os polifenóis demonstrou que no protocolo de lesão inicial (LI) os grupos suplementados apresentaram menor (p<0,05) área de lesão (Green, 726&#181;m2; Red, 519&#181;m2; Brown, 698&#181;m2) em relação ao controle (GC, 1184&#181;m2). Em contraste, no protocolo de lesão avançada (LA) apenas o grupo Red (1082&#181;m2) apresentou menor (p<0,05) área de lesão em relação ao GC (1598&#181;m2). Em ambos os protocolos (LI e LA) observou-se redução (p<0,05) na expressão de importantes genes envolvidos no processo de angiogênese (VEGF, MMP9, PDGF e PECAM). No entanto, apenas o grupo tratado com a própolis Red foi capaz de aumentar (p<0,05) a expressão de TIMP-1 no protocolo de LI. Todos os tratamentos inibiram (p<0,05), em cerca de 45%, a migração de células endoteliais (CE), bem como cerca de 55% do brotamento de tubos de anéis de aorta, em relação ao controle e ao redor de 50% da formação de novos vasos na membrana corioalantóica de embrião de galinha (CAM). Ao investigar o mecanismo de ação dos polifenóis, observamos que os polifenóis da própolis Red (PRP) mostraram-se mais eficazes em modular a expressão do Fator induzido por Hipóxia-1 alfa (HIF-1&#945;), de modo dose/tempo dependente em células endoteliais. Adicionalmente, os polifenóis da própolis Red (PRP) reduziram a expressão de genes alvos regulados por HIF-1&#945; como GLUT-1 e ADM, além de inibir a expressão gênica e a secreção de VEGF em meio de cultura. Em presença dos PRP, a degradação de HIF-1&#945; foi exarcebada e, utilizando-se células RCC4/pVHL (células de carcinoma renal com VHL reintroduzido), observou-se que PRP induzem a desestabilização de HIF-1&#945; acelerando sua degradação dependente de pVHL. Em células endoteliais, pVHL foi superexpresso devido à inibição de Cdc42, um repressor de pVHL. Conclui-se que os polifenóis oriundos das própolis Green, Red e Brown possuem potencial anti-aterogênico através da inibição da expressão de moléculas inflamatórias e angiogênicas, principalmente quando suplementados ao início do desenvolvimento da lesão aterosclerótica. Além disso, os polifenóis da própolis Red inibem o processo de angiogênese, aumentando a desestabilização de HIF-1&#945; pelo aumento da degradação via pVHL e induzindo sua expressão em função da repressão de Cdc42. / Propolis is rich in bioactive compounds and widely used in alternative medicine as a preventive agent and/or in therapy. We evaluate the impact of polyphenol-rich fractions of propolis from different origins and types in the angiogenesis process in atherosclerotic lesions. The following samples of propolis were used: Red (red, Alagoas, Brazil), Green (green, Minas Gerais, Brazil) and Brown (brown, Temuco, Chile), with similar concentrations of total polyphenols (~ 32%) but with different profiles of phenolic compounds. Supplementation (250 mg / kg / day) of knockout mice for the LDL receptor (LDLr-/ -) with polyphenols showed that in the initial lesion (LI) protocol supplemented groups had lower (p<0.05) lesion area (Green, 726&#181;m2; Red, 519&#181;m2; Brown 698&#181;m2) compared to control (GC, 1184&#181;m2). In contrast, in the advanced lesions (LA) protocol only the Red group (1082&#181;m2) had smaller lesion area (p<0.05) compared to GC (1598&#181;m2). In both protocols (LI and LA) a reduction (p<0.05 of important genes expression involved in angiogenesis (VEGF, MMP9, PDGF and PECAM) was observed. However, only the group treated with Red propolis was able to increase (p <0.05) the expression of TIMP-1 in the LI protocol. The treatments with all types of propolis inhibited (p<0.05), about 45% the migration of endothelial cells (EC), approximately 55% of tubes formation in aortic rings and almost 50% of formation of new vessels in the chorioallantoic membrane of chick embryo (CAM) compared to the control. While investigating the mechanism of polyphenols action, it was found that polyphenols from Red propolis (PRP) were more effective in modulating the expression of hypoxia-induced factor-1 alpha (HIF-1&#945;) in a dose/time dependent way in EC. Additionally, the polyphenols from red propolis (PRP) reduced the expression of target genes regulated by HIF-11&#945; as GLUT-1, ADM, VEGF besides the VEGF protein secretion in the EC culture medium. In the presence of PRP, the degradation of HIF-11&#945; was exacerbated in RCC4/pVHL cells (renal cell carcinoma with VHL reintroduced); moreover, PRP induced destabilization of HIF-11&#945; accelerating the degradation of this transcription factor by a pVHL-dependent patway. In EC, pVHL was over expressed by inhibition of Cdc42, a repressor of pVHL. We conclude that the polyphenols from Green, Red and Brown propolis have anti-atherogenic potential by inhibiting the expression of angiogenic and inflammatory genes, especially when supplemented at an early stage of the atherosclerotic lesion development. In addition, the polyphenols from Red propolis inhibit the angiogenesis process by increasing the destabilization of HIF-11&#945; via over expression of pVHL-degradation induced by repressed Cdc42 function.

Determinar o valor prognóstico e preditivo do VEGF (vascular endothelial growth factor) e do HIF-1? (Hypoxia-inducible factor-1) em relação à sobrevida livre de doença (SLD) e sobrevida global (SG) em pacientes com carcinoma de mama localmente avançado (CMLA) tratadas primariamente pela quimioterapia neoadjuvante. MATERIAIS E METODOS: VEGF e HIF foram quantificados consecutivamente em plasma de 36 pacientes com CMLA pelo método de ELISA (enzyme labeling immunoassay absorbant) para o VEGF165 e o HIF-1?. O tratamento neoadjuvante foi realizado em todas as pacientes com docetaxel e epirrubicina. O tempo médio de seguimento foi de 56 meses. RESULTADOS: Uma análise univariada demonstrou que o HIF-1? está significantemente relacionado à SLD (P =.0238) e à SG (P = .0121) com as pacientes HER-2 positivas. Não houve diferença significante para a SLD ou SG no que diz respeito aos receptores de hormônio, comprometimento axilar ou grau tumoral. Os valores de VEGF foram maiores no grupo de pacientes RE+ do que no grupo RE negativo (P =.01). Inversamente os valores de HIF-1? foram menores no grupo RE+ comparados ao grupo RE - (P =.02). Pacientes com recorrência óssea apresentaram uma tendência a apresentarem valores de VEGF menores (media, 175.7 pg/ml) do que aquelas com recorrência visceral (441 pg/ml). Uma análise multivariada demonstrou o comprometimento axilar (P =.0004), receptores de estrógeno (ER) (P < .0001), e tamanho do tumor (P = .0085) como fatores independentes de SLD. O HIF-1? foi tido como um fator independente preditivo de SG (P =.0180). Não houve diferença estatisticamente significante entre os valores plasmáticos de HIF-1? ou VEGF nos períodos pré e pós quimioterapia. CONCLUSÕES: Os resultados sugerem que o nível plasmático do HIF-1? é preditivo de SLD e SG nas pacientes com CMLA apresentando uma sobreposição as pacientes HER-2 positivas. As dosagens de VEGF podem ser preditivas de resposta e prognóstico no tratamento neoadjuvante, mas são necessários novos estudos prospectivos comparados ao HIF-1? para conclusões mais consistentes. / To determine the predictive and prognostic value of vascular endothelial growth factor (VEGF) and Hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1?) for relapse-free survival (RFS) and overall survival (OS) in locally advanced breast cancer (LABC) primarily submitted to neoadjuvant chemotherapy. MATERIALS AND METHODS: VEGF and HIF were quantitatively measured in plasma sample from 36 consecutive patients with LABC using an enzyme immunoassay for human VEGF165 and HIF-1?. Neoadjuvant treatment was given to all patients as docetaxel and epirrubicin. The follow-up median time was 56 months. RESULTS: Univariate analysis showed that HIF-1? is a significant predictor of RFS ( P = .0238) and OS (P = 0121) in HER-2 positive patients. No significant difference was seen in RFS or OS related to hormonal receptor, axillary status or tumoral grade. The VEGF level was higher in the group of patients who ER was positive than ER negative (P = .01). On the other hand, the HIF-1? level is higher in ER negative patients than ER positive ( P=.02). Patients with bone recurrences tended to have lower VEGF plasma level (median, 175.7 pg/ml) than patients with visceral metastasis (441 pg/ml). Multivariate analysis showed nodal status (P = .0004), estrogen receptor (ER) status (P < .0001), and tumor size (P = .0085) to be independent predictors of RFS. HIF-1? was found to be an independent predictor of OS (P = .0180). No statistically differences were observed related to pre and post chemotherapy period in HIF-1? or VEGF measurements. CONCLUSION: The results suggest that high level of plasma HIF-1? is associated to HER-2 over expression and they are major predictive factors of RFS and OS in LABC. VEGF content might also predict outcome after neoadjuvant treatment, however further studies in a prospective setting with HIF-1? homologous treatments are required.

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Abstract Breast cancer is the most common cancer affecting the female population of the Western world. It is a heterogeneous disease entity that encompasses tumors with remarkably different forms of behaviour, and it is therefore vital to distinguish patients with good and poor prognoses. The classical prognostic and predictive factors for breast cancer serve as tools for clinical oncologists when planning treatment, but the growing awareness of breast cancer biology is bringing about a need for novel prognostic and predictive biomarkers. This thesis examines the prognostic significance of hypoxia response and cell cycle regulators in ductal breast cancer and in triple-negative breast cancer (negative for hormone receptors and human epidermal growth factor receptor 2), concluding that PHD2 and PHD3 are associated with a good prognosis, while the role of PHD1 is controversial, as it is associated with proliferation in ductal breast cancer but with node-negative status in triple-negative breast cancer. In our experiments HIF-1&#945; redeemed its role as a marker of an adverse prognosis, whereas the role of HIF-2&#945; appeared to be the opposite. Our data suggest that PHDs can have other targets than the HIF-&#945;s, and that triple-negative breast tumors express more HIF-1&#945; and less HIF-2&#945; and PHD3 than those with a good prognosis. Furthermore, we identified cyclin D1 as a biomarker with independent prognostic significance in ductal breast cancer, being associated with good prognostic factors and a better outcome, whereas the opposite was seen in triple-negative breast cancer. CDK4 was associated with high proliferation in triple-negative breast cancer. In addition, high levels of p16 correlated with increased survival in breast cancer patients independently of receptor status. / Tiivistelmä Rintasyöpä on naisten yleisin syöpä läntisessä maailmassa. Rintasyöpä on heterogeeninen tautiryhmä, jossa kasvaimet vaihtelevat biologiselta käyttäytymiseltään huomattavasti. Tästä syystä on tärkeää erottaa hyvä- ja huonoennusteiset potilaat. Syöpälääkärit käyttävät klassisia ennustetekijöitä hoitopäätöksiä tehdessään, mutta lisääntynyt tieto rintasyövän biologiasta on saanut aikaan tarpeen löytää uusia ennustetekijöitä. Tässä väitöskirjatyössä tutkimme hypoksiavasteen ja solusyklin säätelijöiden ennusteellisuutta duktaalisessa rintasyövässä sekä kolmoisnegatiivisessa (ei ilmennä hormonireseptoreita eikä epidermaalikasvutekijäreseptoria) rintasyövässä. PHD2 ja PHD3:n vahva ilmentyminen liittyi parempaan ennusteeseen, mutta PHD1:n esiintymisen vaikutus oli ristiriitainen. PHD1:n ilmentyminen liittyi lisääntyneeseen solujakautumiseen duktaalisessa rintasyövässä, mutta kolmoisnegatiivisessa rintasyövässä sen esiintyminen liittyi vähentyneeseen imusolmukemetastasointiin. Tutkimuksessamme HIF-1&#945; osoittautui huonon ennusteen merkiksi. Sitä vastoin HIF-2&#945;:n ilmentymisen vaikutus näytti liittyvän parempaan ennusteeseen. Tuloksemme osoittavat, että PHD-entsyymeillä on mahdollisesti muitakin kohteita kuin HIF-&#945;:t. Osoitimme myös, että HIF-1&#945;:n ilmentyminen on yleisempää ja HIF-2&#945;:n sekä PHD3:n ilmentyminen vähäisempää kolmoisnegatiivisessa kuin duktaalisessa rintasyövässä. Lisäksi totesimme, että sykliini D1 on itsenäinen ennustetekijä liittyen parempaan ennusteeseen duktaalisessa rintasyövässä. Huomioitavaa on kuitenkin, että kolmoisnegatiivisessa rintasyövän alaryhmässä sykliini D1:n esiintyminen oli huonon ennusteen merkki. CDK4 osoittautui voimakkaan proliferaation merkiksi kolmoisnegatiivisessa rintasyövässä. Lisäksi osoitimme, että p16:n ilmentyminen liittyy parempaan ennusteeseen sekä duktaalisessa rintasyövässä että kolmoisnegatiivisessa rintasyövässä.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第18883号 / 医博第3994号 / 新制||医||1009(附属図書館) / 31834 / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 岩井 一宏, 教授 野田 亮, 教授 藤田 潤 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DGAM

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.