Τα τελευταία χρόνια μια πληθώρα ερευνητικών εργασιών συσχετίζει την παραγωγή των δραστικών μορφών οξυγόνου (ROS) με ποικίλες κυτταρικές λειτουργίες. Στο επίπεδο του κυττάρου, η παραγωγή ROS δύναται να προκληθεί τόσο υπό την επίδραση φυσιολογικών ερεθισμάτων (όπως ορμόνες και κυτταροκίνες) όσο και από εξωγενείς παράγοντες (όπως μικροοργανισμοί και ακτινοβολία). Η αυξημένη παραγωγή ROS ενέχεται στην παθογένεση διαφόρων ασθενειών, όπως του καρκίνου, της αθηροσκλήρωσης και της ρευματοειδούς αρθρίτιδας. Αν και σε υψηλές συγκεντρώσεις οι ROS καθίστανται κυτταροτοξικές, σε χαμηλά επίπεδα φαίνεται να δρουν ως ειδικά μόρια που συμμετέχουν στη μεταγωγή σήματος. Ανάμεσα στις ROS, ιδιαίτερο ενδιαφέρον προσελκύει το Η2Ο2, το οποίο λόγω της σχετικής σταθερότητας, της έλλειψης πολικότητας και του μικρού μοριακού μεγέθους, είναι ιδανικός υποψήφιος μεσολαβητής στη μεταγωγή σήματος στο εσωτερικό των κυττάρων. Η heparin affin regulatory peptide (HARP) είναι αυξητικός παράγοντας με σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του καρκίνου και στην αγγειογένεση. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η επίδραση του Η2Ο2 στον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των ανθρώπινων καρκινικών κυττάρων προστάτη LNCaP και των ενδοθηλιακών κυττάρων από φλέβα ομφάλιου λώρου (HUVEC), καθώς και στην αγγειογένεση in vivo στο μοντέλο της χοριοαλλαντοϊκής μεμβράνης (CAM) εμβρύου όρνιθας. Μελετήθηκε επίσης η πιθανή εμπλοκή της HARP στη δράση του Η2Ο2. Βρέθηκε ότι εξωγενώς χορηγούμενο Η2Ο2 επάγει τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των κυττάρων HUVEC και την αγγειογένεση in vivo στην CAM εμβρύου όρνιθας. Επιπρόσθετα, το Η2Ο2 αύξησε τα επίπεδα της πρωτεΐνης HARP in vitro και in vivo. Το U0126 και η κουρκουμίνη ανέστειλαν τόσο την αύξηση των επιπέδων της πρωτεΐνης HARP, όσο και τον πολλαπλασιασμό των HUVEC που επάγονται από το Η2Ο2. Σε συμφωνία με τα παραπάνω, βρέθηκε ότι το Η2Ο2 επάγει τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των κυττάρων LNCaP. Επιπλέον, προκάλεσε αύξηση των επιπέδων του mRNA και της πρωτεΐνης HARP, με τρόπο εξαρτώμενο από τη συγκέντρωση και το χρόνο. Η HARP φαίνεται να μεσολαβεί στις δράσεις του Η2Ο2, καθώς σε κύτταρα LNCaP στα οποία έχει κατασταλεί η έκφρασή της δεν εκδηλώθηκαν οι διεγερτικές δράσεις του Η2Ο2. Η κουρκουμίνη και ολιγονουκλεοτίδια-δολώματα έναντι του AP-1 ανέστειλαν τόσο την έκφραση της HARP, όσο και τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των κυττάρων LNCaP που επάγονται από το Η2Ο2. Μετά από εισαγωγή της ρυθμιστικής περιοχής του γονιδίου της HARP σε πλασμιδιακό φορέα ανοδικά γονιδίου αναφοράς, το Η2Ο2 αύξησε με χρόνο-εξαρτώμενο τρόπο τη δραστηριότητα του υποκινητή του συγκεκριμένου γονιδίου. Η επαγωγική αυτή δράση ανεστάλη όταν εισήχθησαν σημειακές μεταλλαγές σε τουλάχιστον μία από τις δύο πιθανές αλληλουχίες δέσμευσης του AP-1. Η επίδραση του Η2Ο2 φαίνεται να οφείλεται στη δέσμευση των Fra-1, JunD και της ενεργού μορφής της c-Jun στη ρυθμιστική περιοχή του γονιδίου της HARP. Συμπερασματικά, στην παρούσα εργασία ενισχύεται η άποψη ότι η HARP διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των κυττάρων. Επίσης, προτείνεται ότι το γονίδιο της HARP παρουσιάζει ευαισθησία σε μεταβολές της οξειδωτικής κατάστασης του κυττάρου, καθώς η έκφρασή της επάγεται σε χαμηλές συγκεντρώσεις Η2Ο2. Τέλος, αναδεικνύεται η εμπλοκή συγκεκριμένων συμπλόκων του AP-1 στη ρύθμιση της μεταγραφικής δραστηριότητας του γονιδίου της HARP και των επακόλουθων βιολογικών δράσεων σε απόκριση στο Η2Ο2. / A growing body of evidence correlates the production of Reactive Oxygen Species (ROS) with many aspects of cell functions. Cellular ROS production can be augmented by the action of hormones, cytokines, and other physiological stimuli and also by external factors, such as xenobiotics or irradiation. Increased ROS production has been implicated in the pathogenesis of several diseases, such as cancer, atherosclerosis, rheumatoid arthritis and ischemia/reperfusion injury. Although ROS may be cytotoxic when produced in excess, at moderate levels they may act as specific signalling molecules. Among different ROS, H2O2 possesses the properties of relative stability, neutrality and small size, which make it an ideal candidate for a signalling molecule. Heparin affin regulatory peptide (HARP) is a mitogenic and angiogenic growth factor and plays a significant role on tumor growth and angiogenesis. In the present study we found that exogenous H2O2 significantly induced human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) proliferation and migration, and angiogenesis in the in vivo chorioallantoic membrane assay. In addition, it increased HARP protein amounts in vitro and in vivo. U0126 and curcumin abrogated both H2O2-induced HARP protein amounts increment and HUVEC proliferation. In the same line, exogenous H2O2 significantly induced human prostate cancer LNCaP cell proliferation and migration. Moreover, H2O2 significantly increased HARP mRNA and protein amounts in a concentration- and time-dependent manner. HARP seems to be involved in the stimulatory effect of H2O2, since the latter had no effect on stably transfected LNCaP cells that did not express HARP. Curcumin and AP-1 decoy oligonucleotides abrogated both H2O2-induced HARP expression and LNCaP cell proliferation and migration. H2O2 increased luciferase activity of the 5’-flanking region of the HARP gene introduced in a reporter gene vector, an effect that was abolished when even one of the two putative AP-1 binding sites of the HARP promoter was mutated. The effect of H2O2 seems to be due to binding of Fra-1, JunD and phospho-c-Jun to the HARP promoter. In conclusion, H2O2 up-regulates HARP expression through the induction of specific AP-1 dimers, leading to increased cell proliferation and migration.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/211 |
| Date | 10 June 2007 |
| Creators | Πολυτάρχου, Χρήστος |
| Contributors | Παπαδημητρίου, Ευαγγελία, Polytarchou, Christos, Παπαπετρόπουλος, Ανδρέας, Πουλάς, Κωνσταντίνος, Καραμάνος, Νικόλαος, Κατσώρης, Παναγιώτης, Κορδοπάτης, Παύλος, Τζάρτος, Σωκράτης |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
Page generated in 0.0062 seconds