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.2019年8月:95:1-10。
doi:10.1016/j.oraloncology.2019.05.027。 Epub 2019年6月4日。

细胞内钙保护素(S100A8/A9)控制头颈鳞癌上皮分化和caspase介导的EGFR裂解

附属公司

细胞内钙保护素(S100A8/A9)控制头颈鳞癌上皮分化和caspase介导的EGFR裂解

Prokopios P Argyris公司等。 口腔癌. 2019年8月.

摘要

目标:Calprotectin(S100A8/A9)在头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)中发挥抑癌作用,癌细胞中的表达与患者生存率直接相关。我们试图描述钙保护素在HNSCC中的抑制作用。

目的:(1) 研究S100A8/A9表达随口腔癌变进展的变化,(2)确定细胞内钙保护素是否可以调节HNSCC中的表皮生长因子受体(EGFR),这是一种负性预后因子。

材料和方法:用免疫组织化学(IHC)分析HNSCC标本(N=46)中S100A8/A9,包括高分化(WD,N=19)、中分化(MD,N:14)、低分化(PD,N=5)和非角化/基底样细胞(NK/BAS,N=8),以及癌前上皮发育不良(PED,N=16)。同样,在HNSCC中分析EGFR(N=21)。为了确定calprotectin和EGFR表达是否存在机械联系,使用免疫印迹和免疫荧光显微镜比较S100A8/A9表达或沉默(shRNA)的TR146 HNSCC细胞的EGFR水平和caspase-3/7活性。

结果:在正常口腔粘膜上皮中,S100A8/A9在基底上细胞的细胞质和细胞核中强烈染色;基底细胞始终为S100A8/A9阴性。在PED和HNSCC中,S100A8/A9的表达低于相邻正常上皮组织(NAT),并且在WD、MD、PD和NK/BAS HNSCC的表达逐渐下降。S100A8/A9和EGFR水平呈负相关,这是在TR146细胞沉默S100A8/A9时在体外模拟的。沉默S100A8/A9显著降低caspase-3/7活性,而EGFR水平升高。

结论:在HNSCC中,S100A8/A9与细胞分化直接相关,并似乎促进caspase-3/7介导的EGFR裂解,这可以解释为什么S100A8/A9高肿瘤患者生存时间更长。

关键词:钙卫蛋白;半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3/7;EGFR;上皮分化;头颈部鳞状细胞癌;NGF;P16+鳞状细胞癌;癌前上皮异型增生;S100A8/A9;VEGF-A;VEGF-C。

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数字

图1:
图1:。S100A8/A9在头颈部癌变分化和进展过程中的表达。
(A)正常粘膜上皮和癌前上皮发育不良(PED)的组织病理学和S100A8/A9免疫组织化学特征。钙卫蛋白复合物的S100A8和S100A9亚单位在除基底细胞层外的复层鳞状口腔上皮中广泛而强烈地表达。PED中丢失S100A8和S100A9的焦点(黑色箭头)(N=16);总体而言,与正常邻近组织(NAT)相比,免疫染色强度较弱(比例尺=200μm)。(B)HNSCC的组织病理学和S100A8/A9免疫组织化学特征。HNSCC标本(N=46)分为WD(N=19)、MD(N:14)、PD(N=5)和NK/BAS(N=8)肿瘤。WD HNSCC表现出与口腔粘膜上皮相似的表型,表现出较强的弥漫性S100A8和S100A9免疫染色。S100A8/A9在间变性PD标本中表达缺失。S100A8/A9持续阴性,p16+NK/BAS肿瘤通常失去鳞状特征(比例尺=100μm)。还显示了同种抗体阴性对照。免疫反应物的定量(C)S100A8和(D)S100A9在正常邻近上皮组织(NAT,N=8)、癌前上皮发育不良(PED,N=16)和头颈部鳞癌(HNSCC,N=46)中表达。S100A8和S100A9蛋白水平在NAT向癌前病变过渡期间逐渐降低。与NAT或高分化肿瘤相比,S100A8/A9在低分化或非角化/基底样HNSCC中接近完全缺失(中位数,**p<0.01,**p<0.001,***p<0.0001,非参数Kruskal-Wallis检验)。
图2:
图2:。Calprotectin与HNSCC中EGFR的表达呈负相关。
(A)S100A8/A9-高(N=11)和S100A8-A9-低(N=10)HNSCC中EGFR免疫反应。(B)S100A8/A9高肿瘤中膜相关免疫反应性EGFR低于S100A8/A9低肿瘤(比例尺=100μm,中位数,**p<0.01,Mann-Whitney U检验)。(C)使用S100A8和S100A9的shRNA(TR146-S100A8/A9-KD)、TR146-scrambled shRNA-control和永生化口腔角质形成细胞(TERT2)敲除之前和之后TR146细胞中的S100A8-(红色)和S100A09(绿色)。有代表性的免疫印迹(来自至少两个独立重复)显示,β-肌动蛋白用于总蛋白负荷控制。(D)沉默S100A8/A9上调EGFR蛋白表达在体外TR146、TR146-S100A8/A9-KD和TR146-shRNA对照中的EGFR(绿色)和TERT2细胞中的β-actin用于总蛋白负荷控制。所示为来自两个独立重复序列的代表性免疫印迹。表达钙保护素的TR146、TR146对照和TERT2细胞表达的EGFR蛋白少于TR146-S100A8/A9-KD。(E)用免疫荧光显微镜观察S100A8/A9-KD中相对于亲代和shRNA-control TR146细胞的EGFR(绿色)表达。DAPI(蓝色)突出显示细胞核。S100A8/A9-敲除TR146-S100A8/A9KD细胞的EGFR水平似乎高于S100A8-A9-阳性TR146和TR146-shRNA对照HNSCC细胞(至少三个生物复制品的代表性图像,比例尺=5Ĉm)。插入物中显示了阴性同型对照。(F)定量TR146、TR146-S100A8/A9-KD和TR146-shRNA对照细胞的免疫荧光密度(平均值±SEM,*p<0.05,单向Anova-Tukey HSD试验)。
图3:
图3:。S100A8/A9的缺失抑制了辐射后胱天蛋白酶3/7的凋亡活性。
(A)TR146、TR146-S100A8/A9-KD和TR146-shRNA对照组暴露于5-Gy的X射线照射下,诱导caspase介导的细胞凋亡。暴露后30分钟、3小时和24小时观察半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3/7活性。辐射敏感性、钙保护素表达、TR146和TR146-shRNA-control凋亡细胞具有许多橙红色溶酶体和不太强烈的蓝色细胞核。TR146-S100A8/A9-KD细胞似乎对X射线不太敏感,但可以避免凋亡,并显示出缺少或减少的橙红色溶酶体染色(来自三个生物复制品的代表性图像,比例尺=60μm,插图;相应高功率复制品的低倍图像)。(B)TR146、TR146-S100A8/A9-KD和TR146-shRNA对照中活化caspase-3/7的定量。随着时间的推移,X射线照射激活了表达TR146 HNSCC细胞S100A8/A9的caspase-3/7,而沉默S100A8/A9则显著降低了辐射后30分钟、3小时和24小时caspase-3/4的活性(平均值±SEM,*p<0.05,**p<0.01,单向Anova-Tukey HSD试验)。(C)将HNSCC的TCGA病例分为两组,并根据弱(百万读数,或RPM⩽100计数)或强(RPMͮ1000计数)表达水平分为低S100A8和高S100A9队列。(D) 半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1、3、7、和8S100A8/A9-低和高肿瘤标本中的表达:S100A8-A9-高HNSCC显著上调caspase mRNA水平。对S100A8/A9-低(n=89)和高(n=104)HNSCC样本进行比较分析(平均值±SEM,双尾Student t检验,方差相等)。
图4:
图4:。相对于S100A8和S100A9,正常和HNSCC样本中的EGFR、NGF、VEGF-A和VEGF-C。
(A)使用TCGA RNA-seq数据将正常邻近组织(N=43)和HNSCC(N=521)中的EGFR、NGF、VEGF-A和VEGF-C基因表达(mRNA)谱归一化为GAPDH。表达数据显示为平均值±SEM***p=0.0006(方差相等的双尾学生t检验)。(B)TCGA病例被分为两组,并如上所述分为低(n=89)和高(n=104)S100A8/A9队列。S100A8/A9高表达的HNSCC肿瘤中VEGF-A/C和NGF的mRNA表达水平显著高于低表达的HNSCC肿瘤。EGFR mRNA在S100A8/A9高低肿瘤中的表达相似。数据显示为平均值(log10)±扫描电镜**p=0.008,*p=0.02(等方差双尾学生t检验)。RPM:每百万读取数。
图5。
图5.HNSCC中S100A8/A9驱动的caspase介导的EGFR裂解的拟议保护机制。
半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1、3和7可以蛋白水解切割和翻译后修饰EGFR[20、21]。当在HNSCC肿瘤中表达时,假设钙卫蛋白增加胱天蛋白酶1、3和7的转录水平和活性,从而导致C末端膜性EGFR的翻译后蛋白水解切割。S100A8/A9相关的EGFR下调可能有助于提高S100A8/A9高HNSCC患者的总体生存率。

工具书类

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