Ukr.Biochem.J. 2021; Том 93, № 6, листопад-грудень, c. 46-54

doi: https://doi.org/10.15407/ubj93.06.046

Позаклітинні везикули, що продукуються клітинами аденокарциноми грудної залози миші лінії 4Т1 з надекспресією чи пригніченою експресією адаптерного протеїну Ruk/CIN85, модулюють біологічні відповіді клітин 4Т1 дикого типу в залежний від походження спосіб

А. Ю. Живоложний1,2*, І. Р. Горак1, Д. С. Геращенко1, М. О. Гомозкова3,
О. О. Гудкова1, С. Дж. Вайніо2, А. А. Самойленко2, Л. Б. Дробот1

1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
2Факультет біохімії та молекулярної медицини, Університет Оулу, Фінляндія;
3Університет Брігама Янга – Айдахо, Рексбург, США;
*e-mail: ppndl2@gmail.com

Отримано: 02 листопада 2021; Затверджено: 12 листопада 2021

Позаклітинні везикули (ПВ) секретуються більшістю типів клітин як за фізіологічних, так і за патологічних станів, і активно беруть участь в міжклітинній комунікації. Спосіб дії ПВ залежить від їх вмісту. Під час канцерогенезу вони відіграють важливу роль в ініціюванні пухлинного росту, рецидивуванні, метастазуванні й розвитку стійкості до терапії. Маркерні протеїни ПВ Alix і Tsg101, залучені до формування мультивезикулярних тілець (MVPs), а також кортактин, що стимулює секрецію ПВ, є зв’язувальними партнерами адаптерного протеїну Ruk/CIN85. Метою цього дослідження було проаналізувати регуляторні ефекти ПВ, що продукуються клітинами 4Т1 із надекспресією (RukUp) чи пригніченою експресією (RukDown) адаптерного протеїну Ruk/CIN85 на біологічні відповіді (проліферацію, міграційну та інвазійну активності) вихідних клітин 4Т1 WT. ПВ із кондиційованого середовища клітин 4Т1 RukUp або RukDown ізолювали шляхом диференційного центрифугування з подальшим очищенням за допомогою набору Exo-spin™ kit (Cell Guidance Systems). Кількість і розміри ПВ аналізували методом відстеження наночастинок NTA (Malvern Panalytical NanoSight NM300). Вміст маркерних протеїнів і Ruk/CIN85 в ізольованих ПВ аналізували методом Вестерн-блот аналізу. Життєздатність, рухливість і інвазивність клітин 4T1 WT за дії ПВ досліджували за допомогою МТТ-тесту, тесту на заростання подряпини і модифікованої камери Бойдена, відповідно. Вперше продемонстровано, що адаптерний протеїн Ruk/CIN85 є складовим компонентом ПВ, що продукуються клітинами лінії 4Т1. Також, було показано, що ПВ, які продукуються клітинами 4Т1 з різними рівнями експресії Ruk/CIN85, характеризуються специфічними профілями вмісту множинних молекулярних форм цього протеїну. Встановлено, що здатність ПВ модулювати проліферацію, рухливість і інвазивність клітин 4T1 WT in vitro корелює з біологічними властивостями клітин 4Т1, які продукують ПВ (високоінвазивні клітини RukUp або низькоінвазивні клітини RukDown). Одержані дані свідчать про те, що адаптерний протеїн Ruk/CIN85 є не лише складовим компонентом вмісту ПВ, що продукуються аденокарциномними клітинами грудної залози, але й залежно від вмісту в ПВ відіграє активну роль у контролі канцерогенезу.

Ключові слова: , , , , ,


Посилання:

  1. Green TM, Alpaugh ML, Barsky SH, Rappa G, Lorico A. Breast Cancer-Derived Extracellular Vesicles: Characterization and Contribution to the Metastatic Phenotype. Biomed Res Int. 2015;2015:634865. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. Peng J, Wang W, Hua S, Liu L. Roles of Extracellular Vesicles in Metastatic Breast Cancer. Breast Cancer (Auckl). 2018;12:1178223418767666. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  3. Cho JA, Park H, Lim EH, Lee KW. Exosomes from breast cancer cells can convert adipose tissue-derived mesenchymal stem cells into myofibroblast-like cells. Int J Oncol. 2012;40(1):130-138. PubMed, CrossRef
  4. O’Brien K, Rani S, Corcoran C, Wallace R, Hughes L, Friel AM, McDonnell S, Crown J, Radomski MW, O’Driscoll L. Exosomes from triple-negative breast cancer cells can transfer phenotypic traits representing their cells of origin to secondary cells. Eur J Cancer. 2013;49(8):1845-1859. PubMed, CrossRef
  5. Ozawa PMM, Alkhilaiwi F, Cavalli IJ, Malheiros D, de Souza Fonseca Ribeiro EM, Cavalli LR. Extracellular vesicles from triple-negative breast cancer cells promote proliferation and drug resistance in non-tumorigenic breast cells. Breast Cancer Res Treat. 2018;172(3):713-723. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  6. Pawson T, Nash P. Assembly of cell regulatory systems through protein interaction domains. Science. 2003;300(5618):445-452. PubMed, CrossRef
  7. Samoylenko A, Vynnytska-Myronovska B, Byts N, Kozlova N, Basaraba O, Pasichnyk G, Palyvoda K, Bobak Ya, Barska M, Mayevska O, Rzhepetsky Yu, Shuvayeva H, Lyzogubov V, Usenko V, Savran V, Volodko N, Buchman V, Kietzmann T, Drobot L. Increased levels of the HER1 adaptor protein Rukl/CIN85 contribute to breast cancer malignancy. Carcinogenesis. 2012;33(10):1976-1984. PubMed, CrossRef
  8. Cascio S, Finn OJ. Complex of MUC1, CIN85 and Cbl in Colon Cancer Progression and Metastasis. Cancers (Basel). 2015;7(1):342-352.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Schmidt MHH, Hoeller D, Yu J, Furnari FB, Cavenee WK, Dikic I, Bögler O. Alix/AIP1 antagonizes epidermal growth factor receptor downregulation by the Cbl-SETA/CIN85 complex. Mol Cell Biol. 2004;24(20):8981-8993. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  10. Büchse T, Horras N, Lenfert E, Krystal G, Körbel s, Schümann M, Krause E, Mikkat S, Tiedge M. CIN85 interacting proteins in B cells-specific role for SHIP-1. Mol Cell Proteomics. 2011;10(10):M110.006239. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  11. Lynch DK, Winata SC, Lyons RJ, Hughes WE, Lehrbach GM, Wasinger V, Corthals G, Cordwell S, Daly RJ. A Cortactin-CD2-associated protein (CD2AP) complex provides a novel link between epidermal growth factor receptor endocytosis and the actin cytoskeleton. J Biol Chem. 2003;278(24):21805-21813. PubMed, CrossRef
  12. Sinha S, Hoshino D, Hong NH, Kirkbride KC, Grega-Larson NE, Seiki M, Tyska MJ, Weaver AM. Cortactin promotes exosome secretion by controlling branched actin dynamics. J Cell Biol. 2016 Jul 18;214(2):197-213.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  13. Heppner GH, Miller FR, Shekhar PM. Nontransgenic models of breast cancer. Breast Cancer Res. 2000;2(5):331-334. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  14. Tao K, Fang M, Alroy J, Sahagian GG. Imagable 4T1 model for the study of late stage breast cancer. BMC Cancer. 2008;8:228. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  15. Horak IR, Pasichnyk GV, Gerashchenko DS, Knopfova L, Borsig L, Drobot LB. Adaptor protein Ruk/CIN85 modulates manifestation of cancer stem cells (CSCs) features in mouse breast adenocarcinoma 4T1 cells. Dopov Nac akad nauk Ukr. 2018; 12:101-109. CrossRef
  16. Mayevska O, Shuvayeva H, Igumentseva N, Havrylov S, Basaraba O, Bobak Y, Barska M, Volod’ko N, Baranska J, Buchman V, Drobot L. Expression of adaptor protein Ruk/CIN85 isoforms in cell lines of various tissue origins and human melanoma. Exp Oncol. 2006;28(4):275-281. PubMed
  17. Horak I, Prylutska S, Krysiuk I, Luhovskyi S, Hrabovsky O, Tverdokhleb N, Franskevych D, Rumiantsev D, Senenko A, Evstigneev M, Drobot L, Matyshevska O, Ritter U, Piosik J, Prylutskyy Yu. Nanocomplex of Berberine with C 60 Fullerene Is a Potent Suppressor of Lewis Lung Carcinoma Cells Invasion In Vitro and Metastatic Activity In Vivo.  Materials (Basel). 2021;14(20):6114. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  18. Galindo-Hernandez O, Villegas-Comonfort S, Candanedo F, González-Vázquez MC, Chavez-Ocaña S, Jimenez-Villanueva X, Sierra-Martinez M, Salazar EP. Elevated concentration of microvesicles isolated from peripheral blood in breast cancer patients. Arch Med Res. 2013;44(3):208-214. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  19. Buchman VL, Luke C, Borthwick EB, Gout I, Ninkina N. Organization of the mouse Ruk locus and expression of isoforms in mouse tissues. Gene. 2002;295(1):13-17. PubMed, CrossRef
  20. Verdier F, Valovka T, Zhyvoloup A, Drobot LB, Buchman V, Waterfield M, Gout I. Ruk is ubiquitinated but not degraded by the proteasome. Eur J Biochem. 2002;269(14):3402-3408. PubMed, CrossRef
  21. Gout I, Middleton G, Adu J, Ninkina NN, Drobot LB, Filonenko V, Matsuka G, Davies AM, Waterfield M, Buchman VL. Negative regulation of PI 3-kinase by Ruk, a novel adaptor protein. EMBO J. 2000;19(15):4015-4025. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  22. Hu Y, Lu W, Chen G, Wang P, Chen Z, Zhou Y, Ogasawara M, Trachootham D, Feng L, Pelicano H, Chiao PJ, Keating MJ, Garcia-Manero G, Huang P. K-ras(G12V) transformation leads to mitochondrial dysfunction and a metabolic switch from oxidative phosphorylation to glycolysis. Cell Res. 2012;22(2):399-412. PubMed, PubMedCentral, CrossRef

Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.