Abstract
As mudanças epigenéticas, incluindo a metilação do DNA aberrante, resultar na expressão do gene alterado e desempenham um importante papel na carcinogênese. Fitoquímicos, tais como o sulforafano (SFN) e 3,3′-diindolylmethane (DIM) são promissores agentes quimiopreventivos para o tratamento de cancro da próstata. Ambos têm sido mostrados para induzir a re-expressão de genes, incluindo genes supressores de tumores silenciados em células de cancro, através da modulação de epigenética marcas incluindo a metilação de DNA. No entanto, não ficou claro os efeitos do SFN e DIM na metilação do DNA em escala genômica. O objetivo deste estudo foi determinar os efeitos do genoma do SFN e DIM na metilação do promotor em células epiteliais da próstata normais e células cancerosas da próstata. Ambos SFN e tratamento DIM diminuição da expressão de DNA metiltransferase em células normais epiteliais da próstata (Prec) e as células cancerosas (LnCAP) e andrógeno-independente andrógeno-dependentes (PC3) da próstata. Os efeitos do SFN e DIM sobre perfis de metilação do promotor em PrEC normal, LnCAP e células cancerosas da próstata PC3 foram determinadas usando imunoprecipitação metil-DNA seguido por matriz de metilação do DNA do genoma. Nós mostrou mudanças generalizadas nos padrões de metilação do promotor, incluindo tanto o aumento e diminuição da metilação, em todas as linhas de células de três próstata em resposta ao SFN ou tratamentos DIM. Em particular, SFN e DIM metilação do promotor alterado em conjuntos distintos de genes em PrEC, LnCAP e células PC3, mas compartilhada genes alvos semelhantes dentro de uma única linha de células. Nós ainda mostrou que SFN e DIM reverteu muitas das alterações de metilação associados ao câncer, incluindo genes metilados de forma aberrante que estão desregulados ou são altamente envolvidas na progressão do cancro. No geral, nossos dados sugerem que tanto SFN e DIM são moduladores epigenéticos que têm efeitos amplos e complexos nos perfis de metilação do DNA em ambas as células epiteliais da próstata normais e cancerosos. Os resultados de nosso estudo pode fornecer novos insights sobre os mecanismos epigenéticos pelo qual SFN e DIM exercem os seus câncer efeito quimiopreventivo
Citation:. Wong CP, Hsu A, Buchanan A, Palomera-Sanchez Z, Beaver LM, Houseman EA , et ai. (2014) Efeitos do sulforafano e 3,3′-Diindolylmethane na metilação do promotor Genome-Wide em células normais da próstata células epiteliais e do cancro da próstata. PLoS ONE 9 (1): e86787. doi: 10.1371 /journal.pone.0086787
editor: Bernard W. Futscher, da Universidade do Arizona, Estados Unidos da América
Recebido: 17 Agosto, 2013; Aceito: 13 de dezembro de 2013; Publicação: 22 de janeiro de 2014
Direitos de autor: © 2014 Wong et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados
Financiamento:. Este trabalho foi financiado pelo NIH concede CA90890, CA65525, CA122906, CA122959, CA80176, R01GM104977, e pelo NIEHS Centro P30 concessão ES00210. Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito
CONFLITO DE INTERESSES:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes
Introdução mecanismos
epigenéticas são essenciais para regular e manter padrões de expressão de genes. processos epigenética desregulada, incluindo a metilação de ADN aberrante, modificação da histona, e perfis de microRNA, conduzir a expressão do gene alterada e função e desempenham um papel importante na carcinogénese. Em particular, grandes alterações em padrões de metilação de ADN são observadas durante a iniciação e progressão do cancro, caracterizado por hipometilação de DNA global e específica do local, bem como a hipermetilação do promotor específico do gene de [1], [2]. hipometilação de ADN em cancro podem contribuir para a instabilidade do genoma e aumento da expressão de oncogenes. Por outro lado, a hipermetilação do ADN pode levar ao silenciamento de genes supressores de tumores, factores de transcrição, assim como genes envolvidos na regulação do ciclo celular e apoptose. O estabelecimento ea manutenção de padrões de metilação do DNA são mediadas por metiltransferases de DNA (DNMTs) [3]. A sobre-expressão de DNMTs é observado em muitos cancros, incluindo leucemia [4], o cancro do pâncreas [5], o cancro gástrico [6], o cancro do pulmão [7], e cancro da próstata [8], e expressão DNMT desregulado provável é um dos contribuindo fatores que levam a padrões de metilação do DNA aberrante durante a progressão do câncer. Ao contrário de mutações genéticas, alterações epigenéticas são potencialmente reversíveis e representam um alvo atraente e promissor para as estratégias de quimioprevenção do câncer. Muitas drogas epigenéticas desenvolvidos para reverter metilação do DNA e modificação da histona aberrações no cancro estão atualmente sob investigação. Em adição aos agentes farmacológicos, um número crescente de micronutrientes essenciais e fitoquímicos dietéticos têm sido mostrados para agir como moduladores epigenética, e são candidatos atraentes para utilização em terapia epigenética [9], [10]. A capacidade dos fatores dietéticos para exercer efeitos epigenéticos ressalta a importância potencial de nutrientes específicos e fitoquímicos bioativos em estratégias de regulação e quimioprevenção do câncer epigenética.
O câncer de próstata é o segundo câncer diagnosticado mais comum em homens nos Estados Unidos [11 ]. A dieta é um fator de risco modificável e pode influenciar a suscetibilidade ao desenvolvimento do câncer de próstata. o risco de cancro da próstata tem sido demonstrado para ser inversamente correlacionado com o consumo de vegetais crucíferos [12], [13]. Em particular, o sulforafano (SFN) e 3,3′-diindolylmethane (DIM), dois fitoquímicos derivados de glucosinolatos em vegetais crucíferos têm demonstrado ser agentes quimiopreventivos eficazes contra o cancro da próstata [14], [15]. SFN é um isotiocianato derivado da hidrólise de glucorafanina, e DIM é um produto de condensação de ácido importante de indole-3-carbinol (I3C), um produto de hidrólise de glucobrassicina. Os efeitos anti-cancro de ambos SFN e DIM são multi-facetada, envolvendo vários mecanismos quimiopreventivos, incluindo a indução de enzimas de fase 2, aumento da apoptose, induo da paragem do ciclo celular, e a inibição da proliferação celular. Mais recentemente, aumentando as evidências indicam que SFN e DIM também pode atuar como epigenética moduladores e exercer propriedades anti-câncer, visando marcas epigenéticas em células cancerosas da próstata. Por exemplo, SFN e DIM pode inibir a actividade da desacetilase de histona (HDAC), alterar a expressão de HDAC, e resultar na re-expressão de genes supressores de tumor [16], [17]. Nós e outros autores mostraram que pode inibir a expressão do SFN DNMT e alterar a metilação do DNA em células da próstata e cancro da mama, o que representa um novo mecanismo pelo qual a quimioprevenção do SFN epigeneticamente regula a expressão de genes [18] – [20]. Os efeitos duplos da SFN sobre a inibição de HDAC e metilação do DNA torná-lo um agente de quimioprevenção dietética atraente. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos do SFN em outros genes alvos aberrante metilados, e se SFN ter efeitos diferenciais sobre a metilação do DNA em células da próstata normais e cancerosos. Além disso, ele continua a ser determinado se DIM podem igualmente exercer efeitos epigenéticos dupla e modulam a metilação do DNA em células de câncer de próstata.
Este estudo foi realizado para determinar os efeitos do genoma do SFN e DIM na metilação do promotor em células epiteliais prostáticas normais e células de cancro da próstata. Nossa hipótese é que tanto SFN e DIM são moduladores nutricionais eficazes de metilação do DNA devido aos seus efeitos inibidores na expressão DNMT. Nós supomos ainda que SFN e DIM pode diferencialmente afetar os perfis de metilação do promotor em células epiteliais da próstata normais e cancerosas, e inverter genes metilados aberrantes em células cancerosas da próstata. Nosso estudo irá aumentar a nossa compreensão das metas de metilação do SFN e DIM, e fornecer insights sobre os mecanismos epigenéticos pelo qual SFN e DIM exercem os seus câncer efeito quimiopreventivo.
Materiais e Métodos
Cultura de Células e condições de tratamento
células epiteliais da próstata humana normais (PrEC) foram obtidos a partir de Lonza (Allendale, NJ) e cultivadas em meio basal contendo suplementos PrEC PrEGM SingleQuot Kit e factores de crescimento (Lonza, Allendale, NJ). As células humanas de cancro dependentes de androgénio da próstata epiteliais (LnCAP) e células epiteliais de cancro da próstata independente de androgénios (PC3) foram obtidas da American Type Culture Collection (Manassas, VA), e cultivadas em meios RPMI 1640 suplementados com soro fetal bovino a 10%. Todas as células foram cultivadas numa incubadora humidificada a 5% de CO
2 e 37 ° C. SFN (LKT Laboratories, St. Paul, MN) e DIM (Sigma, St. Louis, MO) foram dissolvidos em dimetilsulfóxido (DMSO). PrEC, LnCAP, e PC3 células foram tratadas com o controlo de veículo (0,03% de DMSO), 15 uM SFN, ou 15