Sumário

Microenvironment tem sido cada vez mais reconhecida como um regulador crítico da progressão do câncer. Neste estudo, foram identificadas alterações precoces no microambiente que contribuem para a progressão maligna. A exposição de células epiteliais brônquicas humanas (BEAS-2B) para metilnitrosoureia (MNU) causou uma redução na toxicidade celular e um aumento na capacidade clonogénicas, em que a temperatura foi diminuída de 37 ° C a 28 ° C. meios de adipócitos incubou-Hipotermia promoveu a proliferação de células A549. Embora um ambiente hipotérmico poderia aumentar as contagens de tumor induzida por uretano e cancro do pulmão de Lewis (LLC) metástases nos pulmões dos três raças de ratos, um aumento no tamanho do tumor poderia ser discernido apenas em ratinhos obesos alojados em hipotermia. Da mesma forma, coinjections utilizando adipócitos diferenciados e células A549 promoveu o desenvolvimento de tumores em ratinhos nus atímicos quando adipócitos foram cultivadas a 28 ° C. Por outro lado, a remoção de gordura suprimiu o crescimento de tumores em obesos C57BL /6 inoculados com células LLC. Novos estudos mostram que a hipotermia provoca uma transição epitelial-mesenquimal induzida por MNU (EMT) e protege a célula tumoral contra o controle imunológico por regulação positiva de TGF-β1. Nós também descobrimos que os adipócitos ativados desencadear a proliferação de células tumorais, aumentando quer TNF-α ou os níveis de VEGF. Estes resultados sugerem que a hipotermia ativa adipócitos para estimular o aumento do tumor e desempenham papéis críticos determinantes na progressão maligna

Citation:. Du G, Zhao B, Zhang Y, Sun T, Liu W, Li J, et al. (2013) hipotermia ativa tecido adiposo para promover maligno Lung Cancer progressão. PLoS ONE 8 (8): e72044. doi: 10.1371 /journal.pone.0072044

editor: Vladimir V. Kalinichenko, Hospital Infantil de Cincinnati Medical Center, Estados Unidos da América

Recebido: 24 Abril 2013; Aceito: 03 de julho de 2013; Publicação: 27 de agosto de 2013

Direitos de autor: © 2013 Du 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:. Os financiadores não teve nenhum papel no desenho do estudo, recolha e análise de dados, decisão de publicar ou preparação do manuscrito. Este estudo foi apoiado por subsídios da National Science Foundation Natural da China (No. 81173094), o fundo de construção conjunta para a Universidade de Henan da província de Henan e do Ministério da Educação da China (No. SBGJ090704) eo Instrutor Jovem Núcleo da província de Henan , China (No. 2010GGJS-025)

competir interesses:.. os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

Desde a assinatura da Lei Nacional do Câncer em 1971, o câncer se manteve uma das principais causas de morte apesar dos progressos significativos na compreensão de sua biologia e tratamento [1]. Durante as últimas décadas, os avanços na identificação de aberrações em oncogenes e genes supressores de tumores em células epiteliais de tumor causou o papel do microambiente em tumorigénese para ser ignorado [2]. O fenotípica e genotípica anormalidades nas células epiteliais cancro não pode delimitar totalmente fenótipos tumorais e comportamento clínico [3], e, na verdade, há cada vez mais evidências de que o microambiente é um participante ativo em todo o início do câncer, progressão e metástase [4]. Numerosos estudos têm demonstrado que as células tumorais que transportam já críticos alterações genéticas podem permanecer dormentes ou ser desencadeada a proliferar pelas mudanças que ocorrem no seu microambiente [5]. Há também uma forte evidência de que os tumores microscópicos estão normalmente presentes em adultos sob a forma de lesões latentes [6]. Um interruptor posterior da dormência para a proliferação agressiva pode levar vários anos para décadas. Assim, as lesões tumorais pode ser mantido num microambiente inicialmente não permissiva, mas uma transição para o estado proliferativo extrínsecos devido a alterações no microambiente [7]. Uma melhor compreensão dos mecanismos que regulam o interruptor não só permitir a identificação mais precisa dos pacientes que podem beneficiar da terapia sistémica, mas também pode levar ao desenvolvimento de terapias mais orientadas para inibir os sinais que promovem a progressão da doença.

estudos recentes têm postulado que os tumores podem ser mantidas sob controlo por longos períodos através de um equilíbrio dinâmico que resulta na perda progressiva de imunogenicidade por células tumorais [8]. iniciação do tumor primeiro precisa escapar da extinção em um processo de proliferação de nascimento-morte estocástica. Em seguida, as células transformadas existir num estado quiescente durante muitos anos ou, alternativamente, como células tumorais dormentes cuja proliferação celular é equilibrada por apoptose. Finalmente, o tumor dormente pode progredir para uma doença clínica uma vez microambiente factor de crescimento favorável é activado para suportar o crescimento contínuo do tumor [9]. Os gatilhos críticas que regulam essa transição a partir de células tumorais inativas em uns proliferativas que levam à progressão da doença permanecem desconhecidas.

Nossa hipótese é que a hipotermia favorece a transição celular epitelial-mesenquimal e salienta fuga apoptótica. A hipotermia é frequentemente associada com as defesas do hospedeiro comprometido e fornece um mecanismo adaptativo para tolerância ao estresse, permitindo que as células sobrevivam condições não fisiológicas [10]. No entanto, também é possível que o mesmo mecanismo adaptativo pode a favorecer a transformação maligna, interferindo com vias que regulam o crescimento celular e a apoptose. O carácter duplo desta resposta é suportado pelo aumento na formação de eritrócitos policromáticos micronúcleos na medula óssea do ratinho sob hipotermia de longa duração [11], enquanto a baixas temperaturas, também foram exibidas para proteger células de mamíferos de apoptose iniciado por diversos estímulos [12 ].

Nós também considerou outros fatores que podem desempenhar um papel importante na transição de dormência das células tumorais à proliferação. Porque a obesidade está associada com um risco aumentado e mau prognóstico para muitos tipos de cancro e, porque a exposição a frio é considerado um factor crítico para a activação do tecido adiposo [13] – [15], que propôs que a combinação de um ambiente hipotérmico e activação tecido adiposo promove a progressão maligna. Para testar esta hipótese, observamos as contribuições relativas de hipotermia e ativação do tecido adiposo na carcinogênese com o objetivo de (a) identificação dos primeiros mudanças no microambiente que contribuem para a progressão maligna e (b) o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas que combatam o microambiente para erradicar tumores ou, pelo menos, manter a dormência tumor e transformar o câncer em uma doença crônica.

Resultados

A hipotermia suprimida citotoxicidade MNU mediada e promoveu capacidade clonogênica de células in vitro

A a linha celular BEAS-2B é uma célula de modelo razoável para estudos toxicológicos porque expressa características de diferenciação de explantes pulmonares humanos [20]. MNU é um agente de alquilação de acção directa que interage com o DNA. A um pH fisiológico, MNU decompõe-se espontaneamente para formar um ião carbónio que é capaz de alquilação de átomos de azoto e os oxigénios de bases de ADN através de uma reacção Snl [21]. Esta química foi inicialmente dissolvido em 100 vezes a concentração desejada em tampão de citrato (pH 4,5) e, em seguida, diluiu-se apropriadamente em meio isento de soro. No que diz respeito à propriedade de MNU termolábil, alquilação continuou ao longo de todo o intervalo de exposição de 2-H, que está provado que, sob as condições do número de lacunas detectadas no ADN nascente de células alquiladas não foram influenciados [22]. As células de mamíferos cultivadas in vitro é capaz de recuperar do stress frio. As estruturas celulares examinadas foram, em geral, bem conservado durante a hipotermia moderada (27-32 ° C), mas tornou-se cada vez mais interrompido a temperaturas baixas (4-10 ° C) [23]. Com base na tolerância máxima de baixa temperatura que ainda permitiu a maioria das células para sobreviver e proliferar embora o crescimento celular foi diminuída, examinámos os efeitos de um ambiente hipotérmico (28 ° C) em células humanas epiteliais brônquicas (BEAS-2B) expostos in vitro ao metilnitrosoureia agente cancerígeno directo (MNU). Baixando a temperatura da cultura de 37 ° C a 28 ° C suprimiu significativamente a citotoxicidade mediada por MNU em células BEAS-2B em cultura ao longo de um período de 48 h (Fig. 1A). Esta observação foi suportada pela PI e Anexina V-FITC coloração (Fig. 1B e C). Inesperadamente, em células BEAS-2B-tratados MNU, a diminuição na temperatura de 37 ° C a 28 ° C aumentou a capacidade clonogénicas (Fig. 1D).

. A hipotermia induzida por MNU suprimida citotoxicidade BEAS-2B examinado por MTT. B e C. A hipotermia diminuída induzida por MNU apoptose de células BEAS-2B examinado por PI e coloração de anexina V-FITC, a apoptose precoce e a apoptose final foram determinados como a percentagem de Anexina V + /células a IP e anexina V + /PI + células, respectivamente. D. A hipotermia induzida por MNU promovido capacidade clonogénico de células BEAS-2B examinados por ensaio de agar mole. Os dados foram expressos como média ± SD. Um asterisco (*) 0,001 em comparação com 37 ° C condição (n = 5)

O dano no DNA induzido por MNU é considerada característica de lesões produzidas no ADN por agentes de alquilação.. As respostas inflamatórias desempenham um papel vital em diferentes estágios da carcinogênese química, incluindo a iniciação, progressão e recorrência. TNF-α foi demonstrado recentemente para promover o desenvolvimento do tumor na carcinogénese experimental, e TGF-β foi mostrado para atenuar um anti-tumor imuno-resposta através da indução de células T reguladoras no cancro associado a inflamação espontânea e [24]. No entanto, a inflamação excessiva pode desempenhar um papel benéfico em resposta ao dano do tumor, embora os efeitos da inflamação crónica são suficientes para iniciar a transformação do cancro e desenvolvimento [25]. Obviamente, o equilíbrio crítico entre TGF-β e TNF-α pode ter um papel importante na transformação do tumor. Para entender melhor a relação entre um ambiente hipotérmica e citotoxicidade, foi realizado um ensaio e TNF-a e TGF-p1 cometa ELISAs. Observou-se uma redução significativa dos danos totais de ADN em células BEAS-2B expostas a 50? M de MNU a 28 ° C em comparação com 37 ° C (Fig. 2A e B). Curiosamente, a diminuição na temperatura de 37 ° C a 28 ° C reduziu os níveis de TNF-α e aumento dos níveis de TGF-p 1 em células BEAS-2B-tratados MNU (Figura 2C e D). Neutralização de TNF-α por um anticorpo bloqueador reduzida capacidade clonogénica induzida por MNU e anulou a citotoxicidade induzida por MNU (Fig. 3A e B). Por outro lado, a neutralização de TGF-β1 resultou em poucas colónias de células e promovido citotoxicidade induzida por MNU (Fig. 3A e B). Estes resultados sugerem que um equilíbrio entre TGF-β1 e TNF-ct determinar resto célula (inclinação para TGF-β1), morte (inclinação para o TNF-α), ou a proliferação (o equilíbrio).

A e B. A hipotermia induzida por diminuição da MNU demage ADN celular BEAS-2B examinados por ensaio de cometa. C. A hipotermia aumento do nível de TGF-β1 examinados através de ELISA em células BEAS-2B-tratados MNU. D. A hipotermia diminuição do nível de TNF-α examinados através de ELISA em células BEAS-2B-tratados MNU. Os dados foram expressos como média ± SD. Um asterisco (*) 0,001 em comparação com 37 ° C condição (n = 5)

.. Neutralização de TNF-α ou TGF-β1 por um anticorpo bloqueador reduziu MNU induzida capacidade clonogénicas sob 37 ° C e 28 ° C condição. B. Neutralização de TNF-α revogada citotoxicidade, mas a neutralização de TGF-β1 MNU induzida promoveu a citotoxicidade induzida por MNU sob 37 ° C e 28 ° C condição. Os dados foram expressos como média ± SD. Um asterisco (*) 0,001 em relação ao controle MNU sob a mesma condição (n = 5)

media adipócitos incubadas-Hipotermia promove a capacidade clonogênica em células BEAS-2B tratados com MNU e proliferação. em A549 e células LLC

estroma associado ao tumor é caracterizada por uma resposta inflamatória persistente, não-resolução que aumenta a angiogênese do tumor, o crescimento e metástase. Os combustíveis inflamadas tecido adiposo associado ao tumor o crescimento de células malignas, actuando como uma fonte imediata para endotélio vascular e células pró-inflamatórias activadas [26]. A hiperplasia do tecido adiposo é uma resposta fundamental para a baixa temperatura, ao mesmo tempo, a maior adipocitoquinas inflamatórias, TNF-α e VEGF, um aumento no tecido adiposo [27], [28]. Com base nestas observações, testou-se a hipótese de que a combinação de um ambiente de adipócitos e activação hipotérmica determina progressão maligna. Em primeiro lugar, observou-se a contribuição dos adipócitos a progressão do câncer. Os sobrenadantes (meio) a partir dos adipócitos diferenciados cultivadas a 37 ° C e 28 ° C foram utilizadas para tratar as células (concentração final foi diluída dez vezes). Como mostrado na Fig 4, os meios de adipócitos incubou-hipotermia promovido capacidades clonogénicos em células BEAS-2B-tratados MNU e proliferação em células A549 e LLC (Fig. 4A e B). Neste estudo, foram seleccionados células A549 e LLC porque linha celular A549 é derivado de tipo epitelial alveolar células II e linha LLC célula é originado espontaneamente como um carcinoma do pulmão de um ratinho C57BL, que exprimem a maioria dos componentes principais em células epiteliais de pulmão células [20], [29]. O objetivo deste estudo foi avaliar se a adipócitos ativada por hipotermia promovido transformação tumoral de células normais (BEAS-2B) e acelerou a presença de tumor.

A. media adipócitos incubadas-hipotermia promovido capacidades clonog�icas por ensaio de agar macio sob a mesma condição de temperatura em células BEAS-2B tratados com MNU. B. A hipotermia-incubadas adipócito meios promoveu a proliferação examinado por MTT em células A549 e LLC a 37 ° C. C. Os níveis de TNF-α e VEGF foram elevados em meios de adipócitos incubou-hipotermia. D. Adição de TNF-α VEGF ou aos meios de adipócitos promovido capacidades clonogénicas e TNF-α e anticorpos de VEGF prevenida bloqueando as capacidades clonogénicas relativas para controlar sob a mesma condição do suporte. Os dados foram expressos como média ± SD. Um asterisco (*). 0,001, em comparação com meios de adipócitos incubadas-normotermia (n = 5)

Em seguida, foi considerado o possível envolvimento de adipocinas, que são conhecidos para regular fisiologicamente balanço energético. Nós descobrimos que os níveis de TNF-α e VEGF foram significativamente elevados em meios de adipócitos incubadas à hipotermia em comparação com meios de adipócitos incubou-normotermia (Fig. 4C). Para saber se o TNF-α e VEGF desempenham papéis funcionais nos adipócitos ativada por hipotermia, testamos o efeito da adição ou neutralizar estes factores na capacidade clonog�icas em células BEAS-2B tratados com MNU. TNF-α e anticorpos de VEGF prevenida bloqueando as capacidades clonogénicas (Fig. 4D). Por outro lado, a adição de TNF-α VEGF ou aos meios de adipócitos promovido capacidades clonogénicas (Fig. 4D). Além disso, os efeitos de TNF e de bloqueio de VEGF parece ser proporcional em todos os grupos, incluindo os controlos, este implys que o TNF-α e bloqueio de VEGF actuam de forma independente do meio condicionado. No entanto, a promoção clonogénico de meios de adipócitos-incubadas a hipotermia foi também significativamente correlacionada com a expressão de TNF-α VEGF e, portanto, conclui-se que a hipotermia pode activar adipócitos para promover a progressão do cancro parcialmente, aumentando os níveis de TNF-a e VEGF.

Um ambiente hipotérmica adipócitos activados e promoveu a proliferação do tumor

a acumulação de mutações podem aumentar o risco de câncer em órgãos-alvo ou causar morte celular em tecidos ou células susceptíveis ao dano no DNA excessivo não for reparado. Apesar de carcinogênese induzida pelo MNU podem ser usados ​​como modelos animais específicos de órgãos para câncer humano [30], não poderíamos usar este agente cancerígeno para induzir cancro do pulmão em murino. Em contraste com MNU, apesar da baixa citotoxicidade in vitro, uretano tem sido mais extensivamente utilizada para a indução de cancro do pulmão em ratos [31]. Além disso, a linha celular de LLC, também é um modelo de cancro do rato bem estabelecido que é comumente utilizado como um modelo de doença maligna transplantáveis ​​em singeneicos C57BL /6 e parece altamente relevante para cenários clínicos [32]. Para suportar estes dados in vitro, os ratinhos foram alojados num ambiente normotérmica (24 ° C) ou num ambiente hipotérmico (10 ° C), após o que foram ou injectados por via intraperitoneal com uretano a 800 mg /kg uma vez por semana durante 8 semanas ou inoculados subcutaneamente com células de câncer de pulmão Lewis (LLC). Como mostrado na Fig. 5A e B, a hipotermia aumento do número de tumores primários e metástases em ratinhos normais e obesos. Embora a hipotermia ambiental promovido contagens do tumor do pulmão induzida por uretano em todas as raças de ratinhos (todos os 20 ratinhos em cada grupo desenvolveu tumores do pulmão), um aumento do tamanho do tumor poderia ser discernido apenas em ratinhos obesos alojados num ambiente hipotérmico (Fig. 5A). Da mesma forma, mesmo que a hipotermia ambiental promovido nódulos pulmonares metastáticos em todas as raças de ratinhos inoculados subcutaneamente com células LLC (todos os 10 ratinhos em cada grupo desenvolveu nódulos de pulmão metastático), o crescimento acelerado do no tumor in situ poderia novamente apenas ser observada em ratos obesos alojados em um ambiente hipotérmico (Fig. 5B). Em uma nota separada, o rendimento de tumor induzida por uretano influenciado obesidade genético-e induzida pela dieta nem nem progressão do tumor inoculado em camundongos afetados alojados em um ambiente normotérmica (Fig. 5A e B). Para comprovar esta observação, os ratos obesos com remoção de gordura inguinal foram inoculados com células LLC. remoção de gordura reduziu significativamente o crescimento do tumor induzida pela hipotermia e metástase (Fig. 5C). Soro de ELISA para o TNF-α ou VEGF revelou que um ambiente hipotérmico aumentou significativamente os níveis de TNF-a e VEGF em ratinhos obesos (Fig. 5D).

A e B. A hipotermia por si só aumentou o número de tumores primários e metástases mas não teve nenhum efeito sobre o diâmetro do tumor em ratinhos normais, enquanto que os ratos obesos relativamente ao normal ratinhos C57BL /6J mostrou mais contagens do tumor e maior tamanho do tumor, a 10 ° C, mas não a 24 ° C em carcinogénese e de uretano LLC aloenxerto, respectivamente. C. Os ratinhos de remoção de gordura em relação aos ratos obesos mostraram nódulos pulmonares menos metastáticos do tumor in situ e menor a 10 ° C, mas não a 24 ° C em LLC aloenxerto. D. Os ratos obesos em relação a ratinhos C57BL /6J normais mostrou mais soro de TNF-α e VEGF a 10 ° C mas não a 24 ° C. Os dados foram expressos como média ± SD. Um asterisco (*) 0,001 em comparação com ratinhos normais alojados a 10 ° C e um poço (#) 0,001 em comparação com ratinhos normais alojados a 24 ° C (n = 10)

exposição de humanos e roedores ao frio ativa a atividade termogênico no tecido adiposo que pode contrariar a hipotermia. A capacidade de produzir calor através termogênese sem tremores adaptativa mediada por UCP1 é considerado um desenvolvimento evolutivo crítico que promoveu a radiação de mamíferos eutherian em ambientes frios [33]. Neste estudo, o ambiente hipotérmico (10 ° C) foi seleccionado porque este era o limite de temperatura ambiente à qual nenhum dos animais sofriam de ulceração ou quaisquer outros efeitos colaterais adversos resultantes da exposição ao frio, caso seja inferior a 7 ° C, é levado a mortes prematuras em camundongos. Durante a experiência, a temperatura ambiente era restrita a 8-12 ° C, para assegurar a temperatura normal do corpo interno ( 36 ° C) por um armário frigorífico especialmente convertido equipado com uma porta de perspex e estantes apropriado. Os ratos sob condição hipotérmica comeram consistentemente mais comida durante todo o experimento e mantidos atividade física normal

.

Estes resultados sugerem que, embora o potencial trópico de hipotermia é limitado, é suficiente para promover incidente cancerígeno e que os adipócitos sozinho nem influências rendimento tumor nem afecta a progressão do tumor até que seja ativado por hipotermia.

a hipotermia promove a transição epitelial-mesenquimal induzido por MNU e protege a célula tumoral contra o controle imunológico in vitro

transição epitelial-mesenquimal ( EMT) é um mecanismo importante na carcinogênese [34]. Para o desenvolvimento do tumor inicial, a fuga das primeiras linhas de defesa da vigilância imunológica também é um passo crítico que determina a sobrevivência ou a destruição [35]. Para demonstrar ainda mais a relação entre um ambiente hipotérmico e chemicalcarcinogenesis, observou-se efeitos de hipotermia em MNU- EMT induzida em células BEAS-2B e a citotoxicidade mediada por células T CD8 + em células A549. Culturas a 28 ° C, em relação àqueles, a 37 ° C, regulado negativamente epitelial marcador de E-caderina e marcadores mesenquimais regulados positivamente, tais vimentina e fibronectina, em células BEAS-2B-tratados MNU (Fig. 6A). Da mesma forma, as culturas a 28 ° C reduziu significativamente a citotoxicidade mediada por células T CD8 + de rato em células A549 (Fig. 6B). Desde TGF-β1 é uma citocina multipotentes que exercem tanto EMT e evasão imune em diferentes estágios da carcinogênese [36], queremos saber se TGF-β1 também desempenha papéis funcionais na EMT induzida por MNU e citotoxicidade mediada por células imunes, nós EMT medido e a citotoxicidade mediada por células imunitárias em células tratadas com um anticorpo TGF-β1 bloqueio. TGF-β1 neutralização promovido citotoxicidade mediada por células T CD8 +, a 37 ° C, mas não teve qualquer efeito que a 28 ° C (Fig. 6A e B). Por outro lado, a adição de TGF-β1 de células de EMT promovido em células BEAS-2B e suprimiu CD8 + T cell- citotoxicidade mediada por células A549 (Fig. 6A e B). Estes resultados sugerem que a hipotermia induzida por EMT, mas não de tumor evasão imune, é dependente de TGF-β1.

. TGF-β1 neutralização em relação ao MNU sozinho regulada negativamente E-caderina e mesenquimais upregulated marcador marcadores epiteliais, tais vimentina e fibronectina, e a adição de TGF-β1 para células tinham acção oposta em células BEAS-2B-tratados MNU (n = 5). B. TGF-β1 neutralização relativamente ao controlo promovido citotoxicidade mediada por células T CD8 +, a 37 ° C e a adição de TGF-β1 de células reprimidas citotoxicidade mediada por células T CD8 + em células A549 (n = 5). C. Os xenoenxertos de co-injecção usando células A549 e adipócitos 28 ° C-cultivadas cresceram rapidamente em relação a A549 injecção única (n = 10). D. Uma co-injecção utilizando quer o TNF-α ou células VEGF A549 e promoveu o desenvolvimento de xenoenxerto, enquanto que os adipócitos pré-cultivadas por um TNF-α ou VEGF anticorpo bloqueador impediu o desenvolvimento de xenoenxertos A549 em relação à injecção única (n = 10). Os dados foram expressos como média ± SD. Um asterisco (*). 0,001

adipócitos ativados promovem crescimento tumoral

xenotransplantes tumorais Atualmente humanos são o modelo mais amplamente utilizado para ajudar a prever eficácia antitumoral em um ambiente pré-clínica e pode invariavelmente proporcionar maior conhecimento sobre os complexos mecanismos que estão na base do desenvolvimento e patogénese [37]. Usando o modelo de xenoenxerto A549, foi investigado o efeito dos adipócitos em progressão tumoral. Quando diferenciadas adipócitos 3T3-L1 foram cultivadas a 37 ° C, uma co-injecção utilizando adipócitos e células A549 não revelou uma interacção óbvio-tumor hospedeiro em tumores primários em ratinhos nus atímicos alojados, à temperatura ambiente (24 ° C) (adipócitos sozinho resultou em sem incidência de tumores). No entanto, os xenoenxertos de co-injecção, utilizando adipócitos e células A549 cresceu rapidamente quando diferenciadas adipócitos 3T3-L1 foram cultivadas a 28 ° C durante 24 h (Fig. 6C). Para avaliar ainda mais os papéis de TNF-α e VEGF para a activação de adipócitos, que também testaram o efeito da adição destes factores para as células tumorais ou neutralizar estes factores em adipócitos em xenoenxertos A549. Um co-injecção utilizando quer o TNF-α ou células VEGF A549 e promoveu o desenvolvimento de xenoenxerto. Por outro lado, os adipócitos pré-cultivadas por um TNF-α ou anticorpo de bloqueio de VEGF prevenida desenvolvimento de xenoenxerto (Fig. 6D). Estes resultados sugerem que os adipócitos ativados promover o crescimento do tumor.

Discussão

A evidência clínica e experimental sugerem que os tumores humanos podem persistir por longos períodos de tempo como lesões microscópicas em um estado dormente [12]. Estudos epidemiológicos têm mostrado que a obesidade aumenta o risco para muitos tipos de cancro, incluindo o cancro do pulmão [13], [14], [38]. No entanto, continua a ser desconhecido o papel adipócitos desempenham na transição de dormência das células tumorais à proliferação e como adipócitos estimular a progressão maligna. Aqui, nós investigamos as múltiplas formas adipócitos podem influenciar de forma única as características eo comportamento fenotípica de lesões malignas e as células de câncer de pulmão. Nosso estudo mostra que a hipotermia promove EMT e tumor evasão imune TGF-β1 maneiras dependentes e independentes, respectivamente, e que os adipócitos ativados por um ambiente hipotérmica conduzir progressão maligna, aumentando os níveis de VEGF TNF-α e.

A recente surgimento do microambiente do tumor como um factor determinante na biologia do câncer é paralelo com o potencial terapêutico promissor que transporta através da abertura de rotas alternativas para combater o câncer [3]. a progressão do tumor é um passo final na carcinogênese. Compreender o mecanismo de regulação desta progressão é essencial para identificar alterações precoces no microambiente que contribuem para a progressão maligna e poderia fornecer uma base racional para o desenvolvimento de novos agentes para alvejar as células tumorais inativas.

As lesões malignas precisa de escape imunológico e um fonte de energia para expandir. Convencionalmente, a fonte de energia de condução de células de câncer de proliferação resultados de glicólise aeróbica [39]. Ele agora está se tornando cada vez mais claro que o câncer surge como uma consequência do metabolismo desregulado em resposta a um estado de energia e endócrinas alterados fatores [40]. Como a energia é armazenada predominantemente como lipídios no tecido adiposo em localizações anatômicas distintas e exposição ao frio é um importante fator de regulação para a ativação do tecido adiposo [15], [41], foi proposto que a combinação de um ambiente hipotérmica e ativação dos adipócitos produziria nichos estromais adequados para a progressão do câncer. Consistente com nossa hipótese, num ambiente hipotérmico promovido TGF-β1 mas reduzida de TNF-α; isto traduz-se a transição da inflamação aguda para crónica e inflamação, também contribui para lesões malignas. adipócitos activados, no entanto, produziu o TNF-α e VEGF, os quais estimulam a proliferação celular e fornecer uma fonte de energia para o tumor. Por conseguinte, a combinação de um ambiente de adipócitos e activação hipotérmica promovido progressão maligna. Estes resultados levaram à proposta de um novo modelo de cancerígeno, o denominado “efeito cancerígeno frio”. Neste modelo, o ambiente hipotérmica gerado pela isquemia induzida por lesões e hipóxia produz um nicho adequado para lesões tumorais e então ativa adipócitos adjacentes para fornecer o fatores de proliferação (tais como TNF-α e VEGF) e os nutrientes ricos em energia (produtos adiposo metabólicas) para progressão maligna.

Embora não possamos medir a temperatura e adiposo ativação de tecidos regionais danificados por um agente cancerígeno in vivo, estudos anteriores revelaram que a hipotermia estimula a proliferação de células no intestino delgado, bem como no cólon proximal, onde tem um efeito de co-carcinogénicos correspondentemente leve [42]. Por outro lado, hipertermia local para vários tipos de tumores malignos demonstrou efeitos antitumorais promissores [43]. Estudos recentes também têm demonstrado que a obesidade aumenta o risco de cancro do endométrio e está ligada a maiores taxas de mortalidade na população em geral [44], ao passo que a remoção cirúrgica das bolsas de gordura parametrial estimula a apoptose e inibe a carcinogênese induzida por UVB [45]. Consistente com estes resultados, um ambiente hipotérmica neste estudo aumenta a capacidade clonogênica em células BEAS-2B tratados com MNU, e adipócitos ativados promovido capacidades clonog�icas em células e proliferação BEAS-2B tratados com MNU em A549 e células LLC. No entanto, nossos resultados indicam que a obesidade genético-e induzida pela dieta sozinha nem rendimento influenciado induzida por uretano tumor, nem a progressão do tumor inoculado em camundongos afetados alojados em um ambiente normotérmica, sugerindo que o efeito cancerígeno dependente da obesidade depende de activação hipotérmica.

As proteínas de choque térmico (HSPs) desempenham um papel crucial na tolerância ao estresse ambiental e na adaptação térmica. Os níveis elevados de certos HSPs em células tumorais poderia ter um efeito inibidor sobre a apoptose e, por conseguinte, proteger as células tumorais a partir de morte. Ao mesmo tempo, o aumento dos níveis de HSPs nas células tumorais poderia aumentar a imunogenicidade e potenciam a destruição de células de cancro pelo sistema imune [46]. Embora Hsps também têm sido implicados na sobrevivência frio, há pouca evidência directa na literatura para confirmar esta ligação [47]. Descoberta da proteína de ligação a ARN-indutível frio (CIRP) em fibroblastos de ratinho sugere que a supressão do crescimento em condições hipotérmicas é devido a uma resposta activa pela célula, em vez de, devido aos efeitos térmicos passivas [48]. As mudanças de expressão de genes produzidos pela hipotermia não são totalmente conhecidos, mas parece ser diferente em aspectos importantes daqueles produzidos por choque térmico [49]. Neste estudo, nós fizemos examinar a expressão de HSPs ou CIRP, portanto, não sei como a hipotermia afeta a expressão de HSPs ou CIRP in vitro e in vivo experiências e se EMT e tumor evasão imune são significativamente correlacionada com a expressão de HSPs ou CIRP. É possível que o aumento da imunidade antitumoral induzida por HSPs ou CIRP inverteu o microambiente imunossupressora em ratos hipotérmicos, mas este permanece hipotética.

Apesar dos avanços significativos no tratamento de doenças malignas localizadas, a recorrência de tumores e metástases permanecer o principal causa de mortalidade por câncer [50]. A fim de melhorar a sobrevida de pacientes com câncer, as células cancerosas dormentes divulgados devem ser efetivamente erradicada para prevenir a recorrência de tumores e metástases. No entanto, tendo como alvo os sinais que regulam o interruptor da dormência para a proliferação tem sido dificultada pela falta de reconhecimento do microambiente cancerígeno precoce [51]. Nossos resultados sugerem que a hipotermia e ativação dos adipócitos fornecer um microambiente favorável para a progressão maligna, e orientar esses eventos precoces em hipotermia e ativação adiposo poderia abrir novas estratégias terapêuticas para a terapia antineoplásica. Embora os mecanismos moleculares exactos que hipotermia ativa no tecido adiposo permanecer desconhecido, estudos anteriores mostraram que os sintomas de pacientes com tumor podem ser atenuadas e que marcadamente o tumor podem mesmo regredir completamente após um elevado febre persistente durante vários dias [52]. Isso verifica que a segmentação microambiente para o tratamento do tumor é tão importante como visando a presença de tumor. terapias tumorais devem ter como objectivo de parar a proliferação de células tumorais e também para estimular uma resposta imune específica contra células cancerosas residuais. O progresso na compreensão do papel fundamental de hipotermia na ativação adiposo faz hipotermia e tecido adiposo alvos potenciais para a recorrência e metástase de tumor estudos no futuro.

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