Abstract
Fundo
Há interesse atual na compreensão dos mecanismos moleculares da dor óssea induzida por tumor. As evidências acumuladas mostram que concentrações de formaldeído endógenos são elevados no sangue ou urina de pacientes com cancro da mama, da próstata ou cancro da bexiga. Estes cancros são frequentemente associadas com a dor do câncer especialmente depois de metástase óssea. É sabido que o receptor do receptor de potencial transitório vanilóide 1 (TRPV1) participa na dor do câncer. O presente estudo tem como objetivo demonstrar que o tecido derivado de tumor formaldeído endógeno induz a dor do câncer de osso através da activação TRPV1 sob ambiente ácido tumor.
Metodologia /Principais Achados
concentração de formaldeído endógena aumentou significativamente na cultura linhas celulares de cancro da mama
in vitro
, na medula óssea do seio MRMT-1 modelo de dor câncer ósseo em ratos e em tecidos de cancro da mama e cancro do pulmão pacientes
in vivo
. Baixas concentrações (1~5 mM) de formaldeído induziu respostas de dor em ratos através de TRPV1 e essa resposta à dor pode ser significativamente reforçada por pH 6.0 (imitando o microambiente do tumor ácido). O formaldeído em baixas concentrações (de 1 mM a 100 mM) induziu um aumento dependente da concentração de [Ca
2 +] i nas dorsal de ratos neurónios do gânglio da raiz recém-isoladas e células CHO transfectadas com TRPV1. Além disso, experimentos eletrofisiológicos mostraram que a baixa concentração correntes TRPV1 provocou-formaldeído pode ser significativamente potenciado por baixo pH (6,0). antagonistas de TRPV1 e eliminadores de formaldeído atenuada respostas à dor do câncer de osso.
Conclusões /Significado
Nossos dados sugerem que tecidos cancerosos secretam diretamente formaldeído endógena, e este formaldeído em baixa concentração induz a dor do câncer ósseo metastático através de TRPV1 activação especialmente sob ambiente ácido tumor
Citation:. Tong Z, Luo W, Wang Y, Yang F, Han Y, Li H, et al. (2010) Tumor Formaldeído derivadas do tecido e ácida Microenvironment sinergicamente provocar cancro Dor óssea. PLoS ONE 5 (4): e10234. doi: 10.1371 /journal.pone.0010234
editor: Hiroaki Matsunami, da Universidade Duke, Estados Unidos da América
Recebido: 25 de novembro de 2009; Aceito: 24 de março de 2010; Publicação: 21 de abril de 2010
Direitos de autor: © 2010 Tong 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:. Esta pesquisa foi apoiada por doações do National Natural Science Foundation da China (30700206, 30800332), a 111 Projeto do Ministério da Educação da China (B07001), o Programa Nacional de Pesquisa básica do Ministério da Ciência e Tecnologia da China (2007CB512501) e Beijing Outstanding Ph.D. Programa de Mentor Grant, projecto fundamental Ministério da Educação da China (109,003). 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 a dor do câncer
é uma condição clínica grave, e cerca de 75~90% dos pacientes avançados ou terminais de cancro sofrem de dor crônica relacionada ao fracasso do tratamento e /ou progressão do tumor ou metástase. tumores ósseos malignos ocorrem em pacientes com câncer ósseo primário, mas são muito mais comumente encontrado para ser metástases distantes de outros cânceres primários, nomeadamente mama, pulmão e próstata. Como tal, o osso é o local mais comum de origem da dor crônica em pacientes com pulmão metastático, câncer de mama e de próstata e mieloma [1]. No desenvolvimento do cancro, sugere-se que os tecidos tumorais segregam diferentes tipos de factores, incluindo citocinas, tais como TNF-α e IL-1 [2].
Os dados clínicos têm demonstrado que a concentração de formaldeído é elevada (2 8 vezes) na urina de pacientes com cancro da próstata e bexiga [3] e no ar expirado a partir de murganhos portadores de tumor e doentes [4] de cancro da mama; e estes pacientes freqüentemente sofrem de dor de câncer ósseo [5], [6]. O formaldeído é considerado um factor de risco de desenvolvimento de cancro [7], mas a maior parte do conhecimento sobre a secreção de formaldeído por tecido tumoral é limitada. Se formaldeído endógena excessiva induz a dor do câncer ainda está para ser determinada
Um relatório recente indicou que o formaldeído ( 0,013 mM). Pode provocar correntes via receptor de potencial transitório receptor vanilóide 1 (TRPV1) e esta corrente poderia ser bloqueado pelo antagonista capsazepina TRPV1 específica no gânglio da raiz dorsal (DRG) neurónios [8]. Além disso, o formaldeído ( 0,02 mM) pode induzir Ca
2 + influxo via TRPV1 e receptor de potencial transitório anquirina 1 (TRPA1) em células-CHO transf. TRPA1 é mais sensível do que a formaldeído TRPV1 [9], [10], no entanto, de TRPA1 é sensível a uma alcalinização intracelular, não um microambiente acídico (pH 6,0) [11]. É bem sabido que os tecidos de tumor tipicamente existir em um microambiente ácido na gama de pH 4~5 [12]. TRPV1 é um canal de cátions ativado pela capsaicina, calor nocivo, pH baixo (pH 5,5) e vaniloide endógenos [13], [14]. Mais importante ainda, as correntes mediadas por TRPV1 induzidos pela capsaicina, vaniloide endógenos e etanol pode ser aumentada por um pH baixo [15]. TRPV1 participa na nocicepção, especialmente sob condições ácidas [16] e é considerada a desempenhar um papel importante no cancro da dor [17]. investigação clínica encontrada TRPV1 sobre-expressão em pacientes com carcinoma do pâncreas [18], o cancro da bexiga [19] e do cancro da mama [20], e tal uma sobre-expressão é positivamente correlacionada com a intensidade da dor [18]. Portanto, no presente estudo, postulamos que o câncer excessiva de tecido derivado de formaldeído endógeno induz a dor do câncer de osso através de TRPV1, especialmente no âmbito de um microambiente do tumor ácida.
Resultados
concentração de formaldeído aumentou em células cancerosas cultivadas linhas e tecidos tumorais de pacientes com câncer
em primeiro lugar, investigou se concentração de formaldeído foi elevada em linhas de células de tumor cultivadas
in vitro
. As concentrações de formaldeído em células da linha de células de câncer de mama de rato MRMT-1 foram significativamente maiores no dia 2 do que os dos controles no primeiro dia após a densidade celular atingiu 10
5 células /ml e 8 × 10
5 células /respectivamente ml , mas diminuiu no dia 3, quando a densidade celular diminuída (n = 6) (Fig. 1A). concentração de formaldeído foi também significativamente aumentada em células H1299 linha celular de cancro de pulmão humano e células SY5Y (Fig. 1, B e C). Singênico Walker células de carcinoma de glândula mamária 256 foram cultivadas por inoculação na cavidade abdominal. Um aumento significativo na concentração de formaldeído foi encontrada em 0,5 ml de fluido ascítico (2 × 10
7 células /ml) 6 d e 12 d após a inoculação. concentração de formaldeído foi elevada duas vezes no dia 6 após a inoculação (a partir de 0,04 mM a 0,08 mM) e diminuiu no dia 12 quando as células de tumor cresceu em fase terminal. A maior concentração foi de 0,10 mM (Fig. 1D). concentração de formaldeído foi significativamente elevado em medulas ósseas de MRMT-1 modelo de dor do câncer, em comparação com a de medula óssea normal (Fig. 1E). Estes resultados indicam que a concentração de formaldeído foi elevada em todas as linhas celulares tumorais testadas.
Células
(A) MRMT-1 do cancro. (B) células de câncer de pulmão H1299 Humano. células cancerosas (C) SY5Y Humano. (D) A ascite de inoculação peritoneal de Walker 256 mamárias células de carcinoma da glândula. (E) Amanhã osso de MRMT-1 do cancro da mama modelo de dor de rato
in vivo
. (F) Os tecidos tumorais de pacientes com câncer de pulmão e besta. *
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0,05,
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p .
0,01, em comparação com a do primeiro dia
Dor pontuação visual analógica (VAS) foram utilizados em grupos de pacientes com (n = 19) e sem (n = 6) a dor do peito. Dezenove pacientes tinham significativamente sofria de dor do câncer. Apenas 1 paciente relatou descritores de dor térmicos (queima, quente), enquanto a maioria relatou dor e ternura. pontuações VAS nestes pacientes e controles foram de 3,8 ± 0,3 e 0,3 ± 0,2, respectivamente. concentração de formaldeído foi examinada em tecidos tumorais de pacientes (Fig. 1F). Em preparações de pacientes com câncer de pulmão, a concentração média de formaldeído foi de 0,72 ± 0,06 mm (n = 10) com a maior concentração de 1,01 mM. Isto foi significativamente maior do que nos tecidos normais adjacentes ao cancro (0,19 ± 0,06 mM). Em tecidos de cancro da mama a partir de doentes, a concentração de formaldeído foi de 0,75 ± 0,12 mm, com a maior concentração de 2,35 mM. Embora os tecidos adjacentes de tumor da mama (como controlos) não foram obtidas, os níveis de formaldeído nos tecidos humanos foram aproximadamente 0.1~0.2 mM como previamente relatada [21]. Estes níveis são semelhantes ao nível médio (0,19 ± 0,06 mM) encontrados em câncer de pulmão tecidos adjacentes humanos no presente experimento. Tomados em conjunto, estes dados mostram que a concentração de formaldeído derivado de tumor é elevado em tecidos de cancro, sugerindo fortemente que os tecidos tumorais segregam formaldeído.
eliminadores de formaldeído e antagonistas de TRPV1 atenuados comportamentos de dor induzida por formalina
o teste de formalina (5% de formalina, ou seja, formaldeído 1,662 mM) é um modelo clássico dor vulgarmente utilizado para avaliar medicamentos analgésicos. Descobrimos que eliminadores de formaldeído a glutationa (GSH) e resveratrol (Res), e antagonistas de TRPV1 capsazepina (CPZ) e melatonina (MT) diminuiu significativamente o número de flinchings de uma forma dependente da dose em ambas as fases agudas e tónicas (Fig. 2, a-D), semelhante ao que em relatórios anteriores [1], [22]. O solvente utilizado para estes regentes, DMSO (concentração final de 10%), por si só não mostrou efeito significativo (Fig. 2A)
(A) capsazepina (CPZ, um antagonista TRPV1).; (B) A melatonina (MT); (C e D) eliminadores de formaldeído: resveratrol (Res) e glutationa (GSH). mg /pata. *
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0,01, em comparação com os grupos de injeção de formaldeído. n = 10.
baixa concentração comportamentos de dor induzida por formaldeído via TRPV1 foi reforçada por baixo pH
formalina 5% funcionamento como um irritante químico pode induzir respostas comportamentais nociceptivas (dor). Este, por sua vez, levanta uma questão interessante de se formaldeído em concentrações patologicamente baixa (1~3 mM, com base nas concentrações de formaldeído detectado em tecidos de tumor humanos) podem induzir respostas de dor, e se TRPV1 ou de TRPA1 está envolvido nas respostas de dor. Intraplantar injecção de formaldeído (0,1 mM a 100 mM) a pata traseira direita evocado dependente da dose, as respostas (5 min) de curta duração de dor da pata injectada em ratos normais. Capsazepina, melatonina e AP-18 (um antagonista de TRPA1) todos atenuados a partir de formaldeído de concentração (5 mM) induzidas por respostas de dor (Fig. 3A). Estes resultados indicam que o formaldeído, a baixa concentração patológico pode induzir respostas comportamentais da dor, possivelmente através da activação de TRPV1 e TRPA1.
(A) A melatonina, capsazepina e AP-18 atenuados respostas à dor induzida por formaldeído. (B) Baixo pH reforçada respostas de dor induzida por formaldeído. (C) A melatonina (MT) e capsazepina (CPZ) bloqueou capsaicina (0,5 mM) induzidas por respostas de dor. (D) AP-18 não bloquear as respostas de dor induzida por capsaicina. Con: controle; DMSO: veículo; CAP: capsaicina. *
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0,01,
p Art 0,05,
p Art 0,01, todos comparados com os respectivos controles. n = 10.
Além disso, o formaldeído (3 mM) com um baixo pH de 5,0 ou 6,0 (mimetizando o microambiente do cancro ácida) induziu respostas de dor mais severas do que o formaldeído num ambiente neutro (pH 7,4 ). Estas respostas foram parcialmente inibida pelo PA-18, mas quase completamente inibida por capsazepina (um antagonista TRPV1) (Fig. 3B). Além disso, a capsazepina e melatonina atenuados respostas à dor induzida por capsaicina (Fig. 3C), mas AP-18 não (Fig. 3D). Este resultado é semelhante a um relatório anterior [23]. Estes dados sugerem que TRPV1, mas não TRPA1, desempenha um papel fundamental em baixa concentração comportamentos de dor induzida por formaldeído em ambiente ácido.
induzida Formaldeído Ca
2 + fluxo no gânglio da raiz dorsal (DRG) neurônios e células TRPV1-CHO
in vitro
imagem de cálcio mais usado para testar se baixo formaldeído concentração pode excitar diretamente os neurônios DRG via TRPV1. Como esperado, o formaldeído em concentrações de 1 mM a 100 mM induziu um aumento dependente da concentração de [Ca
2+] i em neurónios DRG de rato isolados de fresco (Fig. 4, A e B). antagonistas de TRPV1 capsazepina e melatonina inibiu a [Ca
2 +] i Aumento evocada por formaldeído (Fig. 4, C e D) ou pela capsaicina (Fig. 4, E e F).
(A ) aumento dose-dependente induzida por formaldeído de citosólica [Ca
2 +] i em neurônios do GRD. (B) A análise estatística dos induzida por formaldeído [Ca
2 +] i influxo nos neurônios DRG. (C e D) Inibição de capsazepin (CPZ, 100 uM) e melatonina (MT, 200 uM) em formaldeído induzida por [Ca
2+] i influxo em neurónios DRG. (E e F) Inibição de MT e CPZ em capsaicina (PAC, 10 uM) induzida por Ca
2+ influxo em neurónios DRG. (G) um aumento dependente da dose induzida por formaldeído de citosólica [Ca
2+] i em células CHO-TRPV1. (H) A análise estatística dos Ca induzida por formaldeído
2 + fluxo em células TRPV1-CHO. (I e J) Inibição da MT e CPZ em Ca induzida por formaldeído
2 + fluxo em células TRPV1-CHO.
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0,01, em comparação com os controles. n = 5~10.
Para verificar se o formaldeído ativa diretamente TRPV1, o próximo examinou o efeito de formaldeído em transfectadas com TRPV1 CHO células (TRPV1-CHO). Como esperado, formaldeído ( 0,1 mM) induziu um aumento de citosólica [Ca
2+] i em uma maneira dependente da concentração (Figura 4, G e H.). Como um controlo, em que as células CHO não transfectadas, formaldeído a 100 mM provocou apenas uma ligeira Ca
2+ fluxo (dados não apresentados). Formaldeído induzida Ca
2+ influxo nas células CHO-TRPV1 foi significativamente inibida pelo antagonista capsazepina TRPV1 e melatonina (Fig. 4, I e J).
formaldeído e pH 6,0 correntes sinergicamente induzidos em TRPV1 células CHO
in vitro
Desde comportamentos nociceptivos (dor) induzidas por formaldeído em pH 6,0 foram sensíveis ao antagonista TRPV1, formaldeído em pH 6.0 pode atuar diretamente sobre TRPV1 (Fig. 3B) . Foram registrados os TRPV1 corrente induzida pela capsaicina e formaldeído (com ou sem pH 6,0) usando a gravação de patch clamp em células CHO-TRPV1. A capsaicina em 10 mM induziu uma corrente interna com tensão fixada em -60 mV. Capsazepina, um antagonista de TRPV1, suprimiu fortemente a corrente induzida pela capsaicina. Da mesma forma, formaldeído a 3 mM (concentração detectada em tecidos de tumor humanos) induzida uma corrente interna em células CHO-TRPV1 num modo dependente da concentração e 10 uM capsazepina bloqueou a corrente (Fig. 5A) induzida por formaldeído. Como controlos, nem formaldeído a 3 mm, nem 10 uM capsaicina, nem formaldeído contendo capsaicina induzida qualquer corrente nas células CHO não transfectadas (dados não mostrados).
(A) Formaldeído (FA) correntes induzidas e pH 6,0 melhoria nas correntes com gravação de patch-clamp. capsazapine antagonista TRPV1 (CPZ) inibiu ambas as correntes induzidas por formaldeído e o aumento de pH 6,0. (B) Os resultados estatísticos de baixa valorização das correntes induzidas por formaldeído pH. (C) realce formaldeído em capsaicina (CAP) induzida por correntes. (D) Os resultados estatísticos de melhoria formaldeído em correntes induzida por capsaicina. n = 6~10. (E) As descargas das fibras-C induzida por ormaldeido em um meio ácido (pH 5,0) com gravação extracelular em ratos normais. A descarga foi inibida por CPZ. (F) Os resultados estatísticos da inibição CPZ sobre as descargas de fibra C induzida por formaldeído. *
p Art 0,05, **
p Art 0,01. n = 3.
Apesar de baixo pH de 6,0 em solução extracelular teve pouco efeito sobre as células TRPV1-cho, correntes induzidas por formaldeído a 1~10 mM foram significativamente potenciado pela pH 6,0 (Fig. 5, A e B). Este resultado indica que existe um efeito sinérgico entre o formaldeído e um meio ácido. Como um controlo positivo, formaldeído a 1 e 3 mM de capsaicina também marcadamente potenciado (1 uM) induzida corrente nos TRPV1 células-CHO (Fig. 5, C e D). Estes dados sugerem que o formaldeído ativa diretamente TRPV1 com mais eficiência a baixo pH.
O formaldeído e pH 5,0 sinergicamente induzidos descargas de fibra de C via TRPV1
in vivo
De maior importância , procurou-se determinar se o formaldeído na gama de concentrações detectadas nos tecidos de câncer de pacientes é funcional em emocionantes fibras nervosas nociceptivas periféricas. As fibras-C periféricos transduzir informação nociceptiva para conduzir informação nociceptiva. Um aumento na disparos de fibra C nociceptiva é uma característica comum de dor. Desde formaldeído a pH 5.0 (simulando um microambiente do tumor extremamente ácidas) induzida comportamentos de dor mais graves do que pH 5.0 sozinho (Fig. 3B), foi testado se o formaldeído pode excitar as fibras C. Verificou-se que o formaldeído (1 mM, semelhante aos níveis detectados em tecidos de cancro do pulmão humano), a pH 5,0 pode excitar directamente as fibras-C. O número de potenciais de acção aumentou significativamente depois de formaldeído (sob pH 5,0) injecção no campo receptivo das fibras-C. Esta excitação das fibras-C pode ser bloqueada pela capsazepina antagonista TRPV1 (CPZ) (Fig. 5, E e F).
eliminadores de formaldeído inibida neurotoxicidade induzida por formaldeído em neurónios DRG em cultura
testado ainda mais a neurotoxicidade do formaldeído dentro da gama acima concentração medida ( 0,1 mM) em neurónios DRG em cultura. Mostrou-se que o formaldeído foi neurotóxico de neurónios DRG de um modo dependente da dose (Fig. 6A). O resveratrol, um agente eliminador de formaldeído exógeno, e a glutationa, um agente eliminador de formaldeído endógena, mostrou interacção química espontânea com formaldeído em solução de PBS no prazo de 40 minutos (Fig. 6B). Estes eliminadores de formaldeído diminuiu a neurotoxicidade induzida por formaldeído com um modo dependente da concentração (Fig. 6, C e D).
(A) Formaldeído (FA) diminuiu a viabilidade celular dos neurónios DRG em cultura, com um efeito dose-dependente maneira. (B) reacção química de formaldeído com resveratrol e glutationa. (C) O resveratrol (Res) e (D) de glutationa (GSH) a inibição sobre a diminuição de viabilidade celular induzida por formaldeído. *
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0,01. n = 6.
eliminadores de formaldeído e antagonistas de TRPV1 atenuados comportamentos de dor de câncer ósseo em ratos
Como mostrado na Fig. 7A, raios-X revelou que nenhuma mudança radiológica (pontuação = 0) foi encontrada em animais tratados com células tumorais mortas pelo calor ou com uma solução de PBS. No entanto, 7 dias após a injecção com células MRMT-1, o osso mostrou alguma perda de osso medular e aparente erosão do osso cortical. Maior deterioração foi detectado no dia 15 pós-injecção com espessura total perda óssea unicortical adicional. eliminadores de formaldeído (glutationa e o resveratrol) e melatonina diminuiu significativamente toda a destruição do osso; No entanto, capsazepina, um antagonista de TRPV1, não protegeu contra a erosão estrutura óssea no dia 15 (Fig. 7, A e B). comportamentos de dor, incluindo hiperalgesia térmica e alodinia mecânica foram observadas entre 7 e 15 dias após a injecção das células cancerosas MRMT-1. Também verificou-se que os comportamentos de dor foram atenuados pelo capsazepina, melatonina e formaldeído catadores (glutationa e resveratrol) nos dias 11 e 15 após MRMT-1 inoculação (Fig. 7, C e D).
(A ) confirmação radiológica de desenvolvimento de tumores na tíbia de ratos MRMT-1 modelo de dor. (B) Índices relacionados com a tíbia (osso) em diferentes grupos de tratamento. N = 4. (C) hiperalgesia térmica. eliminadores de formaldeído resveratrol (Res, 0,4 mg /ml) e glutationa (GSH 25 mg /ml), antagonistas de TRPV1 capsazepina (CPZ, 0,1 mg /ml) e melatonina (MT, 5 mg /ml) aumentou a latência da placa quente. (D) alodinia mecânica. Res, GSH, CPZ e MT aumento do limiar mecânico. *
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p Art 0,05, em comparação com os respectivos grupos PBS. n = 10. Mortas:. grupo mortas pelo calor
Foi interessante notar que, apesar de capsazepina e melatonina ambos os comportamentos de dor câncer ósseo atenuadas, a concentração de formaldeído na espinal medula e do sangue do cancro ratos modelo de dor no dia 15 foi mantido ainda mais elevada do que a dos ratos de controlo. Mais importante ainda, o resveratrol e glutationa (eliminadores de formaldeído) inibiu comportamentos de dor do cancro de osso, diminuindo formaldeído excessiva na medula espinal (Fig. S1, A e B).
Discussão
Os tecidos tumorais segregam directamente endógena formaldeído
o nível de formaldeído fisiológica foi relatado como sendo cerca de 0,1 mM no sangue ou cérebro de animais humanos e não-humanos [21]. Surpreendentemente, os dados clínicos mostraram que as concentrações de formaldeído foram significativamente elevados (2~8 vezes) na urina de pacientes com câncer de bexiga e câncer de próstata [3], na expiração de alguns pacientes que sofrem de cancro da mama [4] e especialmente elevada em amostras de sangue (8~10 dobras) a partir de certos pacientes com tumor [24]. O formaldeído também foi elevado em linfócitos na leucemia linfocítica crónica [7]. A expressão e a actividade de enzimas gerador de formaldeído, tais como desmetilase específica-lisina 1 (LSD1) [25], [26], sensível à semicarbazida oxidase amina (SSAO) [27], [28] e do citocromo P-450 [29] , [30], formaldeído, enzimas degradadoras, tais como aldeído desidrogenase 2 (ALDH2) e classe III da álcool-desidrogenase (ADH3) [31], [32], são considerados como tendo um papel crítico na patogénese de cancro da mama. A sobre-expressão de ADH3 foi encontrado em tecidos de cancro, os quais as defesas formaldeído [33]. Isto implica que os tecidos de tumor pode tolerar formaldeído em níveis anormais. O presente estudo fornece evidência direta de que o formaldeído pode ser segregado a partir das linhas celulares de cancro cultivadas em
in vitro Comprar e tumorais tecidos de certos pacientes com dor do câncer
in vivo
, e sua concentração pode chegar a níveis anormalmente elevados (Figura 1). Porque o volume da cavidade óssea de ratos é pequeno e a quantidade de tecido da medula óssea é pouco, quatro medulas ósseas de modelos de dor do câncer MRMT-1 mamários foram combinadas para um tubo para a medição HPLC no presente estudo. A elevação acentuada do nível de formaldeído foi encontrado na medula óssea de ratos modelo da dor do câncer (Fig. 1e). Isto está de acordo com um relatório anterior que o formaldeído pode ser acumulada na medula óssea [34]. Curiosamente, o nível de formaldeído no sangue foi também, obviamente, elevados no modelo de dor de cancro MRMT em ratos (Fig. S1, B) e o formaldeído é considerada como uma causa do cancro [35]. Estes relatórios sugerem que a produção de formaldeído excessiva por tecidos tumorais é, possivelmente, um fator crítico na cancerização tecido ou metástases ósseas.
tecido derivado Cancer formaldeído excessiva induz osso destruição
metástase das células do Câncer para medula óssea aumenta osteólise, a atividade dos osteoclastos e induz um microambiente ácido [36]. Isto está relacionado com o facto de que os osteoclastos reabsorvem osso pela manutenção de um microambiente extracelular de pH 4~5 [12]. A acidificação é uma causa de dor no câncer e inflamação [36]. Os osteoclastos activados aumentar a estimulação induzida por prótons de TRPV1 ou canais iônicos sensíveis ao ácido (ASICs) nas fibras nervosas sensoriais que inervam óssea [1]. Outra fonte de protões é a lise de células tumorais em si. As células cancerígenas têm um pH intracelular mais baixo do que as células normais [37], como tumores sólidos superar o seu fornecimento vascular, em seguida, o tecido torna-se necrótico cancro, o que contribui para o ambiente ácido [38]. Um recente relatório de pesquisa também demonstrou que o formaldeído, gradualmente liberados por cimentos endodônticos, provocou necrose óssea [39]. formaldeído elevada também foi observada em pacientes com cárie dentária [40]. A citotoxicidade resultante da excessiva formaldeído em células osteoblásticas humanas tem sido considerada como um factor importante na destruição óssea [41], [42]. O formaldeído pode acumular-se na medula óssea [34]. Em nosso estudo, a concentração de formaldeído foi elevada a cerca de 0,6 mM na medula óssea de MRMT-1 modelo de dor câncer ósseo em ratos (Fig. 1E). Este nível é suficientemente elevado para ser tóxico para as células osteoblásticas. destruição óssea foi encontrada no modelo de dor MRMT-1 câncer ósseo em ratos. eliminadores de formaldeído, o resveratrol e glutationa, obviamente diminuiu destruição óssea no presente estudo (Fig. 6B, 7A e 7B). Portanto, formaldeído excessiva secretada por tecidos de cancro pode desempenhar um papel na destruição óssea. Esta destruição óssea, em seguida, contribui para a dor do câncer, porque as terminações de fibras nervosas que inervam o osso é mais facilmente expostos a fatores derivados de tecidos tumorais.
O formaldeído induz respostas de dor através de TRPV1 e /ou TRPA1
mama, pacientes do pulmão e cancro da bexiga freqüentemente sofrem de dor de câncer ósseo [5], [6]. No presente estudo, a alodinia mecânica foi encontrada em pacientes com dor de cancro da mama e na pata traseira afectada, nas MRMT-1 peito de ratos modelo da dor do câncer (Fig 7, B e C.); este resultado é semelhante ao observado em um relatório anterior [43]. O modelo de dor MRMT-1 câncer ósseo é amplamente utilizado na investigação da dor óssea do cancro da mama [44]. antagonistas de TRPV1 atenuada endógenos comportamentos de dor do cancro de osso induzida por formaldeído (Fig. 7, B e C). Os antagonistas selectivos de TRPV1, tais como iodo-resiniferatoxina [45] e capsazepina, e o antagonista não selectivo vermelho de ruténio [46], inibiu comportamentos de dor induzida por formalina. Estes achados sugerem que TRPV1 pode participar na dor evocada-formaldeído. Em nossos testes de comportamento, descobrimos que o formaldeído em baixa patológica (3 mM, baseado na concentração detectada em tecidos de câncer humanos) em um ambiente induzida ácidas respostas de dor de ratos através de TRPV1
in vivo
(Fig. 3B). Capsazepina (um antagonista TRPV1) atenuado capsaicin- ou formaldehyde- (pH 6,0) as respostas de dor induzida em ratos (Fig. 3, B-D). Um estudo recente mostrou também que TRPV1 participa na nocicepção, especialmente sob condições extremamente ácidas [16].
Pesquisas recentes têm mostrado que tanto TRPA1 e TRPV1 são possíveis alvos de formaldeído endógena
in vitro
e
in vivo
[9]. No relatório de Macpherson et al, respostas de cálcio evocado-formaldeído em neurónios DRG e comportamentos nocifensive foram quase abolida em TRPA1
– /- ratos. Ao mesmo tempo, formaldeído ainda pode evocar respostas de dor no TRPA1
– /- ratos. Isto sugere que o formaldeído não se limita a activar TRPA1. No nosso estudo, formaldeído ( 0,1 mM) foi encontrado para activar TRPV1 (Fig. 1A), especialmente no ambiente ácido. Pensamos que TRPV1 ou TRPA1 estão todos sob os mecanismos da dor. AP-18 (um antagonista de TRPA1) diminuiu parcialmente dor induzida por formaldeído (pH 5.0~6.0) e não atenuada comportamentos de dor induzida por capsaicina (Fig. 3B). Isto implica que, no âmbito de um microambiente acídico de tecidos de cancro, TRPV1 pode desempenhar um papel mais importante do que TRPA1. Se TRPA1 também participa de dor do câncer de osso é desconhecida, mas será investigado em nossa investigação futura.
O formaldeído sob ambiente ácido induz respostas de dor através de TRPV1
Com a gravação de patch-clamp, verificou-se que formaldeído ( 3 mM) TRPV1 activada directamente em células CHO transfectadas com TRPV1. Embora nem o de um ambiente ácido sozinho (pH 6,0), nem o formaldeído, a baixa concentração sozinho ( 3 mm) eliciou correntes, formaldeído na mesma concentração baixa sob um meio ácido (pH 6,0) dependentemente da dose correntes induzidas através de TRPV1 (Fig. 5, A e B). Na verdade, formaldeído (1~10 mM) não induziu as correntes em células CHO ASIC1a-transfectadas (dados não mostrados). Estes dados indicam que o TRPV1 (e não ASIC1a) é o alvo directo de formaldeído, especialmente formaldeído em um ambiente ácido. Formaldeído correntes induzida por capsaicina também melhoradas
in vitro
(Fig. 5, C e D). nível de formaldeído foi elevada a cerca de 0,6 mM no dia seguinte óssea deste modelo
in vivo
(Fig. 1E), e formaldeído (1 mM) sob um ambiente ácido (pH 5,0) provocou descargas de fibra de C
in vivo
(Fig. 5, e e F). respostas de dor induzida por formaldeído em rato foram, obviamente, reforçada sob um ambiente ácido (pH 5,0)
in vivo
(Fig. 3, A e B). Tem sido relatado que o microambiente de tecidos tumorais tem valores de pH de 4~5 [12], e que os comportamentos de dor pode ser induzida a um pH tão baixo quanto 5,0, através da activação do ASIC e /ou TRPV1 [15]. Estes dados sugerem que o formaldeído acumulada e ambiente ácido nos tecidos tumorais sinergicamente induzir respostas de dor, ativando TRPV1 em aferentes C-fibra de medula óssea ou de pele.
Além disso, o formaldeído-regulada expressão NGF em mastócitos
in vitro, e o NGF secretado pelos mastócitos e macrófagos podia regular positivamente TRPV1 [2]. Isto implica que o formaldeído segregada pelos tecidos tumorais, possivelmente se-regula a expressão de TRPV1. Curiosamente, a sobre-expressão de TRPV1 foi encontrado no dia seguinte óssea, neurónios DRG e aferentes fibras C em modelos de dor do cancro de osso [1], [47]. Portanto, se a hipótese de que as células cancerosas em proliferação secretam formaldeído endógena excessiva nas fases iniciais, e, em seguida, o formaldeído-se-regula a expressão TRPV1 nos nervos aferentes. Consequentemente, a sobre-expressão de TRPV1 aumenta a sensibilidade mecânica, diminuindo níveis de dor de
pacientes jogue com câncer. Então, como o tumor progride, a aceleração da acidificação e acumulação crónica de formaldeído levar a alodinia mecânica ou dor severa via ASICs e /ou TRPV1 em pele ou da medula óssea dos pacientes com câncer (Fig. S2).
Embora , bloqueio de TRPV1 foi sugerido como um possível alvo terapêutico para aliviar a dor [1], investigação recente demonstrou que o bloqueio crónico de este receptor pode aumentar o risco de desenvolvimento de cancro [48]. Em nosso estudo, descobrimos que, embora capsazepina e melatonina todas as respostas à dor câncer ósseo atenuadas, eles não diminuir os níveis de formaldeído locais na espinal medula e no sangue (Fig. S1, A e B). Mais importante ainda, o formaldeído pode promover a proliferação de células [49], e é um factor de risco para o desenvolvimento do cancro [7]. Isto sugere que o formaldeído pode ser um fator crítico do glial sobre-proliferação na medula espinhal deste modelo de dor câncer ósseo [44]. Curiosamente, a melatonina tem sido utilizada clinicamente para o cancro da mama [50]. Descobrimos que inibiu os comportamentos de dor formaldehyde- e induzida por capsaicina agudas (figura 3, A e C.), Como mostrado anteriormente [22], [51] – [52];