Inhibition SDF-1/CXCR4-induzierter Epithelial-mesenchymaler Transition (EMT) durch Kisspeptin-10

Fragestellung:

Epithelial-mesenchymale Transition (EMT) ist ein zelluläres Entwicklungsprogramm charakterisiert durch den Verlust von Zelladhäsion und gesteigerte Zellmobilität. Sie ist essentiell für zahlreiche Prozesse in der Entwicklungsbiologie wie auch der Metastasierung. Wir konnten nachweisen, dass die Invasion von Mammakarzinomzellen sich durch Kokultur mit MG63-Zellen dramatisch steigern lässt. Außerdem war es uns möglich, mesenchymal transformierte MCF-7 Zellen (MCF-7-EMT) mit deutlich verstärkter Invasivität zu generieren (1). Nun analysierten wir, ob der stromal derived factor-1 (SDF-1) verantwortlich für Invasion und EMTist. Zudem untersuchten wir, ob Kisspeptin-10 (KP-10) die SDF-1-induzierte Invasion und EMT beeinflusst.

Methoden:

Die Zellinvasivität wurde quantifiziert durch Migration durch eine artifizielle Basalmembran einer modifizierten Boyden-Kammer während Kokultur mit MG63-Zellen bzw. nach Zugabe von SDF-1α, SDF-1β oder beiden Isoformen. EMT-Induktion wurde analysiert durch die Proteinexpression des epithelialen Markers E-cadherin (CDH1) und der mesenchymalen Marker N-cadherin (CDH2) und Vimentin (VIM). Durch Blockade der SDF-1 Sekretion in Kokultur mit MG63 wurde dessen Rolle für Zellinvasion und EMT und in weiteren Versuchen der Effekt von KP-10 auf SDF-1 untersucht.

Ergebnisse:

Die Zellinvasion war in Kokultur mit MG63 signifikant erhöht ebenso wie die SDF-1 Proteinexpression. SDF-1-Antikörper blockierten diesen Effekt. In Monokultur wurden sowohl Zellinvasion wie EMT durch Zugabe von SDF-1α, SDF-1β oder beiden Isoformen in Kombination aktiviert. Die Proteinexpression des epithelialen Markers E-cadherin (CDH1) war deutlich vermindert und der mesenchymalen Marker N-cadherin (CDH2) und Vimentin (VIM) vermehrt. KP-10 reduzierte die Effekte der SDF-1 gesteuerten Aktivierung, der EMT-Induzierung und auch der CXCR-4 Protein Expression. Behandlung von MCF-7-EMT mit KP-10 führte zu einer signifikant reduzierten Zellinvasion und CXCR-4 Proteinexpression.

Schlussfolgerung:

Diese Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass SDF-1 eine wichtige Rolle für Invasionsfähigkeit und EMT spielt. Diese SDF-1 gesteuerte Invasion und EMT kann ebenso wie die CXCR-4 Expression durch KP-10 geblockt werden.

Literatur:

[1] Ziegler E, Hansen M-T, Haase M, Emons G, Gründker C (2014) Generation of MCF-7 cells with aggressive metastatic potential in vitro and in vivo. Breast Cancer Research and Treatment 148(2):269 – 277