Extracto
Los trabajos recientes con modelos de ratón de cáncer de próstata (CaP) ha demostrado que la inactivación de TGF señalización en el epitelio de la próstata puede cooperar con deleción de la
PTEN supresor de tumores
para conducir localmente agresivos contra el cáncer y la enfermedad metastásica. Aquí, se muestra que la inactivación de la vía de TGF eliminando el gen que codifica el receptor TGF tipo II (
Tgfbr2
) en combinación con una deleción de la
Apc
gen supresor de tumor específicamente en el epitelio de la próstata del ratón , da como resultado la rápida aparición de Cap invasivo. Los micro-metástasis se observaron en los nódulos linfáticos y los pulmones de una proporción de los ratones doble mutante, mientras que no se observaron metástasis en
Apc
ratones mutantes individuales. Prostático específico
Apc; Tgfbr2
mutantes tenían una menor frecuencia de metástasis y sobrevivieron significativamente más tiempo que
PTEN; Tgfbr2
dobles mutantes. Sin embargo, todos los
Apc; Tgfbr2
mutantes desarrollaron cáncer invasivo en un 30 semanas de edad, mientras que el cáncer invasivo se observa raramente en
Apc
animales mutantes individuales, ni siquiera por un año de edad. Además la comparación de la
PTEN
y
Apc
modelos de Cap revelaron diferencias adicionales, incluyendo el carcinoma adenoescamosa en el
Apc; Tgfbr2
mutantes que no se observó en el
PTEN
modelo, y la falta de inducción robusta de la vía TGF en
Apc
de próstata nula. Además de causar la neoplasia de próstata de alto grado intraepitelial (PIN de alto grado), la supresión de cualquiera
PTEN
o
Apc
senescencia inducida en los conductos prostáticos afectados, y este sistema de seguridad fue superada por la pérdida de Tgfbr2 . En resumen, este trabajo demuestra que la señalización de TGF frena la progresión de CaP inducida por diferentes mutaciones supresoras de tumores, lo que sugiere que la señalización de TGF ejerce un efecto general supresor de tumores en la próstata
Visto:. Bjerke GA, Pietrzak K, Melhuish TA , Frierson Jr. HF, pascual BM, Wotton D (2014) cáncer de próstata inducido por la pérdida de APC está restringido por TGF señalización. PLoS ONE 9 (3): e92800. doi: 10.1371 /journal.pone.0092800
Editor: Kin Lau Mang, la Universidad China de Hong Kong, Hong Kong
Recibido: 13 de diciembre de 2013; Aceptado: February 25, 2014; Publicado: 20 Marzo 2014
Derechos de Autor © 2014 Bjerke et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Este trabajo fue apoyada por un Proyecto Programa subvención del Instituto Nacional del cáncer (2P01CA104106 a B. pascual y D. Wotton), y con una donación piloto del Centro de cáncer UVA (con fondos de la CA44579 CCSG P30, el James y Rebecca CraigFoundation, y UVA fondo de Oncología de la mujer) a D. Wotton. Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
el cáncer de próstata (CaP) es una de las principales causas de muerte por cáncer en los hombres, con el Instituto Nacional del cáncer predicción de más de 230.000 casos y 29.000 muertes en los EE.UU. en 2013 (www.cancer.gov/cancertopics/types/próstata). Varias vías de señalización se alteran con frecuencia en cáncer de próstata humano, ya sea por alteraciones genéticas o por cambios en la expresión de los componentes clave de la vía [1]. La mutación o deleción de la
PTEN
gen supresor de tumor se encuentra en más de 30% de los cánceres de próstata humanos primarios y más de 60% de las metástasis de CaP [2] - [5]. La pérdida de
PTEN
actividad de la fosfatasa lipídica activa la vía de señalización PI3-quinasa [6], [7], incluyendo la activación de la /PKB quinasa Akt aguas abajo, que es en sí mismo un oncogén [8] - [10]. la activación de Akt promueve la supervivencia celular mediante la inhibición de la apoptosis, y también regula la proliferación y tamaño de las células [11], [12].
factor de crecimiento transformante (TGF) ligandos beta montar un complejo de señalización de tipo I y tipo II receptores, en el que los fosforila receptor de tipo II y activa el tipo I [13] - [15]. El tipo I receptor activado fosforila proteínas receptoras Smad (R-Smad), que son los principales factores de transcripción que median la señalización de TGF familia. Smad2 y Smad3 son los R-Smads primarias que responden a la señalización de TGF. Fosforilados R-Smads se unen Smad4 y se acumulan en el núcleo donde regulan la expresión de genes [16]. En muchos tipos de células, incluyendo las células epiteliales, TGF señalización a través de Smad2 /3 causa una detención de células G1 ciclo que previene la proliferación incontrolada y juega un papel supresor del tumor [17], [18]. La vía de señalización de TGF es frecuentemente interrumpido por la mutación o pérdida de la expresión de componentes de la ruta en CaP humano [19] - [21]. La reducción de expresión del tipo I y TGF receptores tipo II (codificada por el
TGFBR1
y
TGFBR2
genes) se asocia con mayor puntuación de Gleason y la disminución de la supervivencia y reduce la expresión SMAD4 también se encuentra en CP avanzado humana [19], [22] - [24].
El
APC gratis (
poliposis adenomatosa coli
) gen codifica un supresor de tumor que se inactiva en una gran proporción de los cánceres colorrectales humanos [25]. La pérdida de la función APC activa los componentes aguas abajo de la vía de señalización Wnt canónica [26], [27]. funciones APC como un andamio que se dirige a β-catenina para la fosforilación y posterior degradación proteasomal. En presencia de ligandos Wnt, o una mutación en el gen APC, β-catenina ya no está degradado y puede acumularse, tanto en el citosol y el núcleo, donde activa la expresión del gen diana principalmente a través de la interacción con la transcripción de unión a ADN TCF /LEF factores [28]. Aunque el
APC
gen codifica un importante gen supresor tumoral para el cáncer colorrectal, y
APC
mutaciones se han encontrado en algunos otros tipos de cáncer, la inactivación de mutaciones en el
APC
gen son raro en CaP humana [29]. Sin embargo, en la mayoría de los casos de CaP avanzado humano β-catenina se encuentra en el núcleo, lo que sugiere que esta vía es frecuentemente desregulado. Otros mecanismos de activación de esta vía se han identificado en CaP humana, incluyendo la metilación de la
APC
de genes [30], [31]. La activación de mutaciones en sí β-catenina (codificadas por
CTNNB1
), que impiden la fosforilación y la orientación para el proteasoma, también se han identificado [32]. Mientras que la desregulación de esta vía parece ser bastante frecuente en cáncer de próstata humano, la importancia de la β-catenina nuclear en el inicio de la tapa humana y la progresión a cáncer de próstata resistente a la castración (CRPC) aún no se ha dilucidado.
trabajos recientes con modelos de ratones genéticamente modificadas se ha comenzado a arrojar luz sobre los efectos combinatorios de mutaciones supresoras de tumores en la progresión del cáncer de próstata. deleciones específicas de la próstata de la
Tgfbr2
y
Smad4
genes han sido probados tanto en ratones. Ni mutación por sí sola es suficiente para iniciar la tumorigénesis, pero cuando se combina con un
PTEN
eliminación, la inactivación de la vía TGF resultados en muy rápida progresión a la enfermedad localmente invasivo y metastásico [33], [34]. Los modelos de ratón en el que un transgén β-catenina estabilizada se expresa en la próstata resultaron en la neoplasia de próstata de alto grado intraepitelial (PIN de alto grado) [35], [36]. Supresión de la
Apc
gen específicamente en el epitelio de la próstata del ratón también se producirá un PIN de alto grado con alta penetrancia, pero esto rara vez progresa a cáncer invasivo, y no se encontraron metástasis [37]. Aquí nos muestran que la supresión tanto de la
Tgfbr2
y
Apc
genes en la próstata del ratón epitelio resultados en rápida progresión a cáncer invasivo, con metástasis a los ganglios linfáticos y los pulmones en algunos casos. Además, se muestra que la supresión de cualquiera
Apc
o
PTEN
solo induce senescencia en los conductos prostáticos con PIN de alto grado y que la pérdida adicional de la
Tgfbr2
gen supera este punto de control de la senescencia. En resumen, este trabajo sugiere que TGF señalización límites progresión de PIN de alto grado con el cáncer de próstata invasivo, con independencia de la mutación iniciar tumor. Por lo tanto la señalización de TGF juega un papel clave supresor de tumores en el epitelio prostático
Resultados y Discusión
cáncer de próstata letal en
Apc
r /r;. Tgfbr2
r /r
mutantes
deleción homocigótica de
Apc Hoteles en la próstata del ratón en los resultados del epitelio PIN de alto grado con diferenciación escamosa en todos los lóbulos prostáticos, a pesar de que rara vez progresa a cáncer invasivo localmente, y no se han detectado metástasis [37]. la señalización de TGF frena la progresión del cáncer de próstata iniciado por la pérdida del supresor de tumores PTEN [33], [34]. Para probar si la señalización de TGF desempeña un papel similar en la próstata cuando se pierde Apc, se utilizaron modelos de ratón para combinar mutaciones en el
Tgfbr2
y
Apc
genes. alelos condicionales, loxP-flanqueado tanto de la
Apc
y
Tgfbr2
genes se combinaron con los
PbCre4
transgén, que se expresa únicamente en el epitelio de próstata [38]. Los alelos recombinados, generadas por la expresión de próstata-específico del epitelio PbCre4, se denominarán en lo sucesivo
Apc
r /r
y
Tgfbr2
r /r
. Como primera prueba de si la combinación de la
Apc
y
Tgfbr2
mutaciones promueve la progresión del cáncer de próstata, que siguió a una cohorte de
Apc
r /r
y
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
ratones a un año de edad. Durante este transcurso de tiempo, ninguno de los
Apc
r /r
ratones mostraron signos de sufrimiento, mientras que todos los dobles mutantes mostraron una carga tumoral que requiere la eutanasia antes de 30 semanas de edad (Figura 1A) . A modo de comparación, también se analizó una serie de
PTEN
r /r
y
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
ratones en el mismo período. Todos menos uno de los
PTEN
único mutantes sobrevivieron a un año, mientras que ninguno de los dobles mutantes sobrevivió más allá de 16 semanas, de acuerdo con nuestro análisis anterior (Figura 1A y [33]). A las 18 semanas de edad, la próstata de
Apc
mutantes nulos individuales eran casi indistinguibles de los de tipo silvestre, mientras que, agrandamiento prostático era evidente en
PTEN
nulos (Figura 1B). Por 52 semanas, la
Apc
tumores de próstata nulos eran claramente evidentes, pero todavía eran mucho más pequeños que los de
Apc; Tgfbr2
doble ratones nulos a las 16 semanas de edad (Figura 1B). Por lo tanto, la supresión de la
Tgfbr2
gen en el fondo de la pérdida de cualquiera de
PTEN
o
Apc
tuvo un efecto muy significativo sobre el crecimiento tumoral y reduce los tiempos de supervivencia media a 82 días y 148 días, respectivamente (Figura 1A y C). También hubo una diferencia significativa en la supervivencia entre los dos combinaciones dobles mutantes que se debe probablemente a las vías específicas afectadas por la pérdida de PTEN y Apc.
(A) de Kaplan-Meier de supervivencia se muestran para cada genotipo como se indica . El número de animales de cada uno se muestra arriba. Los valores de p (prueba de log-rank) se muestran para
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r frente
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
, por
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r frente
Apc
r /r
, y por
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r frente
PTEN
r /r
. (B) Anatomía macroscópica de los tumores de próstata se muestra para cada a las siguientes edades: de tipo salvaje (18 semanas),
PTEN
r /r gratis (18 semanas),
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r gratis (13 semanas),
Apc
r /r
(18 y 52 semanas), y
Apc
r /r ; Tgfbr2
r /r gratis (15 semanas). (C) se muestran los datos de supervivencia para cada uno de los dobles nulos, junto con un resumen de las metástasis a los ganglios linfáticos lumbares (LN) y de pulmón. La proporción de los ratones con metástasis es significativamente diferente, comparando el
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
y
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
grupos en C (p & lt; 0,01).
previamente encontró que una proporción relativamente alta (~ 66%) de
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
ratones desarrollaron metástasis a los ganglios linfáticos o de pulmón [33] lumbares. En el presente estudio, se encontró que los micro-metástasis en los ganglios linfáticos lumbares de 18% de la
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
ratones, y en los pulmones de un 12% de la
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
ratones. Por lo tanto, las metástasis en el
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
ratones fueron significativamente menos frecuente (p & lt; 0,01) que en el
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
mutantes examinados aquí, y en nuestro análisis anterior (Figura 1C). Nunca se observó metástasis en
Apc
r /r
ratones mutantes individuales, ni siquiera por un año de edad, y sólo uno de los catorce
Apc
r /r
ratones analizados en ya sea 36 o 52 semanas de edad mostraron signos de cáncer localmente invasivos. Estos datos muestran claramente que la combinación de mutaciones en el
Apc
y
Tgfbr2
genes pueden acelerar la progresión del tumor a la enfermedad invasiva y metastásica sobre la observada con la pérdida de
Apc
solo .
la inactivación de señalización TGF, ya sea por la eliminación de
Tgfbr2
o
Smad4
, acelera la progresión de la
PTEN
CaP nula, y
Tgfbr2
eliminación también se ha demostrado a cooperar con un transgén Akt constitutivamente activa para conducir cáncer invasivo [33], [34]. La expresión de un transgén negativa del receptor de TGF tipo II dominante en la próstata fue capaz de aumentar la severidad de los tumores de próstata iniciados por la expresión específica de antígeno T, y dio lugar a un aumento de metasases [39]. En cada caso, la progresión a la enfermedad invasiva y metastásica es acelerado por la pérdida de la señalización de TGF, incluso cuando la mutación iniciar no lo hace en su propio resultado en las metástasis, como se ve aquí con el
Apc
mutantes. En resumen, los resultados de estos modelos de ratón de la tapa junto con los datos presentados aquí sugieren que la señalización de TGF juega un papel importante supresor tumoral en cáncer de próstata
El carcinoma adenoescamoso en
Apc
r /r.; Tgfbr2
r /r
mutante de próstata
Teniendo en cuenta las diferencias en la supervivencia y en el aspecto macroscópico de los tumores de
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r Opiniones y
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
ratones hemos realizado una comparación más detallada de estos tumores, así como de las próstatas de los mutantes nulos individuales. Como se informó anteriormente, el análisis histológico no reveló diferencias entre el tipo salvaje y
Tgfbr2
próstatas nulos (Figura 2 y [33]). La comparación de la
PTEN
y
Apc
único mutantes revelaron PIN de alto grado en próstatas de ambos genotipos, con diferenciación escamosa en el
Apc
nula de que no se observó en el
PTEN
nula. La introducción de un
Tgfbr2
mutación dio lugar a la progresión a adenocarcinoma pobremente diferenciado (PDA) en todo el
PTEN; Tgfbr2
dobles mutantes. Cuando se combina con el
Apc
mutación, supresión de la
Tgfbr2
gen en la próstata dio lugar a la progresión a cáncer invasivo, aunque la mayoría de los
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
tumores retuvieron el fenotipo escamosas visto en
Apc
nulos individuales (Figura 2). Tenga en cuenta los focos prominente de queratina en el
Apc
nula PIN de alto grado (flecha, Figura 2) y la diferenciación adenoescamosa se indica en el
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
tumor se muestra en la Figura 2 (puntas de flecha). Además de la apariencia histológica, aumento de la expresión de las queratinas 1 y 10 se ha utilizado como un marcador de diferenciación escamosa en el
Apc
próstata null [40]. Nosotros, por lo tanto, las secciones teñidas de tipo salvaje y mutante de próstata para la queratina 10. Como se muestra en la figura 3, se observó una fuerte tinción para Krt10 en las células subyacentes los focos prominente de queratina presente en
Apc
r /r
PIN de alto grado, con poca o ninguna tinción evidente en el tipo salvaje,
Tgfbr2
nulo o
PTEN
próstatas nulos. En el
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
tumores de grandes regiones de Krt10 células positivas estaban presentes en todo el tumor, mientras que en los
PTEN; Tgfbr2
mutantes dobles Sólo se observaron células positivas Krt10 raros dispersos (Figura 3)
H & amp;. E manchadas secciones se muestran para los seis genotipos indicados, tomadas de ratones en las siguientes edades. La flecha indica depósitos de queratina en el
Apc
r /r
, y puntas de flecha indican un área de diferenciación adenoescamosa en el
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
próstata. de tipo salvaje: 21 semanas,
PTEN
r /r
: 22 semanas,
Apc
r /r
: 36 semanas,
Tgfbr2
r /r
: 70 semanas,
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
: 11 semanas, y
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
: 17 semanas. Se muestran las imágenes tomadas a las 10 × y 40 aumentos.
próstatas de los genotipos indicados fueron analizados por IHC para la queratina 10, como un marcador de diferenciación escamosa. Las edades son como en la Figura 2.
Para una mejor comparación de las frecuencias de los fenotipos descritos anteriormente hemos recopilado datos sobre los fenotipos predominantes en cada genotipo como se obtuvo en una forma ciega basada en los fenotipos de la próstata del ratón establecidos [41 ] - [43]. En
Apc
r /r
ratones mayoría de próstatas analizados en 8-24 semanas de edad tenía PIN de alto grado con diferenciación escamosa (adenoescamosa PIN de alto grado; ASQ-PIN de alto grado) y por 36-52 semanas todos tenían este fenotipo (Figura 4A). Sólo uno de los
Apc
nulos desarrollaron regiones del cáncer localmente micro-invasivo (a las 36 semanas), y esto fue significativamente menos frecuente (p & lt; 0,02) que la incidencia de cáncer invasivo en
PTEN
r /r
ratones en la semana 36 a 52 rango de edad (Figura 4A). La comparación de la
Tgfbr2
mutantes compuestos reveló que todos los
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
ratones tenían PDA sin diferenciación escamosa, mientras que todos menos uno de los
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
ratones sacrificados para la carga tumoral tenían una amplia carcinoma adenoescamosa (Figura 4B). También se compararon los fenotipos en ratones con genotipos intermedios, en los que una u otra mutación se heterocigóticos (algunos de los
PTEN
+ /r; Tgfbr2
r /r
y
PTEN
r /r; Tgfbr2
+ /r
ratones incluyen en este resumen fenotipo fueron analizados por la supervivencia en la referencia [33]). Para este análisis, se analizaron los ratones cuando se convirtió en la carga tumoral excesiva, o cuando los ratones alcanzaron al menos un año de edad. Esto demostró que la frecuencia de cáncer invasivo fue significativamente mayor en
PTEN
r /r; Tgfbr2
+ /r
que en
Apc
r /r; Tgfbr2
+ /r
ratones (p & lt; 0,05), y en
PTEN
+ /r; Tgfbr2
r /r
que en
Apc
+ /r; Tgfbr2
r /r
próstatas (p & lt; 0,001), apoyando la idea de que la pérdida de
PTEN
da como resultado un fenotipo más agresivo que la pérdida de
Apc gratis (Figura 4B).
(A) Los fenotipos de
Apc
r /r
y
PTEN
r /r
ratones se muestran agrupados por dos rangos de edad: 8 a las 24 semanas y 36 a 52 semanas. Todos los animales analizados tenían algún fenotipo del tumor de próstata, que se clasifica como Centro de Coordinación PIN, PIN de alto grado, o PIN de alto grado con la diferenciación adenoescamosa (ASQ-PIN de alto grado). Los animales con cáncer de micro-invasivo y ASQ-HGPIN o una mezcla de PIN de alto grado y PDA se agrupan por separado. El número de animales analizados se muestran encima de cada columna, y la distribución de fenotipos se muestra como un porcentaje. La proporción de animales con signos de cáncer invasivo en 36-52 semanas es significativamente diferente entre los dos genotipos (P & lt; 0,02). (B) El número de ratones con cada fenotipo se muestran para los animales con diferentes combinaciones de mutaciones en ambos
Apc
y
Tgfbr2 gratis (arriba), o en ambos
PTEN
y
Tgfbr2 gratis (abajo). Para cada genotipo se muestran el número de animales con cada fenotipo. Normal - sin fenotipo tumoral evidente. PIN de alto grado y adenosqamous PIN de alto grado - extensa PIN de alto grado y sin evidencia de invasión. PDA y el carcinoma adenosqamous - extensa cáncer localmente invasivo. Todos los ratones fueron sacrificados en más de un año de edad, a menos que tuvieran que ser sacrificado por la carga tumoral a una edad más joven. No se observaron significativamente más animales con cáncer invasivo en el
PTEN
r /r; Tgfbr2
+ /r
y
PTEN
+ /r; Tgfbr2
r /r
grupos que en el
Apc
r /r; Tgfbr2
+ /r
y
Apc
+ /r; Tgfbr2
r /r
grupos (14/14 vs 2/4, p & lt; 0,05, y 15/17 vs 0/6, p & lt; 0,001). Uno de los
Apc
r /r; Tgfbr2
+ /r
ratones (anotado como PDA) sólo tenían pequeños focos invasivos. Todos los demás tenían extensa invasión local si se ha puntuado como PDA o ASQ-carcinoma.
En resumen, este análisis sugiere que los fenotipos observados son bastante específicos para cada modelo de cáncer de próstata, y que dentro de cada modelo hay poca variación en el tipo de tumor. Para probar todas las combinaciones de la
PTEN
mutación da lugar a un cáncer más agresivo, invasivo que
Apc
eliminación. Curiosamente, ninguno de los
Apc
heterocigotos desarrollaron tumores, incluso en presencia de una deleción homocigótica del
Tgfbr2
, mientras que la mayoría de los
PTEN
heterocigotos desarrollaron PDA si fueran null para
Tgfbr2
. Esto es consistente con la inactivación de los restantes
PTEN
alelo, que se ha sugerido que es una importante vía por la que
PTEN
próstatas de ratones heterocigotos desarrollan un fenotipo [44]. la señalización de TGF parece frenar la progresión de PIN de alto grado tanto adenocarcinoma pobremente diferenciado y carcinoma adenoescamoso, con la diferencia en el fenotipo de ser dependiente de la tumor iniciar mutación. Mientras que la acumulación nuclear de β-catenina se encuentra en una alta proporción de Cap humana, no hay consenso en cuanto a cómo la vía /β-catenina APC podría ser interrumpido en cáncer de próstata humano. La diferenciación escamosa inducida por la pérdida de
Apc
es relativamente poco frecuente en cáncer de próstata humano, aunque es más común después de la terapia de privación de andrógenos [45]. La presencia de un carcinoma adenoescamosa en
Apc; Tgfbr2
nulos dobles sugiere que la pérdida de la señalización de TGF no impide la diferenciación escamosa inducida por la pérdida de
Apc
. Del mismo modo, la combinación de un
Pten
mutación con un transgén β-catenina estabilizada en los resultados de la próstata en los tumores con diferenciación escamosa, lo que sugiere que esto puede ser el fenotipo dominante de la activación temprana de β-catenina [40]. Tal vez el aumento de la β-catenina nuclear visto en CaP humano avanzado es un fenotipo más tarde, o se produce a un nivel inferior que la observada con la manipulación transgénica en ratones, y por lo tanto no puede conducir diferenciación escamosa.
Aumento de estroma y cáncer invasivo con
Tgfbr2
eliminación
El examen de las secciones teñidas con H & amp; E reveló evidencia de cáncer invasivo localmente, con un aumento tanto en el estroma
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
y
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
próstatas. Para visualizar la expansión del estroma, teñidas con tricrómico secciones de Masson. En el tipo salvaje y
Tgfbr2
próstatas nulos, la estructura de conducción fue similar, y no había tejido fibroso mínima entre los conductos prostáticos. En las áreas de PIN de alto grado en
PTEN
r /r
animales había áreas focales de aumento de la fibrosis y en el
Apc
nula fibrosis significativa se observó entre los conductos con PIN de alto grado (Figura 5). En áreas de cáncer invasivo, tanto en el
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
y
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
próstatas, aumento de la fibrosis estaba presente, y esto fue particularmente evidente en el
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
ratones (Figura 5)
.. secciones de próstata tricrómico de Masson teñidas se muestran, a partir de ratones en las siguientes edades. de tipo salvaje: 25 semanas,
PTEN
r /r
: 18 semanas,
Apc
r /r
: 36 semanas,
Tgfbr2
r /r
: 18 semanas,
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
: 12 semanas, y
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
:. 17 semanas
a continuación examinó la ruptura de la estructura del conducto en cada uno de los dos modelos de cáncer de próstata. La inmunotinción para colágeno IV, como un marcador de la integridad de la membrana basal, demostró que la membrana basal estaba intacta en tanto de tipo salvaje y
Tgfbr2
próstatas nulos. En el
Apc
y
PTEN
mutantes (a las 36 y 21 semanas de edad, respectivamente), no hubo ruptura mínima membrana basal alrededor de los conductos con PIN de alto grado (Figura 6). Las edades de estos ratones son mucho más allá de los tiempos de supervivencia media de 21 y 12 semanas para cada uno de los dobles mutantes. En contraste, el examen de los animales dobles mutantes que fueron sacrificados debido a la carga tumoral mostró ruptura completa de la membrana basal en áreas de cáncer invasivo (Figura 6). Para examinar el fenotipo invasivo, teñidas secciones de FoxA1, como un marcador epitelial, y para Sma identificar las células del estroma. En tanto el tipo salvaje y
Tgfbr2
nula, conductos prostáticos estaban completamente cerrados por las células del estroma positivo Sma. Aunque hubo una clara evidencia de PIN de alto grado en el
Apc
y
PTEN
próstatas nulos, en la mayoría de los casos los conductos aún estaban rodeados por estroma Sma-positivas a edades significativamente mayores que los de la mediana de supervivencia los dobles mutantes (Figura 7). En contraste, en
Apc
r /R; Tgfbr2
r /r
y
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
animales, la distinta separación entre estroma y los conductos se ha roto claramente hacia abajo, como estructura de conducción ya no es evidente en la transición a cáncer invasivo (Figura 7). Tomados en conjunto, estos análisis sugieren que, si bien hay algunas diferencias en el tipo histológico de cáncer iniciado por la pérdida de PTEN o Apc, la inactivación adicional de la vía TGF provoca una rápida progresión a cáncer invasivo localmente.
La inmunofluorescencia indirecta es muestra de β-catenina (verde) y colágeno IV (rojo) en las secciones de la próstata de los ratones de los genotipos indicados. de tipo salvaje: 21 semanas,
Tgfbr2
r /r
: 44 semanas,
PTEN
r /r
: 21 semanas,
PTEN
r /r ; Tgfbr2
r /r
: 11 semanas,
Apc
r /r
: 36 semanas, y
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
:. 24 semanas de edad
FoxA1 (rojo) y Sma tinción (verde) se muestran mediante inmunofluorescencia indirecta en secciones de próstata de los ratones de los genotipos indicados. Las edades de los ratones son como en la Figura 6.
Para probar la evidencia de transición epitelial a mesenquimal (EMT) se analizó la expresión de E-cadherina y vimentina. la señalización de TGF es un conductor conocido de señalización de EMT y el aumento de TGF frecuentemente resulta en aumento de la expresión de vimentina y una disminución en la expresión de E-cadherina, lo que puede contribuir a la ruptura de las uniones de células epiteliales y un fenotipo invasivo [46]. Como se muestra en la Figura 8, E-cadherina se expresa robusta y presente en la periferia de la célula en la mayoría de las células epiteliales en el
Apc
y
PTEN
mutantes individuales. E-cadherina expresión sigue apareciendo en gran medida normal en el
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
ratones, a pesar de la clara ruptura de la estructura del conducto. Cierta evidencia de E-cadherina de-la localización de la membrana celular se observó en el
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
de próstata, junto con una reducción en general de la señal en comparación con el
Apc
r /r
. Sin embargo, incluso en los dos próstatas dobles mutantes, uniones de las células epiteliales parecen ser en gran parte intacto con E-cadherina tinción clara (Figura 8). tinción con vimentina reveló pocos cambios en las células epiteliales en cualquiera de los mutantes, aunque había algo de aumento de la expresión de vimentina en el estroma de
Apc
y
PTEN
sola nulo y
Apc; Tgfbr2
próstatas nulos dobles (Figura 8). Estos datos sugieren que aunque los tumores en
PTEN; Tgfbr2
y
Apc; Tgfbr2
nulos dobles son invasivos y pueden hacer metástasis, esto no se acompaña de un gran fenotipo EMT escala. Teniendo en cuenta el papel de TGF señalización en la conducción de la EMT, se podría esperar que los tumores dobles nulos no tendrían abajo-regulado E-cadherina y hasta regulado vimentina, ya que han perdido un componente clave de la vía de transducción de señales TGF. Estos resultados, sin embargo, deja abierta la cuestión de cómo estos tumores se vuelven metastásico. Una posibilidad es que las células epiteliales poco comunes en el tumor han sido sometidos a EMT, presumiblemente impulsado por una señal distinta de TGF. Otra posibilidad interesante es que las células epiteliales dobles nulos se someten a algún tipo de invasión colectiva, en la que pequeños grupos de células epiteliales se convierten en invasoras y móviles, manteniendo al mismo tiempo sus uniones celulares. Este tipo de invasión ha estado atrayendo más interés como un posible motor de metástasis [47], [48], y ahora será de interés para examinar cómo los tumores examinados aquí se vuelven invasivas y metastásicas.
próstatas de los genotipos indicados, seleccionados para ser representativa del fenotipo más común de cada uno, se analizaron por inmunofluorescencia indirecta para la e-cadherina (rojo) y vimentina (verde). Las edades son las siguientes, de tipo salvaje: 21 semanas,
PTEN
r /r
: 45 semanas,
Apc
r /r
: 52 semanas,
Tgfbr2
r /r
: 70 semanas,
PTEN
r /r; Tgfbr2
r /r
: 12 semanas, y
Apc
r /r; Tgfbr2
r /r
:. 23 semanas
Apc
supresión no activar TGF señalización en la próstata
supresión de
PTEN
en el ratón de próstata inicia la tumorigénesis e induce la actividad de la vía TGF [33], [34]. Del mismo modo, la expresión de un constitutivamente activa
AKT1
transgén en el epitelio de la próstata aumenta TGF señalización [33], lo que sugiere que la activación de Akt, que se produce aguas abajo de la pérdida de PTEN, es suficiente para activar esta vía. Dado que la supresión de la
Tgfbr2
gen permitido para la progresión de PIN de alto grado con el cáncer invasivo en el
Apc
de próstata nula, se examinó si la vía TGF fue inducida en este modelo. La supresión de cualquiera
Apc
o
PTEN
dio como resultado pocos cambios en los niveles generales de β-catenina, mientras que los niveles de fosfo-Akt se incrementaron específicamente en
PTEN
próstatas nulos (Figura 9 ). Para probar si la vía de TGF se vio afectada por
Apc
eliminación, se analizaron primero los niveles del receptor de TGF tipo II y el mediador intracelular, Smad4. Mientras tanto se incrementaron significativamente en el
PTEN
nula, no hubo un aumento significativo en cualquiera de los niveles de Smad4 o Tgfbr2 en
Apc
próstatas mutantes en comparación con los de los ratones de tipo salvaje (Figura 9). Como una indicación de activación de la vía, se analizaron los niveles de la siguiente Smad2 fosforilados en las serinas carboxilo-terminal que son un sustrato para receptores de tipo I TGF. Fosfato Smad2 se incrementó significativamente en el
PTEN
nula pero no en el
Apc
próstatas nulos, lo que indica que la activación de la vía ocurre con la pérdida de PTEN, pero no con la pérdida de la APC. La inducción de la señalización de TGF por
PTEN
eliminación podrían ser impulsadas por los acontecimientos de transducción de señales aguas abajo de la activación de Akt, o podría ser una consecuencia del tipo de diferenciación en este modelo - pobre diferenciación glandular en el
PTEN
nula en lugar de la diferenciación escamosa visto con
Apc
eliminación. Sin embargo, los claros efectos cooperativos de
Apc
y
Tgfbr2
deleción sugieren que incluso el bajo nivel de TGF basal de señalización presente en el
Apc
mutante tumores es importante para el cáncer de restricción la progresión de la enfermedad localmente invasivo y metastásico.
las transferencias Western se muestran de lisados de las próstatas ventrales de 3 de tipo salvaje, 3
Apc
r /r
y 3
PTEN
ratones r /r
como se indica.