TŁO: Anoikis jest szczególnym rodzajem zaprogramowanej śmierci komórki po utracie interakcji komórka-komórka i macierz zewnątrzkomórkowa. interakcji komórka-komórka i komórka-matryca zewnątrzkomórkowa. Odporność na anoikis jest prawdopodobnie zaangażowana w proces przerzutów, szczególnie podczas migracji komórek nowotworowych migracji komórek nowotworowych przez kanały limfatyczne lub naczyniowe. Wcześniej wykazaliśmy, że BCL-2 nadaje odporność na inne formy zaprogramowanej śmierci komórki (tj, apoptozę); ponadto, pozakomórkowa kinaza regulowana sygnałem (ERK) reguluje ekspresję BCL-2. Dlatego przetestowaliśmy hipotezę że linie komórkowe raka trzustki są oporne na anoikis, a oporność ta jest spowodowana aktywacją ERK1/2 i późniejszą nadekspresją BCL-2. MATERIAŁY I METODY: Linie komórkowe raka trzustki (MIA-PaCa-2 i BxPC-3) zostały zbadano pod kątem śmierci komórek po utracie przylegania do macierzy zewnątrzkomórkowej. Podklony linii komórkowej MIA-PaCa-2 (wybrane in vivo ze względu na zwiększony potencjał potencjał przerzutowy [MIA-LM2] lub z nadekspresją BCL-2 [MIA-BCL2]) były również zbadano również pod kątem indukcji anoikis po utracie macierzy zewnątrzkomórkowej macierzy zewnątrzkomórkowej. Wreszcie, wpływ inhibitora ERK (PD98059) na ekspresję BCL-2 i indukcję anoikis. WYNIKI: W warunkach utraty interakcji między komórką a macierzą zewnątrzkomórkową, komórki raka trzustki ulegają różnym ilościom anoikis. Podstawowe poziomy aktywowanego ERK i BCL-2 odpowiadały wrażliwości na indukcję anoikis. Linia komórkowa wysoce przerzutowa linia komórkowa, MIA-LM2, była bardziej odporna na anoikis niż macierzysta linia komórkowa. rodzicielska linia komórkowa. Zahamowanie ERK obniżyło poziom BCL-2 i było związane z z przywróceniem wrażliwości na anoikis. WNIOSKI: Aktywacja szlaku sygnałowego od ERK do nadekspresji BCL-2 może nadawać oporność na anoikis, krytyczny krok w rozwoju przerzutów. przerzutów. Ukierunkowanie na szlak ERK/BCL-2 może prowadzić do uwrażliwienia raka trzustki na anoikis, zmniejszając tym samym zdolność tych komórek do przerzutów. przerzutów. --- Anoikis jest rodzajem apoptozy spowodowanej oderwaniem się od macierzy zewnątrzkomórkowej. macierzy zewnątrzkomórkowej i sąsiednich komórek. W przypadku terapii przeszczepem komórek w uszkodzeniu rdzenia kręgowego rdzenia kręgowego, przygotowanie komórek do przeszczepu obejmuje dysocjację hodowanych komórek, co może powodować śmierć komórek wywołaną anoikis. Tak więc tłumienie anoikis może zwiększyć przeżywalność przeszczepionych komórek. Tutaj przetestowaliśmy wpływ neurotroficznego czynnika pochodzenia mózgowego neurotroficznego (BDNF) na indukowaną anoikis śmierć hodowanych komórek Schwanna. komórek Schwanna. Komórki Schwanna zostały pobrane i wyhodowane z nerwów kulszowych noworodków szczurów Wistar. szczurów rasy Wistar. Komórki Schwanna umieszczono na nieadherentnym podłożu z polihydroksyetylu metakrylan polihydroksyetylu, aby wywołać anoikis. BDNF dodano do pożywki hodowlanej w różnych stężeniach. Dwadzieścia cztery godziny po hodowli nieadherentnej, około 40% komórek Schwanna obumarło, a BDNF znacząco zmniejszył liczbę martwych komórek w tym stanie hodowli. Następnie komórki Schwanna zostały z lub bez leczenia BDNF do kontuzjowanego rdzenia kręgowego szczura 1 tydzień po urazie. po urazie. Pięć tygodni po przeszczepie immunohistochemia wykazała, że liczba komórek że liczba przeszczepionych komórek była znacznie większa w grupie leczonej grupie leczonej BDNF niż w grupie nieleczonej. Tłumienie anoikis może zwiększyć przeżywalność przeszczepionych komórek w przypadku terapii komórkowej uszkodzenia rdzenia kręgowego. rdzenia kręgowego. --- Terapia komórkowa, w szczególności przeszczepianie komórek wątroby, ma ogromny potencjał terapeutyczny. potencjał terapeutyczny i jest częściowo utrudniona przez wysoki wskaźnik apoptozy podczas izolacji, kriokonserwacji i wszczepiania komórek. izolacji, kriokonserwacji i wszczepiania komórek. Apoptoza wywołana przez oderwanie się komórki od macierzy zewnątrzkomórkowej, która występuje podczas izolacji hepatocytów, jest zjawiskiem określanym jako hepatocytów, jest zjawiskiem określanym jako "anoikis". Jego znaczenie w normalnym fizjologicznym rozwoju ludzkiego ciała, a także w stanach chorobowych, zostało opisane. zostało opisane. Komórki nowotworowe wykazują odporność na anoikis, umożliwiając rozprzestrzenianie się. Aktywacja domeny śmierci związanej z białkiem Fas/MORT1 inicjuje kaskadę apoptozy. kaskadę apoptozy, z dalszą aktywacją kaspazy 8, Bid, cytochromu c i kaspaz wykonawczych. Rodzina białek antyapoptotycznych (bcl-2) i integryny, w szczególności integryna beta 1, równoważą sygnały proapoptotyczne. sygnały. Rodzina enzymów kaspaz, obejmująca obecnie 14 członków, jest jest podzielona według długości prodomeny, specyficznego substratu i analizy filogenetycznej. i odgrywa kluczową rolę w kaskadzie apoptotycznej. Dlatego, zrozumienie biologii molekularnej apoptozy, a w szczególności "formy" anoikis, ma zaawansowane implikacje kliniczne w badaniach nad rakiem i terapią komórkową. badania. --- Anoikis to zaprogramowana śmierć komórki występująca po odłączeniu komórki od prawidłowej macierzy zewnątrzkomórkowej, przerywając w ten sposób ligację integryny. Jest to krytyczny mechanizm krytycznym mechanizmem zapobiegającym wzrostowi komórek dysplastycznych lub przyczepianiu się do nieodpowiedniej macierzy. Anoikis zapobiega kolonizacji oderwanych komórek nabłonkowych w innych miejscach kolonizacji w innym miejscu, a tym samym jest niezbędna dla homeostazy i rozwoju tkanek. Jako wzrost niezależny od zakotwiczenia i przejście nabłonkowo-mezenchymalne, dwie cechy związane z opornością na anoikis, są kluczowymi etapami podczas progresji nowotworu i przerzutowego rozprzestrzeniania się komórek nowotworowych, deregulacja anoikis wywołała obecnie szczególną uwagę społeczności naukowej. Celem niniejszego przeglądu jest analiza mechanizmów molekularnych regulujących zarówno anoikis, jak i oporność na anoikis, koncentrując się na ich regulacji w procesach fizjologicznych, a także w kilku chorobach, w tym nowotworach z przerzutami, chorobach układu krążenia i cukrzycy. --- Jako bariera dla przerzutów raka, komórki, które utraciły kontakt z sąsiednimi komórkami lub macierzą zewnątrzkomórkową (ang. sąsiednimi komórkami lub macierzą zewnątrzkomórkową (macierz zewnątrzkomórkowa, ECM) zostaną poddane apoptozie. poddane apoptozie. Ten proces śmierci komórek został nazwany "anoikis". Kiedy normalne komórki nabłonkowe lub komórki guza litego bez potencjału przerzutowego odrywają się od miejsca pierwotnego, a następnie przedostają się do układu krążenia, mechanizm anoikis zostanie aktywowany mechanizm anoikis. Znaczenie anoikis polega na zapobieganiu komórek przed wzrostem i implantacją w innych nieodpowiednich miejscach. Komórki nowotworowe komórki nowotworowe, zwłaszcza kilka komórek złośliwych, które są podatne na przenoszenie do odległych miejsc. mają właściwości anty-anoikis, co ułatwia przerzuty, a także inwazję komórek nowotworowych. inwazję komórek nowotworowych. Badania wykazały, że komórki nowotworowe mogą opierać się anoikis poprzez wiele mechanizmów: szlaki pro-przeżycia są aktywowane przez komórki autokrynne czynniki wzrostu i czynniki parakrynne pochodzące z sąsiednich komórek; komórki zmieniają wzór ekspresji integryn, dzięki czemu mogą otrzymywać sygnały sygnały przetrwania z nowego środowiska; reaktywne formy tlenu (ROS) aktywują receptory czynników wzrostu receptory czynników wzrostu w sposób niezależny od ligandów, aby uniknąć apoptozy; oraz aktywowana jest transformacja nabłonkowo-mezenchymalna (EMT) itp. Wszystkie te mechanizmy prowadzą do aktywacji sygnałów przeżycia i hamowania szlaków apoptozy i ostatecznie powodują oporność na anoikis, a także przerzuty. Niniejszy podsumowuje kluczowe mechanizmy obecnych badań nad przerzutami, które sugerują również ważne cele dla terapii przeciwnowotworowej. --- Anoikis - apoptotyczna śmierć komórki wywołana utratą kontaktów z macierzą zewnątrzkomórkową (ECM) - jest zaburzona w wielu przewlekłych, wyniszczających i śmiertelnych chorobach. jest zaburzona w wielu przewlekłych, wyniszczających i śmiertelnych chorobach. Mechanizmy uodparniające komórki nowotworowe na anoikis, choć nie do końca nie do końca poznane, niosą ze sobą znaczące obietnice terapeutyczne. W mechanizmach anoikis, ogniskowa kinaza adhezyjna (FAK) i białko oddziałujące z receptorem (RIP) dysocjują, prowadząc do asocjacji RIP z Fas, tworząc kompleks sygnalizacyjny kompleksu sygnalizacyjnego indukującego śmierć (DISC), aktywacji kaspazy-3 oraz propagacji anoikis. W przeciwieństwie do tego, odporność na anoikis jest osiągana poprzez konstytutywną aktywację szlaków przetrwania, które obejmują zależną od integryny aktywację FAK i kinazy regulowanej sygnałem zewnątrzkomórkowym (ERK). Ponadto, asocjacja FAK i RIP nadaje odporność na anoikis poprzez hamowanie asocjacji RIP z Fas i tworzenie kompleksu sygnalizującego śmierć, który umożliwia komórkom na ucieczkę przed anoikis. Regulacja w górę CD44 również przyczynia się do sygnałów przeżycia i promuje odporność na anoikis. Niniejszy przegląd skupi się na roli receptorów śmierci receptorów śmierci, szlaków pro-przeżycia i graczy molekularnych zaangażowanych w anoikis i oporności na anoikis w raku płaskonabłonkowym jamy ustnej. --- Komórki nabłonkowe wymagają przyczepienia do macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM), aby powstrzymać program apoptotycznej śmierci komórek, zwanej anoikis. Tutaj opisujemy nieapoptotyczny program program śmierci komórek w komórkach odłączonych od macierzy, który jest inicjowany przez wcześniej nierozpoznany i nietypowy proces obejmujący inwazję jednej komórki do prowadząc do przejściowego stanu, w którym żywa komórka znajduje się w sąsiedniej komórce gospodarza. w sąsiedniej komórce gospodarza. Żywe internalizowane komórki są degradowane przez enzymy lizosomalne lub uwalniane. enzymy lizosomalne lub uwalniane. Nazywamy ten proces internalizacji komórek entozą i i przedstawiamy dowody na entozę jako mechanizm leżący u podstaw powszechnie obserwowanego "komórka w komórce" w ludzkich nowotworach. Ponadto proponujemy, że entoza jest napędzana przez siłę zagęszczania związaną z tworzeniem połączeń adherensa w przypadku braku zaangażowania integryn i może stanowić nieodłączny mechanizm supresji nowotworu dla komórek mechanizm supresji nowotworu dla komórek, które są odłączone od ECM. --- Apoptoza i proliferacja to dwa dynamicznie i ściśle regulowane procesy. które wspólnie utrzymują homeostazę odnawialnych tkanek. Anoikis jest podtypem podtypem apoptozy indukowanej przez oderwanie przylegających komórek od macierzy zewnątrzkomórkowej. Stosując zdefiniowaną pożywkę mTeSR1 i zbierając świeżo oderwane komórki, odkryliśmy, że ludzkie pluripotencjalne komórki macierzyste (PS), w tym w tym embrionalne komórki macierzyste (ES) i indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste podlegają anoikis w hodowli, która nasila się przy braku podstawowego czynnika wzrostu fibroblastów (bFB). czynnika wzrostu fibroblastów (bFGF). Wycofanie bFGF promuje również apoptozę i różnicowanie apoptozę i różnicowanie pozostałych przylegających komórek bez wpływu na progresję ich cyklu komórkowego. progresję cyklu komórkowego. Insulinopodobny czynnik wzrostu 2 (IGF2) był wcześniej działał poniżej sygnalizacji FGF, wspierając samoodnowę ludzkich komórek ES komórek ES. Stwierdziliśmy jednak, że IGF2 nie może zastąpić bFGF w kulturze wspieranej przez TeSR1. chociaż endogenna sygnalizacja IGF jest wymagana do podtrzymania samoodnowy ludzkich komórek ES. Z drugiej strony, wszystkim obserwowanym tutaj efektom odstawienia bFGF bFGF można znacznie zapobiec za pomocą inhibitora kaspaz z-VAD-FMK. My Ponadto wykazaliśmy, że anoikis hamowany przez bFGF jest zależny od aktywacji ERK i AKT i związany z hamowaniem mediatora śmierci komórkowej oddziałującego z Bcl-2 śmierci komórki i sygnalizacji kaspaza-ROCK1-miozyna. Anoikis jest niezależny od apoptozy przed oderwaniem i różnicowania komórek. Ponieważ poprzednie badania ludzkich komórek PS koncentrowały się na komórkach przyłączonych, nasze odkrycia ujawniły zaniedbywaną rolę bFGF w podtrzymywaniu samoodnowy ludzkich komórek PS: zapobieganie ich anoikis poprzez hamowanie aktywacji kaspaz. --- Anoïkis definiuje się jako zaprogramowaną śmierć komórki wywołaną utratą interakcji komórka/matryca. interakcji. Adhezja do strukturalnych glikoprotein macierzy zewnątrzkomórkowej jest niezbędna do przeżycia zróżnicowanych komórek adherentnych w układzie sercowo-naczyniowym, w tym układu sercowo-naczyniowego, w tym komórek śródbłonka, komórek mięśni gładkich, fibroblastów i miocytów serca. Adhezja jest również kluczowym czynnikiem dla różnicowania mezenchymalnych komórek macierzystych. W szczególności fibronektyna jest jest uważana za czynnik przetrwania i różnicowania dla wielu przylegających komórek. Adhezja generuje integralność napięciową komórek (tensegrity) i tłumi sygnały apoptotyczne, podczas gdy oderwanie sygnałów apoptotycznych, podczas gdy oderwanie ma odwrotny skutek. Anoïkis odgrywa fizjologiczną rolę, regulując homeostazę komórek w tkankach. Jednakże, anoïkis może być również zaangażowana w procesy patologiczne, co ilustruje oporność na anoïkis w nowotworach i jej wzmocnienie w zwyrodnieniowej przebudowie tkanek. Pozakomórkowe mediatory anoïkis obejmują retrakcję macierzy, prowadzącą do utraty tensegrity w fibroblastach, farmakologiczne odłączanie integryn przez peptydy podobne do RGD-podobne peptydy i fragmenty fibronektyny oraz ogniskowy demontaż adhezji przez fragmenty trombospondyny, aktywatora plazminogenu-1 i kininogen o wysokiej masie cząsteczkowej. Oprócz wiązania peptydu RGD przez integryny integryny, zaangażowanie miejsc wiązania heparyny glikoprotein adhezyjnych z glikozaminoglikanami na powierzchni komórki jest również zaangażowane w zapobieganie apoptozy indukowanej oderwaniem komórki. Proteazy zdolne do degradacji adhezyjnych glikoprotein, takich jak fibronektyna, indukują anoikis komórek przylegających do naczyń krwionośnych. Aktywne proteazy mogą być wydzielane bezpośrednio przez komórki zapalne, takie jak elastaza i katepsyna G przez leukocyty polimorfojądrowe, chymaza i tryptaza przez komórki tuczne i granzymy przez limfocyty, lub generowane z krążących zymogenów poprzez aktywację w bliskim kontakcie z komórkami. Tak jest w przypadku okołokomórkowej konwersji plazminogenu do plazminy, która degraduje fibronektynę i indukuje niedokrwistość komórek mięśni gładkich. Udział proteaz został również w odpowiedzi apoptotycznej hodowanych komórek adherentnych na głód surowicy. głód. Anoïkis jest prawdopodobnie zaangażowany w patologiczną przebudowę tkanek sercowo-naczyniowych, w tym tkanek układu sercowo-naczyniowego, w tym w oderwaniu miocytów serca w niewydolności serca, deendotelializacja i pęknięcie blaszki miażdżycowej oraz zanik komórek mięśni gładkich w tętniakach. mięśni gładkich w tętniakach i żylakach. Brak adhezji komórek i wzrost wynikający z rozszczepienia białek adhezyjnych również stanowi główną przeszkodę w gojeniu się komórek. przeszkodę w gojeniu komórkowym, w tym brak rekolonizacji komórek proteolitycznie uszkodzonej tkanki i niską skuteczność przeszczepu komórek. Jednak dokładna rola anoïkis w patologiach układu sercowo-naczyniowego pozostaje do dokładniej zdefiniowana.
Który rodzaj śmierci komórki jest znany jako anoikis?
Anoikis (grec. bezdomność) to zaprogramowana śmierć komórki indukowana po oderwaniu się komórki od macierzy zewnątrzkomórkowej, zachowująca się jako krytyczny mechanizm zapobiegający niezależnemu od przylegania wzrostowi komórek i przyczepianiu się do niewłaściwej macierzy, zapobiegając w ten sposób kolonizacji odległych narządów. Anoikis jest ważny w normalnym fizjologicznym rozwoju ludzkiego ciała, a także w stanach chorobowych. Adhezja do strukturalnych glikoprotein macierzy zewnątrzkomórkowej jest niezbędna do przeżycia zróżnicowanych komórek adherentnych. Komórki nowotworowe wykazują oporność na anoikis, umożliwiając rozprzestrzenianie się.