Nat Com:某些降高血压药可阻止癌症浸润 钙通道阻滞剂

邓文龙

Nat Commun：某些降高血压药可阻止癌症浸润

来源：生物谷 2016-12-18 23:10

2016年12月18日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自芬兰图尔库大学的研究人员鉴定出一种阻断癌症扩散的新方法。被用来降低血压的钙离子通道阻断剂通过抑制一种细胞结构来阻断乳腺癌和胰腺癌浸润。相关研究结果于2016年12月2日在线发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“L-type calcium channels regulate filopodia stability and cancer cell invasion downstream of integrin signalling”。论文通信作者为Johanna Ivaska教授和博士后研究员Guillaume Jacquemet。

通过筛选已被批准的药物，研究人员发现钙离子通道阻断剂能够在体外高效地阻止癌细胞浸润。钙离子通道阻断剂当前被用来治疗高血压，但是它们在阻断癌细胞转移中的潜在使用之前并未被报道过。

癌症因能够在全身扩散和形成转移性肿瘤而能够杀死病人。因此，开发阻断癌细胞扩散的药物是一种主要的抗癌治疗方法。然而，开发新的药物是一种非常费时的和成本高昂的过程，而且很多有前景的药物因存在意料之外的毒副作用而在临床试验中失败了。因此，发现已用于治疗其他疾病的药物的新靶标，换言之，改变现有药物的用途，是一种开发抗癌疗法的新途径。

Ivaska说，“鉴定出抗高血压药物为抵抗乳腺癌和胰腺癌的潜在疗法确实令人非常吃惊。已知这些药物的靶标并不存在于癌细胞中，因此，没有人考虑这些药物是否可能有效地抵抗侵袭性癌症。”

癌细胞中的粘性指状结构能够让它们迁移

多年来，Ivaska团队集中注意力来理解癌细胞如何迁移和入侵周围的组织。该团队鉴定出侵袭性扩散的癌细胞表达蛋白Myosin-10，其中这种蛋白促进癌细胞迁移。

Jacquemet解释道，“表达Myosin-10的癌细胞具有大量的被称作丝状伪足（filopodia）的结构。它们是癌细胞用来感知它们的环境和进行导航的粘性指状结构。”

Ivaska团队发现钙离子通道阻断剂特异性地靶向这些粘性指状结构，使得它们不那么活跃，因而高效地阻断癌细胞迁移。这提示着它们可能是抵抗癌症转移的有效药物。然而，就目前而言，还需开展更多的研究来评估这些药物是否有效地抵抗癌症进展。

该团队和他们的合作者们当前正在通过使用临床前模型和分析病人数据来评估钙离子通道阻断剂阻止乳腺癌和胰腺癌扩散的效果。（生物谷 Bioon.com）

L-type calcium channels regulate filopodia stability and cancer cell invasion downstream of integrin signalling

Guillaume Jacquemet, Habib Baghirov, Maria Georgiadou, Harri Sihto, Emilia Peuhu, Pierre Cettour-Janet, Tao He, Merja Perälä, Pauliina Kronqvist, Heikki Joensuu & Johanna Ivaska

doi:10.1038/ncomms13297

https://www.nature.com/articles/ncomms13297

http://news.bioon.com/article/6695764.html



（華成旅行最便宜 03-3833-9823)

邓文龙

文章

L型钙通道调节整合素信号下游的丝状伪足稳定性和癌细胞侵袭 (软件译)

纪尧姆Jacquemet，哈比卜·巴格罗夫，玛丽亚·乔治亚多，Harri Sihto，艾米利亚·佩胡，Pierre Cettour-Janet，塔·赫，MerjaPerälä，Pauliina Kronqvist，Heikki Joensuu ＆Johanna Ivaska
自然通讯 7，商品编号：13297（2016）
doi：10.1038 / ncomms13297

乳腺癌细胞侵袭整合
收到：
2016年3月7日
公认：
2016年9月19日
在线发布：
2016年12月02日

抽象
安装在体外，体内和临床证据表明为丝状伪足在推动癌细胞侵袭中起重要作用。使用高通量显微镜的药物筛选，我们鉴定了FDA批准的钙通道阻滞剂（CCBs）作为癌细胞中丝状伪足形成的有效抑制剂。意外的是，我们发现L型钙通道在癌细胞中是功能性的并且经常表达，这表明在肿瘤发生期间这些通道以前未被认识的作用。我们进一步证明，在丝状伪足，L型钙通道被整合素内向外信号，整合素激活和Src激活。此外，L型钙通道通过钙进入的空间限制调节和蛋白酶钙蛋白酶-1的随后活化来促进丝状伪足稳定性和成熟为富含赖氨酸的粘连。总而言之，我们发现了一种新的和临床相关的信号通路，其调节癌细胞中的丝状伪足形成，并提出丝状伪足稳定循环，随后成为局灶性粘连，指导癌细胞迁移和侵袭。

介绍
细胞运动参与肿瘤发生在每一个阶段，并有助于原发肿瘤生长，癌细胞的传播和转移形成1，2。由于转移仍然是实体瘤患者癌症相关发病率的主要原因3，迫切需要更全面地了解驱动癌细胞迁移的细胞结构和信号通路。要迁移，细胞相互作用和感测通过跨膜粘附受体如整合周围的细胞外基质（ECM）4，5，6。整功能由确定ECM配体相互作用和随后的受体信号有效和无效状态之间的构象开关控制5。整合素在细胞内的激活（整联蛋白内向外信号传导）通过几种机制促进，包括Rap1-RIAM-talin途径，并导致整合素-EMC参与（整合素外部信号传导），并且募集和激活大量蛋白，包括致癌激酶粘着斑激酶（FAK）和Src的整4，7。

Filopodia是从质膜延伸的肌动蛋白丰富的指状突起，并且与体外和体内的细胞迁移和侵袭有关8。丝状伪足以侵入癌细胞的前装配8，9，10和丝状伪足状结构促进癌细胞存活在转移部位11，12。若干丝状伪足诱导蛋白如分子马达肌球蛋白-X（MYO10）或肌动蛋白集束蛋白肌促进癌细胞侵袭二者在体外和在小鼠模型中，并与差的患者预后的多种癌类型相关联的8，13，14。因此，干扰丝状伪足形成可能是抑制体内癌转移的可行策略。MYO10是其在乳腺癌中上调同型二聚体分子，其中电机其表达与突变型p53，预后不良和增加的转移潜力相关13，15。单体MYO10无活性，定位于胞质溶胶或Rab7阳性囊泡16。由PI（3,4,5）P3促进的MYO10激活导致运动二聚，并通过将肌动蛋白调节剂，细胞粘附受体和整联蛋白转运到丝状伪足提示来驱动丝状伪足形成。

在这里，我们描述了一种新型的可药用和临床相关的途径调节MYO10 阳性丝状伪足形成和稳定性。无偏倚的高通量显微镜屏幕显示L型钙通道通过调节丝状伪足尖端的钙进入，促进丝状伪足稳定。意外的是，L型钙通道在许多人类癌症中被表达和频繁地改变，并通过调节β1整联蛋白和Src激活下游的丝状伪足来促进癌细胞侵袭。

结果
L型钙通道阻滞剂可抑制丝状伪足形成
为了鉴定丝状伪足形成的新型调节因子，用包含超过500种化合物的文库处理表达MYO10 -GFP（诱导和可视化丝状伪足）的癌细胞，并使用高通量显微镜成像。MYO10阳性点的数量被自动量化，以确定平均每个细胞的丝状伪足数（补充图1A-D，详见方法）。从该筛选中，几种L型钙通道阻滞剂（CCB）被鉴定为一致地抑制丝状伪足形成的化合物（补充图1D和2A）。在验证实验中，证明四种结构不同的CCB（苯磺酸氨氯地平，非洛地平，马尼地平二氯化物和西尼地平）与PI3K抑制剂一样有效地显着降低了乳腺癌细胞中MYO10诱导的丝状伪足数（阻止MYO10活性的阳性对照16） ，而使用唑尼沙胺（抑制t型钙通道，电压门控钠通道和碳酸酐酶）或布美他坦（抑制Na + / K + / 2Cl -共转运蛋白）的治疗不能影响丝状伪足数（图1a）。在CCB治疗后胰腺癌细胞中获得了类似的结果（补充图2B）。此外，通过EGTA介导的细胞外钙螯合对钙进入细胞的总体抑制显着减少了MYO10诱导的丝状伪足数（补充图2C）。总之，这些数据表明，通过L型钙通道进入细胞的钙正在调节癌细胞中的丝状伪足形成。

图1：L型钙通道阻滞剂（CCB）抑制丝状伪足形成，L型钙通道在癌细胞中起作用。



（a）用各种化合物（10μM）处理瞬时表达MYO10-GFP并粘附于纤连蛋白（FN）的MDA-MB-231细胞1小时，固定，染色肌动蛋白，并在TIRF显微镜（比例尺，20 μm）。对每个细胞计数MYO10阳性丝状伪足数，并显示为盒状图（三个生物重复，n > 100个细胞，*** P值<8.3×10 -17）。（b）编码L型钙通道α1亚基的四个基因在676个常用的癌细胞系中的相对表达19。显示基因表达读数。值7.99对应于未检测到（ND）。所选细胞系被注释。（c）在TIRF显微镜上成像时，用L型钙通道激活剂（BAY K8644;1μM）处理瞬时表达钙探针（pGP-CMV-GCaMP6s）并附着于FN的MDA-MB-231细胞63×物镜）。在刺激后1和10分钟测量钙探针的细胞内强度的相对增加。细胞边界由虚线表示（三个生物重复，n = 74个细胞;比例尺，20μm）。（d）将瞬时表达钙探针（pGP-CMV-GCaMP6s）和MYO10-mCherry的MDA-MB-231细胞接种在FN上，并用L型钙通道激活剂（BAY K8644;1μM）处理，同时成像TIRF显微镜（100×物镜;比例尺，10μm）。插图显示了一个代表性的MYO10-阳性丝状伪足，由虚线描绘。投资回报率：感兴​​趣的区域。（e）使用L型钙通道激活剂（BAY K8644;1μM）与DMSO或苯磺酸氨氯地平联合处理瞬时表达钙探针（pGP-CMV-GCaMP6s）并附着于FN的MDA-MB-231细胞1μM）。在1分钟（三个生物重复，n > 21个细胞; *** P值<1.39×10 -4）测量钙探针的细胞内强度的相对增加。使用Student's t检验（未配对，双尾，不等方差）计算P值。

L型钙通道在癌细胞系中的表达
L型钙通道的如在癌细胞丝状伪足形成调节剂的鉴定是意想不到的，因为它们的表达和活性被主要认为是限制于兴奋细胞17，18。L型钙通道是由多个亚基（α1，α2δ，β和γ），它的α1亚单位形成芯通道跨质膜运输的钙和其它亚基形成调节部件17，19。四种不同基因（CACNA1C，CACNA1D，CACNA1F和CACNA1S）编码CCB靶向的α1亚基。有趣的是，发现所有四种基因都可以广泛地以不同的水平在癌细胞系20（图1b）表达，而不管它们的组成来源（补充图3A-C）。此外，我们发现L型钙通道在癌细胞系MDA-MB-231和PDAC p53 R172H中是功能性的，因为用特定的L型钙通道激活剂（BAY K8644）治疗引发细胞内钙的快速和短暂增加（图1c ; 补充图3D ; 补充电影1和2）（刺激1分钟后3-4倍增加;用基于GFP的钙探针21检测）和丝状伪足尖（图1d） 。重要的是，在L型钙通道抑制剂（图1e）的存在下，由L-型钙通道激活剂介导的钙进入被抑制。

L型钙通道在癌症中具有临床相关性
使用cBioPortal公共数据集的分析22，23显示，L型钙通道的不同癌症类型（的患者样品中通常改变补充图4A）。特别是，超过29％的乳腺浸润性癌24数据集中的患者样本显示了CACNA1C，CACNA1D，CACNA1F或CACNA1S的变化，这些改变显示与不良患者生存率有显着相关性（补充图4B-D）。有趣的是，在一起分析CACNA1C，CACNA1D和CACNA1S的改变时观察到最差的存活率（补充表1）。此外，虽然所有四个L型钙通道α1亚单位都健康乳房和乳房癌样品（IST在线等）中以低水平表达，CACNA1D是在乳腺癌最常用过表达α1亚单位而CACNA1F通常下调的（补充图。 4E）。CACNA1D还发现表达在乳腺癌Oncomine数据中上调设置25，是在乳腺癌和胰腺癌细胞系（最常表达的L型钙通道α1亚单位补充图3B，C）。综合来看，这些数据表明乳腺癌样本中L型钙通道频繁改变，这些基因的改变可能与预后不良相关。临床样本中单个L型钙通道α1亚基的表达将需要使用特异性抗体的进一步研究。

L型钙通道，癌细胞迁移和侵袭
丝状伪足支持三维（3D）细胞迁移和侵袭，尤其是在癌症窝藏p53突变8，13。重要的是，与PI3K抑制相似，CCB治疗p53突变型乳腺癌和胰腺癌细胞（MDA-MB-231，P53 R280K ; PDAC，P53 R172H ; Su.86.86，P53 G245S）显着损害了癌细胞侵袭（图2a-c），以浓度依赖性方式（补充图5A，B）。相比之下，唑尼沙胺或布美他坦的治疗对癌细胞侵袭无影响（图2a，b）。此外，MYO10 表达的上调导致丝状伪足形成，并且足以以CCB敏感方式驱动非侵入性细胞系中的癌细胞侵袭（图2d ; 补充图5C，D）。功能性L型钙通道和PI3K活性对于调节细胞衍生基质3D细胞迁移过程中的方向性也是重要的（图2e）。因此，MYO10表达促进丝状伪足形成和侵袭，而使用CCB抑制L型钙通道或抑制PI3K可阻止丝状伪足形成，定向细胞迁移和癌细胞侵袭。

详细:

https://www.nature.com/articles/ncomms13297



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