سلول‌های اپیتلیال پستان موش صحرایی: فعال‌سازی دوفازی کیناز تنظیم‌شده با سیگنال خارج سلولی ERK 1/2
محورهای موضوعی : کلینیکال پاتولوژی
1 - گروه علوم آزمایشگاهی پزشکی ، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه ، ایران
کلید واژه: موش صحرایی, دوفازی, ERK 1/2, فسفوریلاسیون,
چکیده مقاله :
مدل‌های حیوانی به دانشمندان کمک می‌کند که اساس مولکولی سرطان را ارزیابی کرده و گزینه‌های درمانی جدید را کشف کنند. ERK 1/2، یک جزء سیگنال دهنده سلولی، یک مولکول حیاتی در پاتوژنز و یک هدف مهم برای سرطان سینه است. در مغز و برخی بافت‌های دیگر، فسفوریلاسیون ERK 1/2 یک فعال‌سازی دوفازی وابسته به زمان را نشان می‌دهد. ما فرض می کنیم که فسفوریلاسیون ERK 1/2 الگوی مشابهی را در رده های سلولی سینه موش نشان می دهد. سلول های اپیتلیال پستان موش (RMECs) جدا شده و در معرض RPMI 1640 حاوی 5، 10 و 15 درصد سرم موش، با محیط های بدون سرم به عنوان کنترل منفی قرار گرفتند. با استفاده از تکنیک WST-1، تکثیر سلولی را ارزیابی کردیم. سلول ها در معرض محیط های 10 درصد غنی شده با سرم قرار گرفتند و لیزات سلولی با بافر RIPA به روشی وابسته به زمان (1، 5، 10، 15 و 30 دقیقه) تیمار شد. فسفوریلاسیون ERK 1/2 توسط وسترن بلات با استفاده از آنتی بادی بر علیه پروتئین کل و فسفریله موش ERK 1/2 مورد بررسی قرار گرفت. سنجش تکثیر سلولی نشان داد که سرم در غلظت بیش از 5 درصد می تواند تکثیر سلولی را در RMEC ها القا کند. محیط های سرمی در غلظت های بالاتر از 10 درصد تأثیر یکسانی بر تکثیر سلولی داشتند. پروتئین های ERK1/2 5 دقیقه پس از قرار گرفتن در معرض فسفریله شدند، پس از 10 دقیقه تحت دفسفوریلاسیون قرار گرفتند و فسفوریلاسیون مجدد از 15 تا 30 دقیقه به عنوان فاز دوم رخ داد. روی هم رفته، می‌توانیم استنباط کنیم که رفتار اجزای سیگنال‌دهنده سلول، به‌ویژه الگوی فسفوریلاسیون ERK1/2، از گونه‌ای به گونه دیگر متفاوت است.
Animal models help scientists evaluate the molecular basis of cancer and explore new treatment options. ERK 1/2, a cell signaling component, is a critical molecule in pathogenesis and an important target for breast cancer. In the brain and some other tissues, ERK 1/2 phosphorylation shows a biphasic time-dependent activation. We hypothesize that ERK 1/2 phosphorylation exhibits a similar pattern in rat breast cell lines. The rat mammary epithelial cells (RMECs) were isolated and exposed to RPMI 1640 containing 5%, 10%, and 15% rat serum, with serum-free media as a negative control. Using the WST-1 technique, we evaluated cell proliferation. The cells were exposed to 10% serum-enriched media, and the cell lysate was treated with RIPA buffer in a time-dependent manner (1, 5, 10, 15, and 30 minutes). ERK 1/2 phosphorylation was evaluated by Western blot using antibodies against total and phosphorylated rat ERK 1/2 proteins. The cell proliferation assay showed that serum at a concentration over 5% can induce cell proliferation in RMECs. Serum media at concentrations higher than 10% had the same effect on cell proliferation. ERK1/2 proteins were phosphorylated 5 minutes after exposure, underwent dephosphorylation after 10 minutes, and rephosphorylation occurred from 15 to 30 minutes as a second phase. Taken together, we can infer that the behavior of cell signaling components, especially the ERK1/2 phosphorylation pattern, differs from species to species..
[1] Ericsson AC, Crim MJ, Franklin CL. A brief history of animal modeling. Missouri Medicine. 2013; 110(3): 201-205.
[2] Rottenberg S, Nygren AOH, Pajic M, van Leeuwen FWB, van der Heijden I, van de Wetering K. et al. Selective induction of chemotherapy resistance of mammary tumors in a conditional mouse model for hereditary breast cancer. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2007; 104(29): 12117-1222. doi:10.1073/pnas.0702955104
[3] Zeng L, Li W, Chen CS. Breast cancer animal models and applications. Zoological Research. 2020; 41(5): 477-494.
doi:10.24272/j.issn.2095-8137.2020.095
[4] Kamdje AHN, Etet PFS, Vecchio L, Muller JM, Krampera M, Lukong KE. Signaling pathways in breast cancer: therapeutic targeting of the microenvironment. Cell Signal. 2014; 26(12): 2843-2856.
doi:10.1016/j.cellsig.2014.07.034
[5] Whyte J, Bergin O, Bianchi A, McNally S, Martin F. Key signalling nodes in mammary gland development and cancer. Mitogen-activated protein kinase signalling in experimental models of breast cancer progression and in mammary gland development. Breast Cancer Research. 2009; 11(5): 1-14. doi:10.1186/bcr2361
[6] Guo YJ, Pan WW, Liu SB, Shen ZF, Xu Y, Hu LL. ERK/MAPK signalling pathway and tumorigenesis. Experimental and therapeutic medicine. 2020; 19(3): 1997-2007. doi:10.3892/etm.2020.8454
[7] Wang D, Zhao WL, Cai MJ, Wang JX, Zhao XF. G-protein-coupled receptor controls steroid hormone signaling in cell membrane. Scientific reports. 2015; 5(1): 86-75. doi:10.1038/srep08675
[8] Roskoski Jr R. ERK1/2 MAP kinases: structure, function, and regulation. Pharmacological research. 2012; 66(2): 105-143. doi:10.1016/j.phrs.2012.04.005
[9] Fu L, Chen S, He G, Yi Chen Y, Liu B. Targeting extracellular signal-regulated protein kinase 1/2 (ERK1/2) in cancer: an update on pharmacological small-molecule inhibitors. Journal of Medicinal Chemistry. 2022; 65(20): 13561-13573. doi:10.1021/acs.jmedchem.2c01244
[10] Sharma D, Smits BMG, Eichelberg MR, Meilahn AL, Muelbl MJ, Haag JD. et al. Quantification of epithelial cell differentiation in mammary glands and carcinomas from DMBA-and MNU-exposed rats. PloS one. 2011;6(10):26145. doi:10.1371/journal.pone.0026145
[11] Gholinejad Z, Ansari MHK, Rasmi Y. Titanium dioxide nanoparticles induce endothelial cell apoptosis via cell membrane oxidative damage and p38, PI3K/Akt, NF-κB signaling pathways modulation. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 2019;54:27-35. doi:10.1016/j.jtemb.2019.03.008
[12] Gholinejad Z, Kheiripour N, Nourbakhsh M, Ilbeigi D, Behroozfar K, Hesari Z. Extracellular NAMPT/Visfatin induces proliferation through ERK1/2 and AKT and inhibits apoptosis in breast cancer cells. Peptides. 2017; 92: 9-15. doi:10.1016/j.peptides.2017.04.007
[13] Gibbs RA, Weinstock GM, Metzker ML, Muzny DM, Sodergren EJ. Genome sequence of the Brown Norway rat yields insights into mammalian evolution. Nature. 2004; 428(6982): 493-521.
doi:10.1038/nature02426
[14] Liu M, Hu PA, Ding KX. The effect of serum concentration on the growth, proliferation and collagen secretion in mouse L929 fibroblasts. 2011; 27(7): 736-739.
[15] Kwon D, Kim JS, Cha BH, Park KS, Han I, Park KS. et al. The effect of fetal bovine serum (FBS) on efficacy of cellular reprogramming for induced pluripotent stem cell (iPSC) generation. Cell Transplantation. 2016; 25(6): 1025-1042.
doi:10.3727/096368915X689703
[16] Wang Z, Yang H, Tachado SD, Capó-Aponte JE, Bildin VE, Koziel H. et al. Phosphatase-mediated crosstalk control of ERK and p38 MAPK signaling in corneal epithelial cells. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 2006; 47(12): 5267-5275. doi:10.1167/iovs.06-0642
[17] Trifilieff P, Calandreau L, Herry C, Mons N, Micheau J. Biphasic ERK1/2 activation in both the hippocampus and amygdala may reveal a system consolidation of contextual fear memory. Neurobiology of Learning and Memory. 2007; 88(4): 424-34. doi:10.1016/j.nlm.2007.05.004
[18] Koinzer S, Reinecke K, Herdegen T, Roider J, Klettner A. Oxidative stress induces biphasic ERK1/2 activation in the RPE with distinct effects on cell survival at early and late activation. Current Eye Research. 2015; 40(8): 853-7. doi:10.3109/02713683.2014.961613