scholarly journals The role of photodynamic therapy in breast cancer – A review of in vitro research

2021 ◽  
Vol 144 ◽  
pp. 112342
Author(s):  
Magdalena Czarnecka-Czapczyńska ◽  
David Aebisher ◽  
Piotr Oleś ◽  
Barbara Sosna ◽  
Magdalena Krupka-Olek ◽  
...  
Author(s):  
Xuehui Wang ◽  
Changle Ji ◽  
Jiashu Hu ◽  
Xiaochong Deng ◽  
Wenfang Zheng ◽  
...  

Abstract Background Circular RNAs (circRNAs), a novel class of endogenous RNAs, have shown to participate in the development of breast cancer (BC). Hsa_circ_0005273 is a circRNA generated from several exons of PTK2. However, the potential functional role of hsa_circ_0005273 in BC remains largely unknown. Here we aim to evaluate the role of hsa_circ_0005273 in BC. Methods The expression level of hsa_circ_0005273 and miR-200a-3p were examined by RT-qPCR in BC tissues and cell lines. The effect of knocking down hsa_circ_0005273 in BC cell lines were evaluated by examinations of cell proliferation, migration and cell cycle. In addition, xenografts experiment in nude mice were performed to evaluate the effect of hsa_circ_0005273 in BC. RNA immunoprecipitation assay, RNA probe pull-down assay, luciferase reporter assay and fluorescence in situ hybridization were conducted to confirm the relationship between hsa_circ_0005273, miR-200a-3p and YAP1. Results Hsa_circ_0005273 is over-expressed in BC tissues and cell lines, whereas miR-200a-3p expression is repressed. Depletion of hsa_circ_0005273 inhibited the progression of BC cells in vitro and in vivo, while overexpression of hsa_circ_0005273 exhibited the opposite effect. Importantly, hsa_circ_0005273 upregulated YAP1 expression and inactivated Hippo pathway via sponging miR-200a-3p to promote BC progression. Conclusions Hsa_circ_0005273 regulates the miR-200a-3p/YAP1 axis and inactivates Hippo signaling pathway to promote BC progression, which may become a potential biomarker and therapeutic target.


Author(s):  
Jun-Xian Du ◽  
Yi-Hong Luo ◽  
Si-Jia Zhang ◽  
Biao Wang ◽  
Cong Chen ◽  
...  

Abstract Background Intensive evidence has highlighted the effect of aberrant alternative splicing (AS) events on cancer progression when triggered by dysregulation of the SR protein family. Nonetheless, the underlying mechanism in breast cancer (BRCA) remains elusive. Here we sought to explore the molecular function of SRSF1 and identify the key AS events regulated by SRSF1 in BRCA. Methods We conducted a comprehensive analysis of the expression and clinical correlation of SRSF1 in BRCA based on the TCGA dataset, Metabric database and clinical tissue samples. Functional analysis of SRSF1 in BRCA was conducted in vitro and in vivo. SRSF1-mediated AS events and their binding motifs were identified by RNA-seq, RNA immunoprecipitation-PCR (RIP-PCR) and in vivo crosslinking followed by immunoprecipitation (CLIP), which was further validated by the minigene reporter assay. PTPMT1 exon 3 (E3) AS was identified to partially mediate the oncogenic role of SRSF1 by the P-AKT/C-MYC axis. Finally, the expression and clinical significance of these AS events were validated in clinical samples and using the TCGA database. Results SRSF1 expression was consistently upregulated in BRCA samples, positively associated with tumor grade and the Ki-67 index, and correlated with poor prognosis in a hormone receptor-positive (HR+) cohort, which facilitated proliferation, cell migration and inhibited apoptosis in vitro and in vivo. We identified SRSF1-mediated AS events and discovered the SRSF1 binding motif in the regulation of splice switching of PTPMT1. Furthermore, PTPMT1 splice switching was regulated by SRSF1 by binding directly to its motif in E3 which partially mediated the oncogenic role of SRSF1 by the AKT/C-MYC axis. Additionally, PTPMT1 splice switching was validated in tissue samples of BRCA patients and using the TCGA database. The high-risk group, identified by AS of PTPMT1 and expression of SRSF1, possessed poorer prognosis in the stage I/II TCGA BRCA cohort. Conclusions SRSF1 exerts oncogenic roles in BRCA partially by regulating the AS of PTPMT1, which could be a therapeutic target candidate in BRCA and a prognostic factor in HR+ BRCA patient.


2021 ◽  
Vol 11 (1) ◽  
Author(s):  
Maria De Luca ◽  
Roberta Romano ◽  
Cecilia Bucci

AbstractV-ATPase is a large multi-subunit complex that regulates acidity of intracellular compartments and of extracellular environment. V-ATPase consists of several subunits that drive specific regulatory mechanisms. The V1G1 subunit, a component of the peripheral stalk of the pump, controls localization and activation of the pump on late endosomes and lysosomes by interacting with RILP and RAB7. Deregulation of some subunits of the pump has been related to tumor invasion and metastasis formation in breast cancer. We observed a decrease of V1G1 and RAB7 in highly invasive breast cancer cells, suggesting a key role of these proteins in controlling cancer progression. Moreover, in MDA-MB-231 cells, modulation of V1G1 affected cell migration and matrix metalloproteinase activation in vitro, processes important for tumor formation and dissemination. In these cells, characterized by high expression of EGFR, we demonstrated that V1G1 modulates EGFR stability and the EGFR downstream signaling pathways that control several factors required for cell motility, among which RAC1 and cofilin. In addition, we showed a key role of V1G1 in the biogenesis of endosomes and lysosomes. Altogether, our data describe a new molecular mechanism, controlled by V1G1, required for cell motility and that promotes breast cancer tumorigenesis.


2021 ◽  
Vol 21 (1) ◽  
Author(s):  
Chen Hang ◽  
Shanojie Zhao ◽  
Tiejun Wang ◽  
Yan Zhang

Abstract Background Breast cancer (BrCa) is the most common female malignancy worldwide and has the highest morbidity among all cancers in females. Unfortunately, the mechanisms of BrCa growth and metastasis, which lead to a poor prognosis in BrCa patients, have not been well characterized. Methods Immunohistochemistry (IHC) was performed on a BrCa tissue microarray (TMA) containing 80 samples to evaluate ubiquitin protein ligase E3C (UBE3C) expression. In addition, a series of cellular experiments were conducted to reveal the role of UBE3C in BrCa. Results In this research, we identified UBE3C as an oncogenic factor in BrCa growth and metastasis for the first time. UBE3C expression was upregulated in BrCa tissues compared with adjacent breast tissues. BrCa patients with high nuclear UBE3C expression in tumors showed remarkably worse overall survival (OS) than those with low nuclear expression. Knockdown of UBE3C expression in MCF-7 and MDA-MB-453 BrCa cells inhibited cell proliferation, migration and invasion in vitro, while overexpression of UBE3C in these cells exerted the opposite effects. Moreover, UBE3C promoted β-catenin nuclear accumulation, leading to the activation of the Wnt/β-catenin signaling pathway in BrCa cells. Conclusion Collectively, these results imply that UBE3C plays crucial roles in BrCa development and progression and that UBE3C may be a novel target for the prevention and treatment of BrCa.


2016 ◽  
Vol 38 (3) ◽  
pp. 1003-1014 ◽  
Author(s):  
Aiyu Zhu ◽  
Yan Li ◽  
Wei Song ◽  
Yumei Xu ◽  
Fang Yang ◽  
...  

Background/Aims: Androgen receptor (AR), a steroid hormone receptor, has recently emerged as prognostic and treatment-predictive marker in breast cancer. Previous studies have shown that AR is widely expressed in up to one-third of triple-negative breast cancer (TNBC). However, the role of AR in TNBC is still not fully understood, especially in mesenchymal stem-like (MSL) TNBC cells. Methods: MSL TNBC MDA-MB-231 and Hs578T breast cancer cells were exposed to various concentration of agonist 5-α-dihydrotestosterone (DHT) or nonsteroidal antagonist bicalutamide or untreated. The effects of AR on cell viability and apoptosis were determined by MTT assay, cell counting, flow cytometry analysis and protein expression of p53, p73, p21 and Cyclin D1 were analyzed by western blotting. The bindings of AR to p73 and p21 promoter were detected by ChIP assay. MDA-MB-231 cells were transplanted into nude mice and the tumor growth curves were determined and expression of AR, p73 and p21 were detected by Immunohistochemistry (IHC) staining after treatment of DHT or bicalutamide. Results: We demonstrate that AR agonist DHT induces MSL TNBC breast cancer cells proliferation and inhibits apoptosis in vitro. Similarly, activated AR significantly increases viability of MDA-MB-231 xenografts in vivo. On the contrary, AR antagonist, bicalutamide, causes apoptosis and exerts inhibitory effects on the growth of breast cancer. Moreover, DHT-dependent activation of AR involves regulation in the cell cycle related genes, including p73, p21 and Cyclin D1. Further investigations indicate the modulation of AR on p73 and p21 mediated by direct binding of AR to their promoters, and DHT could make these binding more effectively. Conclusions: Our study demonstrates the tumorigenesis role of AR and the inhibitory effect of bicalutamide in AR-positive MSL TNBC both in vitro and in vivo, suggesting that AR inhibition could be a potential therapeutic approach for AR-positive TNBC patients.


Lab on a Chip ◽  
2015 ◽  
Vol 15 (3) ◽  
pp. 735-744 ◽  
Author(s):  
Yamin Yang ◽  
Xiaochuan Yang ◽  
Jin Zou ◽  
Chao Jia ◽  
Yue Hu ◽  
...  

A microfluidic-based in vitro three-dimensional (3D) breast cancer tissue model was established for determining the efficiency of photodynamic therapy (PDT) with therapeutic agents (photosensitizer and gold nanoparticles) under various irradiation conditions.


2019 ◽  
Vol 39 (2) ◽  
Author(s):  
Xiao-Fei Liu ◽  
Jing-Wei Li ◽  
Hong-Zhi Chen ◽  
Zi-Yuan Sun ◽  
Guang-Xi Shi ◽  
...  

Abstract Background: Yanghe Huayan Decoction (YHD), a traditional Chinese medicine, is one of the most common complementary medicine currently used in the treatment of breast cancer (BC). It has been recently linked to suppress precancerous lesion and tumor development. The current study sought to explore the role of YHD on trans-endothelium and angiogenesis of BC. Methods: HER2+ BC cells were treated with YHD, Trastuzumab, or the combination in vitro and in vivo to compare the effects of them on trans-endothelium and angiogenesis features. The present study also investigated the potential molecular mechanism of YHD in inhibiting angiogenesis of BC. Results: YHD significantly suppressed the invasion and angiogenesis of BC cells via elevated pAkt signaling. Administration of YHD in vivo also strikingly repressed angiogenesis in tumor grafts. Conclusion: YHD could partially inhibit and reverse tumorigenesis of BC. It also could inhibit Akt activation and angiogenesis in vitro and in vivo. Its effect was superior to trastuzumab. Thus it was suitable for prevention and treatment of BC.


Nanomaterials ◽  
2018 ◽  
Vol 9 (1) ◽  
pp. 9 ◽  
Author(s):  
Artiom Skripka ◽  
Dominyka Dapkute ◽  
Jurga Valanciunaite ◽  
Vitalijus Karabanovas ◽  
Ricardas Rotomskis

Nanomaterials have permeated various fields of scientific research, including that of biomedicine, as alternatives for disease diagnosis and therapy. Among different structures, quantum dots (QDs) have distinctive physico-chemical properties sought after in cancer research and eradication. Within the context of cancer therapy, QDs serve the role of transporters and energy donors to photodynamic therapy (PDT) drugs, extending the applicability and efficiency of classic PDT. In contrast to conventional PDT agents, QDs’ surface can be designed to promote cellular targeting and internalization, while their spectral properties enable better light harvesting and deep-tissue use. Here, we investigate the possibility of complex formation between different amphiphilic coating bearing QDs and photosensitizer chlorin e6 (Ce6). We show that complex formation dynamics are dependent on the type of coating—phospholipids or amphiphilic polymers—as well as on the surface charge of QDs. Förster’s resonant energy transfer occurred in every complex studied, confirming the possibility of indirect Ce6 excitation. Nonetheless, in vitro PDT activity was restricted only to negative charge bearing QD-Ce6 complexes, correlating with better accumulation in cancer cells. Overall, these findings help to better design such and similar complexes, as gained insights can be straightforwardly translated to other types of nanostructures—expanding the palette of possible therapeutic agents for cancer therapy.


2014 ◽  
Vol 60 (3) ◽  
pp. 322-331 ◽  
Author(s):  
E.A. Avilova ◽  
O.E. Andreeva ◽  
V.A. Shatskaya ◽  
M.A. Krasilnikov

The main goal of this work was to study the intracellular signaling pathways responsible for the development of hormone resistance and maintaining the autonomous growth of breast cancer cells. In particular, the role of PAK1 (p21-activated kinase 1), the key mitogenic signaling protein, in the development of cell resistance to estrogens was analyzed. In vitro studies were performed on cultured breast cancer cell lines: estrogen-dependent estrogen receptor (ER)-positive MCF-7 cells and estrogen-resistant ER-negative HBL-100 cells. We found that the resistant HBL-100 cells were characterized by a higher level of PAK1 and demonstrated PAK1 involvement in the maintaining of estrogen-independent cell growth. We have also shown PAK1 ability to up-regulate Snail1, one of the epithelial-mesenchymal transition proteins, and obtained experimental evidence for Snail1 importance in the regulation of cell proliferation. In general, the results obtained in this study demonstrate involvement of PAK1 and Snail1 in the formation of estrogen-independent phenotype of breast cancer cells showing the potential role of both proteins as markers of hormone resistance of breast tumors.


2018 ◽  
Author(s):  
Νικολέτα-Νίκη Σαχίνη

Ο καρκίνος του μαστού αποτελεί την πιο συχνή μορφή καρκίνου στις γυναίκες. Πρόκειται για μια ετερογενή ασθένεια όσον αφορά το φαινότυπό της και το γενετικό της υπόβαθρο. Καρκινικά χαρακτηριστικά, όπως ο ρυθμός πολλαπλασιασμού, η διεισδυτικότητα, η μεταστατικότητα, η ανθεκτικότητα στα φάρμακα και συγκεκριμένες ογκογόνες μεταλλαγές διαφέρουν μεταξύ περιπτώσεων καρκίνου του μαστού. Τέτοιου είδους ετερογένεια (ενδο-ογκική και δι-ογκική) μεταξύ των όγκων προκύπτει από στοχαστικές γενετικές και επιγενετικές αλλαγές οι οποίες προσδίδουν κληρονομήσιμες φαινοτυπικές και λειτουργικές διαφορές μεταξύ των καρκινικών κυττάρων. Παρ’ όλο που υπάρχουν θεραπευτικά σχήματα που αντιμετωπίζουν επιτυχώς την ασθένεια, η ετερογενής της φύση την καθιστά δύσκολο θεραπευτικό στόχο. Επομένως, η κατανόηση των παθογενετικών και μοριακών μηχανισμών οι οποίοι διέπουν τη νόσο και τους διαφορετικούς υποτύπους της είναι απαραίτητη για την ανακάλυψη νέων φαρμακευτικών στόχων και το σχεδιασμό εξατομικευμένης θεραπείας.Η πρωτεΐνη της προμυελοκυτταρικής λευχαιμίας (PML) περιγράφεται συνήθως ως ογκοκατασταλτικός παράγοντας λόγω των προ-αποπτωτικών, ανασταλτικών του κυτταρικού κύκλου και προγηραντικών ιδιοτήτων της. Συνεπώς, η έκφρασή της απουσιάζει από πρωτοπαθή δείγματα διαφόρων νεοπλασιών, συμπεριλαμβανομένου και του καρκίνου του μαστού. Παρ’ όλα αυτά σε πρόσφατες βιβλιογραφικές αναφορές η PML χαρακτηρίζεται ως ογκογόνος παράγοντας. Συγκεκριμένα, στη χρόνια μυελογενή λευχαιμία, σε γλοιοβλαστώματα και σε ορισμένες περιπτώσεις τριπλά αρνητικού καρκίνου του μαστού η PML εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα. Οι προ-ογκογόνες ιδιότητες της PML φαίνεται να σχετίζονται με τη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου των φυσιολογικών και καρκινικών βλαστοκυττάρων αλλά και τη διατήρηση της αυτο-ανανέωσης, μέσω μεταβολικών οδών π.χ. οξείδωση των λιπαρών οξέων. Επομένως, προκύπτει ότι υπό συγκεκριμένες συνθήκες η PML έχει διττό ρόλο στην ογκογένεση εκδηλώνοντας ογκοκατασταλτική ή ογκογόνα δράση.Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η αποσαφήνιση των μοριακών και επιγενετικών μηχανισμών με τους οποίους η PML ρυθμίζει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και τα μονοπάτια αυτό-ανανέωσης στον καρκίνο του μαστού. Τα πειραματικά μας δεδομένα υποστηρίζουν ότι η υπερέκφραση (ΥΕ) της PML αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και μπλοκάρει τον κυτταρικό κύκλο της τριπλά αρνητικά κυτταρικής σειράς καρκίνου του μαστού, MDA-MB-231. Από την ανάλυση του μεταγραφικού προφίλ αυτών των κυττάρων προκύπτει ότι σημαντικά σηματοδοτικά μονοπάτια και βιολογικές λειτουργίες, όπως και οι ρυθμιστές τους, διαταράσσονται μετά από ΥΕ PML. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι πολλά από τα γονίδια σχετιζόμενα με τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό των οποίων η έκφραση μειώνεται μετά από ΥΕ PML είναι και, θετικά, ρυθμιζόμενοι στόχοι του μεταγραφικού παράγοντα FOXM1 (Forkhead Box M1). Η λειτουργική αλληλεπίδραση της PMLIV με την επικράτεια πρόσδεσης του FOXM1 στο DNA, καθώς και η μείωση του FOXM1 σε επίπεδο mRNA και πρωτεΐνης, υποδεικνύουν ότι η PMLIV είναι ένας καταστολέας του FOXM1. Επιπλέον, δείξαμε ότι η PMLIV YE επηρεάζει το μεταγραφικό πρόγραμμα του μεταγραφικού παράγοντα, FOXO3, o οποίος δρα ανοδικά του FOXM1. Συμπερασματικά, προτείνουμε ότι η PML επηρεάζει την ισορροπία των FOXO3 και FOXM1 μεταγραφικών προγραμμάτων στοχεύοντας διακριτά υποσύνολα γονιδίων. Τα αποτελέσματα μας δείχνουν ότι υψηλά επίπεδα PML μπορούν να επηρεάσουν ταυτόχρονα ποικίλα σηματοδοτικά μονοπάτια στοχεύοντας τον άξονα FOXO3-FOXM1, ο οποίος συνδέει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό (FOXM1) με την απόπτωση, διακοπή του κυτταρικού κύκλου και μηχανισμούς επιβίωσης (FOXO3). Βρήκαμε ακόμη ότι εκτός από τους FOXO3 και FOXM1, η ΥΕ PML στοχεύει κι άλλους καίριους μεταγραφικούς παράγοντες (NFYA,E2F,TBP) με γενικό ρόλο στη μεταγραφή και στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Συνεπώς, θεωρούμε ότι η PMLIV ΥΕ επιδρά σε σημαντικές βιολογικές διεργασίες μέσω ενός σύνθετου δικτύου μεταγραφικών παραγόντων και επιγενετικών αλλαγών. Αρχικά πειράματα PMLIV YE σε κύτταρα διαφορετικού τύπου καρκίνου του μαστού, τα Τ47D, έδειξαν ότι η PMLIV YE οδηγεί σε αναστολή του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, αλλά προκαλεί και διαφορετικές αποκρίσεις σε σχέση με τα MDA-MB-231 κύτταρα.Μελετήσαμε ακόμη το ρόλο της PMLIV σε βλαστικά καρκινικά κύτταρα του μαστού. Παρατηρήσαμε ότι η PMLIV YE μειώνει την ικανότητα σχηματισμού ογκοσφαιρών στην καρκινική σειρά MDA-MB-231, υποδηλώνοντας ότι η PMLIV μειώνει την αυτό-ανανέωση των βλαστικών καρκινικών κυττάρων. Επιπλέον, ερευνήσαμε την επίδραση της PMLIV σε απομονωμένους, με βάση την έκφραση των επιφανειακών δεικτών EpCAM/CD24, υποπληθυσμούς καρκινικών κυττάρων και διαπιστώσαμε ότι η PMLIV YE επηρεάζει με διαφορετικό τρόπο την έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται στη διαφοροποίηση του επιθηλίου, στην επιθηλιακή προς μεσεγχυματική μετάβαση, στον πολλαπλασιασμό και στη βλαστικότητα του κάθε υποπληθυσμού, καθώς και την ικανότητα αυτο-ανανέωσης η οποία καθορίστηκε in vitro με τη δοκιμασία σφαιρογένεσης και in vivo με ξενομοσχεύματα. Επομένως, τα αρχικά μας δεδομένα, σε αντίθεση με προηγούμενες αναφορές, υποστηρίζουν την άποψη ότι πολύ ογκογόνοι κυτταρικοί υποπληθυσμοί εμπίπτουν σε περισσότερους από έναν EpCAM/CD24 υπότυπους οι οποίοι επηρεάζονται από την PMLIV με διαφορετικό τρόπο.Συμπερασματικά, η ερευνά μας δίνει πληροφορίες για τη ρύθμιση της ανάπτυξης των όγκων από την PML στον καρκίνο του μαστού. Προσδιορίσαμε τους FOXO3 και FOXM1 σαν αλληλεπιδρώντες παράγοντες της PML, οι οποίοι προσδιορίζουν και το λειτουργικό αποτέλεσμα της PML στο κυτταρικό υπόβαθρο των MDA-MB-231 κυττάρων και αναδείξαμε έναν καινούριο, ρυθμιστικό άξονα στον πολλαπλασιασμό του καρκίνου του μαστού, PML/FOXO3/FOXM1, ο οποίος μπορεί να είναι θεραπευτικός στόχος. Επιπλέον, οι αρχικές παρατηρήσεις στα T47D κύτταρα, ενισχύουν την άποψη περί κυτταρικού υποβάθρου εξαρτώμενης δράσης της PML. Η PMLIV YE επηρέασε πολύ λιγότερο τη δημιουργία σφαιρών, ένδειξη αυτο-ανανέωσης, στα T47D σε σχέση με τα MDA-MB-231. Επιπλέον, συγκρίνοντας το μεταγραφικό προφίλ των δύο κυτταρικών σειρών, οι οποίες αντιπροσωπεύουν διαφορετικούς μοριακούς υποτύπους του καρκίνου του μαστού, μετά από PMLIV YE διαπιστώσαμε ότι η PMLIV επηρεάζει τόσο κοινές αλλά και διακριτές ομάδες γονιδίων. Προτείνουμε ότι η PML ευνοεί τόσο την αναστολή της ανάπτυξης του όγκου όσο και μηχανισμούς επιβίωσης σε διαφορετικό βαθμό, ο οποίος καθορίζεται από το εκάστοτε γενετικό και επιγενετικό υπόβαθρο των κυττάρων.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document