Role of CIP2A in carcinogenesis

Worldwide and notably in the developed countries, cancer is an increasing cause of morbidity and mortality, being the second most common cause of death after ischemic heart disease. Now and in the future new cancer cases need to be diagnosed earlier. Prognostic factors may be helpful in recognizing and handling those patients who need more aggressive therapy, and it is also desirable to predict treatment response accurately. Cancerous inhibitor of protein phosphatase 2A (CIP2A) is an oncoprotein predominantly expressed in malignant tissues and inhibiting protein phosphatase 2A (PP2A) activity; it is a promising target for cancer therapy. The aim of this thesis was to evaluate the prognostic role of CIP2A in solid cancers, and for this purpose to explore expression of CIP2A, and investigating regulation of CIP2A in order to gain insight into signalling pathways leading to alteration in prognosis. Patients diagnosed with gastric, serous ovarian, tongue, or colorectal cancer at Helsinki University Central Hospital were included. Tumour tissue microarrays assembled from specimens from these patients were prepared and stained immunohistochemically for CIP2A protein expression. Associations with clinicopathologic parameters and other biomarkers were explored, and survival analyses were done according to the Kaplan-Meier method. Study of the role of CIP2A in intracellular signalling in vitro involved gastric, ovarian, and tongue cancer cell lines. We found CIP2A to be highly expressed in gastric, ovarian, tongue, and colorectal cancer specimens. CIP2A was associated with clinicopathologic parameters characterizing an aggressive disease, namely advanced stage, high grade, p53 immunopositivity, and high proliferation index. CIP2A led to recognition of gastric, ovarian, and tongue cancer patients with poor prognosis, however, with a cancer type-specific cut-off level for prognostic significance. In tongue cancer, it served as an independent prognostic marker. In contrast, in colorectal cancer, CIP2A provided no prognostic value. In cancer cell lines, CIP2A was highly expressed at both protein and mRNA levels, and promoted cell proliferation and anchorage-independent growth. In gastric cancer, we demonstrated with a MYCER construct in mouse embryo fibroblasts that activation of MYC led to increased CIP2A mRNA expression, and hence we suggested that a positive feedback mechanism between CIP2A and MYC may potentiate and prolong the oncogenic activity of these proteins. We demonstrated in ovarian cancer an association between CIP2A and EGFR protein overexpression and EGFR gene amplification. In ovarian and tongue cancer cells we showed that depletion of EGFR downregulates CIP2A expression. In conclusion, high CIP2A expression occurred frequently among patients with aggressive disease. CIP2A may serve as a prognostic marker in gastric, ovarian, and tongue cancer and thus may help in tailoring therapy for cancer patients. The positive feedback mechanism between CIP2A and MYC, as well as the positive regulation of CIP2A by EGFR, are a few signalling pathways regulating and regulated by CIP2A. These and other mechanisms need to be studied further, however. CIP2A is a potential target for therapy, and its potential role as predictive marker and as a tumour marker in serum requires exploration.

Högt uttryck av onkoproteinet cancerous inhibitor of protein phosphatase 2A (CIP2A) i tumörvävnad ses ofta hos cancerpatienter som har en aggressiv form av cancer. CIP2A kan förutspå en sämre prognos i magcancer, tungcancer och äggstockscancer och det kan därför möjligtvis vara till nytta för att skräddarsy behandlingen för dessa patienter. I undersökningen identifierades en positiv feedback-mekanism mellan CIP2A och onkoproteinet MYC som är känt för att stimulera celldelning. Denna och andra regleringsmekanismer av CIP2A kan användas för att i framtiden rikta in specifik terapi mot tumörer som påvisar CIP2A-proteinet. Därtill gav avhandlingsarbetet skäl till att i fortsättningen utreda huruvida CIP2A kunde fungera som en tumörmarkör för att upptäcka cancer. Cancer är en av de vanligaste sjukdomsgrupperna i västvärlden och den näst vanligaste dödsorsaken efter iskemisk hjärtsjukdom. För att förbättra prognosen blir det allt viktigare att tidigare diagnosticera cancerfall och skräddarsy behandlingen. Prognostiska faktorer kan vara gynnsamma för att identifiera de patienter som behöver mer aggressiv behandling. CIP2A förekommer främst i cancervävnader och fungerar genom att inhibera protein fosfatas 2A (PP2A) och därmed stabilisera onkoproteinet MYC. Målsättningen med avhandlingen var att utreda CIP2As prognostiska roll hos cancerpatienter samt att studera hur regleringen av CIP2A-proteinet eventuellt kunde påverka en avvikande prognos. Vävnadsprover från patienter med magcancer, äggstockscancer, tungcancer och tjock- och ändtarmscancer samlades och färgades immunhistokemiskt för CIP2A proteinexpression. Associationer med vanliga kliniskpatologiska faktorer och andra biomarkörer studerades och därtill gjordes överlevnadsanalyser. CIP2As roll i intracellulär signallering studerades även i mag-, ovarie- och tungcancercellinjer. I magcancer-, äggstockscancer- och tungcancerpatienter fungerade högt uttryck av CIP2A-proteinet som prognostisk faktor, men däremot inte i tjock- och ändtarmscancerpatienter. Styrkan av uttrycket varierade i de olika cancerformerna och därför bör gränsvärdet för CIP2A-positivitet i tumörvävnad vid bedömning av prognos slås fast specifikt för varje enskild cancerform.   Syöpäproteiini cancerous inhibitor of protein phosphatase 2A :n (CIP2A) vahva ilmentyminen kasvainkudoksessa voi kuvata huonoa ennustetta mahasyöpä-, kielisyöpä- ja munasarjasyöpäpotilailla ja voi siten mahdollisesti olla hyödyksi hoidon räätälöimisessä näille potilaille. Tässä väitöstutkimuksessa löydettiin positiivinen yhteys CIP2An ja syöpäsolujen kasvun säätelyssä tärkeän MYC-onkoproteiinin välillä, joka voisi siten olla lupaava syöpähoitojen kohde CIP2A-positiivisissa kasvaimissa. Lisäksi löydettiin viitteitä siitä, että olisi hyödyllistä tutkia CIP2An ilmentymää myös kasvainmerkkiaineena syövän löytämisessä ja toteamisessa. Syöpätaudit aiheuttavat suuren osan sairastavuudesta ja ovat toiseksi yleisin kuolinsyy länsimaissa iskeemisen sydänsairauden jälkeen. Potilaan ennusteen parantamiseksi on tärkeää todeta syöpä sekä löytää ennusteellisia tekijöitä jotka voivat olla hyödyksi tehokkaampaa hoitoa vaativien potilaiden tunnistamisessa. CIP2A-proteiini ilmentyy lähinnä syöpäkudoksissa ja estää proteiinifosfataasi 2An (PP2A) toimintaa stabiloiden siten MYC-onkoproteiinia. Tämän väitöstutkimuksen tavoitteena oli selvittää miten CIP2A toimii ennusteellisena tekijänä syöpäpotilailla ja tutkia miten CIP2A-proteiinin säätely mahdollisesti vaikuttaa ennusteeseen. Mahasyöpä-, munasarjasyöpä-, kielisyöpä- ja paksu- ja peräsuolisyöpäpotilailta kerättiin kudosnäytteitä, jotka värjättiin immunohistokemiallisesti CIP2An ilmentymisen osoittamiseksi. CIP2An yhteyttä kliinispatologisiin tekijöihin ja muihin biomarkkereihin tutkittiin ja lisäksi analysoitiin CIP2A-ilmentymisen yhteyttä eloonjäämiseen. CIP2An merkitystä solunsisäisessä signaloinnissa tutkittiin maha-, munasarja- ja kielisyöpäsolulinjoissa. CIP2A-proteiinin vahva ilmentyminen kuvasi huonoa ennustetta mahasyöpä-, munasarjasyöpä- ja kielisyöpäpotilailla, ei kuitenkaan paksu- ja peräsuolisyöpäpotilailla. Ennusteellisen merkityksen saavuttamiseksi tarvittiin jokaiselle syöpäkudokselle oma raja-arvo CIP2An ilmentymisen suhteen. Tuloksien yleistäminen muihin syöpätauteihin on siten haastavaa ja tulevaisuudessa tuleekin arvioida CIP2An ennusteellista arvoa syöpäkohtaisesti.