Fibroblast growth factor 17 and bone morphogenetic protein 15 enhance cumulus expansion and improve quality of in vitro-produced embryos in cattle

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Effect of avocado/soybean unsaponifiables on ligature-induced bone loss and bone repair after ligature removal in rats

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The Aurora A and B kinases are up-regulated in bone marrow-derived chronic lymphocytic leukemia cells and represent potential therapeutic targets

Background The malignant B cells in chronic lymphocytic leukemia receive signals from the bone marrow and lymph node microenvironments which regulate their survival and proliferation. Characterization of these signals and the pathways that propagate them to the interior of the cell is important for the identification of novel potential targets for therapeutic intervention. Design and Methods We compared the gene expression profiles of chronic lymphocytic leukemia B cells purified from bone marrow and peripheral blood to identify genes that are induced by the bone marrow microenvironment. Two of the differentially expressed genes were further studied in cell culture experiments and in an animal model to determine whether they could represent appropriate therapeutic targets in chronic lymphocytic leukemia. Results Functional classification analysis revealed that the majority of differentially expressed genes belong to gene ontology categories related to cell cycle and mitosis. Significantly up-regulated genes in bone marrow-derived tumor cells included important cell cycle regulators, such as Aurora A and B, survivin and CDK6. Down-regulation of Aurora A and B by RNA interference inhibited proliferation of chronic lymphocytic leukemia-derived cell lines and induced low levels of apoptosis. A similar effect was observed with the Aurora kinase inhibitor VX-680 in primary chronic lymphocytic leukemia cells that were induced to proliferate by CpG-oligonucleotides and interleukin-2. Moreover, VX-680 significantly blocked leukemia growth in a mouse model of chronic lymphocytic leukemia. Conclusions Aurora A and B are up-regulated in proliferating chronic lymphocytic leukemia cells and represent potential therapeutic targets in this disease.

Expression of Mast Cell Proteases Correlates with Mast Cell Maturation and Angiogenesis during Tumor Progression

Tumor cells are surrounded by infiltrating inflammatory cells, such as lymphocytes, neutrophils, macrophages, and mast cells. A body of evidence indicates that mast cells are associated with various types of tumors. Although role of mast cells can be directly related to their granule content, their function in angiogenesis and tumor progression remains obscure. This study aims to understand the role of mast cells in these processes. Tumors were chemically induced in BALB/c mice and tumor progression was divided into Phases I, II and III. Phase I tumors exhibited a large number of mast cells, which increased in phase II and remained unchanged in phase III. The expression of mouse mast cell protease (mMCP)-4, mMCP-5, mMCP-6, mMCP-7, and carboxypeptidase A were analyzed at the 3 stages. Our results show that with the exception of mMCP-4 expression of these mast cell chymase (mMCP-5), tryptases (mMCP-6 and 7), and carboxypeptidase A (mMC-CPA) increased during tumor progression. Chymase and tryptase activity increased at all stages of tumor progression whereas the number of mast cells remained constant from phase II to III. The number of new blood vessels increased significantly in phase I, while in phases II and III an enlargement of existing blood vessels occurred. In vitro, mMCP-6 and 7 are able to induce vessel formation. The present study suggests that mast cells are involved in induction of angiogenesis in the early stages of tumor development and in modulating blood vessel growth in the later stages of tumor progression.

Giant cell bone lesions in the craniofacial region: a diagnostic and therapeutic challenge

Background: Giant cell tumors of bone (GCTs) are common in the long bones, but rare in the craniofacial region, with only 1% of cases occurring in the latter. Clinical, radiological, and anatomical diagnosis of this locally aggressive disease, which occurs in response to trauma or neoplastic transformation, poses a major challenge in clinical practice. Methods: The present study describes a series of 4 cases and highlights the main features of the differential diagnosis and treatment of these lesions: GCT, giant cell reparative granuloma (GCRG), and the brown tumor of hyperparathyroidism. Results: GCT presents as a benign neoplasm, most typically affecting the knees, and rarely in the temporal and sphenoid bones. It is radiologically indistinguishable from GCRG due to its lytic, poorly defined appearance. The distinction can only be made microscopically, as the presence of multinucleated giant cells scattered throughout the stroma and the absence of a history of trauma favor a diagnosis of GCT. The brown tumor of hyperparathyroidism occurs with rapid, localized osteoclast activity secondary to the effects of increased parathyroid hormone (PTH) levels; parathyroid examination is indispensable. Conclusion: The diagnosis and treatment of these lesions poses a major challenge due to their similar clinical presentation and radiological appearance. Accurate diagnosis is essential for definition of appropriate management, as complete resection is the goal in GCT and GCRG to avoid recurrence, whereas the brown tumor often yields to treatment of the underlying hyperparathyroidism.

Serial bone marrow transplantation reveals in vivo expression of the pCLPG retroviral vector

Abstract Background Gene therapy in the hematopoietic system remains promising, though certain aspects of vector design, such as transcriptional control elements, continue to be studied. Our group has developed a retroviral vector where transgene expression is controlled by p53 with the intention of harnessing the dynamic and inducible nature of this tumor suppressor and transcription factor. We present here a test of in vivo expression provided by the p53-responsive vector, pCLPG. For this, we used a model of serial transplantation of transduced bone marrow cells. Results We observed, by flow cytometry, that the eGFP transgene was expressed at higher levels when the pCLPG vector was used as compared to the parental pCL retrovirus, where expression is directed by the native MoMLV LTR. Expression from the pCLPG vector was longer lasting, but did decay along with each sequential transplant. The detection of eGFP-positive cells containing either vector was successful only in the bone marrow compartment and was not observed in peripheral blood, spleen or thymus. Conclusions These findings indicate that the p53-responsive pCLPG retrovirus did offer expression in vivo and at a level that surpassed the non-modified, parental pCL vector. Our results indicate that the pCLPG platform may provide some advantages when applied in the hematopoietic system.

The effect of CCL3 and CCR1 in bone remodeling induced by mechanical loading during orthodontic tooth movement in mice

Bone remodeling is affected by mechanical loading and inflammatory mediators, including chemokines. The chemokine (C–C motif) ligand 3 (CCL3) is involved in bone remodeling by binding to C–C chemokine receptors 1 and 5 (CCR1 and CCR5) expressed on osteoclasts and osteoblasts. Our group has previously demonstrated that CCR5 down-regulates mechanical loading-induced bone resorption. Thus, the present study aimed to investigate the role of CCR1 and CCL3 in bone remodeling induced by mechanical loading during orthodontic tooth movement in mice. Our results showed that bone remodeling was significantly decreased in CCL3−/− and CCR1−/− mice and in animals treated with Met-RANTES (an antagonist of CCR5 and CCR1). mRNA levels of receptor activator of nuclear factor kappa-B (RANK), its ligand RANKL, tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and RANKL/osteoprotegerin (OPG) ratio were diminished in the periodontium of CCL3−/− mice and in the group treated with Met-RANTES. Met-RANTES treatment also reduced the levels of cathepsin K and metalloproteinase 13 (MMP13). The expression of the osteoblast markers runt-related transcription factor 2 (RUNX2) and periostin was decreased, while osteocalcin (OCN) was augmented in CCL3−/− and Met-RANTES-treated mice. Altogether, these findings show that CCR1 is pivotal for bone remodeling induced by mechanical loading during orthodontic tooth movement and these actions depend, at least in part, on CCL3.

Low sclerostin levels: a predictive marker of persistent inflammation in ankylosing spondylitis during anti-tumor necrosis factor therapy?

Abstract Introduction Sclerostin levels have been reported to be low in ankylosing spondylitis (AS), but there is no data regarding the possible role of this Wnt inhibitor during anti-tumor necrosis factor (TNF) therapy. The present study longitudinally evaluated sclerostin levels, inflammatory markers and bone mineral density (BMD) in AS patients under anti-TNF therapy. Methods Thirty active AS patients were assessed at baseline, 6 and 12 months after anti-TNF therapy regarding clinical parameters, inflammatory markers, BMD and baseline radiographic damage (mSASSS). Thirty age- and sex-matched healthy individuals comprised the control group. Patients' sclerostin levels, sclerostin binding low-density lipoprotein receptor-related protein 6 (LRP6) and BMD were evaluated at the same time points and compared to controls. Results At baseline, AS patients had lower sclerostin levels (60.5 ± 32.7 vs. 96.7 ± 52.9 pmol/L, P = 0.002) and comparable sclerostin binding to LRP6 (P = 0.387) than controls. Improvement of Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Index (BASDAI), Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index (BASFI), Bath Ankylosing Spondylitis Metrology Index (BASMI), Ankylosing Spondylitis quality of life (ASQoL) was observed at baseline vs. 6 vs. 12 months (P < 0.01). Concomitantly, a gradual increase in spine BMD (P < 0.001) and a positive correlation between baseline mSASSS and spine BMD was found (r = 0.468, P < 0.01). Inflammatory parameters reduction was observed comparing baseline vs. 6 vs. 12 months (P <0.01). Sclerostin levels progressively increased [baseline (60.5 ± 32.7) vs. 6 months (67.1 ± 31.9) vs. 12 months (72.7 ± 32.3) pmol/L, P <0.001]. At 12 months, the sclerostin levels remained significantly lower in patients compared to controls (72.7 ± 32.3 vs. 96.70 ± 52.85 pmol/L, P = 0.038). Moreover, sclerostin serum levels at 12 months were lower in the 10 patients with high C reactive protein (CRP) (≥ 5 mg/l) compared to the other 20 patients with normal CRP (P = 0.004). Of note, these 10 patients with persistent inflammation also had lower sclerostin serum levels at baseline compared to the other patients (P = 0.023). Univariate logistic regression analysis demonstrated that AS patients with lower sclerostin serum levels had an increased risk to have high CRP at 12 months (odds ratio = 7.43, 95% CI 1.23 to 45.01, P = 0.020) than those with higher sclerostin values. Conclusions Persistent low sclerostin levels may underlie continuous inflammation in AS patients under anti-TNF therapy.

Die Rolle von Chemokinrezeptor CXCR4 und Connective Tissue Growth Factor innerhalb der Tumor-Stroma-Interaktion in der akuten myeloischen Leukämie

Die akute myeloische Leukämie (AML) ist eine heterogene Erkrankung der hämatopoetischen Vorläuferzelle, die durch unkontrollierte Vermehrung und ein reduziertes Differenzierungsverhalten gekennzeichnet ist. Aufgrund von Therapieresistenzen und häufig vorkommenden Rückfällen ist die AML mit einer schlechten Langzeitprognose verbunden. Neue Studienergebnisse zeigen, dass leukämische Zellen einer hierarchischen Ordnung unterliegen, an deren Spitze die leukämische Stammzelle (LSC) steht, welche den Tumor speist und ähnliche Charakteristika besitzt wie die hämatopoetische Stammzelle. Die LSC nutzt den Kontakt zu Zellen der hämatopoetischen Nische des Knochenmarks, um die erste Therapie zu überdauern und Resistenzen zu erwerben. Neue Therapieansätze versuchen diese Interaktion zwischen leukämischen Zellen und supportiv wirkenden Stromazellen anzugreifen. rnrnIn dieser Arbeit sollte die Bedeutung des CXC-Motiv Chemokinrezeptors Typ 4 (CXCR4) und des Connective Tissue Growth Factors (CTGF) innerhalb der AML-Stroma-Interaktion untersucht werden. CXCR4, der in vivo dafür sorgt, dass AML-Zellen in der Nische gehalten und geschützt werden, wurde durch den neuwertigen humanen CXCR4-spezifischen Antikörper BMS-936564/MDX-1338 in AML-Zelllinien und Patientenzellen in Zellkulturversuchen blockiert. Dies induzierte Apoptose sowie Differenzierung und führte in Kokulturversuchen zu einer Aufhebung des Stroma-vermittelten Schutzes gegenüber der Chemotherapie. Für diese Effekte musste teilweise ein sekundärer Antikörper verwendet werden, der die CXCR4-Moleküle miteinander kreuzvernetzt.rnDie Auswertung eines quantitativen Real time PCR (qPCR)-Arrays ergab, dass CTGF in der AML-Zelllinie Molm-14 nach Kontakt zu Stromazellen hochreguliert wird. Diese Hochregulation konnte in insgesamt drei AML-Zelllinien sowie in drei Patientenproben in qPCR- und Western Blot-Versuchen bestätigt werden. Weitere Untersuchungen zeigten, dass diese Hochregulation (i) unabhängig von der Stromazelllinie ist, (ii) den direkten Kontakt zum Stroma benötigt und (iii) auch unter hypoxischen Bedingungen, wie sie innerhalb des Knochenmarks vorherrschen, stattfindet. Der durch Zell-Zell- oder Zell-Matrix-Kontakt gesteuerte Hippo-Signalweg konnte aus folgenden Gründen als möglicher upstream-Regulationsmechanismus identifiziert werden: (i) Dessen zentraler Transkriptions-Kofaktor TAZ wurde in kokultivierten Molm-14-Zellen stabilisiert, (ii) der shRNA-gesteuerte Knockdown von TAZ führte zu einer reduzierten CTGF-Hochregulation, (iii) CTGF wurde in Abhängigkeit von der Zelldichte reguliert, (iv) Cysteine-rich angiogenic inducer 61 (Cyr61), ein weiteres Zielgen von TAZ, wurde in kokultivierten AML-Zellen ebenfalls verstärkt exprimiert. Der Knockdown von CTGF führte in vitro zu einer partiellen Aufhebung der Stroma-vermittelten Resistenz und die Blockierung von CTGF durch den Antikörper FG-3019 wirkte im AML-Mausmodell lebensverlängernd. rn rnDie Rolle von CTGF in der AML ist bisher nicht untersucht. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass CTGF ein interessantes Therapieziel in der AML darstellt. Es bedarf weiterer Untersuchungen, um die Bedeutung von CTGF in der Tumor-Stroma-Interaktion näher zu charakterisieren und nachgeschaltete Signalwege zu identifizieren.

Macrocyclic bisphosphonates for PET-diagnosis and endoradiotherapy of bone metastases

Die Fallzahlen von Prostata- und Brustkrebs nehmen aktuell die Spitzenplätze bei Krebserkrankungen weltweit ein. Eine schwerwiegende Folge dieser Erkrankung stellen Metastasierungen in das Knochengewebe dar, welche zu einer dramatischen Verschlechterung des Allgemeinzustandes und der Lebensqualität des Patienten führen. Die Symptome sind gekennzeichnet durch enorme Schmerzen in Kombination mit osteoblastischen und osteolytischen Knochenveränderungen, bis hin zu Frakturen und spinalen Kompressionssyndromen, sowie einer metabolischen Hypercalcaemie.rnBei der Diagnose und Therapie nehmen verschiedene Radiopharmaka eine Schlüsselrolle ein. Konjugate aus makrozyklischen Chelatoren und knochenaffinen Bisphosphonaten stellen ein geeignetes Mittel dar als so genannte Theranostika, die Diagnose und Therapie in einem Molekül vereinen. Hierbei konnten mit dem Generator basierenden PET-Nuklid 68Ga(III) und dem Therapienuklid 177Lu(III) erste Erfolge mit der Verbindung BPAMD am Patienten erzielt werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit ist es gelungen, die pharmakologischen Eigenschaften der BPAMD-Leitstruktur weiter zu optimieren und neue Derivate erfolgreich zu synthetisieren. Diese zeichneten sich durch eine erhöhte Knochenaffinität und eines besseren ´target to background´ Verhältnisses aus. Im Zuge der Derivatisierung ist es außerdem gelungen, erfolgreich eine Substanz darzustellen, welche über eine gesteigerte Blutretention verfügt und die letztendlich die Bioverfügbarkeit des Tracers erhöhte. Verbindungen solchen Typs können zu einem besseren Tumor zu gesundem Knochen Verhältnis beitragen und eventuell einen höheren Therapieerfolg erzielen. Eines dieser neuen vielversprechenden Bisphosphonate, [68Ga]NO2APBP konnte innerhalb einer klinischen Phase 0 bzw. I sein großes Potential als Diagnostikum zur Erfassung von Skelettmetastasen unter Beweis stellen. Innerhalb einer Testreihe mit 12 Patienten wurde eine hohe diagnostische Übereinstimmung mit dem Goldstandard 18F-Fluorid erreicht. In ausgesuchten Metastasen konnte sogar eine höhere Tracer-Aufnahme erzielt werden.rnIn Zukunft können makrozyklische Bisphosphonate eine wichtige Rolle bei der palliativen Schmerztherapie von Knochenmetastasen einnehmen. rn

Funktionelle HPMA-Copolymere zur möglichen Anwendung in der Tumor-Immuntherapie

Der Fokus dieser Arbeit lag in der Synthese von funktionellen HPMA-Copolymeren, sowohl für die Darstellung definierter Polymer-Antikörper Konjugate, als auch zum effizienten Transport von p-DNA in Polymer-DNA Komplexen (Polyplexe). Nach ausführlicher physikalischer und chemischer Charakterisierung wurden gezielt ihre Wechselwirkungen mit (Immun)-Zellen untersucht und so ihr Potential für die Verwendung in der Tumor-Immuntherapie aufgezeigt.rnFür das gezielte Ansprechen von bestimmten Immunzellen mit Schlüsselfunktionen besitzen monoklonale Antikörper ein großes Potential. Im Rahmen dieser Arbeit gelang die Darstellung definierter Polymer-Antikörper Konjugate über das gezielte Einführen von Thiol-Gruppen an Antikörper und die Synthese eng verteilter, Maleinimid funktionalisierter HPMA-Copolymere. Diese sehr gut definierten, funktionellen HPMA-Copolymere konnten über die Kombination der RAFT-Polymerisation und Reaktivester Polymeren gewonnen werden. Unterschiedliche Polymerstrukturen ermöglichten die Synthese verschiedener Arten von Polymer-Antikörper Konjugaten. Speziell die Untersuchung der verschiedenen Konjugate aus dem für dendritische Zellen spezifischen aDEC-205 Antikörper an Immunzellen aus dem Knochenmark von Mäusen lieferten wertvolle Erkenntnisse über Struktur-Wirkungsbeziehungen und zeigten die Möglichkeit der gezielten Adressierung von Immunzellen mit Schlüsselfunktionen bei der Aktivierung einer (Tumor)-Immunabwehr am Beispiel von dendritischen Zellen. Gleichzeitig erlaubt der Syntheseweg sowohl die gleichzeitige und kontrollierte Einführung auch komplexerer Stimuli am Polymerrückgrat als auch die Verwendung verschiedener Antikörper.rnÜber die Kombination der RAFT-Polymerisation und polymeren Reaktivestern wurde ebenso die Synthese von neuartigen kationisch-hydrophilen Polylysin-b-poly(HPMA) Blockcopolymeren als effiziente Transporter für den komplexen aber wirkungsvollen Wirkstoff p-DNA in Form von Polymer-DNA Komplexen (Polyplexe) realisiert. Da diese Polyplexe gleichzeitig eine Abschirmung der sensitiven p-DNA über eine poly(HPMA)-Korona vermitteln, stellen sie allgemein ein geeignetes Transportmittel für einen therapeutischen Transport von p-DNA dar. Diese Polyplexe sind in der Lage, humane Nierenkarzinomzellen (HEK-293T Zelllinie) zu transfizieren ohne signifikante Zytotoxizität zu zeigen. Darüber hinaus gelang eine große Steigerung der Transfektionseffizienz, ohne eine gleichzeitige Erhöhung der Zytotoxizität, durch die gezielte Einführung von Redox-stimuliresponsiven Disulfid-Gruppen zwischen den einzelnen Blöcken. Diese Polyplexe stellen einen polymeren Vektor zur transkriptionellen Regulierung von Zellen dar, zum Beispiel für die transkriptionelle Aktivierung von dendritischen Zellen, durch die Verwendung speziell dafür modifizierter p-DNA-Konstrukte. rnDurch die Verknüpfung einer ortsspezifischen enzymatischen Kopplung und kupferfreien Cyclooctin-Azid Kupplung gelang die kontrollierte und kovalente Modifizierung von polymeren Mizellen mit aDEC-205 Antikörpern an der hydrophilen poly(HPMA)-Korona. Diese Methode bietet die Möglichkeit der Anbindung der effektiven aber anspruchsvollen Erkennungsstruktur Antikörper an komplexere Polymerstrukturen und andere nano-partikulären Systeme, zum Beispiel an die zuvor genannten Polyplexe, um eine zellspezifische und verbesserte Aufnahme und Prozessierung zu erreichen.rnDiese Studien zeigen somit, sowohl die Möglichkeit der selektiven Addressierung von Immunzellen mit Schlüsselfunktionen wie dendritischer Zellen, als auch die Möglichkeit der transkriptionellen Regulation von Zellen durch Polyplexe. Sie stellen somit einen ersten Schritt zur Herstellung funktioneller, nanopartikulärer Systeme zur Verwendung in der Tumor-Immuntherapie dar. rn

High aldehyde dehydrogenase activity identifies tumor-initiating and metastasis-initiating cells in human prostate cancer

Metastatic progression of advanced prostate cancer is a major clinical problem. Identifying the cell(s) of origin in prostate cancer and its distant metastases may permit the development of more effective treatment and preventive therapies. In this study, aldehyde dehydrogenase (ALDH) activity was used as a basis to isolate and compare subpopulations of primary human prostate cancer cells and cell lines. ALDH-high prostate cancer cells displayed strongly elevated clonogenicity and migratory behavior in vitro. More strikingly, ALDH-high cells readily formed distant metastases with strongly enhanced tumor progression at both orthotopic and metastatic sites in preclinical models. Several ALDH isoforms were expressed in human prostate cancer cells and clinical specimens of primary prostate tumors with matched bone metastases. Our findings suggest that ALDH-based viable cell sorting can be used to identify and characterize tumor-initiating and, more importantly perhaps, metastasis-initiating cells in human prostate cancer.

18F-fluorodeoxyglucose uptake of bone and soft tissue sarcomas in pediatric patients

A high (18)F-fluorodeoxyglucose (FDG) uptake by positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) imaging in sarcomas of adults has been reported. The current study aimed at defining the degree of (18)F-FDG uptake of pediatric sarcomas. This retrospective study included 29 patients (23 males, 6 females; mean age 14 ± 5 years) with soft tissue (n = 9) or bone (n = 20) sarcomas. Twenty-two patients (76%) underwent (18)F-FDG PET/CT and 7 (24%) had dedicated (18)F-FDG PET studies. Tumor (18)F-FDG uptake was quantified by standard uptake value (SUV)(max) and tumor-to-liver ratios (SUV ratios; tumor SUV(max)/liver SUV(mean)). Tumor SUV(max) and SUV ratios were correlated with tumor Ki-67 expression. SUV(max) ranged from 1.4 to 24 g/mL (median 2.5 g/mL) in soft tissue sarcomas and 1.6 to 20.4 g/mL (median 6.9 g/mL) in bone sarcomas (P = .03), and from 1.6 to 9.2 g/mL (median 3.9 g/mL) and 3.5 to 20.4 g/mL (median 12 g/mL) in Ewing sarcoma and osteosarcoma, respectively (P = .009). Tumor SUV ratios ranged from 0.8 to 8.7 (median 1.9) in soft tissue sarcomas and 1.4 to 8.9 (median 3.8) in bone sarcomas (P = .08). Ewing sarcoma had a significantly lower tumor SUV ratio than osteosarcoma (P = .01). Ki-67 expression correlated significantly with the (18)F-FDG uptake in bone but not in soft tissue sarcomas. All sarcomas were visualized by (18)F-FDG PET/CT imaging. A higher (18)F-FDG uptake was observed in osteosarcoma than in Ewing and soft tissue sarcomas. The results of this study suggest that the degree of tumor (18)F-FDG uptake is sufficient to allow for monitoring of therapeutic responses in pediatric sarcomas.

Comparison of FDG-PET/CT and bone scintigraphy for detection of bone metastases in breast cancer

Bone scintigraphy is the standard procedure for the detection of bone metastases in breast cancer patients. FDG-PET/CT has been reported to be a sensitive tool for tumor staging in different malignant diseases. However, its accuracy for the detection of bone metastases has not been compared to bone scintigraphy.

The role of the BMP signaling antagonist noggin in the development of prostate cancer osteolytic bone metastasis

Members of the BMP and Wnt protein families play a relevant role in physiologic and pathologic bone turnover. Extracellular antagonists are crucial for the modulation of their activity. Lack of expression of the BMP antagonist noggin by osteoinductive, carcinoma-derived cell lines is a determinant of the osteoblast response induced by their bone metastases. In contrast, osteolytic, carcinoma-derived cell lines express noggin constitutively. We hypothesized that cancer cell-derived noggin may contribute to the pathogenesis of osteolytic bone metastasis of solid cancers by repressing bone formation. Intra-osseous xenografts of PC-3 prostate cancer cells induced osteolytic lesions characterized not only by enhanced osteoclast-mediated bone resorption, but also by decreased osteoblast-mediated bone formation. Therefore, in this model, uncoupling of the bone remodeling process contributes to osteolysis. Bone formation was preserved in the osteolytic lesions induced by noggin-silenced PC-3 cells, suggesting that cancer cell-derived noggin interferes with physiologic bone coupling. Furthermore, intra-osseous tumor growth of noggin-silenced PC-3 cells was limited, most probably as a result of the persisting osteoblast activity. This investigation provides new evidence for a model of osteolytic bone metastasis where constitutive secretion of noggin by cancer cells mediates inhibition of bone formation, thereby preventing repair of osteolytic lesions generated by an excess of osteoclast-mediated bone resorption. Therefore, noggin suppression may be a novel strategy for the treatment of osteolytic bone metastases.