Análise da expressão gênica de pequenos RNAs derivados de tRNAs (tRFs) em plantas

Small non coding RNAs emerged as important characters in several biology aspects. Among then, the most studied are microRNAs (miRNAs) and short interfering RNAs (siRNAs), that regulate their target gene post-transcriptionally in plants, animals and RNAi pathway intermediates, respectively. Both of classes have similar biogenesis being processed by Dicer enzymes and subsequent association with Argonaute enzymes. In plants, miRNAs and siRNAs have important functions in development, genome integrity and biotic and abiotic stress responses. The advances in high-throughtput sequencing and in silico analisys provide the uncover of new small non coding RNAs classes, many of them with unknown functions and biogenesis. tRNA derived small RNAs (tRFs) are a small non coding RNA class, that have as precursor a tRNA molecule. These were uncovers in the last decade in many organisms and, recently, in plants. Recent works detected tRFs from different sizes, with different source portions of the mature tRNA molecule (5’ end; 3’ end, anti-codon loop) and some from the tRNA precursor (pre-tRNA), suggesting that may be a novel class of small RNA and not random degradation products. Works in humans showed that some tRFs are processed by the Dicer enzymes, have association with the Argonaute enzymes and cell differentiation, tumor appearance and gene silencing related functions. Works in Arabidopsis and pumpkin (Cucurbita maxima) showed, respectively, that the tRFs have nutritional stress response possible functions and long distance signaling function between source and drain tissues, and may affect the translation. The tRFs biogenesis in plants are, until now an unknown, absence information about it in the literature and its possible biological functions are few studied yet, making then interesting target for studies among the small non coding RNAs in plants

Antitumor Activity of Kielmeyera Coriacea Leaf Constituents in Experimental Melanoma, Tested in Vitro and in Vivo in Syngeneic Mice

Purpose: The antitumor activity of Kielmeyera coriacea (Clusiaceae), a medicinal plant used in the treatment of parasitic, as well as fungal and bacterial infections by the Brazilian Cerrado population, was investigated. Methods: A chloroform extract (CE) of K. coriacea was tested in the murine melanoma cell line (B16F10-Nex2) and a panel of human tumor cell lines. Tumor cell migration was determined by the wound-healing assay and the in vivo antitumor activity of CE was investigated in a melanoma cell metastatic model. 1H NMR and GC/MS were used to determine CE chemical composition. Results: We found that CE exhibited strong cytotoxic activity against murine melanoma cells and a panel of human tumor cell lines in vitro. CE also inhibited growth of B16F10- Nex2 cells at sub lethal concentrations, inducing cell cycle arrest at S phase, and inhibition of tumor cell migration. Most importantly, administration of CE significantly reduced the number of melanoma metastatic nodules in vivo. Chemical analysis of CE indicated the presence of the long chain fatty compounds, 1-eicosanol, 1-docosanol, and 2-nonadecanone as main constituents. Conclusion: These results indicate that K. coriacea is a promising medicinal plant in cancer therapy exhibiting antitumor activity both in vitro and in vivo against different tumor cell lines.

Ultraestrutura, expressão gênica e imunomarcação da caspase-3, XIAP, IGF-1R do córtex cerebelar de ratos UChA (consumidores voluntários de etanol)

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

Tratamento cirúrgico de ameloblastoma mandibular

Ameloblastomas are benign, invasive locally and highly recurrent. It is an odontogenic tumor, characterized by the proliferation of epithelial ameloblastic in a fibrous stroma. This paper reports a case of mandibular ameloblastoma, in patients 27 years of age without pain with developments around 4 years, with about 20 mm at its greatest extent, sessile base and surface coatings full. The treatment of choice was the surgical conservative

In vitro influence of the extracellular matrix in myoepithelial cells stimulated by malignant conditioned medium

In order to investigate the role of myoepithelial cell and tumor microenvironment in salivary gland neoplasma, we have performed a study towards the effect of different extracellular matrix proteins (basement membrane matrix, type I collagen and fibronectin) on morphology and differentiation of benign myoepithelial cells from pleomorphic adenoma cultured with malignant cell culture medium from squamous cell carcinoma. We have also analyzed the expression of alpha-smooth muscle actin (alpha-SMA) and FGF-2 by immunofluorescence and qPCR. Our immunofluorescence results, supported by qPCR analysis, demonstrated that alpha-SMA and FGF-2 were upregulated in the benign myoepithelial cells from pleomorphic adenoma in all studied conditions on fibronectin substratum. However, the myoepithelial cells on fibronectin substratum did not alter their morphology under malignant conditioned medium stimulation and exhibited a stellate morphology and, occasionally focal adhesions with the substratum. In summary, our data demonstrated that the extracellular matrix exerts an important role in the morphology of the benign myoepithelial cells by the presence of focal adhesions and also inducing increase FGF-2 and alpha-SMA expression by these cells, especially in the fibronectin substratum. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Evidence for glycosylation on a DNA-binding protein of Salmonella enterica

Abstract Background All organisms living under aerobic atmosphere have powerful mechanisms that confer their macromolecules protection against oxygen reactive species. Microorganisms have developed biomolecule-protecting systems in response to starvation and/or oxidative stress, such as DNA biocrystallization with Dps (DNA-binding protein from starved cells). Dps is a protein that is produced in large amounts when the bacterial cell faces harm, which results in DNA protection. In this work, we evaluated the glycosylation in the Dps extracted from Salmonella enterica serovar Typhimurium. This Dps was purified from the crude extract as an 18-kDa protein, by means of affinity chromatography on an immobilized jacalin column. Results The N-terminal sequencing of the jacalin-bound protein revealed 100% identity with the Dps of S. enterica serovar Typhimurium. Methyl-alpha-galactopyranoside inhibited the binding of Dps to jacalin in an enzyme-linked lectin assay, suggesting that the carbohydrate recognition domain (CRD) of jacalin is involved in the interaction with Dps. Furthermore, monosaccharide compositional analysis showed that Dps contained mannose, glucose, and an unknown sugar residue. Finally, jacalin-binding Dps was detected in larger amounts during the bacterial earlier growth periods, whereas high detection of total Dps was verified throughout the bacterial growth period. Conclusion Taken together, these results indicate that Dps undergoes post-translational modifications in the pre- and early stationary phases of bacterial growth. There is also evidence that a small mannose-containing oligosaccharide is linked to this bacterial protein.

Entwicklung eines pharmakologischen Modells zur Prüfung immuntherapeutischer Antikörper mit dreidimensionalen Tumorzellkulturen in vitro

In den letzten Jahren hat die Tumorbehandlung mit immunologischen Präparaten an Bedeutung gewonnen. Der allgemeine Ablauf der Testung eines Arzneimittelkandidaten sieht vor, zunächst in Zellkulturversuchen und Tierversuchen Wirkweise und Sicherheit, sowie voraussichtliche Abbauwege und mögliche Gefahren so beurteilen zu können, dass sie für einen Einsatz im Menschen in Frage kommen. Zur präklinischen in vitro-Testung werden dabei in der Regel Monolayer-Zellkulturen oder Einzelzellsuspensionen eingesetzt. Der Einsatz von 3D-Zellkulturmodellen, welche den Aufbau von Mikrometastasen oder intervaskuläre Areale in Tumoren exakter widerspiegeln, führt zu wesentlich besseren Voraussagen bezüglich der klinischen Wirksamkeit neuer Präparate. Das Ziel dieser Arbeit war daher die Entwicklung und Anwendung eines neuen 3D-Zellkulturbasierten Systems zur Testung trifunktionaler bispezifischer Antikörper für die Tumorbehandlung, welches sich auch auf andere vergleichbare Präparate übertragen lässt.rnIn meiner Arbeit konnte ich mehrere humane Tumorzelllinien definieren, mit denen es gelang, stabile Co-Kulturen von Multi Cellular Tumour Spheroids (MCTS) mit Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMC) in miniaturisierten Spinner-Flaschen zu etablieren. Spinner-Flaschen, in denen die im Kulturmedium befindlichen Immunzellen, MCTS und Therapeutika ständig frei zirkulieren, sind besonders für eine wirklichkeitsnahe Nachbildung der in vivo-Simulation mit disseminierten Tumorzellen oder mit malignem Aszites geeignet. Diese Art der Kultivierung erlaubte Beobachtungszeiten von ≥20 Tagen für eine große Bandbreite Analysemethoden. Zu den mit dem erstellten Protokoll standardmäßig durchführbaren Analysemethoden zählen unter anderem immunhistochemische Färbungen an Sphäroid-Gefrierschnitten, Vitalitätstest, Untersuchung der Plattierungs-Effizienz, Bestimmung der Sphäroidvolumina, Zytokinbestimmungen aus dem Medienüberstand mit Cytokine Bead Arrays, PCR-Analysen immunzellspezifischer Antigene, sowie durchflusszytometrische Analysen. Diese Methodenkombination erlaubt einen sehr detaillierten Einblick in die Wirkweise und Effizienz neuer Immuntherapeutika aus verschiedensten Blickwinkeln und stellt ein reproduzierbares Testsystem zur präklinischen Testung von Immuntherapeutika dar, das zukünftig als Bindeglied zwischen Monolayer-Zellkulturen und klinischen Prüfungen einen festen Platz einnehmen könnte.rnMit dem beschriebenen 3D-Zellkultur-System wurden in der vorliegenden Arbeit die trifunktionalen bispezifischen Antikörper catumaxomab (unter dem Handelsnamen Removab® für die Behandlung maligner Ascites zugelassen) und ertumaxomab (derzeit in klinischen Prüfungen) hinsichtlich ihrer Wirkweise untersucht. Die Antikörper besitzen im Gegensatz zu herkömmlichen monoklonalen Antikörpern zwei verschiedene Bindungsarme, einer gegen CD3 auf T-Zellen, der zweite gegen EpCAM respektive Her2/neu - beides weit verbreitete Tumorantigene - gerichtet. An ihrem Fc-Teil besitzen sie eine dritte Bindungskapazität, über welche sie an Fcγ RI, -IIa und -III positive akzessorische Zellen binden. Diese Kombination ermöglicht theoretisch die Ausbildung eines Tri-Zell-Komplexes aus T-Zelle, Tumorzelle und akzessorischer Zelle. Dies stellt eine wirkungsvolle Therapieoption unter Ausnutzung der körpereigenen, immunologischen Abwehr dar. rnIm Rahmen dieser Arbeit wurde gezeigt, dass beide Antikörper eine Größenreduktion der Sphäroide mit den entsprechenden Tumorantigenen in gleichem Maße bewirkten und die Plattierungseffizienz durch ertumaxomab dosisabhängig reduziert wurde. Mit dem erstellten Testsystem konnte der Wirkmechanismus von catumaxomab auf Sphäroide der Zelllinie FaDu (Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinom) detaillierter gezeigt werden: catumaxomab wirkte dosisabhängig auf die Reduktion der Sphäroidvolumina und die zunehmende Infiltration von CD45+ Zellen, die als T-, NK- und/oder dendritische Zellen identifiziert wurden. Des Weiteren rief die catumaxomab-Gabe eine verstärkte Ausschüttung der Zytokine IL-2, IFN-γ und TNF-α hervor. Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass catumaxomab die zelluläre Immunantwort aktiviert.rnDie Standard-Tumorbehandlung beinhaltet die Gabe von Chemotherapeutika. Oft werden dafür Zytostatika mit dem unerwünschten Nebeneffekt auch gesunde proliferierende Zellen anzugreifen verwendet. Dies kann prinzipiell auch die Wirksamkeit der Antikörper-Therapie beeinflussen. Aus diesem Grund wurden in dieser Arbeit zusätzlich vergleichende Kombinations-Versuche mit catumaxomab und einem gängigen Zytostatikum - Cisplatin - durchgeführt. Mit Untersuchungen der Sphäroidvolumina, Vitalitätstests und Plattierungseffizienz konnte gezeigt werden, dass die Wirkung von catumaxomab bei gleichzeitiger Anwendung beider Therapeutika aufrecht erhalten bleibt und diese sogar additiv verstärkt wird. Eine Kombinationstherapie im Menschen ist daher denkbar.rnrn

Funktionelle Analyse der Polaritäts- und Tumorsuppressorgene hugl-1 und hugl-2 mittels siRNA-vermitteltem Gen-Silencing und konditionalem Gen-Knockout

Das menschliche Gen human giant larvae (hugl) ist ein Homolog des hochkonservierten Drosophila Gens lethal giant larvae (lgl), welches in Epithelzellen die Funktion eines neoplastischen Tumorsuppressors und Polaritätsregulators einnimmt. Ein Verlust oder eine verminderte Expression beider Homologe des Gens, hugl-1 und hugl-2, geht einher mit dem Auftreten und der Progression verschiedener epithelialer Tumorerkrankungen wie malignen Melanomen und Brust-, Kolon- oder Lungentumoren. Die exakte Funktion der Homologe Hugl-1 und Hugl-2 bezüglich der Regulation und Aufrechterhaltung der epithelialen Zellpolarität sowie ihre Rolle in der Genese humaner Tumore ist jedoch weitgehend unbekannt. Gänzlich unbekannt ist auch die Bedeutung von Hugl-1 und Hugl-2 als Polaritätsregulatoren für die Ausbildung und den Erhalt der T-Zellmorphologie und -funktion. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, die Polaritäts- und Tumorsuppressorgene hugl-1 und hugl-2 in funktionellen Analysen mittels siRNA-vermitteltem Gen-Silencing in Epithelzellen und T-Lymphozyten zu charakterisieren. Darüber hinaus wurden die Funktionen und Eigenschaften von mgl-2, dem murinen Homologen von hugl-2, im Cre/loxP-vermittelten konditionalen Knockout Mausmodell in vivo analysiert.rnrnZur Charakterisierung der biologischen Effekte von Hugl-1 und Hugl-2 auf das Wachstumsverhalten, Migration und Invasion von Epithelzellen wurden in dieser Arbeit erfolgreich unterschiedliche shRNA-Expressionskonstrukte generiert sowie Hugl-supprimierte Zelllinien etabliert. In vitro Studien sowie in vivo Tumorigenizitätsanalysen lieferten übereinstimmend Hinweise darauf, dass verminderte Hugl-1- und Hugl-2-Expressionsspiegel eine signifikante Rolle in der Vermittlung invasiver und tumorigener Eigenschaften von Epithelzellen spielen. Dabei rief der Verlust beider Homologe deutlich stärkere Reaktionen hervor als die Suppression eines einzelnen Homologen. Zudem wiesen die Überexpression des Zellzyklusregulators Cyclin D1 sowie die Hyperproliferation von Hugl-1- und/oder Hugl-2-depletierten Epithelzellen auf eine wichtige Rolle der beiden Homologe in der Zellzyklusprogression und Zellproliferation hin. Ein geringer Expressionsstatus von Hugl-1 und -2 schien darüber hinaus mit einer verstärkten Resistenzbildung gegenüber Chemotherapeutika zu korrelieren. Im Rahmen dieser Arbeit konnte weiterhin gezeigt werden, dass die untersuchten T-Lymphozyten nur Hugl-1 exprimieren und dass letzteres notwendig für den F-Aktin-vermittelten Erhalt der T-Zellpolarität und -morphologie ist. Hugl-1-supprimierte, über voneinander unabhängige Signalwege (TCR- oder Chemokinrezeptor) stimulierte T-Lymphozyten wiesen eine bedeutende Störung der Lamellipodien- und Uropodausbildung auf und ließen eine Interaktion von Hugl-1 auf Ebene des F Aktins vermuten. Des Weiteren zeigte sich, dass der Polaritätsregulator Hugl-1 die CD3/TCR-induzierte Zelladhäsion positiv beeinflusst. Die Analyse der T-Zellmigration und -motilität offenbarte in Übereinstimmung dazu die Wichtigkeit von Hugl-1 für die Polarisierung und Migration der T-Zellen sowohl im Chemokingradienten als auch auf mDCs. rnrnFür die Aufklärung der funktionellen Rolle von mgl-2 in vivo wurde in dieser Arbeit eine Tamoxifen-induzierbare, Cre/loxP-vermittelte konditionale Mauslinie generiert und analysiert. Die mgl-2-deletierten Tiere wiesen weder signifikante phänotypische Unterschiede noch Abweichungen in der Organanatomie auf und ließen daher auf eine Kompensation durch das im Darmepithel koexprimierte und möglicherweise funktionell redundante mgl-1 Gen schließen.rn

Pharmakologische Hemmung strahleninduzierter Tumorzell-Endothelzell-Interaktionen in vitro und Metastasierungsprozesse in vivo

Exposition von Endothelzellen mit ionisierender Strahlung (IR) oder Behandlung mit inflammatorischen Zytokinen (z. B. TNFa) induziert über eine Rho-GTPasen abhängige NF-kB-Aktivierung die Expression verschiedener Zelladhäsionsmoleküle, u. a. auch von E-Selektin. E-Selektin vermittelt die Adhäsion von Tumorzellen (TC) an Endothelzellen und ist daher vermutlich an der Extravasation von zirkulierenden Tumorzellen beteiligt. HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren (Statine), welche eine breite klinische Anwendung als Lipidsenker erfahren, sind in der Lage, Rho-GTPasen und die durch sie vermittelten Signalwege zu hemmen. Daher sollten Statine wie Lovastatin auch Zell-Zell-Adhäsionsvorgänge beeinflussen. Die vorliegende Arbeit widmet sich den Mechanismen, mit denen IR und TNF in Endothel- und/oder Tumorzellen pro-adhäsive Faktoren induzieren können und ob diese Effekte durch Lovastatin beeinflussbar sind. Zu diesem Zweck wurde mittels eines ELISA-basierenden Zelladhäsions-Assays die Auswirkung von IR und TNF auf Zell-Zell-Kontakte zwischen humanen Tumorzellen (u. a. Kolonkarzinomzellen (HT29)) und humanen, venösen Nabelschnurendothelzellen (HUVEC) analysiert. Zudem wurden die Effekte einer Lovastatinvorbehandlung von TC und/oder HUVEC auf TC-HUVEC-Adhäsion untersucht. Des Weiteren wurden die Wirkungen des sLex-Mimetikums Glycyrrhizin und des Rac1-spezifischen „small-molecule“ Inhibitors NSC23766 auf TC-HUVEC-Adhäsion überprüft. Zusätzlich wurde die strahleninduzierbare mRNA-Expression von diversen Zelladhäsionsmolekülen, Metastasierungsfaktoren und DNA-Reparatur-Genen mittels qRT-PCR (Real-Time Analysen) quantitativ erfasst. Um die erhaltenen in vitro Ergebnisse auch in vivo zu bestätigen, untersuchten wir den Effekt einer Ganzkörperbestrahlung (TBI) von BALB/c-Mäusen auf die Expression von pro-adhäsiven Faktoren. Zur Analyse der Tumorzell-Extravasation wurden Tumorzellen in die laterale Schwanzvene immundefizienter Mäuse injiziert und anschließend eine Ganzkörperbestrahlung durchgeführt (4 Gy). Nach einer Wartezeit von 4 Wochen wurde ein erhöhtes Auftreten von Lungenmetastasen beobachtet, welches durch Vorbehandlung der Tiere mit Statinen, NSC23766 oder Glycyrrhizin blockiert werden konnte. Zusammenfassend konnte somit ein Einfluss von IR auf die Expression verschiedener Zelladhäsionsmoleküle in vitro und auf die Extravasation zirkulierender Tumorzellen in vivo festgestellt werden. Diese pro-metastatischen Strahleneffekte konnten durch pharmakologische Hemmung Rho-regulierter Signalwege abgeschwächt werden.

Downregulation of Rap1GAP contributes to Ras transformation.

Although abundant in well-differentiated rat thyroid cells, Rap1GAP expression was extinguished in a subset of human thyroid tumor-derived cell lines. Intriguingly, Rap1GAP was downregulated selectively in tumor cell lines that had acquired a mesenchymal morphology. Restoring Rap1GAP expression to these cells inhibited cell migration and invasion, effects that were correlated with the inhibition of Rap1 and Rac1 activity. The reexpression of Rap1GAP also inhibited DNA synthesis and anchorage-independent proliferation. Conversely, eliminating Rap1GAP expression in rat thyroid cells induced a transient increase in cell number. Strikingly, Rap1GAP expression was abolished by Ras transformation. The downregulation of Rap1GAP by Ras required the activation of the Raf/MEK/extracellular signal-regulated kinase cascade and was correlated with the induction of mesenchymal morphology and migratory behavior. Remarkably, the acute expression of oncogenic Ras was sufficient to downregulate Rap1GAP expression in rat thyroid cells, identifying Rap1GAP as a novel target of oncogenic Ras. Collectively, these data implicate Rap1GAP as a putative tumor/invasion suppressor in the thyroid. In support of that notion, Rap1GAP was highly expressed in normal human thyroid cells and downregulated in primary thyroid tumors.

Medulloblastomas overexpress the p53-inactivating oncogene WIP1/PPM1D.

Medulloblastoma is the most common malignant brain tumor of childhood. Despite numerous advances, clinical challenges range from recurrent and progressive disease to long-term toxicities in survivors. The lack of more effective, less toxic therapies results from our limited understanding of medulloblastoma growth. Although TP53 is the most commonly altered gene in cancers, it is rarely mutated in medulloblastoma. Accumulating evidence, however, indicates that TP53 pathways are disrupted in medulloblastoma. Wild-type p53-induced phosphatase 1 (WIP1 or PPM1D) encodes a negative regulator of p53. WIP1 amplification (17q22-q23) and its overexpression have been reported in diverse cancer types. We examined primary medulloblastoma specimens and cell lines, and detected WIP1 copy gain and amplification prevalent among but not exclusively in the tumors with 17q gain and isochromosome 17q (i17q), which are among the most common cytogenetic lesions in medulloblastoma. WIP1 RNA levels were significantly higher in the tumors with 17q gain or i17q. Immunoblots confirmed significant WIP1 protein in primary tumors, generally higher in those with 17q gain or i17q. Under basal growth conditions and in response to the chemotherapeutic agent, etoposide, WIP1 antagonized p53-mediated apoptosis in medulloblastoma cell lines. These results indicate that medulloblastoma express significant levels of WIP1 that modulate genotoxic responsiveness by negatively regulating p53.

Single-stranded DNA-binding proteins regulate the abundance of LIM domain and LIM domain-binding proteins.

The LIM domain-binding protein Ldb1 is an essential cofactor of LIM-homeodomain (LIM-HD) and LIM-only (LMO) proteins in development. The stoichiometry of Ldb1, LIM-HD, and LMO proteins is tightly controlled in the cell and is likely a critical determinant of their biological actions. Single-stranded DNA-binding proteins (SSBPs) were recently shown to interact with Ldb1 and are also important in developmental programs. We establish here that two mammalian SSBPs, SSBP2 and SSBP3, contribute to an erythroid DNA-binding complex that contains the transcription factors Tal1 and GATA-1, the LIM domain protein Lmo2, and Ldb1 and binds a bipartite E-box-GATA DNA sequence motif. In addition, SSBP2 was found to augment transcription of the Protein 4.2 (P4.2) gene, a direct target of the E-box-GATA-binding complex, in an Ldb1-dependent manner and to increase endogenous Ldb1 and Lmo2 protein levels, E-box-GATA DNA-binding activity, and P4.2 and beta-globin expression in erythroid progenitors. Finally, SSBP2 was demonstrated to inhibit Ldb1 and Lmo2 interaction with the E3 ubiquitin ligase RLIM, prevent RLIM-mediated Ldb1 ubiquitination, and protect Ldb1 and Lmo2 from proteasomal degradation. These results define a novel biochemical function for SSBPs in regulating the abundance of LIM domain and LIM domain-binding proteins.

Killing of human melanoma cells induced by activation of class I interferon-regulated signaling pathways via MDA-7/IL-24.

Restoration of the tumor-suppression function by gene transfer of the melanoma differentiation-associated gene 7 (MDA7)/interleukin 24 (IL-24) successfully induces apoptosis in melanoma tumors in vivo. To address the molecular mechanisms involved, we previously revealed that MDA7/IL-24 treatment of melanoma cells down-regulates interferon regulatory factor (IRF)-1 expression and concomitantly up-regulates IRF-2 expression, which competes with the activity of IRF-1 and reverses the induction of IRF-1-regulated inducible nitric oxide synthase (iNOS). Interferons (IFNs) influence melanoma cell survival by modulating apoptosis. A class I IFN (IFN-alpha) has been approved for the treatment of advanced melanoma with some limited success. A class II IFN (IFN-gamma), on the other hand, supports melanoma cell survival, possibly through constitutive activation of iNOS expression. We therefore conducted this study to explore the molecular pathways of MDA7/IL-24 regulation of apoptosis via the intracellular induction of IFNs in melanoma. We hypothesized that the restoration of the MDA7/IL-24 axis leads to upregulation of class I IFNs and induction of the apoptotic cascade. We found that MDA7/IL-24 induces the secretion of endogenous IFN-beta, another class I IFN, leading to the arrest of melanoma cell growth and apoptosis. We also identified a series of apoptotic markers that play a role in this pathway, including the regulation of tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) and Fas-FasL. In summary, we described a novel pathway of MDA7/IL-24 regulation of apoptosis in melanoma tumors via endogenous IFN-beta induction followed by IRF regulation and TRAIL/FasL system activation.

NF-kappaB and AP-1 connection: mechanism of NF-kappaB-dependent regulation of AP-1 activity.

Nuclear factor kappaB (NF-kappaB) and activator protein 1 (AP-1) transcription factors regulate many important biological and pathological processes. Activation of NF-kappaB is regulated by the inducible phosphorylation of NF-kappaB inhibitor IkappaB by IkappaB kinase. In contrast, Fos, a key component of AP-1, is primarily transcriptionally regulated by serum responsive factors (SRFs) and ternary complex factors (TCFs). Despite these different regulatory mechanisms, there is an intriguing possibility that NF-kappaB and AP-1 may modulate each other, thus expanding the scope of these two rapidly inducible transcription factors. To determine whether NF-kappaB activity is involved in the regulation of fos expression in response to various stimuli, we analyzed activity of AP-1 and expression of fos, fosB, fra-1, fra-2, jun, junB, and junD, as well as AP-1 downstream target gene VEGF, using MDAPanc-28 and MDAPanc-28/IkappaBalphaM pancreatic tumor cells and wild-type, IKK1-/-, and IKK2-/- murine embryonic fibroblast cells. Our results show that elk-1, a member of TCFs, is one of the NF-kappaB downstream target genes. Inhibition of NF-kappaB activity greatly decreased expression of elk-1. Consequently, the reduced level of activated Elk-1 protein by extracellular signal-regulated kinase impeded constitutive, serum-, and superoxide-inducible c-fos expression. Thus, our study revealed a distinct and essential role of NF-kappaB in participating in the regulation of elk-1, c-fos, and VEGF expression.

Prime-boost vaccination with plasmid and adenovirus gene vaccines control HER2/neu+ metastatic breast cancer in mice.

INTRODUCTION: Once metastasis has occurred, the possibility of completely curing breast cancer is unlikely, particularly for the 30 to 40% of cancers overexpressing the gene for HER2/neu. A vaccine targeting p185, the protein product of the HER2/neu gene, could have therapeutic application by controlling the growth and metastasis of highly aggressive HER2/neu+ cells. The purpose of this study was to determine the effectiveness of two gene vaccines targeting HER2/neu in preventive and therapeutic tumor models. METHODS: The mouse breast cancer cell line A2L2, which expresses the gene for rat HER2/neu and hence p185, was injected into the mammary fat pad of mice as a model of solid tumor growth or was injected intravenously as a model of lung metastasis. SINCP-neu, a plasmid containing Sindbis virus genes and the gene for rat HER2/neu, and Adeno-neu, an E1,E2a-deleted adenovirus also containing the gene for rat HER2/neu, were tested as preventive and therapeutic vaccines. RESULTS: Vaccination with SINCP-neu or Adeno-neu before tumor challenge with A2L2 cells significantly inhibited the growth of the cells injected into the mammary fat or intravenously. Vaccination 2 days after tumor challenge with either vaccine was ineffective in both tumor models. However, therapeutic vaccination in a prime-boost protocol with SINCP-neu followed by Adeno-neu significantly prolonged the overall survival rate of mice injected intravenously with the tumor cells. Naive mice vaccinated using the same prime-boost protocol demonstrated a strong serum immunoglobulin G response and p185-specific cellular immunity, as shown by the results of ELISPOT (enzyme-linked immunospot) analysis for IFNgamma. CONCLUSION: We report herein that vaccination of mice with a plasmid gene vaccine and an adenovirus gene vaccine, each containing the gene for HER2/neu, prevented growth of a HER2/neu-expressing breast cancer cell line injected into the mammary fat pad or intravenously. Sequential administration of the vaccines in a prime-boost protocol was therapeutically effective when tumor cells were injected intravenously before the vaccination. The vaccines induced high levels of both cellular and humoral immunity as determined by in vitro assessment. These findings indicate that clinical evaluation of these vaccines, particularly when used sequentially in a prime-boost protocol, is justified.