Régulation de l’activité transcriptionnelle des récepteurs des estrogènes (ER) par le récepteur à chimiokine CXCR4 et les récepteurs à activité tyrosine kinase ErbB2 et ErbB3

La régulation de la transcription des gènes par les récepteurs des estrogènes ERα et ERβ joue un rôle important dans la croissance cellulaire et dans le développement du cancer du sein. Une augmentation de l’expression de CXCR4 et de son ligand SDF-1/CXCL12 corrèle avec un phénotype plus agressif du cancer du sein. Ici, nous démontrons un mécanisme de boucle de régulation positive entre la signalisation de CXCR4/SDF-1 et l’activité transcriptionnelle des ERs dans des cellules cancéreuses mammaires. L’activité transcriptionnelle de ER et l’expression de gènes cibles de ER, dont SDF-1 lui-même, sont augmentées dans la lignée cancéreuse mammaire MCF-7 en réponse à SDF-1. Ces effets sont bloqués par l’anti-estrogène fulvestrant et par la délétion de CXCR4. Par ailleurs, l’expression des gènes et la prolifération des cellules cancéreuses mammaires MCF-7 en réponse à l’estrogène sont altérées par l’inhibition de CXCR4. La signalisation par les facteurs de croissance joue un rôle important dans le cancer du sein. La surexpression et la dérégulation de la signalisation par le récepteur à activité tyrosine kinase ErbB2 corrèlent avec un phénotype tumoral mammaire plus agressif et un moins bon pronostic. Cependant, comment la signalisation de ErbB2 et de CXCR4 sont fonctionnellement reliées dans la régulation de la réponse de ER dans les cellules cancéreuses mammaires n’est pas connue. Nous démontrons ici que CXCR4 régule négativement l’expression protéique de ErbB2 et de son partenaire d’interaction ErbB3 ainsi que la phosphorylation de ErbB2. CXCR4 altère l’activation de la voie PI3-K/Akt par le dimère ErbB2/ErbB3 en réponse à héréguline alors qu’en présence de SDF-1, les niveaux d’activation sont récupérés. Nous avons trouvé que héréguline-β promouvoit la phosphorylation de la sérine 339 de CXCR4, un site important pour l’internalisation et la signalisation du récepteur. De plus, le recrutement de ErbB2 à CXCR4 est favorisé par ErbB3 et héréguline-β. L’activité transcriptionnelle ainsi que l’expression des gènes cibles de ER en réponse à l’héréguline sont relevées avec l’expression de CXCR4 et partiellement récupérées avec l’addition de SDF-1. Ces résultats démontrent que le recrutement de CXCR4 à ErbB2 altère la signalisation médiée par ErbB2/ErbB3 ainsi que l’activité hormonale de ER dans des cellules cancéreuses mammaires. Nous travaux ont permis d’identifier et de caractériser l’impact de la signalisation médiée par des récepteurs membranaires sur la réponse transcriptionnelle de ER dans des cellules cancéreuses mammaires. La signalisation membranaire est un facteur pouvant contribuer à la résistance aux thérapies endocriniennes et donc cibler les récepteurs impliqués s’avèrerait utile pour améliorer les traitements existants et mettre au point de nouvelles approches.

Anti-tumour effects of antibodies targeting the extracellular cysteine-rich region of the receptor tyrosine kinase EphB4

EphB4 is a membrane-bound receptor tyrosine kinase (RTK) commonly over-produced by many epithelial cancers but with low to no expression in most normal adult tissues. EphB4 over-production promotes ligand-independent signaling pathways that increase cancer cell viability and stimulate migration and invasion. Several studies have shown that normal ligand-dependent signaling is tumour suppressive and therefore novel therapeutics which block the tumour promoting ligand-independent signaling and/or stimulate tumour suppressive ligand-dependent signaling will find application in the treatment of cancer. An EphB4-specific polyclonal antibody, targeting a region of 200 amino acids in the extracellular portion of EphB4, showed potent in vitro anti-cancer effects measured by an increase in apoptosis and a decrease in anchorage independent growth. Peptide exclusion was used to identify the epitope targeted by this antibody within the cysteine-rich region of the EphB4 protein, a sequence defined as a potential ligand interacting interface. Addition of antibody to cancer cells resulted in phosphorylation and subsequent degradation of the EphB4 protein, suggesting a mechanism that is ligand mimetic and tumour suppressive. A monoclonal antibody which specifically targets this identified extracellular epitope of EphB4 significantly reduced breast cancer xenograft growth in vivo confirming that EphB4 is a useful target for ligand-mimicking antibody-based anti-cancer therapies.

miR-219-5p inhibits receptor tyrosine kinase pathway by targeting EGFR in glioblastoma

Glioblastoma is one of the common types of primary brain tumors with a median survival of 12-15 months. The receptor tyrosine kinase (RTK) pathway is known to be deregulated in 88% of the patients with glioblastoma. 45% of GBM patients show amplifications and activating mutations in EGFR gene leading to the upregulation of the pathway. In the present study, we demonstrate that a brain specific miRNA, miR-219-5p, repressed EGFR by directly binding to its 3'-UTR. The expression of miR-219-5p was downregulated in glioblastoma and the overexpression of miR-219-5p in glioma cell lines inhibited the proliferation, anchorage independent growth and migration. In addition, miR-219-5p inhibited MAPK and PI3K pathways in glioma cell lines in concordance with its ability to target EGFR. The inhibitory effect of miR-219-5p on MAPK and PI3K pathways and glioma cell migration could be rescued by the overexpression of wild type EGFR and vIII mutant of EGFR (both lacking 3'-UTR and thus being insensitive to miR-219-5p) suggesting that the inhibitory effects of miR-219-5p were indeed because of its ability to target EGFR. We also found significant negative correlation between miR-219-5p levels and total as well as phosphorylated forms of EGFR in glioblastoma patient samples. This indicated that the downregulation of miR-219-5p in glioblastoma patients contribute to the increased activity of the RTK pathway by the upregulation of EGFR. Thus, we have identified and characterized miR-219-5p as the RTK regulating novel tumor suppressor miRNA in glioblastoma.

Characterisation of the Timing and Prevalence of Receptor Tyrosine Kinase Expression Changes in Esophageal Carcinogenesis

Despite being common in epithelial malignancies, the timing of receptor tyrosine kinase (RTK) up-regulation is poorly understood and therefore hampers the identification of the receptor to target for effective treatment. We aimed to determine if RTK expression changes were early events in carcinogenesis. Esophageal adenocarcinoma and its pre-invasive lesion, Barrett's esophagus, were used for immunohistochemical analysis of the RTK panel, EGFR, ErbB2, ErbB3, Met and FGFR2, by utilising a cohort of patients with invasive disease (n = 367) and two cohorts with pre-invasive disease, one cross-sectional (n = 110) and one longitudinal in time (n = 91). The results demonstrated that 51% of esophageal adenocarcinomas over-expressed at least one of the RTK panel; with 21% of these over-expressing multiple receptors. Up-regulation of RTK expression was an early event corresponding with low grade dysplasia development (25% in areas without dysplasia vs. 63% in low grade dysplasia, p

Growth factor activation of ErbB2/ErbB3 signaling pathways regulate the activity of Estrogen Receptors (ER)

La signalisation par l’estrogène a longtemps été considérée comme jouant un rôle critique dans le développement et la progression des cancers hormono-dépendants tel que le cancer du sein. Deux tiers des cancers du sein expriment le récepteur des estrogènes (ER) qui constitue un élément indiscutable dans cette pathologie. L’acquisition d’une résistance endocrinienne est cependant un obstacle majeur au traitement de cette forme de cancer. L’émergence de cancers hormono-indépendants peut est produite par l’activation de ER en absence d’estrogène, l’hypersensibilité du récepteur aux faibles concentrations plasmique d’estrogène ainsi que l’activation de ER par des modulateurs sélectifs. L’activité du ER est fortement influencée par l’environnement cellulaire tel que l’activation de voie de signalisation des facteurs de croissances, la disponibilité de protéines co-régulatrices et des séquences promotrices ciblées. Présentement, les études ont principalement considérées le rôle de ERα, cependant avec la découverte de ERβ, notre compréhension de la diversité des mécanismes potentiels impliquant des réponses ER-dépendantes s’est améliorée. L’activation des voies des kinases par les facteurs de croissance entraîne le développement d’un phénotype tumoral résistant aux traitements actuels. Nos connaissances des voies impliquées dans l’activation de ER sont restreintes. ERα est considéré comme le sous-type dominant et corrèle avec la plupart des facteurs de pronostic dans le cancer du sein. Le rôle de ERβ reste imprécis. Les résultats présentés dans cette thèse ont pour objectif de mieux comprendre l’implication de ERβ dans la prolifération cellulaire par l’étude du comportement de ERβ et ERα suite à l’activation des voies de signalisation par les facteurs de croissance. Nous démontrons que l’activation des récepteurs de surfaces de la famille ErbB, spécifiquement ErbB2/ErbB3, inhibe l’activité transcriptionnelle de ERβ, malgré la présence du coactivateur CBP, tout en activant ERα. De plus, l’inhibition de ERβ est attribuée à un résidu sérine (Ser-255) situé dans la région charnière, absente dans ERα. Des études supplémentaires de ErbB2/ErbB3 ont révélé qu’ils activent la voie PI3K/Akt ciblant à son tour la Ser-255. En effet, cette phosphorylation de ERβ par PI3K/Akt induit une augmentation de l’ubiquitination du récepteur qui promeut sa dégradation par le système ubiquitine-protéasome. Cette dégradation est spécifique pour ERβ. De façon intéressante, la dégradation par le protéasome requiert la présence du coactivateur CBP normalement requis pour l’activité transcriptionnelle des récepteurs nucléaires. Malgré le fait que l’activation de la voie PI3K/Akt corrèle avec une diminution de l’expression des gènes sous le contrôle de ERβ, on observe une augmentation de la prolifération des cellules cancéreuses. L’inhibition de la dégradation de ERβ réduit cette prolifération excessive causée par le traitement avec Hrgβ1, un ligand de ErbB3. Un nombre croissant d’évidences indique que les voies de signalisations des facteurs de croissance peuvent sélectivement réguler l’activité transcriptionnelle de sous-types de ER. De plus, le ratio ERα/ERβ dans les cancers du sein devient un outil de diagnostique populaire afin de déterminer la sévérité d’une tumeur. En conclusion, la caractérisation moléculaire du couplage entre la signalisation des facteurs de croissance et la fonction des ERs permettra le développement de nouveaux traitements afin de limiter l’apparition de cellules tumorales résistantes aux thérapies endocriniennes actuelles.

Développement et radiosynthèse de ligands du récepteur tyrosine kinase neurotrophique type 2 (TrkB) marqués aux carbone-11 et fluor-18 pour l’imagerie cérébrale par tomographie d’émission de positons

Ce mémoire présente mes travaux ayant menés au développement d’une première génération de radioligands marqués au fluor-18 (t1/2 = 110 min) et au carbone-11 (t1/2 = 20.4 min) destinés à l’imagerie cérébrale in vivo du récepteur tyrosine kinase neurotrophique de type 2 (TrkB) en tomographie par émission de positons (TEP). Ces travaux reposent sur l’identification récente de ligands de TrkB non peptidiques à hautes affinités dérivés du 7,8-dihydroxyflavone. La synthèse d’une série de dérivés du 7,8-dihydroxyflavone non-radioactifs de même que des précuseurs à l’incorporation du fluro-18 et du carbone-11 a d’abord été effectuée. Partant des précurseurs adéquats synthétisés, la radiosynthèse de deux radioligands, l’un marqué au fluor-18 et l’autre au carbone-11, a été développée. Ces radiosynthèses reposent respectivement sur une 18F-radiofluorination nucléophile aromatique nouvelle et hautement efficace et sur une 11C-méthylation N-sélective. Les radiotraceurs de TrkB ainsi obtenus ont ensuite été évalués in vitro en autoradiographie et in vivo en tant que traceurs TEP dans des rats. L’évaluation des propriétés physico-chimique de même que de la stabilité in vitro des radiotraceurs sont présentées. Partant d’une série d’analogues cristallisés de ces flavones synthétiques, une étude de relation structure-activité a été menée. La combinaison de cette étude, de pair avec l’évaluation in vivo de la première génération de radiotraceurs de TrkB a aussi permis d’investiguer les pharmacophores nécessaires à l’affinité de ces ligands de même que d’identifier des fragments structurels associés au métabolisme des radiotraceurs. La radiosynthèse d’un troisième radioligand de TrkB et son évaluation TEP in vivo de même que la mise en lumière des modifications structurelles utiles au développement d’une seconde génération de radioligands de TrkB avec des propriétés optimisées pour fin d’imagerie TEP sont aussi détaillés.

Identification of Genes Involved in the C. elegans VAB-1 Eph Receptor Tyrosine Kinase Signaling Pathway

The generation of a functional nervous system requires that neuronal cells and axons navigate precisely to their appropriate targets. The Eph Receptor Tyrosine Kinases (RTKs) and their ephrin ligands have emerged as one of the important guidance cues for neuronal and axon navigation. However, the molecular mechanisms of how Eph RTKs regulate these processes are still incomplete. The purpose of this work was to contribute to the understanding of how Eph receptors regulate axon guidance by identifying and characterizing components of the Caenorhabditis elegans Eph RTK (VAB-1) signaling pathway. To achieve this objective I utilized a hyper active form of the VAB-1 Eph RTK (MYR-VAB-1) that caused penetrant axon guidance defects in the PLM mechanosensory neurons, and screened for suppressors of the MYR-VAB-1 phenotype. Through a candidate gene approach, I identified the adaptor NCK-1 as a downstream effector of VAB-1. Molecular and genetic analysis revealed that the nck-1 gene encodes for two isoforms (NCK-1A and NCK-1B) that share similar expression patterns in parts of the nervous system, but also have independent expression patterns in other tissues. Genetic rescue experiments showed that both NCK-1 isoforms can function in axon guidance, but each isoform also has specific functions. In vitro binding assays showed that NCK-1 binds to VAB-1 in a kinase dependent manner. In addition to NCK-1, WSP-1/N-WASP was also identified as an effector of VAB-1 signaling. Phenotypic analysis showed that nck-1 and wsp-1 mutants had PLM axon over extension defects similar to vab-1 animals. Furthermore, VAB-1, NCK-1 and WSP-1 formed a complex in vitro. Intriguingly, protein binding assays showed that NCK-1 can also bind to the actin regulator UNC-34/Ena, but genetic experiments suggest that unc-34 is an inhibitor of nck-1 function. Through various genetic and biochemical experiments, I provide evidence that VAB-1 can disrupt the NCK-1/UNC-34 complex, and negatively regulate UNC-34. Taken together, my work provides a model of how VAB-1 RTK signaling can inhibit axon extension. I propose that activated VAB-1 can prevent axon extension by inhibiting growth cone filopodia formation. This is accomplished by inhibiting UNC-34/Ena activity, and simultaneously activating Arp2/3 through a VAB-1/NCK-1/WSP-1 complex.

Étude du rôle de la tyrosine kinase Src dans la régulation de la signalisation des récepteurs opioïdes delta (∆OR)

Les opioïdes sont les analgésiques les plus efficaces mais leur utilisation est limitée par la tolérance, un processus lié en partie à la désensibilisation des récepteurs. Le rôle de la présente étude était de mieux caractériser le processus de désensibilisation des récepteurs et plus particulièrement, d’étudier le rôle de la tyrosine kinase Src sur la régulation de la signalisation des récepteurs delta opioïdes. Nos résultats démontrent que l’inhibition pharmacologique avec PP2 (à faible concentration : 20- 40µM) ou encore l’inhibition moléculaire de la kinase avec de faibles concentrations d’ADN d’un mutant dominant inactif de Src (0,2µg/ml) potentialise l’amplitude et la durée de l’activation de la cascade ERK lorsqu’un agoniste, DPDPE (1µM; 5 min), se lie aux récepteurs. Nous avons également démontré que de fortes concentrations d’inhibiteurs de Src (80 et 100µM de PP2 ou 1µg/ml d’ADN du mutant dominant négatif) bloquent la cascade des MAPK suivant la stimulation de DOR par l’agoniste DPDPE. Ces observations indiquent que Src a un effet biphasique sur l’activité de ERK : l’inhibition complète de Src inhibe l’activité de la cascade MAPK alors qu’une inhibition modérée potentialise cette même cascade. Nous pensons aussi que de fortes concentrations des bloqueurs de Src interfèrent avec l’activation de ERK alors que de faibles concentrations interfèrent avec la désensibilisation des récepteurs. Cette possibilité a été testée à l’aide d’essais d’accumulation d’AMPc qui visaient à évaluer l’effet des bloqueurs de Src (PP2, 20 µM; 1h) sur la désensibilisation induite par un agoniste. L'activation de DOR par DPDPE inhibe la production d’AMPc, préalablement stimulée par du forskolin, de façon dose-dépendante. Le maximum d'inhibition observé est de 61%, mais lors d’un prétraitement au DPDPE (1 µM, 30 min) l’inhibition maximale est réduite à 72% de l’inhibition initiale observée. Cependant, un prétraitement des cellules au PP2 (20µM pendant 1 heure) avant d’effectuer la désensibilisation protège contre cette désensibilisation. L’effet protecteur des bloqueurs de Src n’entraîne pas de changement au niveau de l’internalisation des DOR mais l’altération de leur internalisation via un mutant tronqué du DOR ou via un milieu sucré hypertonique (0.4M de saccharose) réduit cette protection. Ces données suggèrent alors que l’internalisation optimale du récepteur est nécessaire pour que l’effet protecteur prenne place. Nous concluons donc que Src contribue à la désensibilisation de DOR après que l’internalisation du DOR soit survenue.

Implicating the mechanisms of ADP-ribosylation factor activation in the resistance of invasive breast cancer cells to EGFR tyrosine kinase inhibitors

ADP-ribosylation factor-1 (ARF1) est une petite GTPase principalement connue pour son rôle dans la formation de vésicules au niveau de l’appareil de Golgi. Récemment, dans des cellules de cancer du sein, nous avons démontré qu’ARF1 est aussi un médiateur important de la signalisation du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) contrôlant la prolifération, la migration et l'invasion cellulaire. Cependant, le mécanisme par lequel l’EGFR active la GTPase ainsi que le rôle de cette dernière dans la régulation de la fonction du récepteur demeure inconnue. Dans cette thèse, nous avions comme objectifs de définir le mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules de cancer du sein hautement invasif et démontrer que l’activation de cette isoforme de ARF joue un rôle essentiel dans la résistance de ces cellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nos études démontrent que les protéines d’adaptatrices Grb2 et p66Shc jouent un rôle important dans l'activation de ARF1. Alors que Grb2 favorise le recrutement d’ARF1 à l'EGFR ainsi que l'activation de cette petite GTPase, p66Shc inhibe le recrutement du complexe Grb2-ARF1 au récepteur et donc contribue à limiter l’activation d’ARF1. De plus, nous démontrons que ARF1 favorise la résistance aux inhibiteurs des tyrosines kinases dans les cellules de cancer du sein hautement invasif. En effet, une diminution de l’expression de ARF1 a augmenté la sensibilité descellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nous montrons également que de hauts niveaux de ARF1 contribuent à la résistance des cellules à ces médicaments en améliorant la survie et les signaux prolifératifs à travers ERK1/2, Src et AKT, tout en bloquant les voies apoptotiques (p38MAPK et JNK). Enfin, nous mettons en évidence le rôle de la protéine ARF1 dans l’apoptose en réponse aux traitements des inhibiteurs de l’EGFR. Nos résultats indiquent que la dépletion d’ARF1 promeut la mort cellulaire induite par gefitinib, en augmentant l'expression de facteurs pro-apoptotiques (p66shc, Bax), en altérant le potentiel de la membrane mitochondriale et la libération du cytochrome C. Ensemble, nos résultats délimitent un nouveau mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules du cancer du sein hautement invasif et impliquent l’activité d’ARF1 comme un médiateur important de la résistance aux inhibiteurs EGFR.

Implicating the mechanisms of ADP-ribosylation factor activation in the resistance of invasive breast cancer cells to EGFR tyrosine kinase inhibitors

ADP-ribosylation factor-1 (ARF1) est une petite GTPase principalement connue pour son rôle dans la formation de vésicules au niveau de l’appareil de Golgi. Récemment, dans des cellules de cancer du sein, nous avons démontré qu’ARF1 est aussi un médiateur important de la signalisation du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) contrôlant la prolifération, la migration et l'invasion cellulaire. Cependant, le mécanisme par lequel l’EGFR active la GTPase ainsi que le rôle de cette dernière dans la régulation de la fonction du récepteur demeure inconnue. Dans cette thèse, nous avions comme objectifs de définir le mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules de cancer du sein hautement invasif et démontrer que l’activation de cette isoforme de ARF joue un rôle essentiel dans la résistance de ces cellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nos études démontrent que les protéines d’adaptatrices Grb2 et p66Shc jouent un rôle important dans l'activation de ARF1. Alors que Grb2 favorise le recrutement d’ARF1 à l'EGFR ainsi que l'activation de cette petite GTPase, p66Shc inhibe le recrutement du complexe Grb2-ARF1 au récepteur et donc contribue à limiter l’activation d’ARF1. De plus, nous démontrons que ARF1 favorise la résistance aux inhibiteurs des tyrosines kinases dans les cellules de cancer du sein hautement invasif. En effet, une diminution de l’expression de ARF1 a augmenté la sensibilité descellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nous montrons également que de hauts niveaux de ARF1 contribuent à la résistance des cellules à ces médicaments en améliorant la survie et les signaux prolifératifs à travers ERK1/2, Src et AKT, tout en bloquant les voies apoptotiques (p38MAPK et JNK). Enfin, nous mettons en évidence le rôle de la protéine ARF1 dans l’apoptose en réponse aux traitements des inhibiteurs de l’EGFR. Nos résultats indiquent que la dépletion d’ARF1 promeut la mort cellulaire induite par gefitinib, en augmentant l'expression de facteurs pro-apoptotiques (p66shc, Bax), en altérant le potentiel de la membrane mitochondriale et la libération du cytochrome C. Ensemble, nos résultats délimitent un nouveau mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules du cancer du sein hautement invasif et impliquent l’activité d’ARF1 comme un médiateur important de la résistance aux inhibiteurs EGFR.

Novel insights into the mechanisms of regulation of tyrosine kinase receptors by Ras Interference 1

Receptor-tyrosine kinases (RTKs) are membrane bound receptors characterized by their intrinsic kinase activity. RTK activities play an essential role in several human diseases, including cancer, diabetes and neurodegenerative diseases. RTK activities have been regulated by the expression or silencing of several genes as well as by the utilization of small molecules. Ras Interference 1 (Rin1) is a multifunctional protein that becomes associated with activated RTKs upon ligand stimulation. Rin1 plays a key role in receptor internalization and in signal transduction via activation of Rab5 and association with active form of Ras. This study has two main objectives: (1) It determines the role of Rin1 in the regulation of several RTKs focusing on insulin receptor. This was accomplished by studying the Rin1-insulin receptor interaction using a variety of biochemical and morphological assays. This study shows a novel interaction between the insulin receptor and Rin1 through the Vps9 domain. Two more RTKs (epidermal growth factor receptor and nerve growth factor receptor) also interacted with the SH2 domain of Rin1. The effect of the Rin1-RTK interaction on the activation of both Rab5 and Ras was also studied during receptor internalization and intracellular signaling. Finally, the role of Rin1 was examined in two differentiation processes (adipogenesis and neurogenesis). Rin1 showed a strong inhibitory effect on 3T3-L1 preadipocyte differentiation but it seems to show a modest effect in PC12 neurite outgrowth. These data indicate a selective function and specific interaction of Rin1 toward RTKs. (2) It examines the role of the small molecule Dehydroleucodine (DhL) on several key signaling molecules during adipogenesis. This was accomplished by studying the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes exposed to different concentrations of DhL in different days of the adipocyte formation process. The results indicate that DhL selectively blocked adipocyte formation, as well as the expression of PPARγ, and C/EBP&agr;. However, DhL treatment did not affect Rin1 or Rab5 expression and their activities. Taken together, the data indicate a potential molecular mechanism by which proteins or small molecules regulate selective and specific RTK intracellular membrane trafficking and signaling during cell growth and differentiation in normal and pathological conditions.

Investigation of the expression of the EphB4 receptor tyrosine kinase in prostate carcinoma

Background: The EphB4 receptor tyrosine kinase has been reported as increased in tumours originating from several different tissues and its expression in a prostate cancer xenograft model has been reported. Methods: RT-PCR, western blotting and immunohistochemical techniques were used to examine EphB4 expression and protein levels in human prostate cancer cell lines LNCaP, DU145 and PC3. Immunohistochemistry was also used to examine localisation of EphB4 in tissue samples from 15 patients with prostate carcinomas. Results: All three prostate cancer cell lines expressed the EphB4 gene and protein. EphB4 immunoreactivity in vivo was significantly greater in human prostate cancers as compared with matched normal prostate epithelium and there appeared to be a trend towards increased expression with higher grade disease. Conclusions: EphB4 is expressed in prostate cancer cell lines with increased expression in human prostate cancers when compared with matched normal tissue. EphB4 may therefore be a useful anti-prostate cancer target. © 2005 Lee et al., licensee BioMed Central Ltd.

Signaling of receptor tyrosine kinases in the nucleus

Since the discovery of the first receptor tyrosine kinase (RTK) proteins in the late 1970s and early 1980s, many scientists have explored the functions of these important cell signaling molecules. The finding that these proteins are often deregulated or mutated in diseases such as cancers and diabetes, together with their potential as clinical therapeutic targets, has further highlighted the necessity for understanding the signaling functions of these important proteins. The mechanisms of RTK regulation and function have been recently reviewed by Lemmon & Schlessinger (2010) but in this review we instead focus on the results of several recent studies that show receptor tyrosine kinases can function from subcellular localisations, including in particular the nucleus, in addition to their classical plasma membrane location. Nuclear localisation of receptor tyrosine kinases has been demonstrated to be important for normal cell function but is also believed to contribute to the pathogenesis of several human diseases.

The tumour-promoting receptor tyrosine kinase, EphB4, regulates expression of Integrin-β8 in prostate cancer cells

Background The EphB4 receptor tyrosine kinase is overexpressed in many cancers including prostate cancer. The molecular mechanisms by which this ephrin receptor influences cancer progression are complex as there are tumor-promoting ligand-independent mechanisms in place as well as ligand-dependent tumor suppressive pathways. Methods We employed transient knockdown of EPHB4 in prostate cancer cells, coupled with gene microarray analysis, to identify genes that were regulated by EPHB4 and may represent linked tumor-promoting factors. We validated target genes using qRT-PCR and employed functional assays to determine their role in prostate cancer migration and invasion. Results We discovered that over 500 genes were deregulated upon EPHB4 siRNA knockdown, with integrin β8 (ITGB8) being the top hit (29-fold down-regulated compared to negative non-silencing siRNA). Gene ontology analysis found that the process of cell adhesion was highly deregulated and two other integrin genes, ITGA3 and ITGA10, were also differentially expressed. In parallel, we also discovered that over-expression of EPHB4 led to a concomitant increase in ITGB8 expression. In silico analysis of a prostate cancer progression microarray publically available in the Oncomine database showed that both EPHB4 and ITGB8 are highly expressed in prostatic intraepithelial neoplasia, the precursor to prostate cancer. Knockdown of ITGB8 in PC-3 and 22Rv1 prostate cancer cells in vitro resulted in significant reduction of cell migration and invasion. Conclusions These results reveal that EphB4 regulates integrin β8 expression and that integrin β8 plays a hitherto unrecognized role in the motility of prostate cancer cells and thus targeting integrin β8 may be a new treatment strategy for prostate cancer.