1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Онтогенез
  4. T. 54, № 5, 2023

Онтогенез, 2023, T. 54, № 5, стр. 341-357

Индуктор стресса эндоплазматического ретикулума дитиотреитол влияет на морфологию и подвижность культивируемых дермальных фибробластов человека и клеток фибросаркомы линии HT1080

Е. П. Турищева a, *, Г. А. Ашниев a, М. С. Вильданова a, Е. А. Смирнова a

a Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет
119234 Москва, ул. Ленинские горы, 1, стр. 12, Россия

* E-mail: kitten-caterina@yandex.ru

Поступила в редакцию 05.07.2023
После доработки 09.08.2023
Принята к публикации 10.08.2023

Аннотация

Некоторые индукторы стресса эндоплазматического ретикулума (ЭПР) способны влиять на подвижность нормальных и опухолевых клеток. Однако неизвестно, какие механизмы опосредуют такой эффект и является ли он следствием стресса ЭПР. Целью нашей работы являлось исследование влияния индуктора стресса ЭПР дитиотреитола (ДТТ) на морфологические признаки, отражающие локомоторные свойства клеток, а также непосредственно на миграторные свойства культивируемых дермальных фибробластов и клеток фибросаркомы HT1080 человека. Мы показали, что ДТТ вызывает нарушение организации актинового цитоскелета в обоих типах клеток, что сопровождается изменением клеточной поверхности и формы клеток, а также уменьшением площади их распластывания. Кроме того, в дермальных фибробластах наблюдалось уменьшение количества фокальных контактов. ДТТ также снижал подвижность дермальных фибробластов и клеток фибросаркомы. Для анализа клеточной подвижности и определения момента возникновения ее изменения мы разработали метод, показавший, что изменение миграторных свойств клеток фибросаркомы при культивировании с ДТТ начиналось раньше, чем в дермальных фибробластах. Таким образом, активация стресса ЭПР с помощью ДТТ сопровождается изменением организации актинового цитоскелета и подвижности в нормальных и опухолевых клетках человека. Следовательно, стресс ЭПР, запускаемый различными индукторами с разными механизмами действия, влияет на подвижность нормальных и опухолевых клеток, что необходимо учитывать при разработке противоопухолевых препаратов, вызывающих гибель клеток через активацию стресса ЭПР.

Ключевые слова: дитиотреитол, подвижность клеток, фибробласты, клетки фибросаркомы, стресс ЭПР

Список литературы

  1. Турищева Е.П., Вильданова М.С., Онищенко Г.Е. и др. Роль стресса эндоплазматического ретикулума в дифференцировке клеток мезенхимного происхождения // Биохимия. 2022. Т. 87. № 9. С. 1203–1222.

  2. Al-Beltagi S., Preda C.A., Goulding L.V. et al. Thapsigargin is a broad-spectrum inhibitor of major human respiratory viruses: coronavirus, respiratory syncytial virus and influenza A virus // Viruses. 2021. V. 13. № 2. P. 234–252.

  3. Almanza A., Carlesso A., Chintha C. et al. Endoplasmic reticulum stress signalling–from basic mechanisms to clinical applications // FEBS. 2019. V. 286. № 2. P. 241–278.

  4. Bachar-Wikstrom E., Manchanda M., Bansal R. et al. Endoplasmic reticulum stress in human chronic wound healing: rescue by 4-phenylbutyrate // Int. Wound J. 2021. V. 18. № 1. P. 49–61.

  5. Belloni D., Veschini L., Foglieni C. et al. Bortezomib induces autophagic death in proliferating human endothelial cells // Exp. cell res. 2010. V. 316. № 6. P. 1010–1018.

  6. Brüning A., Burger P., Vogel M. et al. Bortezomib treatment of ovarian cancer cells mediates endoplasmic reticulum stress, cell cycle arrest, and apoptosis // Invest. new drugs. 2009. V. 27. P. 543–551.

  7. Chang Z., Fu X. Biogenesis of Secretory Proteins in Eukaryotic and Prokaryotic Cells // Encyclopedia of cell biology (second edititon). 2023. V. 1. P. 689–702.

  8. Cleuren Y.T., Boonstra J. Actin: structure, function and disease // Actin: Structure, Functions and Disease, Consuelas VA, Minas DJ (eds.). 2012. P. 61–96.

  9. Corazzari M., Gagliardi M., Fimia G.M. et al. Endoplasmic reticulum stress, unfolded protein response, and cancer cell fate // Front. oncol. 2017. V. 7. P. 78–88.

  10. Curran M.P., McKeage K. Bortezomib: a review of its use in patients with multiple myeloma // Drugs. 2009. V. 69. P. 859–888.

  11. Eghiaian F., Rigato A., Scheuring S. Structural, mechanical, and dynamical variability of the actin cortex in living cells // Biophys. J. 2015. V. 108. № 6. P. 1330–1340.

  12. Földi I., Tóth A.M., Szabó Z. et al. Proteome-wide study of endoplasmic reticulum stress induced by thapsigargin in N2a neuroblastoma cells // Neurochem. Int. 2013. V. 62. № 1. P. 58–69.

  13. Gundamaraju R., Vemuri R., Ambati R.R. et al. Tunicamycin via ER stress mediated 6th hour time point aggravates cell migration, cell invasion and cell proliferation in colonic epithelial cells // Advances in Cancer Biology-Metastasis. 2021. V. 2. P. 100007.

  14. Hetz C., Saxena S. ER stress and the unfolded protein response in neurodegeneration // Nat. Rev. Neurol. 2017. V. 13. № 8. P. 477–491.

  15. Jung Y.H., Lim E.J., Heo J. et al. Tunicamycin sensitizes human prostate cells to TRAIL-induced apoptosis by upregulation of TRAIL receptors and downregulation of cIAP2 // Int. J. Oncol. 2012. V. 40. №. 6. P. 1941–1948.

  16. Kohno K., Hiragun A., Mitsui H. et al. Effect of tunicamycin on cell growth and morphology of nontransformed and transformed cell lines // Agric. Biol. Chem. 1979. V. 43. №. 7. P. 1553–1561.

  17. Limia C.M., Sauzay C., Urra H. et al. Emerging roles of the endoplasmic reticulum associated unfolded protein response in cancer cell migration and invasion // Cancers. 2019. V. 11. № 5. P. 631–655.

  18. Liu B., Dan W., Wei Y. et al. β-asarone inhibits the migration, invasion, and EMT of bladder cancer through activating ER stress // Cancer Medicine. 2023. V. 12. P. 13610–13622.

  19. Nami B., Donmez H., Kocak N. Tunicamycin-induced endoplasmic reticulum stress reduces in vitro subpopulation and invasion of CD44+/CD24-phenotype breast cancer stem cells // Exp. Toxicol. Pathol. 2016. V. 68. № 7. P. 419–426.

  20. Oslowski C.M., Urano F. Measuring ER stress and the unfolded protein response using mammalian tissue culture system // Methods Enzymol. 2011. V. 490. P. 71–92.

  21. Ren B., Wang Y., Wang H. et al. Comparative proteomics reveals the neurotoxicity mechanism of ER stressors tunicamycin and dithiothreitol // Neurotoxicology. 2018. V. 68. P. 25–37.

  22. Schwartz M.P., Rogers R.E., Singh S.P. et al. A quantitative comparison of human HT-1080 fibrosarcoma cells and primary human dermal fibroblasts identifies a 3D migration mechanism with properties unique to the transformed phenotype // PLoS One. 2013. V. 8. № 12. P. e81689.

  23. Sharma P., Lam V.K., Raub C.B. et al. Tracking Single Cells Motility on Different Substrates // Methods and protocols. 2020. V. 3. № 3. P. 56–69.

  24. Sicari D., Delaunay-Moisan A., Combettes L. et al. A guide to assessing endoplasmic reticulum homeostasis and stress in mammalian systems // FEBS. 2020. V. 287. № 1. P. 27–42.

  25. Sixt M. Cell migration: fibroblasts find a new way to get ahead // J. Cell Biol. 2012. V. 197. № 3. P. 347–349.

  26. Tojkander S., Gateva G., Lappalainen P. Actin stress fibers–assembly, dynamics and biological roles // J. Cell Sci. 2012. V. 125. № 8. P. 1855–1864.

  27. Urra H., Dufey E., Avril T. et al. Endoplasmic reticulum stress and the hallmarks of cancer // Trends Cancer. 2016. V. 2. № 5. P. 252–262.

  28. Weiss K., Racho J., Riemer J. Compartmentalized disulfide bond formation pathways // Redox Chemistry and Biology of Thiols. Academic Press, 2022. P. 321–340.

  29. Wu J., Chen S., Liu H. et al. Tunicamycin specifically aggravates ER stress and overcomes chemoresistance in multidrug-resistant gastric cancer cells by inhibiting N-glycosylation // J. Exp. Clin. Cancer Res. 2018. V. 37. № 1. P. 1–12.

  30. Wu L., Huang X., Kuang Y. et al. Thapsigargin induces apoptosis in adrenocortical carcinoma by activating endoplasmic reticulum stress and the JNK signaling pathway: an in vitro and in vivo study // Drug Des. Devel. Ther. 2019. V. 13. P. 2787–2798.

  31. Yamazaki D., Kurisu S., Takenawa T. Regulation of cancer cell motility through actin reorganization // Cancer science. 2005. V. 96. № 7. P. 379–386.

  32. Yi N., Chen S.Y., Ma A. et al. Tunicamycin inhibits PDGF-BB-induced proliferation and migration of vascular smooth muscle cells through induction of HO-1 // Anat. Rec. 2012. V. 295. № 9. P. 1462–1472.

  33. Yoo J., Mashalidis E.H., Kuk A.C. et al. GlcNAc-1-P-transferase–tunicamycin complex structure reveals basis for inhibition of N-glycosylation // Nat. Struct. Mol. Biol. 2018. V. 25. № 3. P. 217–224.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Онтогенез

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал