前方勾配2は、CCAAT-エンハンサー結合タンパク質βと低酸素誘導性因子-2αのアップレギュレーションと、それに続くインターロイキン-6、インターロイキン-8、血管内皮増殖因子の分泌を介して腫瘍形成を促進することを明らかにした

Anterior gradient 2 promotes tumorigenesis through upregulation of CCAAT-enhancer binding protein beta and hypoxia-inducible factor-2α and subsequent secretion of interleukin-6, interleukin-8, and vascular endothelial growth factor in the Caki-1 clear cell renal cell carcinoma cell line.

• Kinga Pajdzik
• Mateusz Wilamowski
• Dariusz Żurawek
• Kinga B Stopa
• Michał Nodzyński
• Agata Kalita
• Jolanta Jura

抄録

低酸素は腫瘍の発生、治療抵抗性、予後不良につながることが以前に確立されている。酸素欠乏下では、低酸素環境下での腫瘍発生に必要な遺伝子を活性化するために低酸素誘導因子（HIF）が刺激される。これらの遺伝子は、血管新生、上皮間葉転換、細胞代謝の調節因子をコードしている。ジスルフィド異性化酵素である前庭勾配2（AGR2）は、乳癌において低酸素誘導性因子1αサブユニット（HIF-1α）の安定性を増加させることが示されている。我々の目的は、AGR2が転写因子低酸素誘導性因子2,αサブユニット（HIF-2α）のレベルに影響を与えるかどうかを決定することであった。モデルとして、我々は透明細胞腎細胞癌（ccRCC）細胞株Caki-1を用いた。この細胞をAGR2をコードするレンチウイルスベクター（Tet-On）で導入した。AGR2 発現を誘導した後、細胞を低酸素（0.5%O ）または低酸素（21%O ）条件下で増殖させた。その結果、低酸素条件下では、AGR2 は Caki-1 細胞の HIF-1αおよび HIF-2αの発現を増加させ、HIF 活性化遺伝子（グルコーストランスポーター 1、ホスホグリセ ラートキナーゼ 1、血管内皮増殖因子 A、トランスフォーミング増殖因子α）の発現を増加させることが示された。低酸素条件下では、AGR2はCCAAT-エンハンサー結合タンパク質β（C/EBPβ）を強く活性化した。C/EBPβのアップレギュレーションは、インターロイキン-6とインターロイキン-8の発現と分泌の増加と相関し、Caki-1細胞の血管新生と炎症を誘導した。以上のことから、AGR2はC/EBPβおよびHIF-2α発現のアップレギュレーションを介してccRCCの進行に必須の機能を有しており、細胞のシグナル伝達や代謝に影響を与えることが明らかになった。

It has been previously established that hypoxia leads to tumor development, treatment resistance, and a poor prognosis. Under oxygen deprivation, hypoxia-inducible factors (HIFs) are stimulated to activate the genes necessary for tumor development in a low-oxygen environment. These genes encode regulators of angiogenesis, epithelial-mesenchymal transition, and cellular metabolism. A disulfide isomerase, anterior gradient 2 (AGR2), has been shown to increase hypoxia-inducible factor 1, alpha subunit (HIF-1α) stability in breast cancer. Our goal was to determine if AGR2 affects the level of transcription factor hypoxia-inducible factor 2, alpha subunit (HIF-2α). As a model, we used the clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) cell line Caki-1. The cells were transduced with lentiviral vector (Tet-On) encoding AGR2. After induction of AGR2 expression, cells were grown under either hypoxic (0.5% O ) or normoxic (21% O ) conditions. Our data showed that AGR2 upregulated both HIF-1α and HIF-2α expression in Caki-1 cells increasing the expression of HIF-activated genes (glucose transporter 1, phosphoglycerate kinase 1, vascular endothelial growth factor A, and transforming growth factor-alpha) under the hypoxic conditions. Under the normoxic conditions, AGR2 strongly activated CCAAT-enhancer binding protein beta (C/EBPβ). Upregulation of C/EBPβ correlated with increased expression and secretion of the interleukin-6 and interleukin-8, inducing angiogenesis and inflammation in Caki-1 cells. In summary, our studies revealed that AGR2 has essential functions in ccRCC progression through upregulation of C/EBPβ and HIF-2α expressions, which affects cell signaling and metabolism.

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