フォリスタチン関連タンパク質1と相互作用するシンデカン-1は、口腔扁平上皮癌（OSCC）モデルにおいて攻撃的な表現型を促進する

Follistatin-related protein 1 interacting partner of Syndecan-1 promotes an aggressive phenotype on Oral Squamous cell carcinoma (OSCC) models.

抄録

シンデカンは、膜貫通型ヘパラン硫酸プロテオグリカンファミリーに属し、口腔癌を含む多くの生理的病態に関連している。これまでに、可溶性シンデカン-1（SDC1）フラグメントや合成SDC1ペプチドが口腔がん細胞株の細胞移動を誘導することが示されているように、シンデカンは、口腔がん細胞株の細胞移動を誘導することができる。そこで、口腔がんにおけるSDC1の役割を明らかにするため、SDC1と相互作用するパートナーやその機能的役割について、口腔がんモデルで検討しました。その結果、SDC1がフォリスタチン関連タンパク質1（FSTL1）のエクトドメイン（ectoSDC1）および細胞外膜ペプチド（pepSDC1）により相互作用し、それらの転写レベルが腫瘍事象に影響することを明らかにした。同位体モデルマウスを用い、FSTL1（shFSTL1）またはFSTL1とSDC1（sh2KD）の両方をノックダウンすると、コントロールやSDC1ノックダウンと比較して、角化沈着が少なく、侵襲性の低い腫瘍ができる一方、上皮間葉系移行や増殖のレベルが増加することを確認した。細胞培養アッセイに基づき、腫瘍組織に対するshFSTL1の効果は、Activin A（ActA）とそのレセプターのmRNAレベルの有意な増加に起因する可能性が示唆された。本研究では、SDC1とFSTL1という2つの異なる複合体（pepSDC1とFSTL1）が、FSTL1がより攻撃的な表現型を促進するように、細胞シグナル伝達イベントにおいて密接な関係を示すことを初めて示しました。意義：本研究は、口腔扁平上皮癌（OSCC）モデルにおけるタンパク質-タンパク質複合体形成の研究に基づき、SDC1の新しい機能の解明に貢献するものである。FSTL1は、SDC1エクトドメインとその由来ペプチドの相互作用パートナーとして、がんの発生と進行に有利な分子イベントを促進する。Activin A（ActA）と上皮間葉転換（EMT）遺伝子発現によって強調され、SDC1-FSTL1発現が調節されると同所OSCCマウス腫瘍組織の表現型に変化が起こる。

Syndecans belong to the family of transmembrane heparan sulfate proteoglycans and are associated with many physiopathological processes, including oral cancer. As previously shown soluble syndecan-1 (SDC1) fragments and synthetic SDC1 peptide were able to induce cell migration in oral cancer cell lines. In order to explore the role of SDC1 in oral cancer, we have investigated SDC1 interacting partners and its functional role in oral cancer models. Here we have shown that SDC1 interacts with follistatin-related protein 1 (FSTL1) by its ectodomain (ectoSDC1) and extracellular juxtamembrane peptide (pepSDC1) and that their transcript levels can affect tumor events. Using orthotopic mouse model we identified that the knock-down for FSTL1 (shFSTL1) or for both FSTL1 and SDC1 (sh2KD) produced less aggressive and infiltrative tumors, with lower keratinization deposition, but with increased levels of epithelial-mesenchymal transition and proliferation compared to control and SDC1 knock-down. Based on cell culture assays, we suggest that the shFSTL1 effect on tumor tissues might be from significant increase of mRNA levels of Activin A (ActA) and its resceptors. This study shows for the first time two different complexes, SDC1 and FSTL1; pepSDC1 and FSTL1, exhibiting a close relationship in cell signaling events, as FSTL1 promotes a more aggressive phenotype. SIGNIFICANCE: This work contributes to the understanding of new SDC1 functions, based on the investigation of protein-protein complex formation in Oral Squamous cell carcinoma (OSCC) models. The FSTL1 identification, as an interacting partner of SDC1 ectodomain and of its derived peptide promotes molecular events that favors cancer development and progression, as highlighted by Activin A (ActA) and Epithelial-mesenchymal transition (EMT) gene expression and by changes in the phenotype of orthotopic OSCC mouse tumor tissues when SDC1-FSTL1 expression is modulated.