Зірчасті панкреатоцити: провідні менеджери мікрооточення пухлин підшлункової залози.
DOI:
https://doi.org/10.26641/1997-9665.2021.1.79-87Ключові слова:
зірчасті панкреатоцити, активація зірчастих панкреатоцитів, молекулярні медіатори, пухлинні клітини підшлункової, мікрооточення пухлиниАнотація
Актуальність. Зірчасті панкреатоцити, що є клітинами - продуцентами компонентів строми активно взаємодіють з раковими клітинами, детермінують формування стромального бар'єру між останніми і, таким чином, забезпечують хіміорезистентність пухлини. Мета. Огляд присвячено аналізу останніх даних про роль зірчастих панкреатоцитів у формуванні стромального мікрооточення пухлин підшлункової залози, молекулярним механізмам, за допомогою яких здійснюється регуляція і реалізація функцій зірчастих клітин. Методи. Обробка даних здійснювалась методом комплексного аналізу матеріалу. Результати. Зірчасті панкреатоцити (PSC) демонструють за фенотипом та функцією два стани: неактивне і активне. Активізація PSC здійснюється клітинами пухлини, що формується, за допомогою низки молекулярних медіаторів. Тригерами активації для PSC виступають Yes-асоційований білок, TGF -β1, miRNA let-7d, IL-8, MCP1, TGF-β2 і IGFBP2 та інші. В зірчастих панкреатоцитах з’ясовано 10 активно експресуючих генів: TP53, SRC, IL6, JUN, ISG15, CAD, STAT1, OAS3, OAS1, VIM при спільному культивуванні лінії ракових клітин (PCC) з PSC. Деактивація PSC закріплена за медіатором POZ спекл-типу (SPOP), що діє через ядерний фактор-kappaB, а також за трансретіноєвою кислотою (ATRA). Виявляючи свою активність PSC, експресують декілька маркерів стовбурових клітин, α-SMA (α-актин гладких міоцитів), виментин, α ITGA 11 (рецептор колагену І типу), α5 інтегрін рецептор ITGA5 (рецептор фібронектину), гіалуронову кислоту, гіалуронансинтазу 2 (HAS2), гіалуронідазу 1 (HYAL1), BAG3, матриксну металопептидазу 2 (MMP2), Nodal протеїн, miR-1 246 і miR-1290, miR-210, CCN2 (connective tissue growth factor, фактор росту сполучної тканини), TRPV1, SP і CGRP (Calcitonin gene-related peptide, пептид, пов’язаний з геном кальцитоніну) і багато інших субстанцій. Висновки. Зірчасті панкреатоцити, є продуцентами міжацинарної строми, активуються різними факторами (TNF-α, IL-6, MCP-1, ATP і HMGB1 та ін.), включаючи факторами, що секретують пухлинні клітини підшлункової залози, і діють як регулятори проліферації, міграції та придушення апоптозу останніх. У пухлинної тканини спостерігається збільшення експресії α ITGA 11 (рецептор колагену I типу), рецептора інтегрина α5 ITGA5 (рецептор фібронектину), металлопептідаз, білка Nodal, miR-1246, miR-1290 і miR-210, що вказує на активацію цих клітин. Підтримка активного стану PSC забезпечується пухлинними клітинами, для яких зірчасті панкреатоцити є партнерами в прогресуванні неопластичного процесу. Подальше вивчення механізмів взаємодії в системі PSC-пухлинні клітини створює перспективу виявлення важелів впливу на патогенез пухлин підшлункової залози.
Посилання
Masamune A, Shimosegawa T. Pancreatic stellate cells: A dynamic player of the intercellular communication in pancreatic cancer. Clin Res Hepatol Gastroenterol. 2015; 39(1):S98–S103.
Xue R, Jia K, Wang J, Yang L, Wang Y, Gao L, Hao J. A Rising Star in Pancreatic Diseases: Pancreatic Stellate Cells. Front Physiol. 2018, Jun 18; 9:754.
Thomas D, Radhakrishnan P. Pancreatic Stellate Cells: The Key Orchestrator of The Pancreatic Tumor Microenvironment. Adv Exp Med Biol. 2020; 1234:57–70.
Cortes E, Lachowski D, Robinson B, Sarper M, Teppo JS, Thorpe SD, Lieberthal TJ, Iwamoto K, Lee DA, Okada-Hatakeyama M, Varjosalo MT, Del Río Hernández AE. Tamoxifen mechanically reprograms the tumor microenvironment via HIF-1A and reduces cancer cell survival. EMBO Rep. 2019 Jan; 20(1):e46557.
Papalazarou V, Salmeron-Sanchez M, Machesky LM. Tissue engineering the cancer microenvironment-challenges and opportunities. Biophys Rev. 2018 Dec; 10(6):1695–1711.
Chen Y, Ju L, Rushdi M, Ge C, Zhu C. Receptor-mediated cell mechanosensing. Mol Biol Cell. 2017 Nov; 28(23):3134–3155.
Bynigeri RR, Jakkampudi A, Jangala R, Subramanyam C, Sasikala M, Rao GV, Reddy DN, Talukdar R. Pancreatic stellate cell: Pandora's box for pancreatic disease biology. World J Gastroenterol. 2017 Jan 21; 23(3):382–405.
Li W, Zhou Y, Wang X, Cai M, Gao F, Carlsson PO, Sun Z. A modified in vitro tool for isolation and characterization of rat quiescent islet stellate cells. Exp Cell Res. 2019 Nov 1; 384(1):111617.
Bynigeri RR, Jakkampudi A, Jangala R, Subramanyam C, Sasikala M, Rao GV, Reddy DN, Talukdar R. Pancreatic stellate cell: Pandora's box for pancreatic disease biology. World J Gastroenterol. 2017 Jan 21; 23(3):382–405.
Bailey JM, Leach SD. Grippo PJ, Munshi HG, editors. Signaling pathways mediating epithelial- mesenchymal crosstalk in pancreatic cancer: Hedgehog, Notch and TGFβ. In: Pancreatic Cancer and Tumor Microenvironment. Trivandrum (India): Transworld Research Network. 2012; Chapter 7.
Farran B, Nagaraju GP. The dynamic interactions between the stroma, pancreatic stellate cells and pancreatic tumor development: Novel therapeutic targets. Cytokine Growth Factor Rev. 2019 Aug; 48:11–23.
Xiao Y, Zhang H, Ma Q, Huang R, Lu J, Liang X, Liu X, Zhang Z, Yu L, Pang J, Zhou L, Liu T, Wu H, Liang Z. YAP1-mediated pancreatic stellate cell activation inhibits pancreatic cancer cell proliferation. Cancer Lett. 2019 Oct 10; 462:51–60.
Zha M, Li F, Xu W, Chen B, Sun Z. Isolation and characterization of islet stellate cells in rat. Islets. 2014; 6(2):e28701.
Zhou Y, Sun B, Li W, Zhou J, Gao F, Wang X, Cai M, Sun Z. Pancreatic Stellate Cells: A Rising Translational Physiology Star as a Potential Stem Cell Type for Beta Cell Neogenesis. Front Physiol. 2019 Mar 12; 10:218.
Bynigeri RR, Mitnala S, Talukdar R, Singh SS, Duvvuru NR. Pancreatic stellate cell-potentiated insulin secretion from Min6 cells is independent of interleukin 6-mediated pathway. J Cell Biochem. 2020 Jan; 121(1):840–855.
Zhou Y, Li W, Zhou J, Chen J, Wang X, Cai M, Li F, Xu W, Carlsson PO, Sun Z. Lipotoxicity reduces β cell survival through islet stellate cell activation regulated by lipid metabolism-related molecules]. Exp Cell Res. 2019 Jul 1; 380(1):1–8.
Zhou Y, Zhou J, Sun B, Xu W, Zhong M, Li Y, He C, Chen Y, Wang X, Jones PM, Sun Z. Vitamin A deficiency causes islet dysfunction by inducing islet stellate cell activation via cellular retinol binding protein 1. Int J Biol Sci. 2020 Jan 30; 16(6):947–956.
Lenggenhager D, Amrutkar M, Sántha P, Aasrum M, Löhr JM, Gladhaug IP, Verbeke CS. Commonly Used Pancreatic Stellate Cell Cultures Differ Phenotypically and in Their Interactions with Pancreatic Cancer Cells. Cells. 2019 Jan 5; 8(1):23.
Erkan M, Adler G, Apte MV, Bachem MG, Buchholz M, Detlefsen S, Esposito I, Friess H, Gress TM, Habisch HJ, Hwang RF, Jaster R, Kleeff J, Klöppel G, Kordes C, Logsdon CD, Masamune A, Michalski CW, Oh J, Phillips PA, Pinzani M, Reiser-Erkan C, Tsukamoto H, Wilson J. StellaTUM: current consensus and discussion on pancreatic stellate cell research. Gut. 2012 Feb; 61(2):172–178.
Carmona R, Barrena S, Muñoz-Chápuli R. Retinoids in Stellate Cells: Development, Repair, and Regeneration. J Dev Biol. 2019 May 24; 7(2):10.
Han S, Delitto D, Zhang D, Sorenson HL, Sarosi GA, Thomas RM, Behrns KE, Wallet SM, Trevino JG, Hughes SJ. Primary outgrowth cultures are a reliable source of human pancreatic stellate cells. Lab Invest. 2015 Nov; 95(11):1331–40.
Amrutkar M, Larsen EK, Aasrum M, Finstadsveen AV, Andresen PA, Verbeke CS, Gladhaug IP. Establishment and Characterization of Paired Primary Cultures of Human Pancreatic Cancer Cells and Stellate Cells Derived from the Same Tumor. Cells. 2020 Jan 16; 9(1):227.
Bynigeri RR, Jakkampudi A, Jangala R, Subramanyam C, Sasikala M, Rao GV, Reddy DN, Talukdar R. Pancreatic stellate cell: Pandora's box for pancreatic disease biology. World J Gastroenterol. 2017 Jan 21; 23(3):382–405.
Miller-Ocuin JL, Liang X, Boone BA, Doerfler WR, Singhi AD, Tang D, Kang R, Lotze MT, Zeh HJ 3rd. DNA released from neutrophil extracellular traps (NETs) activates pancreatic stellate cells and enhances pancreatic tumor growth. Oncoimmunology. 2019 Jun 11; 8(9):e1605822.
Tan P, Wang A, Chen H, Du Y, Qian B, Shi H, Zhang Y, Xia X, Fu W. SPOP inhibits mice pancreatic stellate cell activation by promoting FADD degradation in cerulein-induced chronic pancreatitis. Exp Cell Res. 2019 Nov 1; 384(1):111606.
Yuan Y, Jiang JY, Wang JM, Sun J, Li C, Liu BQ, Yan J, Meng XN, Wang HQ. BAG3-positive pancreatic stellate cells promote migration and invasion of pancreatic ductal adenocarcinoma. J Cell Mol Med. 2019 Aug; 23(8):5006–5016.
Asama H, Suzuki R, Hikichi T, Takagi T, Masamune A, Ohira H. MicroRNA let-7d targets thrombospondin-1 and inhibits the activation of human pancreatic stellate cells. Pancreatology. 2019 Jan; 19(1):196–203.
Jin G, Hong W, Guo Y, Bai Y, Chen B. Molecular Mechanism of Pancreatic Stellate Cells Activation in Chronic Pancreatitis and Pancreatic Cancer. J Cancer. 2020 Jan 14; 11(6):1505–1515.
Sarper M, Cortes E, Lieberthal TJ, Del Río Hernández A. ATRA modulates mechanical activation of TGF-β by pancreatic stellate cells. Sci Rep. 2016 Jul 4; 6:27639.
Cortes E, Sarper M, Robinson B, Lachowski D, Chronopoulos A, Thorpe SD, Lee DA, Del Río Hernández AE. GPER is a mechanoregulator of pancreatic stellate cells and the tumor microenvironment. EMBO Rep. 2019 Jan; 20(1):e46556.
Ferdek PE, Jakubowska MA. Biology of pancreatic stellate cells-more than just pancreatic cancer. Pflugers Arch. 2017 Sep; 469(9):1039–1050.
Estaras M, Moreno N, Santofimia-Castaño P, Martinez-Morcillo S, Roncero V, Blanco G, Lopez D, Fernandez-Bermejo M, Mateos JM, Iovanna JL, Salido GM, Gonzalez A. Melatonin induces reactive oxygen species generation and changes in glutathione levels and reduces viability in human pancreatic stellate cells. J Physiol Biochem. 2019 Jun; 75(2):185–197.
Gryshchenko O, Gerasimenko JV, Gerasimenko OV, Petersen OH. Calcium signalling in pancreatic stellate cells: Mechanisms and potential roles. Cell Calcium. 2016 Mar; 59(2-3):140–144.
Fels B, Nielsen N, Schwab A. Erratum to: Role of TRPC1 channels in pressure-mediated activation of murine pancreatic stellate cells. Eur Biophys J. 2016 Dec; 45(8):869.
Storck H, Hild B, Schimmelpfennig S, Sargin S, Nielsen N, Zaccagnino A, Budde T, Novak I, Kalthoff H, Schwab A. Ion channels in control of pancreatic stellate cell migration. Oncotarget. 2017 Jan 3; 8(1):769–784.
Kuntze A, Goetsch O, Fels B, Najder K, Unger A, Wilhelmi M, Sargin S, Schimmelpfennig S, Neumann I, Schwab A, Pethő Z. Protonation of Piezo1 Impairs Cell-Matrix Interactions of Pancreatic Stellate Cells. Front Physiol. 2020 Feb 14; 11:89.
Ferdek PE, Jakubowska MA, Gerasimenko JV, Gerasimenko OV, Petersen OH. Bile acids induce necrosis in pancreatic stellate cells dependent on calcium entry and sodium-driven bile uptake. J Physiol. 2016 Nov 1; 594(21):6147–6164.
Kim N, Yoo W, Lee J, Kim H, Lee H, Kim YS, Kim DU, Oh J. Formation of vitamin A lipid droplets in pancreatic stellate cells requires albumin. Gut. 2009 Oct; 58(10):1382–1390.
Masamune A, Kikuta K, Watanabe T, Satoh K, Satoh A, Shimosegawa T. Pancreatic stellate cells express Toll-like receptors. J Gastroenterol. 2008; 43(5):352–362.
Oran DC, Lokumcu T, Inceoglu Y, Akolpoglu MB, Albayrak O, Bal T, Kurtoglu M, Erkan M, Can F, Bagci-Onder T, Kizilel S. Engineering human stellate cells for beta cell replacement therapy promotes in vivo recruitment of regulatory T cells. Mater Today Bio. 2019 May 23; 2:100006.
Kuninty PR, Bansal R, De Geus SWL, Mardhian DF, Schnittert J, van Baarlen J, Storm G, Bijlsma MF, van Laarhoven HW, Metselaar JM, Kuppen PJK, Vahrmeijer AL, Östman A, Sier CFM, Prakash J. ITGA5 inhibition in pancreatic stellate cells attenuates desmoplasia and potentiates efficacy of chemotherapy in pancreatic cancer. Sci Adv. 2019 Sep 4; 5(9):eaax2770.
Schnittert J, Bansal R, Mardhian DF, van Baarlen J, Östman A, Prakash J. Integrin α11 in pancreatic stellate cells regulates tumor stroma interaction in pancreatic cancer. FASEB J. 2019 May; 33(5):6609–6621.
Junliang L, Lili W, Xiaolong L, Xuguang L, Huanwen W, Zhiyong L. High-molecular-weight hyaluronan produced by activated pancreatic stellate cells promotes pancreatic cancer cell migration via paracrine signaling. Biochem Biophys Res Commun. 2019 Jul 30; 515(3):493–498.
Li Y, Song T, Chen Z, Wang Y, Zhang J, Wang X. Pancreatic Stellate Cells Activation and Matrix Metallopeptidase 2 Expression Correlate With Lymph Node Metastasis in Pancreatic Carcinoma. Am J Med Sci. 2019 Jan; 357(1):16–22.
Phillips PA, McCarroll JA, Park S, Wu MJ, Pirola R, Korsten M, Wilson JS, Apte MV. Rat pancreatic stellate cells secrete matrix metalloproteinases: implications for extracellular matrix turnover. Gut. 2003 Feb; 52(2):275–282.
Lonardo E, Frias-Aldeguer J, Hermann PC, Heeschen C. Pancreatic stellate cells form a niche for cancer stem cells and promote their self-renewal and invasiveness. Cell Cycle. 2012 Apr 1; 11(7):1282–1290.
Masamune A, Yoshida N, Hamada S, Takikawa T, Nabeshima T, Shimosegawa T. Exosomes derived from pancreatic cancer cells induce activation and profibrogenic activities in pancreatic stellate cells. Biochem Biophys Res Commun. 2018 Jan 1; 495(1):71–77.
Takikawa T, Masamune A, Hamada S, Nakano E, Yoshida N, Shimosegawa T. miR-210 regulates the interaction between pancreatic cancer cells and stellate cells. Biochem Biophys Res Commun. 2013 Aug 2; 437(3):433–439.
Charrier A, Chen R, Chen L, Kemper S, Hattori T, Takigawa M, Brigstock DR. Connective tissue growth factor (CCN2) and microRNA-21 are components of a positive feedback loop in pancreatic stellate cells (PSC) during chronic pancreatitis and are exported in PSC-derived exosomes. J Cell Commun Signal. 2014 Jun; 8(2):147–156.
Liu H, Yu K, Ma P, Xiong L, Wang M, Wang W. Long noncoding RNA myocardial infarction-associated transcript regulated the pancreatic stellate cell activation to promote the fibrosis process of chronic pancreatitis. J Cell Biochem. 2019 Jun; 120(6):9547–9555.
Ali S, Suresh R, Banerjee S, Bao B, Xu Z, Wilson J, Philip PA, Apte M, Sarkar FH. Contribution of microRNAs in understanding the pancreatic tumor microenvironment involving cancer associated stellate and fibroblast cells. Am J Cancer Res. 2015 Feb 15;5(3):1251–1264.
Robinson CM, Talty A, Logue SE, Mnich K, Gorman AM, Samali A. An Emerging Role for the Unfolded Protein Response in Pancreatic Cancer. Cancers (Basel). 2021 Jan 12; 13(2):E261.
Tang D, Wu Q, Yuan Z, Xu J, Zhang H, Jin Z, Zhang Q, Xu M, Wang Z, Dai Z, Fang H, Li Z, Lin C, Shi C, Xu M, Sun X, Wang D. Identification of key pathways and genes changes in pancreatic cancer cells (BXPC-3) after cross-talk with primary pancreatic stellate cells using bioinformatics analysis. Neoplasma. 2019 Sep; 66(5):681–693.
Hu C, Yang J, Su HY, Waldron RT, Zhi M, Li L, Xia Q, Pandol SJ, Lugea A. Yes-Associated Protein 1 Plays Major Roles in Pancreatic Stellate Cell Activation and Fibroinflammatory Responses. Front Physiol. 2019 Dec 3; 10:1467.
Phillips PA, Yang L, Shulkes A, Vonlaufen A, Poljak A, Bustamante S, Warren A, Xu Z, Guilhaus M, Pirola R, Apte MV, Wilson JS. Pancreatic stellate cells produce acetylcholine and may play a role in pancreatic exocrine secretion. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Oct 5; 107(40):17397–17402.
Sousa CM, Biancur DE, Wang X, Halbrook CJ, Sherman MH, Zhang L, Kremer D, Hwang RF, Witkiewicz AK, Ying H, Asara JM, Evans RM, Cantley LC, Lyssiotis CA, Kimmelman AC. Pancreatic stellate cells support tumour metabolism through autophagic alanine secretion. Nature. 2016 Aug 25; 536(7617):479–483.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0), яка дозволяє іншим особам вільно поширювати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
Автори, направляючи рукопис до редакції журналу «Morphologia», погоджуються з тим, що редакції передаються права на захист і використання рукопису (переданого до редакції матеріалу, в тому числі таких об'єктів, що охороняються авторським правом, як фотографії автора, малюнки, схеми, таблиці і т.п.), в тому числі на відтворення в пресі і в мережі Інтернет; на поширення; на переклад рукопису на будь-які мови; експорту та імпорту примірників журналу зі статтею Авторів з метою поширення, доведення до загального відома. Зазначені вище права Автори передають Редакції без обмеження терміну їх дії і на території всіх країн світу без обмеження.
Автори гарантують, що вони мають виняткові права на використання матеріалів, переданих до редакції. Редактори не несуть відповідальності перед третіми особами за порушення гарантії, надані авторами. Розглянуті права передаються до редакції з моменту підписання поточної публікації для публікації. Відтворення матеріалів, опублікованих в журналі іншими особами та юридичними особами, можливе лише за згодою редакції, з обов'язковим зазначенням повної бібліографічного посилання первинної публікації. Автори залишають за собою право використовувати опублікований матеріал, його фрагменти і частини для навчальних матеріалів, усні презентації, підготовку дисертації дисертації з обов'язковою бібліографічною посиланням на оригінальну роботу. Електронна копія опублікованій статті, що завантажується з офіційного веб-сайту журналу в форматі .pdf, може бути розміщена авторами на офіційному веб-сайті їх установ, будь-яких інших офіційних ресурсах з відкритим доступом.
