Participation of the heat shock protein 70 kDa in the epithelial-mesenchymal transition

Abstract

В настоящее время процесс метастазирования находится в центре научного интереса, поскольку он напрямую корелирует с высокой смертностью при малигнизации клеток эпителиальной ткани. Существует много молекулярных процессов, которые связаны с инициацией и элонгацией ЕМТ. В том числе такие факторы транскрипции, как Slug Snail, zeb1, 2, twist, которые активируют синтез мезенхимальных специфических макромолекул и ингибируют образование эпителиальных. Основной трудностью для эффективной противоопухолевой терапии без деструктивного воздействия на здоровые ткани является высокоактивная цитопротекторная система в опухолевых клетках. Одним из основных участников этой системы защиты является белок теплового шока 70кДА (HSP70). Это многофункциональный стресс-индуцируемый белок, повышенное количество которого в цитозоле клеток коррелирует с неблагоприятным прогнозом для пациента. Цитозольный HSP70 защищает злокачественные клетки от апоптоза, способствует пролиферации, миграции и формированию агрессивного фенотипа опухоли. Однако, функция HSP70 в ЕМТ до сих пор плохо изучена. Существуют данные о прямом блокировании HSP70 процесса EMT, но все эти исследования касаются изучения EMT в аспекте заживления ран, регенерации тканей и фиброза органов. С другой стороны, существуют исследования, которые косвенно подтверждают, что HSP70 способен стимулировать EMT на моделях метастазирующих опухолевых клеток. Главная цель (цель) нашего исследования - изучить роль HSP70 в эпителиально-мезенхимальном переходе в опухолевых клетках. В нашем исследовании мы создали клеточную линию с низкой экспрессией HSP70. Кроме того, мы разработали модель клеток ЕМТ, основанную на трансфекции клеточной линии DLD1wt, DLD1kdHSP70 с помощью вектора с повышенной экспрессией SNAIL. Мы проанализировали количествные характеристики экспрессии Snail и Slud, и миграцию клеток разных сублиний. Мы показали, что после нокдауна HSP70 миграционная активность клеток прошедших ЭМТ - уменьшилась, из чего можно предположить о стимулирующее действие HSP70 на ЕМТ в раковых клетках.Nowadays the process of metastasing get in focus of scientific interest because it direct link with high death rate in malignisation of epithelial tissue. There are many molecular processes, which are involve into initiation and elongation of EMT. Including such transcription factors as Slug Snail, zeb1, 2, twist that activate synthesis of mesenchymal phenotype specific macromolecules, and inhibit formation epithelial once. The main obstacle for effective antitumor therapy without harming of intact tissues is high cytoprotective mechanisms, which may block the treatment effort. One of the most essential factors of this system is heat shot protein 70kDa (HSP70). It is multi-functional stress-induced protein. High level of the latter positively correlate with poor prognosis for cancer patient. Сytosolic HSP70 protect malignant cells against apoptosis, facilitate to cell proliferation, migration, and forming of aggressive phenotype of tumor. Anyway, the function of HSP70 in EMT are still poorly understood. There is date in favor of inhibition role of HSP70 in regeneration and fibrosis related types of EMT. In other side there are works that indirect confirming of stimulation EMT by HSP70 in metastatic cells. The main objective (goal) of our research is to study the role of HSP70 in epithelial to mesenchymal transition in tumor cells. In our study, we created cell line with low expressing of HSP70. In addition, we developed cells EMT model, based on transfection of cell line DLD1 wild type, and with knockdown of HSP70 by vector with SNAIL overexpression.We analyzed Slug, Snail expression intensity and migration characteristic of different cell sublines. We showed that after knockdown HSP70, the migration activity of the cells passed EMT – decreased, which may assume of its stimulating effect on EMT in cancer cells.