Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Glypican-3 vermittelt Autophagie und fördert die Selbsterneuerung und Tumorbildung von Leberzellkarzinomzellen

Sun CK, Chua MS, Wei W und So SK

Ziel : Das Verständnis der biologischen Funktionen von Krebsstammzellen (CSCs) eröffnet neue Möglichkeiten für therapeutische Eingriffe, was besonders bei hepatozellulärem Karzinom (HCC), einer häufig tödlich verlaufenden bösartigen Erkrankung, wichtig ist. Wir wollen feststellen, ob Glypican-3 (GPC3), ein bei HCC überexprimiertes Membranprotein, CSC-Eigenschaften in HCC-Zellen vermittelt.
Design: Wir ermittelten die Zelloberflächenexpression von GPC3 bei HCC-Patienten und HCC-Zelllinien und isolierten Subpopulationen mit hohem/niedrigem GPC3-Gehalt, um ihre Fähigkeit zur Selbsterneuerung zu untersuchen. Zusätzlich verwendeten wir HCC-Zell-basierte Systeme, bei denen die GPC3-Expression entweder unterdrückt oder induziert wurde, um die stammzellenähnlichen Eigenschaften (Sphäroidbildung, Zellzyklusverlauf, Tumorinitiierung) zu validieren, die möglicherweise durch GPC3 vermittelt werden.
Ergebnisse: Wir beobachteten eine hochspezifische Zelloberflächenexpression von GPC3 nur in HCC-Zellen (und nicht in normalen Hepatozyten oder tumorassoziierten Fibroblasten). Die aus HCC-Zellen isolierten GPC3-reichen Subpopulationen verfügen über ein höheres Maß an Selbsterneuerungsfähigkeit, haben einen geringeren Prozentsatz an Zellen in der G0/G1-Phase und fördern die Tumorbildung in vivo. Diese Beobachtungen wurden in HCC-Zell-basierten Systemen bestätigt, in denen die GPC3-Expression entweder unterdrückt oder induziert wurde. Die Wirkungen von GPC3 (und EpCAM und CD133) auf die Sphäroidbildung und den Zellzyklus wurden durch den durch Hunger induzierten Autophagie-Hemmer 3-Methyladenin (3-MA) ​​aufgehoben, was darauf hindeutet, dass diese Prozesse teilweise durch Autophagie reguliert werden.
Schlussfolgerung: Wir liefern die ersten Beweise dafür, dass GPC3 ein neuartiger CSC-Marker in HCC ist und dass er Selbsterneuerung, Zellzyklusfortschritt und Tumorbildung teilweise über die Induktion von Autophagie vermittelt. Wir schlagen außerdem vor, dass die Hemmung der Autophagie ein allgemeiner Ansatz für den Eingriff in die CSC-Funktionen der Leber sein könnte, unabhängig von der Expression von Zelloberflächenmarkern.