Solute carrier 40A1 (SLC40A1) encodes ferroportin, which is the only known transmembrane protein that exports elemental iron from mammalian cells and is essential for iron homeostasis. Mutations in SLC40A1 are associated with iron-overload disorders. In addition to ferroportin diseases, SLC40A1 expression is downregulated in various cancer types. Despite the clinical significance of the SLC40A1 transporter, only a few studies have investigated genetic variants in SLC40A1. The present study was performed to identify genetic variations in the SLC40A1 promoter and functionally characterize each variant using in vitro assays. We investigated four haplotypes and five variants in the SLC40A1 promoter. We observed that haplotype 3 (H3) had significantly lower promoter activity than H1, whereas the activity of H4 was significantly higher than that of H1. Luciferase activity of H2 was comparable to that of H1. In addition, four variants of SLC40A1, c.-1355G>C, c.-662C>T, c.-98G>C, and c.-8C>G, showed significantly increased luciferase activity compared to the wild type (WT), whereas c.-750G>A showed significantly decreased luciferase activity compared to the WT. Three transcription factors, cAMP response element-binding protein-1 (CREB-1), chicken ovalbumin upstream promoter transcription factor 1, and hepatic leukemia factor (HLF), were predicted to bind to the promoter regions of SLC40A1 near c.-662C>T, c.-98G>C, and c.-8C>G, respectively. Among these, CREB1 and HLF bound more strongly to the variant sequences than to the WT and functioned as activators of SLC40A1 transcription. Collectively, our findings indicate that the two SLC40A1 promoter haplotypes affect SLC40A1 transcription, which is regulated by CREB-1 and HLF.
Byeong Jun Chae;Kyung-Seo Lee;Inhwa Hwang;Je-Wook Yu
IMMUNE NETWORK
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제23권3호
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pp.23.1-23.17
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2023
Inflammation is a series of host defense processes in response to microbial infection and tissue injury. Inflammatory processes frequently cause extracellular acidification in the inflamed region through increased glycolysis and lactate secretion. Therefore, the immune cells infiltrating the inflamed region encounter an acidic microenvironment. Extracellular acidosis can modulate the innate immune response of macrophages; however, its role for inflammasome signaling still remains elusive. In the present study, we demonstrated that macrophages exposed to an acidic microenvironment exhibited enhanced caspase-1 processing and IL-1β secretion compared with those under physiological pH. Moreover, exposure to an acidic pH increased the ability of macrophages to assemble the NLR family pyrin domain containing 3 (NLRP3) inflammasome in response to an NLRP3 agonist. This acidosis-mediated augmentation of NLRP3 inflammasome activation occurred in bone marrow-derived macrophages but not in bone marrow-derived neutrophils. Notably, exposure to an acidic environment caused a reduction in the intracellular pH of macrophages but not neutrophils. Concordantly, macrophages, but not neutrophils, exhibited NLRP3 agonist-mediated translocation of chloride intracellular channel protein 1 (CLIC1) into their plasma membranes under an acidic microenvironment. Collectively, our results demonstrate that extracellular acidosis during inflammation can increase the sensitivity of NLRP3 inflammasome formation and activation in a CLIC1-dependent manner. Thus, CLIC1 may be a potential therapeutic target for NLRP3 inflammasome-mediated pathological conditions.
Stress and its related hormones epinephrine (E) and norepinephrine (NE) play a crucial role in tumor progression. Macrophages in the tumor microenvironment (TME) polarized to M2 is also a vital pathway for tumor deterioration. Here, we explore the underlying role of macrophages in the effect of stress and E promoting breast cancer growth. It was found that the weight and volume of tumor in tumor bearing mice were increased, and dramatically accompanied with the rising E level after chronic stress using social isolation. What is most noteworthy, the number of M2 macrophages inside tumor was up-regulated with it. The effects of E treatment appear to be directly related to the change of M2 phenotype is reproduced in vitro. Moreover, E receptor $ADR{\beta}2$ involved in E promoting M2 polarization was comprehended simultaneously. Our results imply psychological stress is influential on specific immune system, more essential for the comprehensive treatment against tumors. [BMB Reports 2015; 48(5): 295-300]
The tumor microenvironment, particularly sufficient nutrition and oxygen supply, is important for tumor cell survival. Nutrition deprivation causes cancer cell death. Since apoptosis is a major mechanism of neuronal loss, we explored neuronal apoptosis in various microenvironment conditions employing neuroblastoma (NB) cells. To investigate the effects of tumor malignancy and differentiation on apoptosis, the cells were exposed to poor microenvironments characterized as serum-free, low-glucose, and hypoxia. Incubation of the cells in serum-free and low-glucose environments significantly increased apoptosis in less malignant and more differentiated N-type IMR32 cells, whereas more malignant and less differentiated I-type BE(2)C cells were not affected by those treatments. In contrast, hypoxia (1 % $O_2$) did not affect apoptosis despite cell malignancy. It is suggested that DLK1 constitutes an important stem cell pathway for regulating self-renewal, clonogenicity, and tumorigenicity. This raises questions about the role of DLK1 in the cellular resistance of cancer cells under poor microenvironments, which cancer cells normally encounter. In the present study, DLK1 overexpression resulted in marked protection from apoptosis induced by nutrient deprivation. This in vitro model demonstrated that increasing severity of nutrition deprivation and knock-down of DLK1 caused greater apoptotic death, which could be a useful strategy for targeted therapies in fighting NB as well as for evaluating how nutrient deprived cells respond to therapeutic manipulation.
Jung, Yieun;Ahn, So-Hee;Park, Sang Hui;Choi, Youn-Hee
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제21권5호
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pp.509-518
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2017
Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common primary intracranial tumor in adults and has poor prognosis. The GBM-specific tumor microenvironment (TME) plays a crucial role in tumor progression, immune escape, local invasion, and metastasis of GBM. Here, we demonstrate that hypoxia, reactive oxygen species (ROS), and differential concentration of glucose influence the expression of cytokines and chemokines, such as IL-6, IL-8, and IP-10, in human glial cell lines. Treatment with cobalt chloride ($CoCl_2$) and hydrogen peroxide ($H_2O_2$) significantly increased the expression levels of IL-6, IL-8, and IP-10 in a dose-dependent manner in CRT-MG and U251-MG astroglioma cells, but not in microglia cells. However, we found strikingly different patterns of expression of cytokines and chemokines between $H_2O_2$-treated CRT-MG cells cultured in low- and high-glucose medium. These results suggest that astroglioma and microglia cells exhibit distinct patterns of cytokine and chemokine expression in response to $CoCl_2$ and $H_2O_2$ treatment, and different concentrations of glucose influence this expression under either hypoxic or oxidant-enriched conditions.
Emerging evidence has suggested that glycolysis is enhanced in cancer-associated fibroblasts (CAF), and miR-186 is downregulated during the CAF formation. However, it is not clear whether miR-186 is involved in the regulation of glycolysis and what the role of miR-186 plays during the CAF formation. In this study, quantitative PCR analysises show miR-186 is downregulated during the CAF formation. Moreover, miR-186 targets the 3' UTR of Glut1, and its overexpression results in the degradation of Glut1 mRNA, which eventually reduces the level of Glut1 protein. On the other hand, knockdown of miR-186 increased the expression of Glut1. Both time course and dose response experiments also demonstrated that the protein and mRNA levels of Glut1 increase during CAF formation, according to Western blot and quantitative PCR analyses, respectively. Most importantly, besides the regulation on cell cycle progression, miR-186 regulates glucose uptake and lactate production which is mediated by Glut1. These observations suggest that miR-186 plays important roles in glycolysis regulation as well as cell cycle checkpoint activation.
Cancer metabolism as a field of research was founded almost 100 years ago by Otto Warburg, who described the propensity for cancers to convert glucose to lactate despite the presence of oxygen, which in yeast diminishes glycolytic metabolism known as the Pasteur effect. In the past 20 years, the resurgence of interest in cancer metabolism provided significant insights into processes involved in maintenance metabolism of non-proliferating cells and proliferative metabolism, which is regulated by proto-oncogenes and tumor suppressors in normal proliferating cells. In cancer cells, depending on the driving oncogenic event, metabolism is re-wired for nutrient import, redox homeostasis, protein quality control, and biosynthesis to support cell growth and division. In general, resting cells rely on oxidative metabolism, while proliferating cells rewire metabolism toward glycolysis, which favors many biosynthetic pathways for proliferation. Oncogenes such as MYC, BRAF, KRAS, and PI3K have been documented to rewire metabolism in favor of proliferation. These cell intrinsic mechanisms, however, are insufficient to drive tumorigenesis because immune surveillance continuously seeks to destroy neo-antigenic tumor cells. In this regard, evasion of cancer cells from immunity involves checkpoints that blunt cytotoxic T cells, which are also attenuated by the metabolic tumor microenvironment, which is rich in immuno-modulating metabolites such as lactate, 2-hydroxyglutarate, kynurenine, and the proton (low pH). As such, a full understanding of tumor metabolism requires an appreciation of the convergence of cancer cell intrinsic metabolism and that of the tumor microenvironment including stromal and immune cells.
Epidermal growth factor receptor (EGFR) is considered to be one of the key driver genes in non-small cell lung cancer (NSCLC). Several clinical trials have shown great promise of EGFR tyrosine kinase inhibitors (TKIs) in the first-line treatment of NSCLC. Many advances have been made in the understanding of EGFR signal transduction network and the interaction between EGFR and tumor microenvironment in mediating cancer survival and development. The concomitant targeted therapy and radiation is a new strategy in the treatment of NSCLC. A number of preclinical studies have demonstrated synergistic anti-tumor activity in the combination of EGFR inhibitors and radiotherapy in vitro and in vivo. In the present review, we discuss the rationale of the combination of EGFR inhibitors and radiotherapy in the treatment of NSCLC.
Kang, Changhee;Jeong, Seong-Yun;Song, Si Yeol;Choi, Eun Kyung
Radiation Oncology Journal
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제38권1호
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pp.1-10
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2020
Radiotherapy (RT) has been used for decades as one of the main treatment modalities for cancer patients. The therapeutic effect of RT has been primarily ascribed to DNA damage leading to tumor cell death. Besides direct tumoricidal effect, RT affects antitumor responses through immune-mediated mechanism, which provides a rationale for combining RT and immunotherapy for cancer treatment. Thus far, for the combined treatment with RT, numerous studies have focused on the immune checkpoint inhibitors and have shown promising results. However, treatment resistance is still common, and one of the main resistance mechanisms is thought to be due to the immunosuppressive tumor microenvironment where myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) play a crucial role. MDSCs are immature myeloid cells with a strong immunosuppressive activity. MDSC frequency is correlated with tumor progression, recurrence, negative clinical outcome, and reduced efficacy of immunotherapy. Therefore, increasing efforts to target MDSCs have been made to overcome the resistance in cancer treatments. In this review, we focus on the role of MDSCs in RT and highlight growing evidence for targeting MDSCs in combination with RT to improve cancer treatment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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