Звенья фибринолитической системы у мышей с нокаутом по гену урокиназы на фоне роста меланомы В16/F10

Цель исследования. Изучение влияния нокаута по гену урокиназы у мышей обоего пола с перевитой меланомой В16/F10 на функционирование звеньев фибринолитической системы.

Материалы и методы. Были использованы мыши обоего пола: основная группа генмодифицированная линия C57BL/6-Plautm1.1Bug – ThisPlauGFDhu/GFDhu (uPA-/-); группа контроля – линия С57Bl/6 (uPA+/+). Животным по стандартной методике перевивали меланому В16/F10 и через 3 недели роста в 10% гомогенатах опухоли и ее перифокальной зоне ИФА методом определяли уровень: плазминогена (ПГ), плазмина (РАР), рецептора урокиназы uPAR, содержание (АГ) и активность (акт) uPA, t-PA и PAI-I (Cussabio, Китай).

Результаты. У интактных животных uPA-/- в коже оказалась существенно подавлена, по сравнению с uPA+/+ активность и содержание урокиназы (в 100–860 раз), однако у самок не изменился уровень uPAR, тогда как у самцов снизился в 1,9 раза. Уровень плазмина у uPA-/- мышей был выше в 2,1–4,2 раза, по сравнению с uPA+/+ животными. Рост меланомы В16/F10 у uPA-/- мышей был замедлен, тормозилось метастазирование, однако не увеличивалась продолжительность жизни. Динамика изменений компонентов фибринолитической системы при росте меланомы у uPA-/- мышей отличалась от uPA+/+: в образцах опухоли снижался уровень РАР более чем в 2 раза, не повышался уровень и активность uPA, практически не реагировала PAI, однако, как и у uPA+/+ возрастала активность t-PA в 3,8–8,2 раза.

Заключение. Несмотря на подавление роста первичного узла опухоли и процессов метастазирования у мышей uPA-/-, средняя продолжительность жизни не увеличивалась, что свидетельствует о сложных механизмах опухолевой болезни и наличии альтернативных биологических путей, позволяющих меланоме прогрессировать в условиях нокаута гена урокиназы.

1. Ismail AA, Shaker BT, Bajou K. The Plasminogen-Activator Plasmin System in Physiological and Pathophysiological Angiogenesis. Int J Mol Sci. 2021 Dec 29;23(1):337. https://doi.org/10.3390/ijms23010337

2. Brungs D, Chen J, Aghmesheh M, Vine KL, Becker TM, Carolan MG, et al. The urokinase plasminogen activation system in gastroesophageal cancer: A systematic review and meta-analysis. Oncotarget. 2017 Apr 4;8(14):23099–23109. https://doi.org/10.18632/oncotarget.15485

3. Wyganowska-Świątkowska M, Tarnowski M, Murtagh D, Skrzypczak-Jankun E, Jankun J. Proteolysis is the most fundamental property of malignancy and its inhibition may be used therapeutically (Review). Int J Mol Med. 2019 Jan;43(1):15–25. https://doi.org/10.3892/ijmm.2018.3983

4. Shantha Kumara H, Poppy A, Gamage DN, Mitra N, Yan X, Hedjar Y, et al. Compared to preoperative plasma levels post-operative urokinase-type plasminogen activator-1 levels are persistently elevated for 6 weeks after minimally invasive colorectal resection. J Gastrointest Oncol. 2023 Feb 28;14(1):187–197. https://doi.org/10.21037/jgo-22-113

5. Ogino R, Yokooji T, Hayashida M, Suda S, Yamakawa S, Hayashida K. Emerging Anti-Inflammatory Pharmacotherapy and Cell-Based Therapy for Lymphedema. Int J Mol Sci. 2022 Jul 9;23(14):7614. https://doi.org/10.3390/ijms23147614

6. Elmoselhi AB. Advantages of Understanding the Molecular Mechanisms of Angiogenesis in Various Physiological and Pathological Conditions. Int J Mol Sci. 2023 Mar 12;24(6):5412. https://doi.org/10.3390/ijms24065412

7. Кит О. И., Франциянц Е. М., Котиева М. М., Каплиева И. В., Трепитаки Л. К., Бандовкина В. А. и др. Динамика тканевой системы регуляторов плазминогена при меланоме кожи на фоне хронической боли у самок мышей. Трансляционная медицина. 2018;5(2):38–46. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2018-5-2-38-46, EDN: XRHEOL

8. Кит О. И., Франциянц Е. М., Козлова Л. С., Каплиева И. В., Бандовкина В. А., Погорелова Ю. А. и др. Урокиназа и ее рецептор в меланоме кожи, воспроизведенной на фоне хронической нейрогенной боли, у мышей обоего пола в сравнительном аспекте. Вопросы онкологии. 2020;66(4):445–450. https://doi.org/10.37469/0507-3758-2020-66-4-445-450, EDN: HMDEUV

9. Франциянц Е. М., Бандовкина В. А., Погорелова Ю. А., Ткаля Л. Д., Черярина Н. Д. Активность компонентов системы активации плазминогена и некоторых факторов неоангиогенеза в динамике развития перевиваемой меланомы В16/F10. Современные проблемы науки и образования. 2015;(5):617. EDN: YTIGLR

10. Кит О. И., Франциянц Е. М., Козлова Л. С., Каплиева И. В., Бандовкина В. А., Погорелова Ю. А. и др. Урокиназа и ее рецептор в меланоме кожи, воспроизведенной на фоне хронической нейрогенной боли, у мышей обоего пола в сравнительном аспекте Вопросы онкологии. 2020; 66(4):445–450. https://doi.org/10.37469/0507-3758-2020-66-4-445-450

11. Frese KK, Tuveson DA. Maximizing mouse cancer models. Nat Rev Cancer. 2007 Sep;7(9):645–658. https://doi.org/10.1038/nrc2192

12. Lampreht Tratar U, Horvat S, Cemazar M. Transgenic Mouse Models in Cancer Research. Front Oncol. 2018;8:268. https://doi.org/10.3389/fonc.2018.00268

13. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Научный центр экспертизы средств медицинского применения Минздравсоцразвития России. Том Часть 1. Москва: Гриф и К, 2012, 944 с. EDN SDEWMP

14. Dingemans KP, van Spronsen R, Thunnissen E. B16 melanoma metastases in mouse liver and lung. I. Localization. Invasion Metastasis. 1985;5(1):50–60.

15. Франциянц Е. М., Каплиева И. В., Сурикова Е. И., Нескубина И. В., Бандовкина В. А., Трепитаки Л. К. и др. Влияние нокаута по гену урокиназы на рост меланомы в эксперименте. Сибирский научный медицинский журнал. 2019;39(4):62–70. https://doi.org/10.15372/SSMJ20190408, EDN: PLXEYI

16. Leth JM, Ploug M. Targeting the Urokinase-Type Plasminogen Activator Receptor (uPAR) in Human Diseases With a View to Non-invasive Imaging and Therapeutic Intervention. Front Cell Dev Biol. 2021;9:732015. https://doi.org/10.3389/fcell.2021.732015

17. Mahmood N, Mihalcioiu C, Rabbani SA. Multifaceted Role of the Urokinase-Type Plasminogen Activator (uPA) and Its Receptor (uPAR): Diagnostic, Prognostic, and Therapeutic Applications. Front Oncol. 2018;8:24. https://doi.org/10.3389/fonc.2018.00024

18. Ding Y, Niu W, Zheng X, Zhou C, Wang G, Feng Y, et al. Plasminogen activator, urokinase enhances the migration, invasion, and proliferation of colorectal cancer cells by activating the Src/ERK pathway. J Gastrointest Oncol. 2022 Dec;13(6):3100–3111. https://doi.org/10.21037/jgo-22-1215

19. Zhai BT, Tian H, Sun J, Zou JB, Zhang XF, Cheng JX, et al. Urokinase-type plasminogen activator receptor (uPAR) as a therapeutic target in cancer. J Transl Med. 2022 Mar 18;20(1):135. https://doi.org/10.1186/s12967-022-03329-3

20. Lv T, Zhao Y, Jiang X, Yuan H, Wang H, Cui X, et al. uPAR: An Essential Factor for Tumor Development. J Cancer. 2021;12(23):7026–7040. https://doi.org/10.7150/jca.62281

21. Ragone C, Minopoli M, Ingangi V, Botti G, Fratangelo F, Pessi A, et al. Targeting the cross-talk between Urokinase receptor and Formyl peptide receptor type 1 to prevent invasion and trans-endothelial migration of melanoma cells. J Exp Clin Cancer Res. 2017 Dec 8;36(1):180. https://doi.org/10.1186/s13046-017-0650-x

22. Chen JS, Chang LC, Wu CZ, Tseng TL, Lin JA, Lin YF, et al. Significance of the urokinase-type plasminogen activator and its receptor in the progression of focal segmental glomerulosclerosis in clinical and mouse models. J Biomed Sci. 2016 Feb 4;23:24. https://doi.org/10.1186/s12929-016-0242-7

23. Ahn SB, Mohamedali A, Pascovici D, Adhikari S, Sharma S, Nice EC, et al. Proteomics Reveals Cell-Surface Urokinase Plasminogen Activator Receptor Expression Impacts Most Hallmarks of Cancer. Proteomics. 2019 Nov;19(21–22):e1900026. https://doi.org/10.1002/pmic.201900026

24. Huber MC, Mall R, Braselmann H, Feuchtinger A, Molatore S, Lindner K, et al. uPAR enhances malignant potential of triple-negative breast cancer by directly interacting with uPA and IGF1R. BMC Cancer. 2016 Aug 8;16:615. https://doi.org/10.1186/s12885-016-2663-9

25. Gogineni VR, Nalla AK, Gupta R, Dinh DH, Klopfenstein JD, Rao JS. Chk2-mediated G2/M cell cycle arrest maintains radiation resistance in malignant meningioma cells. Cancer Lett. 2011 Dec 26;313(1):64–75. https://doi.org/10.1016/j.canlet.2011.08.022

26. Hosen SMZ, Uddin MN, Xu Z, Buckley BJ, Perera C, Pang TCY, et al. Metastatic phenotype and immunosuppressive tumour microenvironment in pancreatic ductal adenocarcinoma: Key role of the urokinase plasminogen activator (PLAU). Front Immunol. 2022;13:1060957. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.1060957

27. Laurenzana A, Chillà A, Luciani C, Peppicelli S, Biagioni A, Bianchini F, et al. uPA/uPAR system activation drives a glycolytic phenotype in melanoma cells. Int J Cancer. 2017 Sep 15;141(6):1190–1200. https://doi.org/10.1002/ijc.30817

28. Кит О. И., Франциянц Е. М., Каплиева И. В., Сурикова Е. И., Нескубина И. В., Бандовкина В. А. и др. Динамика факторов ангиогенеза у мышей линии C57BL/6-PLAUTMI. IBUG-THIS PLAU6FDHU/GFDHU при меланоме, развивающейся на фоне хронической нейрогенной боли. Вопросы онкологии. 2020;66(4):439–444. https://doi.org/10.37469/0507-3758-2020-66-4-439-444, EDN: RIXXPH