Anàlisi de l'expressió i dels mecanismes d'acció del receptor d'estrògens beta en el càncer de pròstata

Abstract

Els estrògens poden regular la progressió del cicle cel·lular, tot i que la contribució concreta i els mecanismes d'acció del receptor d'estrògens beta (ER?) no s'ha descobert encara. En aquest treball s'ha analitzat els nivells d'ER?1 i d'ER?2 a través del cicle cel·lular, com també els mecanismes d'acció i les conseqüències de la sobrexpressió d'ER?1 en la línia cel·lular humana de càncer de pròstata LNCaP. Els resultats d'aquest treball mostren que el mRNA i la proteïna d'ER?1 augmenten des de la fase G1 a S del cicle cel·lular i disminueixen abans d'arribar a la fase G2/M, mentre que els nivells d'ER?2 disminueixen durant la fase S i augmenten de nou en G2/M. La proteïna d'ER?1 es va detectar tant en la fracció nuclear com en la no nuclear de totes les fases del cicle, i ER?2 únicament en la fracció nuclear. Respecte el mecanisme d'acció, la proteïna endògena d'ER?1 fou capaç d'activar la transcripció sobre les seqüències ERE únicament en la fase S del cicle cel·lular d'una manera lligand dependent. No es van detectar canvis en la transactivació d'AP1 i NF-kB després del tractament amb estradiol o l'inhibidor del receptor d'estrògens ICI 182,780. La sobrexpressió de la proteïna ER?1 nativa o amb dues mutacions en el domini d'unió al DNA provocaven un bloqueig en la fase G1a del cicle cel·lular. Aquest bloqueig va anar acompanyat per la interacció d'ER?1 sobrexpressat amb la proteïna cinasa c-Jun N-terminal (JNK1) i una disminució en la expressió del gen ciclina D1. El tractament de les cèl·lules amb ICI eliminava la interacció entre ER?1 i JNK1, un augment de la expressió de la ciclina D1 i una entrada en la fase G1b del cicle cel·lular, on continuaven estant bloquejades. En conclusió, els nostres resultats demostren que, en les cèl·lules LNCaP de càncer de pròstata, la expressió de totes dues isoformes del receptor està regulada diferencialment durant la progressió del cicle per un mecanisme ERE-dependent i ERE-independent. El bloqueig induït per la sobrexpressió de la proteïna reforça la idea que ER? es comportaria com un gen supressor de tumors.

It is well known that estrogens regulate cell cycle progression, but the specific contributions and mechanisms of action of the estrogen receptor beta (ER?) remain elusive. In this work has been analyzed the levels of ER?1 and ER?2 throughout the cell cycle, as well as the mechanisms of action and the consequences of the over-expression of ER?1 in the human prostate cancer LNCaP cell line. Results of this work shows that ER?1 mRNA and protein expression increased from the G1 to the S phase and decreased before entering the G2/M phase, whereas ER?2 levels decreased during the S phase and increased again in the G2/M phase. ER?1 protein was detected in both the nuclear and non-nuclear fractions, and ER?2 was found in only the nuclear fractions. Regarding the mechanisms of action, endogenous ER? was able to activate transcription via ERE during the S phase in a ligand-dependent manner, whereas no changes in AP1 and NFkB transactivation were observed after exposure to estradiol or the specific inhibitor ICI 182,780. Over-expression of either wild type ER?1 or ER?1 mutated in the DNA-binding domain caused an arrest in early G1. This arrest was accompanied by the interaction of over-expressed ER?1 with c-Jun N-terminal protein Kinase 1 (JNK1) and the decrease in cyclin D1 expression. The administration of ICI abolishes the JNK1-ER?1 interaction, increases c-jun phosphorylation and cyclin D1 expression and allowed the cells to progress to late G1, where they became arrested. In conclusion, our results demonstrate that, in LNCaP prostate cancer cells, the expression of both ER? isoforms is differentially regulated during the cell cycle and that ER? regulates cell cycle by ERE-dependent mechanisms during the S-phase and ERE-independent signaling pathways during the G1-phase. Moreover, the G1-cell cycle arrest caused by ER?1 over-expression reinforces the idea that ER? behaves as a tumor suppressor gene.