Рак молочной железы и опухолевые стволовые клетки. Обзор

Рак молочной железы и опухолевые стволовые клетки. Обзор

Автор: Смирнова И.А., Енилеева А.А., Матчук О.Н., Замулаева И.А.

Журнал: Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра) @radiation-and-risk

Рубрика: Научные статьи

Статья в выпуске: 4 т.25, 2016 года.

Бесплатный доступ

В последние годы продемонстрировано существование опухолевых стволовых клеток (ОСК) в злокачественных новообразованиях различной локализации и стабильных линиях опухолевых клеток человека и животных. Рак молочной железы был первой солидной опухолью, в которой установлено наличие ОСК. Точная идентификация ОСК молочной железы является сложной и до конца не решённой проблемой, что связано со значительной гетерогенностью и пластичностью этой фракции клеток. К настоящему времени накоплен значительный массив экспериментальных данных о биологической природе ОСК молочной железы. Эта фракция клеток характеризуется более высокой резистентностью к действию редкоионизирующего излучения и ряда химиопрепаратов по сравнению с остальными клетками опухоли. В данном обзоре проанализирована возможность применения полученных знаний о резистентности ОСК к противоопухолевым воздействиям, молекулярно-клеточных особенностях ОСК и их прогностическом значении в клинической практике для улучшения результатов лечения больных со злокачественными новообразованиями молочной железы. Клинические данные о связи ОСК молочной железы с формированием резистентности к противоопухолевым воздействиям, включая лучевую терапию, пока немногочисленны, но свидетельствуют о перспективности дальнейшей работы в этом направлении.

Еще

Рак молочной железы, внутриопухолевая гетерогенность, опухолевые стволовые клетки, противоопухолевая терапия, прогноз, радиорезистентность, ионизирующее излучение, химиорезистентность

Короткий адрес: https://sciup.org/170170269

IDR: 170170269   |   DOI: 10.21870/0131-3878-2016-25-4-31-47

Список литературы Рак молочной железы и опухолевые стволовые клетки. Обзор

  • Al-Hajj M., Wicha M.S., Benito-Hernandez A., Morrison S.J., Clarke M.F. Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. V. 100. P. 3983-3988.
  • Nguyen L.V., Vanner R., Dirks P., Eaves C.J. Cancer stem cells: an evolving concept//Nat. Rev. Cancer. 2012. V. 12, N 2. P. 133-143.
  • Wicha M.S. Cancer stem cells and metastasis: Lethal seeds//Clin. Cancer. Res. 2006. V. 12. P. 5606-5607.
  • Poleszczuk J., Hahnfeldt P., Enderling H. Evolution and phenotypic selection of cancer stem cells//PLoS. Comput. Biol. 2015. V. 11, N 3. e1004025.
  • Xie X., Teknos T.N., Pan Q. Are all cancer stem cells created equal?//Stem Cells Transl. Med. 2014. V. 3, N 10. P. 1111-1115.
  • Mannello F. Understanding breast cancer stem cell heterogeneity: time to move on to a new research paradigm//BMC Med. 2013. V. 11. P. 169.
  • Martinez-Climent J.A., Andreu E.J., Prosper F. Somatic stem cells and the origin of cancer//Clin. Transl. Oncol. 2006. V. 8. P. 647-663.
  • Mammary stem cells. Methods and protocols/Ed.: M. del Mar Vivanco. New York: Springer (Humana Press), 2015. 275 p.
  • Clarke M.F., Dick J.E., Dirks P.B., Eaves C.J., Jamieson C.H., Jones D.L., Visvader J., Weissman I.L., Wahl G.M. Cancer stem cells-perspectives on current status and future directions: AACR Workshop on cancer stem cells//Cancer Res. 2006. V. 66. P. 9339-9344.
  • Wang A., Chen L., Li C., Zhu Y. Heterogeneity in cancer stem cells//Cancer Lett. 2015. V. 357. P. 63-68.
  • Liu S., Cong Y., Wang D., Sun Y., Deng L., Liu Y., Martin-Trevino R., Shang L., McDermott S.P., Landis M.D., Hong S., Adams A., D'Angelo R., Ginestier C., Charafe-Jauffret E., Clouthier S.G., Birnbaum D., Wong S.T., Zhan M., Chang J.C., Wicha M.S. Breast cancer stem cells transition between epithelial and mesenchymal states reflective of their normal counterparts//Stem Cell Reports. 2013. V. 2. P. 78-91.
  • Iliopoulos D., Hirsch H.A., Wang G., Struhl K. Inducible formation of breast cancer stem cells and their dynamic equilibrium with non-stem cancer cells via IL6 secretion//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2011. V. 108. P. 1397-1402.
  • Yang G., Quan Y., Wang W., Fu Q., Wu J., Mei T., Li J., Tang Y., Luo C., Ouyang Q., Chen S., Wu L., Hei T.K., Wang Y. Dynamic equilibrium between cancer stem cells and non-stem cancer cells in human SW620 and MCF-7 cancer cell populations//Br. J. Cancer. 2012. V. 106. P. 1512-1519.
  • Klevebring D., Rosin G., Ma R., Lindberg J., Czene K., Kere J., Fredriksson I., Bergh J., Hartman J. Sequencing of breast cancer stem cell populations indicates a dynamic conversion between differentiation states in vivo//Breast Cancer Res. 2014. V. 16. R72.
  • Tang J., Li Y., Wang J., Wen Z., Lai M., Zhang H. Molecular mechanisms of microRNAs in regulating epithelial-mesenchymal transitions in human cancers//Cancer Lett. 2016. V. 371. P. 301-313.
  • Luo M., Brooks M., Wicha M.S. Epithelial-mesenchymal plasticity of breast cancer stem cells: implications for metastasis and therapeutic resistance//Curr. Pharm. Des. 2015. V. 21. P. 1301-1310.
  • Zhao J. Cancer stem cells and chemoresistance: The smartest survives the raid//Pharmacol. Ther. 2016. V. 160. P. 145-158.
  • Chuthapisith S., Eremin J., El-Sheemey M., Eremin O. Breast cancer chemoresistance: emerging importance of cancer stem cells//Surg. Oncol. 2010. V. 19. P. 27-32.
  • Матчук О.Н., Саенко А.С. Влияние редкоионизирующего излучения и химиопрепаратов на опухолевые стволовые клетки (SP) меланомы B16 и аденокарциномы молочной железы MCF-7//Радиация и риск. 2013. Т. 22, № 2. С. 67-76.
  • Williams K., Motiani K., Giridhar P.V., Kasper S. CD44 integrates signaling in normal stem cell, cancer stem cell and (pre)metastatic niches//Exp. Biol. Med. (Maywood). 2013. V. 238. P. 324-338.
  • Gerhard R., Ricardo S., Albergaria A., Gomes M., Silva A.R., Logullo Â.F., Cameselle-Teijeiro J.F., Paredes J., Schmitt F. Immunohistochemical features of claudin-low intrinsic subtype in metaplastic Breast carcinomas//Breast. 2012. V. 21. P. 354-360.
  • Honeth G., Bendahl P.O., Ringner M., Saal L.H., Gruvberger-Saal S.K., Lövgren K., Grabau D., Fernö M., Borg Å., Hegardt C. The CD44+/CD24-phenotype is enriched in basal-like breast tumors//Breast Cancer Res. 2008. V. 10. R53.
  • Creighton C.J., Li X., Landis M., Dixon J.M., Neumeister V.M., Sjolund A., Rimm D.L., Wong H., Rodriguez A., Herschkowitz J.I., Fan C., Zhang X., He X., Pavlick A., Gutierrez M.C., Renshaw L., Larionov A.A., Faratian D., Hilsenbeck S.G., Perou C.M., Lewis M.T., Rosen J.M., Chang J.C. Residual breast cancers after conventional therapy display mesenchymal as well as tumor-initiating features//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009. V. 106. P. 13820-13825.
  • Li X., Lewis M.T., Huang J., Gutierrez C., Osborne C.K., Wu M.-F., Hilsenbeck S.G., Pavlick A., Zhang X., Chamness G.C., Wong H., Rosen J., Chang J.C. Intrinsic resistance of tumorigenic breast cancer cells to chemotherapy//J. Natl. Cancer Inst. 2008. V. 100. P. 672-679.
  • Alamgeer M., Ganju V., Kumar B., Fox J., Hart S., White M., Harris M., Stuckey J., Prodanovic Z., Schneider-Kolsky M.E., Watkins D.N. Changes in aldehyde dehydrogenase-1 expression during neoadjuvant chemotherapy predict outcome in locally advanced breast cancer//Breast Cancer Res. 2014. V. 16, N 2. R44.
  • Kida K., Ishikawa T., Yamada A., Shimada K., Narui K., Sugae S., Shimizu D., Tanabe M., Sasaki T., Ichikawa Y., Endo I. Effect of ALDH1 on prognosis and chemoresistance by breast cancer subtype//Breast Cancer Res. Treat. 2016. V. 156, N 2. P. 261-269.
  • Neumeister V., Agarwal S., Bordeaux J., Camp R.L., Rimm D.L. In situ identification of putative cancer stem cells by multiplexing ALDH1, CD44, and cytokeratin identifies breast cancer patients with poor prognosis//Am. J. Pathol. 2010. V. 176. P. 2131-2138.
  • Horwitz K.B., Dye W.W., Harrell J.C., Kabos P., Sartorius C.A. Rare steroid receptor-negative basal-like tumorigenic cells in luminal subtype human breast cancer xenografts//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008. V. 105. P. 5774-5779.
  • Kabos P., Haughian J.M., Wang X., Dye W., Finlayson C., Elias A., Horwitz K.B., Sartorius C.A. Cytokeratin 5 positive cells represent a steroid receptor negative and therapy resistant subpopulation in luminal breast cancers//Breast Cancer Res. Treat. 2011. V. 128. P. 45-55.
  • Dubrovska A. Report on the International Workshop «Cancer stem cells: The mechanisms of radioresistance and biomarker discovery»//Int. J. Radiat. Biol. 2014. V. 90. P. 607-614.
  • Diehn M., Clarke M. Cancer stem cells and radiotherapy: new insights into tumor radioresistance//J. Natl. Cancer Inst. 2006. V. 98, N 24. P. 1755-1757.
  • Rycaj K., Tang D.G. Cancer stem cells and radioresistance//Int. J. Radiat. Biol. 2014. V. 90, N 8. P. 615-621.
  • Замулаева И.А., Матчук О.Н., Селиванова Е.И., Андреев В.Г., Липунов Н.М., Макаренко С.А., Жаворонков Л.П., Саенко А.С. Увеличение количества опухолевых стволовых клеток под воздействием редкоионизирующего излучения//Радиационная биология. Радиоэкология. 2014. Т. 54, № 3. С. 256-264.
  • Phillips T.M., McBride W.H., Pajonk F. The response of CD24(-/low)/CD44+ breast cancer-initiating cells to radiation//J. Natl. Cancer Inst. 2006. V. 98. P. 1777-1785.
  • Матчук О.Н., Замулаева И.А., Селиванова Е.И., Липунов Н.М., Пронюшкина К.А., Ульяненко С.Е., Лычагин А.А., Смирнова С.Г., Орлова Н.В., Саенко А.С. Чувствительность клеток SP линии меланомы В16 к действию редко-и плотноионизирующего излучений//Радиационная биология. Радиоэкология. 2012. Т. 52, № 3. С. 261-267.
  • Zhang X., Lin S.H., Fang B., Gillin M., Mohan R., Chang J.Y. Therapy-resistant cancer stem cells have differing sensitivity to photon versus proton beam radiation//J. Thorac. Oncol. 2013. V. 8, N 12. P. 1484-1491.
  • Williams K.E., Bundred N.J., Landberg G., Clarke R.B., Farnie G. Focal adhesion kinase and Wnt signaling regulate human ductal carcinoma in situ stem cell activity and response to radiotherapy//Stem Cells. 2015. V. 33, N 2. P. 327-341.
  • Lagadec C., Vlashi E., Delia Donna L., Meng Y., Dekmezian C., Kim K., Pajonk F. Survival and self-renewing capacity of breast cancer initiating cells during fractionated radiation treatment//Breast Cancer Res. 2010. V. 12. R13.
  • Qiu Y., Pu T., Guo P., Wei B., Zhang Z., Zhang H., Zhong X., Zheng H., Chen L., Bu H., Ye F. ALDH(+)/CD44(+) cells in breast cancer are associated with worse prognosis and poor clinical outcome//Exp. Mol. Pathol. 2016. V. 100. P. 145-150.
  • Матчук О.Н., Замулаева И.А., Ковалев О.А., Саенко А.С. Механизмы радиорезистентности клеток SP культуры мышиной меланомы В16//Цитология. 2013. Т. 55, № 8. С. 553-559.
  • Yun Z., Lin Q. Hypoxia and regulation of cancer cell stemness//Adv. Exp. Med. Biol. 2014. V. 772. P. 41-53.
  • Reuben J.M., Lee B.N., Gao H., Cohen E.N., Mego M., Giordano A., Wang X., Lodhi A., Krishnamurthy S., Hortobagyi G.N., Cristofanilli M., Lucci A., Woodward W.A. Primary breast cancer patients with high risk clinicopathologic features have high percentages of bone marrow epithelial cells with ALDH activity and CD44CD241o cancer stem cell phenotype//Eur. J. Cancer. 2011. V. 47. P. 1527-1536.
  • Visus C., Wang Y., Lozano-Leon A., Ferris R.L., Silver S., Szczepanski M.J., Brand R.E., Ferrone C.R., Whiteside T.L., Ferrone S., DeLeo A.B., Wang X. Targeting ALDHbright human carcinoma-initiating cells with ALDHlAl-specific CD8+ T Cells//Clin. Cancer Res. 2011. V. 17. P. 6174-6184.
  • Karthik G.M., Ma R., Lövrot J., Kis L.L., Lindh C., Blomquist L., Fredriksson I., Bergh J., Hartman J. mTOR inhibitors counteract tamoxifen-induced activation of breast cancer stem cells//Cancer Lett. 2015. V. 367, N 1. P. 76-87.
  • Liu Y., Zhang X., Liu J., Hou G., Zhang S., Zhang J. Everolimus in combination with letrozole inhibit human breast cancer MCF-7/Aro stem cells via PI3K/mTOR pathway: an experimental study//Tumour Biol. 2014. V. 35, N 2. P. 1275-1286.
  • Lai Y., Yu X., Lin X., He S. Inhibition of mTOR sensitizes breast cancer stem cells to radiation-induced repression of self-renewal through the regulation of MnSOD and Akt//Int. J. Mol. Med. 2016. V. 37, N 2. P. 369-377.
  • Korkaya H., Paulson A., Charafe-Jauffret E., Ginestier C., Brown M., Dutcher J.e, Clouthier S.G., Wicha M.S. Regulation of mammary stem/progenitor cells by PTEN/Akt/beta-catenin signaling//PLoS Biol. 2009. V. 7. el000121.
  • Piggott L., Omidvar N., Marti-Perez S., Eberl M., Clarkson R. Suppression of apoptosis inhibitor c-FLIP selectively eliminates breast cancer stem cell activity in response to the anticancer agent, TRAIL//Breast Cancer Res. 2011. V. 13. R88.
  • Lang J.Y., Hsu J.L., Meric-Bernstam F., Chang C.-J., Wang Q., Bao Y., Yamaguchi H., Xie X., Woodward W.A., Yu D., Hortobagyi D.N., Hung M.-C. BikDD eliminates breast cancer initialing cells and synergizes with lapatinib for breast cancer treatment//Cancer Cell. 2011. V. 20. P. 341-356.
  • Malhi S., Gu X. Nanocarrier-mediated drugs targeting cancer stem cells: an emerging delivery approach//Expert Opin. Drug. Deliv. 2015. V. 12, N 7. P. 1177-1201.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp