Ο ρόλος του ορφανού πυρηνικού υποδοχέα NR5A2 στις νεοπλασίες του νευρικού συστήματος

Abstract

Malignancies of the nervous system are characterised by rapid progression and low survival rates. These clinical observations underline the need to explore new pharmacological targets and therapeutic approaches. Towards this goal and in the present work we identified the orphan nuclear receptor NR5A2/LRH1 as a negative regulator of tumor cell proliferation and a promising pharmacological target for nervous system-related tumors. In particular, bioinformatics analysis of gene expression data from patient tumors available in databases such as Oncomine and TCGA (The Cancer Genome Atlas) show that high levels of NR5A2 expression are associated with a favorable prognosis in patients with glioblastoma and neuroblastoma tumors. We then showed with a series of overexpression experiments that NR5A2 is sufficient to strongly suppress proliferation of both human and mouse glioblastoma and neuroblastoma cells without inducing apoptosis. In addition, suppression of NR5A2 expression, using specific shRNA vectors, promotes glioblastoma cell proliferation and cell cycle. Also, the anti-proliferative activity of NR5A2 is mediated by the transcriptional induction of the negative regulators of the cell cycle, CDKN1A (encoding p21cip1), CDKN1B (encoding p27kip1) and Prox1. In the context of pharmacological targeting of this molecule, we showed that two established agonists of NR5A2, dihydroylphosphatidylcholine (DLPC) and dinucleotidylphosphatidylcholine (DUPC), are able to mimic the anti-proliferative activity of NR5A2 in human glioblastoma cells through induction of the same critical genes. Our most important observation, however, is that one of these agonists, DLPC, is both able to cross the blood-brain barrier and suppress glioblastoma tumor growth in vivo in heterotopic and orthotopic mouse xenograft models. These data suggest a tumor suppressive role of NR5A2 in the nervous system and make this nuclear receptor a potential pharmacological target for the treatment of neural tissue-associated tumors.

Οι κακοήθειες του νευρικού συστήματος χαρακτηρίζονται από ταχεία εξέλιξη και χαμηλά ποσοστά επιβίωσης. Αυτές οι κλινικές παρατηρήσεις υπογραμμίζουν την ανάγκη για εξέρευση νέων φαρμακολογικών στόχων και θεραπευτικών προσεγγίσεων. Προς αυτό το στόχο και στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας προσδιορίσαμε τον ορφανό πυρηνικό υποδοχέα NR5A2/LRH1 ως αρνητικό ρυθμιστή του πολλαπλασιασμού των καρκινικών κυττάρων και ως ένα πολλά υποσχόμενο φαρμακολογικό στόχο για τους όγκους που σχετίζονται με το νευρικό σύστημα. Ειδικότερα, βιοπληροφορική ανάλυση δεδομένων γονιδιακής έκφρασης από όγκους ασθενών διαθέσιμων σε βάσεις δεδομένων, όπως οι Oncomine και TCGA (The Cancer Genome Atlas), δείχνουν ότι τα υψηλά επίπεδα έκφρασης του NR5A2 σχετίζονται με ευνοϊκή πρόγνωση σε ασθενείς με όγκους γλοιοβλαστώματος και νευροβλαστώματος. Στη συνέχεια, με μία σειρα πειραμάτων υπερέκφρασης δείξαμε ότι το NR5A2 είναι επαρκές για να καταστείλει έντονα τον πολλαπλασιασμό τόσο των ανθρώπινων όσο και των ποντικίσιων κυττάρων γλοιοβλαστώματος και νευροβλαστώματος χωρίς να επάγει την απόπτωση τους. Επιπλέον, η καταστολή της έκφρασης του NR5A2, με τη χρήση ειδικών shRNA φορέων, προάγει τον πολλαπλασιασμό και τον κυτταρικό κύκλο των κυττάρων γλοιοβλαστώματος. Επίσης, η αντι-πολλαπλασιαστική δράση του NR5A2 διαμεσολαβείται από τη μεταγραφική επαγωγή των αρνητικών ρυθμιστών του κυτταρικού κύκλου, CDKN1A (που κωδικοποιεί την p21cip1), CDKN1B (που κωδικοποιεί την p27kip1) και Prox1. Στο πλαίσιο της φαρμακολογικής στόχευσης αυτού του μορίου δείξαμε ότι δύο καθιερωμένοι αγωνιστές του NR5A2, η διλουροϋλοφωσφατιδυλοχολίνη (DLPC) και η διουνδεκανοϋλοφωσφατιδυλοχολίνη (DUPC), είναι σε θέση να μιμηθούν την αντι-πολλαπλασιαστική δράση του NR5A2 σε ανθρώπινα κύτταρα γλοιοβλαστώματος μέσω της επαγωγής των ίδιων κρίσιμων γονιδίων. Η πιο σημαντική μας παρατήρηση όμως είναι ότι ένας από αυτούς τους αγωνιστές, ο DLPC, είναι αφενός ικανός να περάσει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και αφετέρου να καταστείλει την ανάπτυξη των όγκων του γλοιοβλαστώματος in vivo σε ετεροτοπικά και ορθοτοπικά μοντέλα ξενομοσχεύματος ποντικών. Τα δεδομένα αυτά υποδεικνύουν έναν ογκοκατασταλτικό ρόλο του NR5A2 στο νευρικό σύστημα και καθιστούν αυτόν τον πυρηνικό υποδοχέα δυνητικό φαρμακολογικό στόχο για τη θεραπεία όγκων που σχετίζονται με τον νευρικό ιστό.