METHOD FOR MONITORING METASTASIS OF CANCER CELLS USING CELLS CULTURED IN THREE-DIMENSIONAL COLLAGEN ENVIRONMENT

• Main Authors: KIM, SUNGHOON, LEE, JUNG WEON, LEE, MI-SOOK
• Format: Patent
• Language: English; French; Korean
• Published: 20.11.2014
• Subjects: APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; BEER; BIOCHEMISTRY; CHEMISTRY; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; COMPOSITIONS THEREOF; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL ORENZYMOLOGICAL PROCESSES; CULTURE MEDIA; ENZYMOLOGY; INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIRCHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES; MEASURING; MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEICACIDS OR MICROORGANISMS; METALLURGY; MICROBIOLOGY; MICROORGANISMS OR ENZYMES; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; PHYSICS; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; PROPAGATING, PRESERVING OR MAINTAINING MICROORGANISMS; SPIRITS; TESTING; VINEGAR; WINE

The present invention relates to a method for monitoring migration, invasion, and metastasis of cancer cells by observing the shape of cancer cells cultured in a three-dimensional environment and measuring the activity, expression, and changes in expression sites of proteins associated with invadopodia formation and metastasis, and the degradation of an extracellular matrix; to a method for screening a cancer metastasis inhibitor. More specifically, it was verified that the reduction in c-Jun phosphorylation induced the increase in snail1 and the decrease in cortactin expression in the cells cultured in a three-dimensional environment and the expression regulation relations between the proteins were identical to those in breast cancer tissues obtained from patients. In addition, it was verified that, when breast cancer cells in a three-dimensional collagen gel environment were treated with a JNK inhibitor, the shape of the cells became longer; the contact region of the cells and the extracellular matrix became flattened and thinner; the migration of cancer cells was decreased; and the changes in protein expression was observed, such as the increase in TGF 1 expression, the increases in smad2 and smad3 expression and activity, the increase in snail1 expression, the decrease in cortactin expression, and the resulting decrease in invadopodia formation. In addition, in a three-dimensional collagen gel environment, MT1-MMP besides the cortactin can be used as a marker of invadopodia, and it was verified that the inhibition of JNK led to the decrease in cortactin expression and the increase in snail1 expression, badly influenced the site and role of MT1-MMP to inhibit the formation of invadopadia, and inhibited the degrading activity of a collagen gel substrate. Thus, the present invention can be used as a method for monitoring migration, invasion, metastasis, and the degree of metastasis of cancer cells and a method for screening a cancer metastasis inhibitor, and will be useful as one of screening methods capable of creating low-cost, high-efficient added value at the time of pre-clinical tests required for drug development. La présente invention porte sur une méthode de surveillance de la migration, de l'invasion, et de la métastase de cellules cancéreuses en observant la forme des cellules cancéreuses cultivées dans un environnement tridimensionnel et en mesurant l'activité, l'expression et les variations des sites d'expression de protéines associées à la formation d'invadopodia et à des métastases, et la dégradation d'une matrice extracellulaire ; sur une méthode de criblage d'un inhibiteur de métastases cancéreuses. Plus particulièrement, il a été vérifié que la diminution de la phosphorylation de c-Jun induit l'augmentation de snail1 et la diminution de l'expression de la cortactine dans les cellules cultivées dans un environnement tridimensionnel et que les relations de régulation de l'expression entre les protéines sont identiques à celles dans les tissus du cancer du sein prélevés à partir de patients. De plus, il a été vérifié que, lorsque les cellules de cancer du sein sont traitées dans un environnement tridimensionnel de gel de collagène avec un inhibiteur de la JNK, la forme des cellules devient plus longue ; la région de contact des cellules avec la matrice extracellulaire devient plus plate et plus mince ; la migration des cellules cancéreuses diminue ; et des variations ont été observées dans l'expression des protéines, telles que l'augmentation de l'expression de TGF 1, les augmentations de l'expression et de l'activité de smad2 et smad3, l'augmentation de l'expression de snail1, la diminution de l'expression de la cortactine, et la diminution ainsi obtenue de la formation d'invadopodia. En outre, dans un environnement tridimensionnel de gel de collagène, la MT1-MMP peut être utilisée conjointement avec la cortactine comme marqueur d'invadopodia, et il a été vérifié que l'inhibition de la JNK mène à la diminution de l'expression de la cortactine et à l'augmentation de l'expression de snail1, influe négativement sur le site et le rôle de la MT1-MMP dans l'inhibition de la formation d'invadopodia, et inhibe l'activité de dégradation d'un substrat de gel de collagène. Ainsi, la présente invention peut être utilisée comme méthode de surveillance de la migration, de l'invasion, de la métastase, et du degré de métastase de cellules cancéreuses et comme méthode de criblage d'un inhibiteur de métastases cancéreuses, et va être une méthode utile parmi des méthodes de criblage capables de créer une valeur ajoutée hautement efficace et à faible coût au moment des essais pré-cliniques nécessaires pour la mise au point de médicaments.