Published May 21, 2019 | Version v1
Publication Open

Central role of IP3R2-mediated Ca2+ oscillation in self-renewal of liver cancer stem cells elucidated by high-signal ER sensor

Creators

  • 1. Peking University
  • 2. Center for Life Sciences
  • 3. Cornell University
  • 4. Peking University Cancer Hospital
  • 5. Eastern Hepatobiliary Surgery Hospital
  • 6. Second Military Medical University

Description

Abstract Ca 2+ oscillation is a system-level property of the cellular Ca 2+ -handling machinery and encodes diverse physiological and pathological signals. The present study tests the hypothesis that Ca 2+ oscillations play a vital role in maintaining the stemness of liver cancer stem cells (CSCs), which are postulated to be responsible for cancer initiation and progression. We found that niche factor-stimulated Ca 2+ oscillation is a signature feature of CSC-enriched Hep-12 cells and purified α2δ1 + CSC fractions from hepatocellular carcinoma cell lines. In Hep-12 cells, the Ca 2+ oscillation frequency positively correlated with the self-renewal potential. Using a newly developed high signal, endoplasmic reticulum (ER) localized Ca 2+ sensor GCaMP-ER2, we demonstrated CSC-distinctive oscillatory ER Ca 2+ release controlled by the type 2 inositol 1,4,5-trisphosphate receptor (IP 3 R2). Knockdown of IP 3 R2 severely suppressed the self-renewal capacity of liver CSCs. We propose that targeting the IP 3 R2-mediated Ca 2+ oscillation in CSCs might afford a novel, physiologically inspired anti-tumor strategy for liver cancer.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

التذبذب التجريدي Ca 2+ هو خاصية على مستوى النظام لآلات مناولة Ca 2+ الخلوية ويشفر إشارات فسيولوجية ومرضية متنوعة. تختبر الدراسة الحالية الفرضية القائلة بأن تذبذبات الكالسيوم 2+ تلعب دورًا حيويًا في الحفاظ على جذعية الخلايا الجذعية لسرطان الكبد (CSCs)، والتي يفترض أنها مسؤولة عن بدء السرطان وتطوره. وجدنا أن تذبذب Ca2 + المحفز بعوامل متخصصة هو سمة مميزة لخلايا Hep -12 الغنية بـ CSC وكسور α 2δ 1 + CSC النقية من خطوط خلايا سرطان الخلايا الكبدية. في خلايا Hep -12، يرتبط تردد التذبذب Ca 2+ ارتباطًا إيجابيًا بإمكانية التجديد الذاتي. باستخدام إشارة عالية تم تطويرها حديثًا، مستشعر الشبكة الإندوبلازمية الموضعي لكالسيوم 2+ GCaMP - ER2، أظهرنا إطلاقًا متذبذبًا مميزًا لكالسيوم 2+ يتم التحكم فيه بواسطة مستقبل إينوزيتول 1،4،5 - ثلاثي الفوسفات من النوع 2 (IP 3 R2). أدى تفكيك IP 3 R 2 إلى قمع قدرة التجديد الذاتي لـ CSCs الكبدية بشدة. نقترح أن استهداف تذبذب الكالسيوم 2+ بوساطة IP 3 R2 في CSCS قد يوفر استراتيجية جديدة مستوحاة من الناحية الفسيولوجية لمكافحة الورم لسرطان الكبد.

Translated Description (French)

L'oscillation du Ca 2+ abstrait est une propriété au niveau du système de la machinerie cellulaire de manipulation du Ca 2+ et code divers signaux physiologiques et pathologiques. La présente étude teste l'hypothèse selon laquelle les oscillations de Ca 2+ jouent un rôle vital dans le maintien de la souche des cellules souches du cancer du foie (CSC), qui sont supposées être responsables de l'initiation et de la progression du cancer. Nous avons constaté que l'oscillation Ca 2+ stimulée par un facteur de niche est une caractéristique caractéristique caractéristique des cellules Hep-12 enrichies en CSC et des fractions CSC α2δ1 + purifiées à partir de lignées cellulaires de carcinome hépatocellulaire. Dans les cellules Hep-12, la fréquence d'oscillation du Ca 2+ est positivement corrélée au potentiel d'auto-renouvellement. À l'aide d'un capteur GCaMP-ER2 de Ca 2+ localisé dans le réticulum endoplasmique (RE) à signal élevé nouvellement développé, nous avons démontré une libération de Ca 2+ ER oscillatoire CSC-distinctive contrôlée par le récepteur 1,4,5-trisphosphate d'inositol de type 2 (IP 3 R2). L'effondrement de IP 3 R2 a sévèrement supprimé la capacité d'auto-renouvellement des CSC hépatiques. Nous proposons que le ciblage de l'oscillation Ca 2+ médiée par IP 3 R2 dans les CSC puisse offrir une nouvelle stratégie antitumorale d'inspiration physiologique pour le cancer du foie.

Translated Description (Spanish)

La oscilación de Ca 2+ es una propiedad a nivel de sistema de la maquinaria celular de manejo de Ca 2+ y codifica diversas señales fisiológicas y patológicas. El presente estudio prueba la hipótesis de que las oscilaciones de Ca 2+ desempeñan un papel vital en el mantenimiento del tronco de las células madre del cáncer de hígado (CSC), que se postulan como responsables del inicio y la progresión del cáncer. Descubrimos que la oscilación de Ca 2+ estimulada por el factor de nicho es una característica distintiva de las células Hep-12 enriquecidas con CSC y las fracciones de CSC α2δ1 + purificadas de líneas celulares de carcinoma hepatocelular. En las células Hep-12, la frecuencia de oscilación de Ca 2+ se correlacionó positivamente con el potencial de autorrenovación. Utilizando un sensor GCaMP-ER2 de Ca 2+ localizado en el retículo endoplasmático (RE) de alta señal recientemente desarrollado, demostramos la liberación de Ca 2+ en el RE oscilatorio distintivo de CSC controlada por el receptor de 1,4,5-trisfosfato de inositol tipo 2 (IP 3 R2). El derribo de IP 3 R2 suprimió severamente la capacidad de autorrenovación de las CSC hepáticas. Proponemos que dirigirse a la oscilación de Ca 2+ mediada por IP 3 R2 en las CSC podría proporcionar una nueva estrategia antitumoral de inspiración fisiológica para el cáncer de hígado.

Files

s41419-019-1613-2.pdf.pdf

Files (2.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9fb867aaf76423f3efa5c597b26125c3
2.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الدور المركزي لتذبذب Ca2 + بوساطة IP3R2 في التجديد الذاتي للخلايا الجذعية لسرطان الكبد الموضحة بواسطة مستشعر ER عالي الإشارة
Translated title (French)
Rôle central de l'oscillation Ca2+ médiée par IP3R2 dans l'auto-renouvellement des cellules souches du cancer du foie élucidées par un capteur ER à signal élevé
Translated title (Spanish)
Papel central de la oscilación de Ca2+ mediada por IP3R2 en la autorrenovación de las células madre del cáncer de hígado dilucidada por el sensor ER de alta señal

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2946610403
DOI
10.1038/s41419-019-1613-2

Is supplement to
https://openalex.org/W3128070434 (Other)
https://openalex.org/W3103789129 (Other)
https://openalex.org/W3028946646 (Other)
https://openalex.org/W2978433294 (Other)
https://openalex.org/W2570780322 (Other)
https://openalex.org/W2373209386 (Other)
https://openalex.org/W2326081923 (Other)
https://openalex.org/W2181038099 (Other)
https://openalex.org/W2066869164 (Other)
https://openalex.org/W1983031293 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1650401181
  • https://openalex.org/W1887671912
  • https://openalex.org/W1963590109
  • https://openalex.org/W1965790765
  • https://openalex.org/W1966584824
  • https://openalex.org/W1969241821
  • https://openalex.org/W1990076574
  • https://openalex.org/W1993482839
  • https://openalex.org/W1996753588
  • https://openalex.org/W2004234324
  • https://openalex.org/W2010694064
  • https://openalex.org/W2015021076
  • https://openalex.org/W2039409076
  • https://openalex.org/W2051449475
  • https://openalex.org/W2056406543
  • https://openalex.org/W2061459426
  • https://openalex.org/W2067678773
  • https://openalex.org/W2071123870
  • https://openalex.org/W2080966229
  • https://openalex.org/W2093672972
  • https://openalex.org/W2096199252
  • https://openalex.org/W2097132273
  • https://openalex.org/W2105653925
  • https://openalex.org/W2107473376
  • https://openalex.org/W2108411628
  • https://openalex.org/W2109234881
  • https://openalex.org/W2133844804
  • https://openalex.org/W2141297251
  • https://openalex.org/W2152310279
  • https://openalex.org/W2159469824
  • https://openalex.org/W2159607376
  • https://openalex.org/W2163502171
  • https://openalex.org/W2164028292
  • https://openalex.org/W2168217187
  • https://openalex.org/W2168385754
  • https://openalex.org/W2170854858
  • https://openalex.org/W2171332611
  • https://openalex.org/W2171876349
  • https://openalex.org/W2174368789
  • https://openalex.org/W2408110481
  • https://openalex.org/W2521545903