The role of Snail-1 and Cx43 in regulation of phenotypic transitions and invasive properties of human glioblastoma multiforme cells

Heterogenność fenotypowa komórek glejaka wielopostaciowego decyduje o złośliwości tego nowotworu, jednak mechanizmy decydujące o jej rozwoju pozostają słabo poznane. Wiadomo natomiast, że jednym ze zjawisk towarzyszących dywersyfikacji fenotypowej komórek glejaka są przejścia fenotypowe (zmiany fenotypu) komórek glejaka analogiczne do przejścia epitelialno-mezenchymalnego (ang. epithelial-mesenchymal transition; EMT), któremu podlegają komórki nowotworów pochodzenia nabłonkowego (raków). Jednym z białek decydujących o jego przebiegu jest czynnik transkrypcyjny Snail-1, którego rola w EMT komórek rakowych i embrionalnych polega na negatywnej regulacji ekspresji genów związanych z fenotypem epitelialnym. Celem pracy była weryfikacja hipotezy zakładającej udział czynnika transkrypcyjnego Snail-1 w regulacji heterogenności fenotypowej komórek ludzkiego glejaka wielopostaciowego T98G. Ponadto zbadano wzajemne powiązania między białkiem Snail-1 i koneksyną43 (Cx43), białkiem m.in budującym kanały złącz szczelinowych, w regulacji fenotypu komórek T98G. Analizy zmian morfologii komórek, inwazyjności i poziomów obu białek w wyniku ektopowego wyciszenia i nadekspresji jednego z nich pozwoliły wykazać, że dywersyfikacja fenotypowa komórek glejaka wielopostaciowego T98G jest wynikiem procesu analogicznego do przejścia epitelialno-mezenchymalnego typu III. Dowiedziono również istnienia ścisłej korelacji pomiędzy poziomami białek Snail-1 i Cx43 w komórkach linii T98G oraz w komórkach stabilnych fenotypowo epitelioidalnych i fibroblastoidalnych sub-linii komórek T98G. Ponadto wykazano znaczne zróżnicowanie komórek glejaka pod względem podatności na przejścia fenotypowe wywołane przez oba czynniki. Wyniki te sugerują, że dywersyfikacja fenotypowa komórek glejaka wielopostaciowego i związana z nią progresja tego nowotworu może być regulowana przez szlaki sygnalizacyjne zależne od białek Snail-1 i Cx43.

Phenotypic heterogeneity of human glioblastoma multiforme (GBM) cells determines the malignancy of this tumour. However, the mechanisms determining phenotypic diversification of GBM cells are not entirely identified. It is believed that process is related to the phenotypic shifts of GBM cells that are analogous to epithelial-mesenchymal transition (EMT) observed in cancer cells. Transcription factor Snail-1 is one of the proteins which regulates EMT within the cancer and in embryos, where it down-regulates the genes associated with the epithelial phenotype. The aim of this study was to verify the hypothesis claiming that Snail-1 is involved in regulation of heterogeneity within human glioblastoma multiforme cell line (T98G). Furthermore, the functional links between Snail-1 and connexin43 (Cx43) in the regulation of T98G cell phenotype were elucidated. Analyses of the effect of ectopic Cx43 and Snail-1 silencing and overexpression on the morphology and the invasiveness of T98G cells demonstrated that phenotypic diversity of glioblastoma cells is a consequence of EMT-like process. They also demonstrated the interrelations between the expression levels of both proteins. What is more, these relationships were also observed in homogenous epithelioid and fibroblastoid sub-lines established from T98G line. These populations also displayed a diversification of glioblastoma cells with regard to their susceptibility to Snail-1/Cx43 signalling. These results suggest that the phenotypic heterogeneity of human glioblastoma multiforme cells and, consequently, the progression of this tumour may be regulated by a Snail-1/Cx43-dependent signalling axis.