Refine
Has Fulltext
- yes (2)
Is part of the Bibliography
- yes (2)
Document Type
- Journal article (1)
- Doctoral Thesis (1)
Keywords
- VE-cadherin (2) (remove)
Institute
Background
Ovarian cancer is mostly associated with pathologically regulated permeability of peritoneal vessels, leading to ascites. Here, we investigated the molecular regulation of endothelial permeability by the vascular endothelial growth factor (VEGF) and both tight and adherens junction proteins (VE-cadherin and claudin 5) with regards to the tumor biology of different ovarian cancer types.
Methods
Serum and ascites samples before and after surgery, as well as peritoneal biopsies of 68 ovarian cancer patients and 20 healthy controls were collected. In serum and ascites VEGF protein was measured by ELISA. In peritoneal biopsies co-localization of VE-cadherin and claudin 5 was investigated using immunohistochemical dual staining. In addition, the gene expression of VE-cadherin and claudin 5 was quantified by Real-time PCR. Differences in VEGF levels, VE-cadherin and claudin 5 gene expression were analyzed in relation to various tumor characteristics (tumor stage, grading, histological subtypes, resection status after surgery) and then compared to controls. Furthermore, human primary ovarian cancer cells were co-cultured with human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) and changes in VE-cadherin and claudin 5 were investigated after VEGF inhibition.
Results
VEGF was significantly increased in tumor patients in comparison to controls and accumulates in ascites. The highest VEGF levels were found in patients diagnosed with advanced tumor stages, with tumors of poor differentiation, or in the group of solid / cystic-solid tumors. Patients with residual tumor after operation showed significantly higher levels of VEGF both before and after surgery as compared to tumor-free resected patients. Results of an immunohistochemical double-staining experiment indicated co-localization of VE-cadherin and claudin 5 in the peritoneal vasculature. Compared to controls, expression of VE-cadherin and claudin 5 was significantly suppressed in peritoneal vessels of tumor patients, but there were no significant differences regarding VE-cadherin and claudin 5 expression in relation to different tumor characteristics. A significant positive correlation was found between VE-cadherin and claudin 5 expression. VEGF inhibition in vitro was associated with significant increase in VE-cadherin and claudin 5.
Conclusions
Our results indicate that increased peritoneal permeability in ovarian cancer is due to down-regulation of adhesion proteins via tumor derived VEGF. Advanced ovarian cancer with aggressive tumor biology may be associated with early dysregulation of vascular permeability leading to ascites. These patients may benefit from therapeutic VEGF inhibition.
Die Barriereeigenschaften des Gefäßendothels werden durch Verschluß- und Adhärenskontakte vermittelt. Das Ca2+-abhängige Zelladhäsionsmolekül VE-Cadherin vermittelt in Adhärenskontakten die Adhäsion benachbarter Endothelzellen. Es wurde vermutet, daß die extrazelluläre Ca2+-Konzentration und das intrazelluläre Aktinfilamentsystem die Adhäsionseigenschaften von VE-Cadherin verändern können. Daher wurden diese Einflußfaktoren mit Hilfe der Laserpinzetten-Technik untersucht. Hierzu wurden Latex-Mikroperlen mit rekombinanten VE-Cadherin-Fc-Molekülen beschichtet, die damit an VE-Cadherin-Moleküle von Endothelzellen binden und Zell-Zell-Kontakte simulieren konnten. Es zeigte sich, daß die ausschließlich durch VE-Cadherin vermittelte Interaktion zwischen Mikroperlen und Endothelzellen direkt von der extrazellulären Ca2+-Konzentration abhängig war und sich durch eine s-förmige Titrationskurve beschreiben ließ: Die Bindungshäufigkeit der Mikroperlen war bei Ca2+-Konzentrationen nahe 0,0 mM gering (26-27 %), nahm ab 0,8 mM stark zu (38 %) und erreichte bei 1,8 mM ein Maximum (65 %). Halbmaximale Bindung (KD) wurde bei 1,1 mM Ca2+ erreicht. Die Bindung war hochkooperativ (Hill Koeffizient nH = 4,6). Um die Eigenschaften des Aktinfilamentsystems zu verändern, wurden die Zellen mit Cytochalasin B, Cytochalasin D und dem Ca2+-Ionophor A 23187 inkubiert. Dabei nahm die Bindungshäufigkeit der Mikroperlen deutlich gegenüber Kontrollbedingungen ab. Es wurde gefolgert, daß ein intaktes Aktinfilamentsystem unmittelbar die Interaktion zwischen VE-Cadherin-Molekülen stärkte. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern damit neue Erkenntnisse über die Eigenschaften von VE-Cadherin: Die Adhäsion dieses Moleküls wird im physiologischen Ca2+-Bereich reguliert und ist direkt von einem intakten Aktinfilamentsystem abhängig. Es ist vorstellbar, daß die durch VE-Cadherin vermittelten Barriereeigenschaften des Endothels in vivo durch ähnliche Mechanismen reguliert werden. Ein Abfall der Ca2+-Konzentration im Interzellularspalt unter den für die Adhäsion kritischen Wert von 1,1 mM könnte durch Agonist-vermittelte Öffnung von Ca2+-Kanälen erfolgen. Eingeströmtes Ca2+ könnte seinerseits über Aktivierung von Gelsolin zur Fragmentation von Aktinfilamenten führen und so die Adhäsion weiter schwächen.