Header

UZH-Logo

Maintenance Infos

L-selectin ligands involved in the extravasation on tumor cells


Seelandt, Christian Lothar. L-selectin ligands involved in the extravasation on tumor cells. 2011, University of Zurich, Faculty of Science.

Abstract

Metastasis is the major problem of cancer, since this process constitutes the systemic spread of a formerly located pathological situation. Malignant tumor cells detach from the primary tumor site and migrate through the extracellular matrix (ECM). Tumor cells intravasate into the circulatory system and disseminate to tissues and organs distant from the primary tumor site. Within the circulatory system, tumor cells rapidly associate with platelets and leukocytes. The vascular interactions of these cells constitute early events during metastatic progression. Interactions of tumor cells with platelets and leukocytes are primarily selectin-dependent. Selectins are vascular cell adhesion molecules interacting with the carbohydrate portion of cell surface glycoconjugates. The selectin family encompasses three members, namely P-selectin, E-selectin, and L-selectin. L-selectin is constitutively expressed on leukocyte cell surfaces. The recruitment of leukocytes to intravascular tumor cell emboli has been shown to be L-selectin dependent. L- selectin-deficient (L-sel-/-) mice showed reduced metastatic burden after intravenous injection of tumor cells, thereby implying L-selectin - and therefore leukocytes - in metastatic progression. However, corresponding L-selectin ligands mediating leukocyte recruitment remain unknown. Depletion of circulating monocytes resulted in attenuated metastasis. Our results showed that L-selectin ligands were expressed in close proximity of intravascular tumor cell emboli. However, L-selectin ligand expression was detectable at time points prior to leukocyte recruitment. Studying metastasis in Fucosyltransferase-VII-deficient (FucT-VII-/-) mice revealed a crucial role of FucT-VII-dependent selectin ligands in the recruitment of circulating leukocytes to sites of inflammation. Metastatic progression was attenuated in FucT-VII-/- mice. It has been verified that L-selectin ligands mediating metastatic progression are not expressed on tumor cell surfaces. Since the virtual absence of endogenous (non-tumor) L- selectin ligands resulted in attenuation of metastasis a crucial role for endogenous L-selectin ligands in metastatic progression can be expected. The aim of this study was to identify L- selectin ligands mediating metastatic progression. We developed a method to isolate L-selectin ligands from lungs of MC-38GFP-injected mice with the help of a soluble L-selectin probe (hL-sel-Fc) as bait. L-selectin ligands were chemically crosslinked to hL-sel-Fc. After purification, isolated L-selectin ligands were analyzed by mass spectrometry. This specific approach led to the identification of Lymphocyte-specific protein-1 (LSP-1) as potential L-selectin ligand candidate. Although LSP-1 is a pan-leukocyte marker, time- and tumor cell emboli-dependent induced expression of LSP-1 has been shown in the lung. Moreover, our data suggested an induced expression of LSP-1 on endothelial cells in the lung microvasculature. Furthermore, lectin blot analysis indicated binding of L-selectin to LSP-1. These findings further supported that the presence of host-derived L-selectin ligands mediates metastatic progression. However, further investigations are required to confirm the role of LSP-1 in metastatic progression.


Metastasierung stellt das Hauptproblem bei einer Krebserkrankung dar, da dieser Prozess die systemische Ausbreitung eines ehemals lokal begrenzten pathologischen Zustandes bedeutet. Bösartige Tumorzellen lösen sich vom Primärtumor und migrieren durch die extrazelluläre Matrix (ECM). Die migratorischen Tumorzellen intravasieren in das Kreislaufsystem und werden in Gewebe und Organe abseits des Primärtumors gestreut. Innerhalb des Kreislaufsystems assoziieren Tumorzellen mit Blutplättchen und Leukozyten. Die vaskulären Interaktionen dieser Zellen finden frühzeitig im Verlauf der Metastasierung statt und sind primär von Selectin Molekülen abhängig. Selectine sind vaskuläre Zelladhäsionsmoleküle, die mit Kohlenhydratresten von membranständigen Selectin Liganden interagieren. Die Familie der Selectine umfasst drei Mitglieder: P-Selectin, E- Selectin und L-Selectin. L-Selectin ist konstitutiv auf der Zelloberfläche von Leukozyten exprimiert. Es wurde gezeigt, dass Leukozyten in L-Selectin abhängiger Weise an intravaskuläre Tumorzellaggregate binden. Mäuse mit einer L-Selectin Defizienz (L-sel-/-) wiesen nach intravenöser Injektion von Tumorzellen abgeschwächte Metastasierung auf, was den Beitrag von Leukozyten - und folgerichtig von L-Selectin - zur Metastasierung zeigt. Die L-Selectin Liganden, welche sich für die Rekrutierung von Leukozyten verantwortlich zeigen sind indessen nicht bekannt. Die Depletion zirkulierender Monozyten hat eine verringerte Metastasierungsrate zur Folge. Unsere Ergebnisse zeigten, dass L-Selectin Liganden in räumlicher Nähe von intravaskulären Tumorzellaggregaten exprimiert sind. Die Expression von L-Selectin Liganden war zu Zeitpunkten vor der Rekrutierung von Leukozyten messbar. Die Untersuchung der Metastasierung in Fucosyltransferase-VII defizienten (FucT-VII-/-) Mäusen zeigte, dass FucT-VII abhängige Selectin Liganden eine eminent wichtige Rolle in der Rekrutierung von Leukozyten zu Entzündungsherden spielen. FucT-VII-/- Mäuse wiesen nach Tumorzellinjektion eine reduzierte Metastasenbildung auf. Es wurde bewiesen, dass metastasierungsvermittelnde L-Selectin Liganden nicht auf Tumorzellen exprimiert werden. Demnach ist das offenkundige Fehlen von endogenen (nicht tumorzellständigen) L-Selectin Liganden von einem Rückgang der Metastasierungsrate gezeichnet, was endogenen L- Selectin Liganden eine bedeutende Rolle im Metastasierungsprozess zuweist. Das erklärte Ziel dieser Studie war die Identifizierung von L-Selectin Liganden, welche zum Prozess der Metastasierung beitragen. Wir entwickelten eine Technik, welche uns die Isolation von L-Selectin Liganden aus Lungen von MC-38GFP-injizierten Mäusen ermöglichte. Hierbei wurden L-Selectin Liganden mit einer löslichen L-Selectin Probe (hL-sel-Fc) kovalent gekoppelt. Nach der Aufreinigung der L- Selectin Liganden wurden diese mit Hilfe massenspektrometrischer Methoden analysiert. Die spezifische Isolationsmethode führte zur Identifizierung des Proteins „Lymphocyte-specific protein-1“ (LSP-1), welches einen potentiellen L-Selectin Liganden darstellt. Obwohl LSP-1 ein Leukozytenmarker ist konnten wir die zeit- und tumorzellabhängige Expression von nicht- leukozytärem LSP-1 in der Lunge nachweisen. Unsere Daten deuten darauf hin, dass LSP-1 auf Endothelzellen der Mikrovaskulatur in der Lunge induziert wird. Darüber hinaus konnten durch Lectin Blot Analyse Hinweise darauf gefunden werden, dass L-Selectin LSP-1 bindet. Diese Resultate stärkten weiter unsere Hypothese von der Existenz endogener L-Selectin Liganden, welche die Metastasierung begünstigen. Jedoch sind weiterführende Untersuchungen nötig, um den Beitrag von LSP-1 zum Verlauf der Metastasierung zu bekräftigen.

Abstract

Metastasis is the major problem of cancer, since this process constitutes the systemic spread of a formerly located pathological situation. Malignant tumor cells detach from the primary tumor site and migrate through the extracellular matrix (ECM). Tumor cells intravasate into the circulatory system and disseminate to tissues and organs distant from the primary tumor site. Within the circulatory system, tumor cells rapidly associate with platelets and leukocytes. The vascular interactions of these cells constitute early events during metastatic progression. Interactions of tumor cells with platelets and leukocytes are primarily selectin-dependent. Selectins are vascular cell adhesion molecules interacting with the carbohydrate portion of cell surface glycoconjugates. The selectin family encompasses three members, namely P-selectin, E-selectin, and L-selectin. L-selectin is constitutively expressed on leukocyte cell surfaces. The recruitment of leukocytes to intravascular tumor cell emboli has been shown to be L-selectin dependent. L- selectin-deficient (L-sel-/-) mice showed reduced metastatic burden after intravenous injection of tumor cells, thereby implying L-selectin - and therefore leukocytes - in metastatic progression. However, corresponding L-selectin ligands mediating leukocyte recruitment remain unknown. Depletion of circulating monocytes resulted in attenuated metastasis. Our results showed that L-selectin ligands were expressed in close proximity of intravascular tumor cell emboli. However, L-selectin ligand expression was detectable at time points prior to leukocyte recruitment. Studying metastasis in Fucosyltransferase-VII-deficient (FucT-VII-/-) mice revealed a crucial role of FucT-VII-dependent selectin ligands in the recruitment of circulating leukocytes to sites of inflammation. Metastatic progression was attenuated in FucT-VII-/- mice. It has been verified that L-selectin ligands mediating metastatic progression are not expressed on tumor cell surfaces. Since the virtual absence of endogenous (non-tumor) L- selectin ligands resulted in attenuation of metastasis a crucial role for endogenous L-selectin ligands in metastatic progression can be expected. The aim of this study was to identify L- selectin ligands mediating metastatic progression. We developed a method to isolate L-selectin ligands from lungs of MC-38GFP-injected mice with the help of a soluble L-selectin probe (hL-sel-Fc) as bait. L-selectin ligands were chemically crosslinked to hL-sel-Fc. After purification, isolated L-selectin ligands were analyzed by mass spectrometry. This specific approach led to the identification of Lymphocyte-specific protein-1 (LSP-1) as potential L-selectin ligand candidate. Although LSP-1 is a pan-leukocyte marker, time- and tumor cell emboli-dependent induced expression of LSP-1 has been shown in the lung. Moreover, our data suggested an induced expression of LSP-1 on endothelial cells in the lung microvasculature. Furthermore, lectin blot analysis indicated binding of L-selectin to LSP-1. These findings further supported that the presence of host-derived L-selectin ligands mediates metastatic progression. However, further investigations are required to confirm the role of LSP-1 in metastatic progression.


Metastasierung stellt das Hauptproblem bei einer Krebserkrankung dar, da dieser Prozess die systemische Ausbreitung eines ehemals lokal begrenzten pathologischen Zustandes bedeutet. Bösartige Tumorzellen lösen sich vom Primärtumor und migrieren durch die extrazelluläre Matrix (ECM). Die migratorischen Tumorzellen intravasieren in das Kreislaufsystem und werden in Gewebe und Organe abseits des Primärtumors gestreut. Innerhalb des Kreislaufsystems assoziieren Tumorzellen mit Blutplättchen und Leukozyten. Die vaskulären Interaktionen dieser Zellen finden frühzeitig im Verlauf der Metastasierung statt und sind primär von Selectin Molekülen abhängig. Selectine sind vaskuläre Zelladhäsionsmoleküle, die mit Kohlenhydratresten von membranständigen Selectin Liganden interagieren. Die Familie der Selectine umfasst drei Mitglieder: P-Selectin, E- Selectin und L-Selectin. L-Selectin ist konstitutiv auf der Zelloberfläche von Leukozyten exprimiert. Es wurde gezeigt, dass Leukozyten in L-Selectin abhängiger Weise an intravaskuläre Tumorzellaggregate binden. Mäuse mit einer L-Selectin Defizienz (L-sel-/-) wiesen nach intravenöser Injektion von Tumorzellen abgeschwächte Metastasierung auf, was den Beitrag von Leukozyten - und folgerichtig von L-Selectin - zur Metastasierung zeigt. Die L-Selectin Liganden, welche sich für die Rekrutierung von Leukozyten verantwortlich zeigen sind indessen nicht bekannt. Die Depletion zirkulierender Monozyten hat eine verringerte Metastasierungsrate zur Folge. Unsere Ergebnisse zeigten, dass L-Selectin Liganden in räumlicher Nähe von intravaskulären Tumorzellaggregaten exprimiert sind. Die Expression von L-Selectin Liganden war zu Zeitpunkten vor der Rekrutierung von Leukozyten messbar. Die Untersuchung der Metastasierung in Fucosyltransferase-VII defizienten (FucT-VII-/-) Mäusen zeigte, dass FucT-VII abhängige Selectin Liganden eine eminent wichtige Rolle in der Rekrutierung von Leukozyten zu Entzündungsherden spielen. FucT-VII-/- Mäuse wiesen nach Tumorzellinjektion eine reduzierte Metastasenbildung auf. Es wurde bewiesen, dass metastasierungsvermittelnde L-Selectin Liganden nicht auf Tumorzellen exprimiert werden. Demnach ist das offenkundige Fehlen von endogenen (nicht tumorzellständigen) L-Selectin Liganden von einem Rückgang der Metastasierungsrate gezeichnet, was endogenen L- Selectin Liganden eine bedeutende Rolle im Metastasierungsprozess zuweist. Das erklärte Ziel dieser Studie war die Identifizierung von L-Selectin Liganden, welche zum Prozess der Metastasierung beitragen. Wir entwickelten eine Technik, welche uns die Isolation von L-Selectin Liganden aus Lungen von MC-38GFP-injizierten Mäusen ermöglichte. Hierbei wurden L-Selectin Liganden mit einer löslichen L-Selectin Probe (hL-sel-Fc) kovalent gekoppelt. Nach der Aufreinigung der L- Selectin Liganden wurden diese mit Hilfe massenspektrometrischer Methoden analysiert. Die spezifische Isolationsmethode führte zur Identifizierung des Proteins „Lymphocyte-specific protein-1“ (LSP-1), welches einen potentiellen L-Selectin Liganden darstellt. Obwohl LSP-1 ein Leukozytenmarker ist konnten wir die zeit- und tumorzellabhängige Expression von nicht- leukozytärem LSP-1 in der Lunge nachweisen. Unsere Daten deuten darauf hin, dass LSP-1 auf Endothelzellen der Mikrovaskulatur in der Lunge induziert wird. Darüber hinaus konnten durch Lectin Blot Analyse Hinweise darauf gefunden werden, dass L-Selectin LSP-1 bindet. Diese Resultate stärkten weiter unsere Hypothese von der Existenz endogener L-Selectin Liganden, welche die Metastasierung begünstigen. Jedoch sind weiterführende Untersuchungen nötig, um den Beitrag von LSP-1 zum Verlauf der Metastasierung zu bekräftigen.

Statistics

Downloads

81 downloads since deposited on 25 Jan 2012
7 downloads since 12 months
Detailed statistics

Additional indexing

Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Hennet Thierry, Borsig Lubor
Communities & Collections:04 Faculty of Medicine > Institute of Physiology
07 Faculty of Science > Institute of Physiology

UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
610 Medicine & health
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2011
Deposited On:25 Jan 2012 20:28
Last Modified:15 Apr 2021 14:16
Number of Pages:121
Funders:SNSF
OA Status:Green
Project Information:
  • : FunderSNSF
  • : Grant ID
  • : Project TitleSNSF

Download

Green Open Access

Download PDF  'L-selectin ligands involved in the extravasation on tumor cells'.
Preview
Content: Supplemental Material
Language: English
Filetype: PDF (Summary)
Size: 31kB