The Role of cPLA2α in Squamous Cell Carcinoma

Abstract

Skvamøs cellekarcinom (SCC) er en type hudkreft som skyldes abnormale, hyperprolifererende keratinocytter, og den står for flest dødsfall blant ikke-melanoma hudkreft-tilfeller. Hovedrisikofaktoren er kumulativ eksponering til ultrafiolett stråling, og insidensraten har vært økende de siste tiårene. De fleste SCC kan behandles med kirurgi, men mer utpregede tilfeller er assosiert med høy morbiditet og risiko for tilbakefall som følge av kirurgisk fjerning av svulsten. På grunn av den høye mutasjonsraten i denne krefttypen er det uklart hvilke molekylære mekanismer som driver progresjon av kreften, og det er behov for videre forskning på potensielle terapeutiske mål for biologisk behandling. cPLA2α er et medlem av fosfolipase A2-familien av enzymer som regulerer utskillelsen av arakidonsyre (AA) fra membranfosfolipider. AA metaboliseres vanligvis til ulike eikosanoid-signallipider (Eks. prostaglandiner, leukotriener og HETE) via aktiviteten til syklooksygenaser (COX-1 eller COX-2), eller lipoksygenaser (Eks. 12-LOX). Enkelte eikosanoider er kjent for å ha prolifererende egenskaper i hudkreft.

I denne masteroppgaven undersøkte vi rollen av cytosolisk fosfolipase A2α (cPLA2α) i SCC ved å bruke A431 som modell. Anti-prolifererende effekter av en cPLA2α-inhibitor (Compound 1) ble bestemt ved celletelling og resazurin-analyse, og vi undersøkte uttrykk av cPLA2α og nedstrøms signal-elementer som vi hypotetiserte å være viktige ved qPCR, western blot og ELISA/HPLC-MS.

Vi fant at Compound 1 inhiberte vekst av A431 celler avhengig av dose, og dette var uavhengig av effekten av EGF i denne cellelinjen. A431-cellene uttrykkte cPLA2α, COX-2, og alle PGE2-reseptorer (EP1-4), og basal utskillelse av PGE2 ble bekreftet med ELISA. HPLC/MS viste at cPLA2α-inhibering blokkerte basal utskillelse av PGE2 og nedregulert uttrykk av EP2-genet. Vi bekreftet også uttrykk av 12-LOX og 12-HETE-reseptorer i A431 cellelinjen, men ingen basal utskillelse av 12-HETE ble detektert ved HPLC/MS. For å konkludere, dataene presentert her indikerer at cPLA2α muligens støtter overlevelse eller promoterer proliferering i SCC gjennom PGE2-mediert EP2-signallisering, uavhengig av EGF, og at rollen for 12-HETE-mediert signalisering krever videre utforskning.

Cutaneous Squamous Cell Carcinoma (cSCC) is a type of skin cancer caused by abnormal hyperproliferating keratinocytes, and it accounts for most deaths among the Non-Melanoma Skin Cancers (NMSCs). The main risk factor is cumulative exposure to ultracviolet (UV) radiation, and the incidence rates have been increasing in the last decades. Most cSCCs are treatable by surgery, but advanced cases are associated with high morbidity and a risk of recurrence following surgical excision. However, due to the high mutational burden of this cancer type, the molecular mechanisms driving tumour progression are still not clear, and there is a need for further research on potential therapeutic targets for biological treatment. cPLA2α is a member of the phospholipase A2 family of enzymes, which regulates the release of arachidonic acid (AA) from membrane phospholipids. AA is typically metabolized to different eicosanoid signalling lipids (E.g. prostaglandins, leukotrienes and HETEs) via the action of cyclooxygenases (COX1 or COX2) or lipooxygenases (E.g. 12-LOX). Some eicosanoids are recognized to have proliferative properties in skin cancer.

In this thesis, we investigated the role of cytosolic Phospholipase A2α (cPLA2α) in cSCC using the A431 as a model. The anti-proliferative effects of a cPLA2α-inhibitor (Compound 1) were determined by cell counting and resazurin assays, and we investigated the expression of cPLA2α and downstream signalling components that we hypothesized to be important by qPCR, western blotting and ELISA/HPLC-MS.

We found that Compound 1 inhibited the growth of A431 cells in a dose-dependent manner, that was independent of the effects of EGF in this cell line. The A431 cells expressed cPLA2α, COX-2, and all PGE2-receptors (EP1-4), and basal release of PGE2 was confirmed by ELISA. HPLC/MS showed that cPLA2α-inhibition blocked basal PGE2-release, and down-regulated expression of the EP2 gene. We also confirmed the expression of 12-LOX and the 12-HETE receptors in the A431 cell line, but no basal release of 12-HETE could be detected by HPLC/MS. In conclusion, the data presented here indicates that cPLA2α may support survival or promote proliferation in cSCC through PGE2-mediated EP2-signalling, independently of EGF, and that the role of 12-HETE-mediated signalling in the A431 cell line requires further investigation.