The role of the metastasis promoting protein S100A4 during EMT in mammary gland epithelial cells

Abstract

Breast cancer is one of the greatest contributors to mortality among the different cancer types in the female population of the western world each year. An increasing degree of evidence state that the S100A4 protein, which has been identified in several tumors of different origins and has proven to be associated with a poor patient prognosis, might have an important role in a process which induces carcinoma cells of the breast to gain a more motile and invasive phenotype. This process, which enables metastasis of carcinoma cells, is termed epithelial-to-mesenchymal transition (EMT). In the current study, immortalized human mammary epithelial cells were used to investigate noncancerous epithelial cells ability to undergo EMT when the expression of S100A4 had been knocked down by lentiviral transduction. The knock-down cells were subsequently stimulated with TGF-1 for eight days to induce EMT. In order to evaluate whether the epithelial cells had undergone EMT, established markers identifying mesenchymal status of the cells were tested, including morphology observed by phase contrast microscopy, mRNA expression of several biological markers associated with EMT, as well as immunofluorescence staining of E-cadherin observed by microscopy to monitor any change in the cells distribution pattern. The observed results indicate that the epithelial cells of the HMLE cell line, regardless of expressing S100A4 or not, were able to gain mesenchymal characteristics as a result of TGF-1 stimulation, indicating an ability to undergo EMT even though the cells are not expressing S100A4.

Blant kvinner i den vestlige verden er dødesfall som følge av brystkreft en av hovedårsakene til kreftrelatert dødelighet hvert år. S100A4 proteinet har blitt identifisert i flere krefttyper av ulik opprinnelse, og tilstedeværelse av proteinet assosieres ofte med dårlig sykdomsprognose. Det antas at S100A4 spiller en viktig rolle i en biologisk prosess hvor karsinomceller induseres til å uttrykke biologiske markører assosiert med mesenkymale celler. Denne prosessen, som gir kreftcellene økt metastatisk potensiale, kalles epitelial-til-mesenkymal transisjon (EMT). HMLE cellelinjen bestående av immortaliserte epitelceller fra bryst ble benyttet for å undersøke normale epitelceller fra bryst (ikke kreftceller) sin evne til å gjennomgå EMT når utrykket av S100A4 var slått av ved hjelp av lentivirus transduksjon. Cellene hvor S100A4 var blitt slått av ble senere stimulert med TGF-1 i åtte dager for å indusere EMT. For å kunne avgjøre om epitelcellene hadde gjennomgått EMT, ble utrykket av etablerte biologiske markører assosiert med mesenkymal status evaluert. Mesenkymal status ble evaluert ut i fra morfologi, grad av mRNA uttrykt av ulike biologiske markørene assosiert med EMT, samt immunofluorescens farging av celler dyrket på dekkglass for å påvise cellulær distribusjon av E-caderin. Resultatene av disse testene indikerte at epitelcellene fra HMLE cellelinjen kunne gjennomgå EMT som et resultat av TGF-stimulering, uavhengig av om de uttrykker S100A4 eller ikke.