Role of prostanoid receptor EP1 in the progression of non-small cell lung cancer (NSCLC)

Abstract

Increasing evidence indicates that Prostaglandin E2 (PGE2) promotes lung tumor growthby stimulating prostaglandin E receptor type 4 (EP4) signalling with subsequentenhancement of cellular proliferation, metastasis and suppression of immune responses.However, the role of other EP receptors in cancer is still not known. We hypothesized thatprostanoid receptors other than the EP4 receptor might be involved in progression of Lungcancer.We analyzed the expression profile of EP receptors in lung adenocarcinoma cell lines A549and H1299 by using RT-PCR, western blotting and immunofluorescence. All four EPreceptors were found to be expressed in both cell lines. While EP1 and EP2 receptors werelocalized on both cell and nuclear membrane, expression of EP3 and EP4 receptors waslimited to the cell membrane.The EP4 receptor antagonist, L-161982 and the EP1 receptor antagonist SC-51322inhibited proliferation of both NSCLC cell lines. EP2 and EP3 receptor blockers did notinhibit proliferation. SC-51322 did not show any effect on cAMP levels in A549.Interestingly, it led to a decrease in intracellular calcium levels suggesting a contribution ofcalcium signaling to proliferation of cancer cells.The anti-proliferative effects of EP1 receptor inhibition was proved to be largely due to adecrease in intracellular calcium levels that may subsequently alter downstream signalingevents such as phosphorylation of the Extra cellular Regulated Kinase (ERK). In ourinvestigation, we found that inhibition of EP1 receptor by employing the selective inhibitorSC-51322, did not elicit an increase in intracellular calcium, reduced ERK phosphorylationand attenuated proliferation of A549 and H1299 cells. Furthermore, SC-51322 inhibitedmigration of A549 cells in presence of FCS and the EP1 receptor specific agonist 17-P-T-PGE2.Taken together, this study supports a central role of EP1 receptor in progression andmigration of A549 cells. Investigating the signaling pathway downstream to EP1 receptorwill provide us with a better understanding of the contribution of this pathway in lung cancerand a novel therapeutic opportunity for the treatment of NSCLC. Zunehmende Hinweise zeigen, dass Prostaglandin E2 (PGE2) Lungentumorwachstumfördert, indem es Prostaglandin E-Rezeptor Typ 4 (EP4) stimuliert, was eine anschließendeErhöhung der zellulären Proliferation, Metastasierung und Unterdrückung vonImmunantworten zur Folge hat. Jedoch ist die Rolle der anderen EP-Rezeptoren inKrebszellen noch unbekannt. Wir stellten die Hypothese auf, dass abgesehen vom EP4-Rezeptor noch andere Prostanoidrezeptoren im Fortschreiten von Lungenkrebs beteiligtsein könnten.Wir untersuchten die Expression von EP-Rezeptoren in den aus Lungen stammendenAdenokarzinom-Zelllinien A549 und H1299 mit RT-PCR, Western Blot undImmunfluoreszenz. Es konnte nachgewiesen werden, daß alle vier EP-Rezeptoren inbeiden Zelllinien exprimiert werden. Während EP1 und EP2-Rezeptoren auf Zell- undKernmembran gefunden werden konnten, war die Expression von EP3 und EP4-Rezeptoren auf die Zellmembran beschränkt.Der EP4-Rezeptor-Antagonist, L-161982 als auch der EP1-Rezeptor-Antagonist SC-51322inhibierte die Proliferation von beiden NSCLC-Zelllinien. EP2 und EP3-Rezeptor-Blockerhingegen konnten die Proliferation nicht hemmen. SC-51322 zeigte keinen Einfluss auf dencAMP-Level in A549 Zellen. Interessanterweise führte dies zu einer Abnahme desintrazellulären Kalziumspiegels, was auf eine Beteiligung des Calcium-Signalwegs bei derProliferation von Krebszellen schließen läßt.Die antiproliferative Wirkung von EP1-Rezeptor-Hemmung erwies sich als Folge derAbnahme des intrazellulären Calcium-Spiegels, die nachgeschaltete Signalwege, wie diePhosphorylierung der Extrazellular Regulated Kinase (ERK) verändern können. Inunserer Untersuchung haben wir festgestellt, dass die Inhibition des EP1-Rezeptors durchdie Verwendung des selektiven Inhibitors SC-51322, keine Erhöhung des intrazellulärenCalciumlevels hervorruft, auch die ERK-Konzentration verringert und die Proliferation vonA549 und H1299-Zellen hemmt. Darüber hinaus inhibiert SC-51322 die Migration vonA549-Zellen in Gegenwart von FCS und dem EP1-rezeptorspezifischen Agonisten 17-P-T-PGE2.Zusammengefasst unterstützt diese Studie eine zentrale Rolle des EP1-Rezeptors in derProgression und der Migration von A549-Zellen. Die Untersuchung des dem EP1-Rezeptornachgeschalteten Signalwegs wird uns ein besseres Verständnis der Rolle diesesSignalwegs bei Lungenkrebs und eine neue therapeutische Möglichkeit zur Behandlungvon NSCLC bieten.