Μελέτη των πεπτιδίων της οικογένειας του παράγοντα απελευθέρωσης της κορτικοτροπίνης και των υποδοχέων τους στο ουροποιογεννητικό σύστημα

Abstract

Corticotropin-releasing factor (CRF) is a 41-amino acid peptide that plays an essential role in maintaining homeostasis. The CRF family consists of peptides similar to CRF, including urocortins (UCNs). CRF and UCNs (UCN1, UCN2 and UCN3) exert their actions on target cells through activation of CRF receptors (Corticotropin-Releasing Factor Receptors, CRFRs) type 1 (CRFR1) and type 2 (CRFR2). CRFRs belong to the G-protein-coupled receptor family. CRF family peptides and their receptors are expressed both in the central nervous system and in the periphery. In the periphery, they are expressed in several systems, including the respiratory, gastrointestinal, cardiovascular, reproductive and urogenital systems. However, very little is known about its role in the urogenital system, particularly in the bladder. CRF, UCN1 and CRFRs have been identified in the bladders of experimental animals, playing a possible role in inflammation. Recently, a study showed for the first time the presence of CRFR1 and CRFR2 peptides in the human bladder without clarifying what happens to UCN1 expression. The expression of CRF family peptides and their receptors has also been associated with cancers of several human systems, including urogenital. In particular, the expression of these peptides has been studied in prostate and kidney cancer, laying a new basis for their possible role. This research focused on studying the expression of CRF family messenger RNAs (mRNAs) and their receptors in normal (non-cancerous) and cancerous bladder urothelial tissue in humans. The primary objective of the present study was to investigate the mRNA expression of CRF family members in bladder cancer. The secondary objective was to analyze the differences in gene expression between cancerous urothelial tissues and normal tissues. The tertiary objective was investigating the expression differences between normal and potentially pathological urothelial tissues. From 2018 to 2021, 43 patients were divided into three groups. Group A included healthy subjects, group B included patients with bladder cancer, and group C included patients with a history of bladder cancer from whom samples were taken from normal mucosa. Detection of CRF family mRNA was performed using quantitative polymerase chain reaction (qPCR). The mRNA of the three urocortins, CRF and the two receptors was predominantly expressed in all three patient groups. Statistical analysis using the Kruskal-Wallis test showed that UCN1 was downregulated in patients with bladder cancer and those with potentially pathological-cancerous urothelium compared to the healthy group. In addition, UCN3 was downregulated in the C group compared to the A and B groups. The present experiments showed that mRNA of the CRF gene family was amplified in normal and cancerous bladder tissues. The downregulation of both UCN1 and UCN3 genes may be associated with bladder cancer by some mechanism that remains to be clarified. The research field in relation to the CRF system is expanding in terms of its potential contribution to the prognosis, diagnosis or treatment of urothelial malignancies.

Ο παράγοντας απελευθέρωσης της κορτικοτροπίνης (Corticotropin-Releasing Factor, CRF), είναι ένα πεπτίδιο 41 αμινοξέων που διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της ομοιόστασης. Η οικογένεια του CRF αποτελείται από πεπτίδια παρόμοια με τον CRF, συγκαταλεγόμενων των oυροκορτινών (Urocortins, UCNs). Ο CRF και οι UCNs (UCN1, UCN2 και UCN3) ασκούν τις δράσεις τους σε κύτταρα-στόχους μέσω ενεργοποίησης των υποδοχέων του CRF (Corticotropin-Releasing Factor Receptors, CRFRs) τύπου 1 (CRFR1) και τύπου 2 (CRFR2). Οι CRFRs ανήκουν στην οικογένεια των υποδοχέων που συζευγνύονται με τις G-πρωτεΐνες (G protein-coupled receptor family). Τα πεπτίδια της οικογένειας του CRF και οι υποδοχείς τους εκφράζονται τόσο στο κεντρικό νευρικό σύστημα όσο και στην περιφέρεια. Στην περιφέρεια εκφράζονται σε διάφορα συστήματα, όπως το αναπνευστικό, το γαστρεντερικό, το καρδιαγγειακό, το αναπαραγωγικό και το ουροποιογεννητικό. Ωστόσο, πολύ λίγα είναι γνωστά για το ρόλο του στο ουρογεννητικό σύστημα και ιδιαίτερα στην ουροδόχο κύστη. Ο CRF, η UCNI και οι CRFRs έχουν εντοπιστεί σε ουροδόχες κύστεις πειραματόζωων, διαδραματίζοντας πιθανό ρόλο στη φλεγμονή. Πρόσφατα, μια μελέτη έδειξε για πρώτη φορά την παρουσία των CRFR1 και CRFR2 πεπτιδίων στην ανθρώπινη ουροδόχο κύστη χωρίς ωστόσο να διευκρινίζεται τι συμβαίνει με την έκφραση της UCN1. Η έκφραση των πεπτιδίων της οικογένειας του CRF και των υποδοχέων τους έχει επίσης συσχετιστεί με καρκίνους διαφόρων συστημάτων στον άνθρωπο, μεταξύ των οποίων το ουροποιογεννητικό. Συγκεκριμένα, η έκφραση των πεπτιδίων αυτών, έχει μελετηθεί στον καρκίνο του προστάτη και του νεφρού θέτοντας νέες βάσεις για τον πιθανό ρόλο τους. Η συγκεκριμένη ερευνητική εργασία εστίασε στη μελέτη έκφρασης των αγγελιοφόρων RNAs (mRNAs) της οικογένειας του CRF και των υποδοχέων τους σε φυσιολογικό (μη καρκινικό) και καρκινικό ουροθηλιακό ιστό ουροδόχου κύστης, στον άνθρωπο. Ο πρωταρχικός στόχος της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της έκφρασης του mRNA των μελών της οικογένειας του CRF σε καρκίνο της ουροδόχου κύστης. Ο δευτερεύων στόχος ήταν να αναλυθούν οι διαφορές της γονιδιακής έκφρασης ανάμεσα στους καρκινικούς ουροθηλιακούς ιστούς και τους φυσιολογικούς. Ο τριτεύων στόχος ήταν να διερευνηθούν οι διαφορές της έκφρασης ανάμεσα στους φυσιολογικούς και τους εν δυνάμει παθολογικούς ουροθηλιακούς ιστούς. Από το 2018 έως το 2021, 43 ασθενείς χωρίστηκαν σε τρεις ομάδες. Η ομάδα Α περιλάμβανε τους υγιείς, η ομάδα Β περιλάμβανε ασθενείς με καρκίνο της ουροδόχου κύστης και η ομάδα Γ περιλάμβανε ασθενείς με ιστορικό καρκίνου από τους οποίους ελήφθησαν δείγματα από τον φυσιολογικό βλεννογόνο. Η ανίχνευση του mRNA της οικογένειας του CRF πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ποσοτικής αλυσιδωτής αντίδρασης της πολυμεράσης (qPCR). Το mRNA των τριών ουροκορτινών, του CRF και των δύο υποδοχέων εκφράστηκε κατά κύριο λόγο και στις τρεις ομάδες ασθενών. Η στατιστική ανάλυση με τη χρήση του τεστ Kruskal-Wallis έδειξε ότι η UCN1 υποεκφραζόταν στους ασθενείς με καρκίνο της ουροδόχου κύστης και σε εκείνους με εν δυνάμει παθολογικό – καρκινικό ουροθήλιο, σε σύγκριση με την ομάδα των υγιών. Επιπλέον φάνηκε πως η UCN3 υποεκφραζόταν στην Γ ομάδα σε σχέση με τις ομάδες Α και Β. Τα παρόντα πειράματα έδειξαν ότι το mRNA της οικογένειας των γονιδίων του CRF ενισχύθηκε σε φυσιολογικούς και καρκινικούς ιστούς της ουροδόχου κύστης. Η υπορρύθμιση του γονιδίου της UCN1 αλλά και της UCN3 μπορεί να σχετίζεται με τον καρκίνο της ουροδόχου κύστης με κάποιον μηχανισμό που μένει να διευκρινιστεί. Το ερευνητικό πεδίο σε σχέση με το σύστημα του CRF ανοίγει ως προς την πιθανή συμβολή του στην πρόγνωση, τη διάγνωση ή τη θεραπεία του ουροθηλιακών κακοηθειών.