Time dependent expression and localization of connexin 32: implication in epithelial to mesenchymal transition of mammary epithelial MCF10A and triple negative breast cancer MDA MB 231 cells

Abstract

Breast cancer is the most frequent and the second leading cause of cancer-related deaths among women worldwide. Epithelial to mesenchymal transition (EMT) is critical driving force in metastasis. Connexins as a basic subunit of gap junctions indicate critical roles in regulation of EMT. In addition to Cx26 and Cx43, Cx32 is associated with breast cancer and elevated levels of Cx32 has been reported in lymph node metastasis compared to primary breast cancer while the role of Cx32 in breast cancer is still elusive. Here we aimed to shed light on the effect of Cx32 on breast cancer. Our study suggested that Cx32 acquired mesenchymal morphology and decreased proliferation in MCF10A cells but not in MDA MB 231 cells. To further elucidate whether Cx32 indicate these changes through EMT, EMT markers were examined and subsequently it was revealed that Cx32 expression was strongly correlated with increased E-cadherin and Vimentin in MCF10A cells while decreased E-cadherin and Snail in MDA MB 231 cells. Importantly majority of Cx32 did not localize to the plasma membrane and indicated dynamic changes in a day dependent manner in both MCF10A and MDA MB 231 cells. Moreover, day dependent expression and localization of Cx32 revealed strong correlation with Zeb2 expression in MCF10A cells. In conclusion, Cx32 indicated differential effects in regulation of EMT between MCF10A and MDA MB 231 cells. It was the first time that the role of Cx32 on EMT was investigated in breast cancer and differential localization of Cx32 was identified.

Meme kanseri tüm dünyadaki kadınlar arasında en sık rastlanılan kanser türü olup, en çok ölümle sonuçlanan ikincil kanser türüdür. Gap junctionların en temel üyesi olan connexin proteinleri metastaz için kritik bir itici güç olan epitelyal- metastasa geçişte (EMG) önemli rol oynamaktadır. Cx26 ve Cx43 proteinlerinin yanı sıra Cx32'de meme kanseri ile ilişkilendirilmiştir. Yapılan çalışmalar doğrultusunda Cx32 ifadelenmesinin lenf düğümlerine metastaz yapmış olan meme kanseri hücrelerinde birincil meme kanseri hücrelerine oranla daha fazla olduğu gözlenmiştir. Fakat halen daha Cx32 proteinin meme kanserindeki rolü bilinmemektedir. Biz bu çalışmamamızda Cx32 meme kanserindeki etkisine ışık tutmayı amaçlamış bulunmaktayız. Çalışmamız Cx32'nin MCF10A hücrelerinde hücrelerin çoğalmasını azalttığını ve hücrelerin mezenkimal morfoloji kazandırdığını önermiştir. Fakat bu değişim MDA MB 231 hücrelerinde gözlenmemiştir. Daha sonra, bu değişimin EMG doğrultusunda olup olmadığını ortaya çıkarmak için EMG'de rol oynayan proteinlerin Cx32 ifadelenmesi ile değişimi araştırılmıştır. Bu çalışma sonucunda görülmüştür ki Cx32 ifadelenmesi MCF10A hücrelerinde E-cadherin ve Vimentin proteinlerinin ifadelenmesiyle güçlü bir şekilde bağlantılıdır. Fakat MDA MB 231 hücrelerinde bu bağlantı E-cadherin ve Snail proteinlerinin ifadelenmesinin azalması şeklinde görülmüştür. Bu çalışmadaki diğer bir önemli nokta ise, Cx32'nin büyük bir kısmı hücre zarında sınırlanmamış ve güne bağlı olarak hücre içerisindeki yerleşiminde değişiklik göstermiştir. Ayrıca MCF10A hücrelerinde Cx32'nin güne bağlı olarak ifadelenmesi ve yerleşimi Zeb2 ifadelenmesi ile güçlü bir ilinti oluşturmaktadır. Sonuç olarak, Cx32 EMG düzenlenmesinde MCF10A ve MDA MB 231 hücrelerinde farklı etkiler göstermektedir. Bu çalışma Cx32'nin meme kanserinde EMG' ye etkisinin araştırıldığı Cx32 'nin farklı yerleşimlerinin ifadelendiği ilk çalışmadır.