Chronic, low-grade inflammation and cell senescence, also named Inflammaging, impacts tumor progression via the secretion of senescence-associated secretory phenotype (SASP). Here, we explored the role of inflammaging in the context of Renal Cell Carcinoma (RCC). The expression of pro-inflammatory (PTX3) and SASP-related proteins (p21/ CIP1/WAF1, p16/INK4a, IL-6) in the peritumoral (periRCC) and tumoral (RCC) area of renal samples from 10 patients undergone radical nephrectomy for RCC was evaluated by confocal microscopy. Moreover, an in vitro analysis on normal renal proximal tubular epithelial cells (RPTECs) under hypoxia conditions and in RCC cell lines was conducted by western blotting and qPCR. An increased expression of PTX3 and IL-6 in both periRCC and RCC tissues, as compared to normal renal tissues (p<0.001) was observed, while an increased expression of p21 and p16 levels from normal to periRCC (p<0.001) and their reduction in RCC tissues (p <0.05) was also observed. The in vitro analysis showed that under conditions of 1% hypoxia, expression of PTX3 and IL-6 was significantly and progressively increased in RPTEC and RCC cell lines in a time-dependent manner. Interestingly, expression of p21 and p16 were upregulated in hypoxic RPTEC while in RCC cell lines, p21 was similarly expressed to RPTEC at baseline and p16 expresssion was undetectable. In the context of molecular mechanisms, a coordinate increase in the gene expression of PTX3 and miR-224-5p over time under hypoxic conditions in normal and in ccRCC cells and tissues was observed. Furthermore, classifying tissues according to Fuhrman Grading, operational differences in the senescence status of peritumoral vs. tumor core RCC tissues were detected. Higher levels of PTX3 and IL-6 and lower level of cell cycle inhibitors in high grade (G3-G4) than in low-grade tumors (G1- G2), both in periRCC and RCC tissues, were observed. This study paves the way to an improved understanding of inflammaging as a mechanism impacting ccRCC disease progression. The downregulation of cell cycle inhibitors and the increased expression of pro-inflammatory factors appear to be crucial for tumor progression and clinical significance of the disease.

L'inflammaging, che comprende il processo di infiammazione cronica di basso grado e di senescenza cellulare, influisce sulla progressione del tumore attraverso il rilascio di un particolare fenotipo secretorio associato alla senescenza (SASP). Nel presente lavoro, abbiamo esplorato il ruolo dell'inflammaging nel contesto del carcinoma a cellule renali (RCC). È stata valutata mediante microscopia confocale l'espressione di proteine pro-infiammatorie (PTX3) e correlate al SASP (p21/CIP1/WAF1, p16/INK4a, IL-6) nel tessuto peritumorale (periRCC) e tumorale (RCC) di campioni renali prelevati da 10 pazienti sottoposti a nefrectomia radicale per RCC. Inoltre, è stata condotta un'analisi in vitro mediante western blotting e qPCR su cellule epiteliali del tubulo prossimale (RPTEC) in condizioni di ipossia e nelle linee cellulari di RCC. È stata osservata un'aumentata espressione di PTX3 e IL-6 nei tessuti periRCC e RCC, rispetto ai normali tessuti renali (p<0,001) e un aumento dell'espressione dei livelli di p21 e p16 dai tessuti sani a quelli periRCC (p<0,001) con la loro riduzione nei tessuti RCC (p<0,05). L'analisi in vitro ha mostrato che in condizioni dell’1% di ipossia, l'espressione di PTX3 e IL-6 è risultata significativamente e progressivamente aumentata nelle linee cellulari RPTEC e RCC in modo dipendente dal tempo. È interessante notare che l'espressione di p21 e p16 è apparsa aumentata nelle RPTEC in condizioni di ipossia mentre nelle linee cellulari di RCC i livelli di espressione di p21 sono risultati espressi in modo simile alle linee RPTEC in condizione basale mentre quelli di p16 sono risultati non rilevabili. Nel contesto dei meccanismi molecolari, è stato rilevato un aumento coordinato nel tempo dell’espressione genica di PTX3 e del miR-224-5p in condizioni ipossiche nelle linee e nei tessuti normali e tumorali di RCC. Inoltre, classificando i tessuti secondo il Fuhrman Grading, sono state rilevate differenze operative nello stato di senescenza dei tessuti RCC peritumorali rispetto ai tessuti tumorali. Sono stati osservati livelli più elevati di PTX3 e IL-6 e livelli ridotti degli inibitori del ciclo cellulare nei tumori ad alto grado (G3-G4) rispetto ai tumori a basso grado (G1-G2), sia nei tessuti periRCC che RCC. Questo studio apre la strada a una migliore comprensione dell'infiammazione come meccanismo alla base della progressione del RCC. La riduzione dell’espressione degli inibitori del ciclo cellulare e l'aumentata espressione di fattori pro-infiammatori appaiono come aspetti cruciali per la progressione del tumore e per il significato clinico della malattia.

The pivotal role of Inflammaging in the peritumoral tissue of Renal Cell Carcinoma: from potential regulating mechanisms to clinical significance

SPADACCINO, FEDERICA
2023-01-01

Abstract

Chronic, low-grade inflammation and cell senescence, also named Inflammaging, impacts tumor progression via the secretion of senescence-associated secretory phenotype (SASP). Here, we explored the role of inflammaging in the context of Renal Cell Carcinoma (RCC). The expression of pro-inflammatory (PTX3) and SASP-related proteins (p21/ CIP1/WAF1, p16/INK4a, IL-6) in the peritumoral (periRCC) and tumoral (RCC) area of renal samples from 10 patients undergone radical nephrectomy for RCC was evaluated by confocal microscopy. Moreover, an in vitro analysis on normal renal proximal tubular epithelial cells (RPTECs) under hypoxia conditions and in RCC cell lines was conducted by western blotting and qPCR. An increased expression of PTX3 and IL-6 in both periRCC and RCC tissues, as compared to normal renal tissues (p<0.001) was observed, while an increased expression of p21 and p16 levels from normal to periRCC (p<0.001) and their reduction in RCC tissues (p <0.05) was also observed. The in vitro analysis showed that under conditions of 1% hypoxia, expression of PTX3 and IL-6 was significantly and progressively increased in RPTEC and RCC cell lines in a time-dependent manner. Interestingly, expression of p21 and p16 were upregulated in hypoxic RPTEC while in RCC cell lines, p21 was similarly expressed to RPTEC at baseline and p16 expresssion was undetectable. In the context of molecular mechanisms, a coordinate increase in the gene expression of PTX3 and miR-224-5p over time under hypoxic conditions in normal and in ccRCC cells and tissues was observed. Furthermore, classifying tissues according to Fuhrman Grading, operational differences in the senescence status of peritumoral vs. tumor core RCC tissues were detected. Higher levels of PTX3 and IL-6 and lower level of cell cycle inhibitors in high grade (G3-G4) than in low-grade tumors (G1- G2), both in periRCC and RCC tissues, were observed. This study paves the way to an improved understanding of inflammaging as a mechanism impacting ccRCC disease progression. The downregulation of cell cycle inhibitors and the increased expression of pro-inflammatory factors appear to be crucial for tumor progression and clinical significance of the disease.
2023
L'inflammaging, che comprende il processo di infiammazione cronica di basso grado e di senescenza cellulare, influisce sulla progressione del tumore attraverso il rilascio di un particolare fenotipo secretorio associato alla senescenza (SASP). Nel presente lavoro, abbiamo esplorato il ruolo dell'inflammaging nel contesto del carcinoma a cellule renali (RCC). È stata valutata mediante microscopia confocale l'espressione di proteine pro-infiammatorie (PTX3) e correlate al SASP (p21/CIP1/WAF1, p16/INK4a, IL-6) nel tessuto peritumorale (periRCC) e tumorale (RCC) di campioni renali prelevati da 10 pazienti sottoposti a nefrectomia radicale per RCC. Inoltre, è stata condotta un'analisi in vitro mediante western blotting e qPCR su cellule epiteliali del tubulo prossimale (RPTEC) in condizioni di ipossia e nelle linee cellulari di RCC. È stata osservata un'aumentata espressione di PTX3 e IL-6 nei tessuti periRCC e RCC, rispetto ai normali tessuti renali (p&lt;0,001) e un aumento dell'espressione dei livelli di p21 e p16 dai tessuti sani a quelli periRCC (p&lt;0,001) con la loro riduzione nei tessuti RCC (p&lt;0,05). L'analisi in vitro ha mostrato che in condizioni dell’1% di ipossia, l'espressione di PTX3 e IL-6 è risultata significativamente e progressivamente aumentata nelle linee cellulari RPTEC e RCC in modo dipendente dal tempo. È interessante notare che l'espressione di p21 e p16 è apparsa aumentata nelle RPTEC in condizioni di ipossia mentre nelle linee cellulari di RCC i livelli di espressione di p21 sono risultati espressi in modo simile alle linee RPTEC in condizione basale mentre quelli di p16 sono risultati non rilevabili. Nel contesto dei meccanismi molecolari, è stato rilevato un aumento coordinato nel tempo dell’espressione genica di PTX3 e del miR-224-5p in condizioni ipossiche nelle linee e nei tessuti normali e tumorali di RCC. Inoltre, classificando i tessuti secondo il Fuhrman Grading, sono state rilevate differenze operative nello stato di senescenza dei tessuti RCC peritumorali rispetto ai tessuti tumorali. Sono stati osservati livelli più elevati di PTX3 e IL-6 e livelli ridotti degli inibitori del ciclo cellulare nei tumori ad alto grado (G3-G4) rispetto ai tumori a basso grado (G1-G2), sia nei tessuti periRCC che RCC. Questo studio apre la strada a una migliore comprensione dell'infiammazione come meccanismo alla base della progressione del RCC. La riduzione dell’espressione degli inibitori del ciclo cellulare e l'aumentata espressione di fattori pro-infiammatori appaiono come aspetti cruciali per la progressione del tumore e per il significato clinico della malattia.
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