Pleiotrophin (PTN) is a heparin-binding growth factor with diverse biological activities, the most studied of these being those related to the nervous system, tumor growth and angiogenesis. Although interest in the involvement of PTN in tumor growth is increasing, many questions remain unanswered, particularly concerning the receptors and the signaling pathways involved. In this review, we briefly introduce PTN, and summarize data on its involvement in tumor growth and angiogenesis, and on what is known to date concerning the receptors and pathways involved.

Pleiotrophin (PTN) is a heparin‐binding growth factor with diverse functions related to tumor growth, angiogenesis, and metastasis. Pleiotrophin seems to have a significant role in prostate cancer cell growth and to mediate the stimulatory actions of other factors that affect prostate cancer cell functions. However, all studies carried out up to date are in vitro, using different types of human prostate cancer cell lines. The aim of the present work was to study the role of endogenous PTN in human prostate cancer growth in vivo. For this purpose, human prostate cancer PC3 cells were stably transfected with a plasmid vector, bearing the antisense PTN sequence, in order to inhibit PTN expression (AS‐PC3). Migration, apoptosis, and adhesion on osteoblastic cells were measured in vitro. In vivo, PC3 cells were s.c. injected into male NOD/SCID mice, and tumor growth, survival rates, angiogenesis, apoptosis, and the number of metastasis were estimated. Pleiotrophin depletion resulted in a decreased migration capability of AS‐PC3 cells compared with the corresponding mock‐transfected or the non‐transfected PC3 cells, as well as increased apoptosis and decreased adhesiveness to osteoblastic cells in vitro. In prostate cancer NOD/SCID mouse xenografts, PTN depletion significantly suppressed tumor growth and angiogenesis and induced apoptosis of cancer cells. In addition, PTN depletion decreased the number of metastases, providing a survival benefit for the animals bearing AS‐PC3 xenografts. Our data suggest that PTN is implicated in human prostate cancer growth in vivo and could be considered a potential target for the development of new therapeutic approaches for prostate cancer.

Pleiotrophin (PTN) is a heparin-binding growth factor that induces cell migration through binding to its receptor protein tyrosine phosphatase beta/zeta (RPTPβ/ζ) and integrin alpha v beta 3 (ανβ3). In the present work, we studied the effect of PTN on the generation of reactive oxygen species (ROS) in human endothelial cells and the involvement of ROS in PTN-induced cell migration. Exogenous PTN significantly increased ROS levels in a concentration and time-dependent manner in both human endothelial and prostate cancer cells, while knockdown of endogenous PTN expression in prostate cancer cells significantly down-regulated ROS production. Suppression of RPTPβ/ζ through genetic and pharmacological approaches, or inhibition of c-src kinase activity abolished PTN-induced ROS generation. A synthetic peptide that blocks PTN-ανβ3 interaction abolished PTN-induced ROS generation, suggesting that ανβ3 is also involved. The latter was confirmed in CHO cells that do not express β3 or over-express wild-type β3 or mutant β3Y773F/Y785F. PTN increased ROS generation in cells expressing wild-type β3 but not in cells not expressing or expressing mutant β3. Phosphoinositide 3-kinase (PI3K) or Erk1/2 inhibition suppressed PTN-induced ROS production, suggesting that ROS production lays down-stream of PI3K or Erk1/2 activation by PTN. Finally, ROS scavenging and xanthine oxidase inhibition completely abolished both PTN-induced ROS generation and cell migration, while NADPH oxidase inhibition had no effect. Collectively, these data suggest that xanthine oxidase-mediated ROS production is required for PTN-induced cell migration through the cell membrane functional complex of ανβ3 and RPTPβ/ζ and activation of c-src, PI3K and ERK1/2 kinases.

Τα τελευταία χρόνια αναγνωρίζεται όλο και περισσότερο ότι αυξητικοί παράγοντες που εμπλέκονται στη διαδικασία της αγγειογένεσης, όπως ο VEGF, ο FGF2 και ο PDGF ασκούν την επαγωγική δράση τους μέσω παραγωγής δραστικών μορφών οξυγόνου (ROS) σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Η πλειοτροπίνη (Pleiotrophin, PTN) είναι ένας αυξητικός παράγοντας, έχει μοριακή μάζα 18 kDa, παρουσιάζει υψηλή συγγένεια με την ηπαρίνη, διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του νευρικού συστήματος και η δράση της σχετίζεται με αγγειογένεση και καρκινική ανάπτυξη. Για την επαγόμενη από ΡΤΝ μετανάστευση των κυττάρων είναι απαραίτητη η έκφραση τόσο του υποδοχέα RPTPβ/ζ, όσο και της ιντεγκρίνης ανβ3 στην κυτταρική μεμβράνη. Η ερευνητική μας ομάδα έχει δείξει σε προηγούμενη μελέτη ότι η PTN μέσω του RPTPβ/ζ αυξάνει με δοσοεξαρτώμενο και χρονοεξαρτώμενο τρόπο τα ενδοκυτταρικά επίπεδα ROS σε ανθρώπινα ενδοθηλιακά κύτταρα HUVEC, γεγονός που φαίνεται να σχετίζεται με την επαγόμενη από ΡΤΝ μετανάστευση των κυττάρων. Στην παρούσα διατριβή βρέθηκε ότι η επαγόμενη από την ΡΤΝ παραγωγή ROS στα ενδοθηλιακά κύτταρα HUVEC εξαρτάται και από την έκφραση της ιντεγκρίνης β3 και την τυροσίνη της θέσης 773 της β3. Η επαγόμενη από ΡΤΝ παραγωγή ROS και κυτταρική μετανάστευση φαίνεται να διαμεσολαβείται από την οξειδάση της ξανθίνης (XO), η οποία βρίσκεται καθοδικά των κινασών c-src, PI3K και ERK1/2. Aρχικές παρατηρήσεις της ερευνητικής μας ομάδας έδειξαν ότι η πρωτεΐνη moesin, η οποία είναι γνωστό ότι παίζει σημαντικό ρόλο στην κυτταρική μετανάστευση, ελέγχοντας την αλληλεπίδραση της ακτίνης του κυτταροσκελετού με μεμβρανικές πρωτεΐνες, ίσως να εμπλέκεται στις δράσεις της ΡΤΝ. Στην παρούσα διατριβή βρέθηκε για πρώτη φορά στη διεθνή βιβλιογραφία ότι η moesin αλληλεπιδρά με την ιντεγκρίνη ανβ3 και να εμπλέκεται στην επαγόμενη από ΡΤΝ κυτταρική μετανάστευση, αλλά όχι στην παραγωγή ROS. Επιπλέον, με τη χρήση μεθόδων ανοσοκατακρήμνισης-ανοσοαποτυπώματος, διπλού ανοσοφθορισμού και προσδιορισμού αλληλεπίδρασης λόγω εγγύτητας βρέθηκε ότι η πρωτεΐνη moesin εντοπίζεται στην κυτταρική μεμβράνη και στο κυτταρόπλασμα, εκτίθεται στην εξωκυτταρική επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης, ενώ σε κάποιους τύπους κυττάρων παρατηρήθηκε και πυρηνικός εντοπισμός της. Συνεντοπισμός της moesin με την ανβ3 παρατηρείται στην κυτταρική μεμβράνη και η αλληλεπίδραση αυτή μειώνεται μετά από δέγερση των κυττάρων με ΡΤΝ. Η moesin αλληλεπιδρά άμεσα και με την ΡΤΝ και συνεντοπισμός τους επίσης παρατηρείται στην κυτταρική μεμβράνη. Τέλος, βρέθηκε ότι η ΡΤΝ προκαλεί μια χρονο-εξαρτώμενη αλλά παροδική αύξηση της φωσφορυλίωσης της moesin στη Thr558, η οποία είναι μέγιστη μέχρι τα 10 λεπτά μετά τη διέγερση με ΡΤΝ και επανέρχεται στα επίπεδα του μάρτυρα στα 15 λεπτά. H επαγόμενη από ΡΤΝ φωσφορυλίωση της moesin λαμβάνει χώρα καθοδικά των κινασών c-Src, PI3K και CDK5 και φαίνεται να είναι ανεξάρτητη της ενεργοποίησης των ERK1/2. Επιπλέον, φαίνεται να εξαρτάται από τη Rac1 και να αναστέλλεται από την εξωγενή χορήγηση CS-E. Παραμένει αδιευκρίνιστο εάν η φωσφορυλίωση της moesin στη Thr558 σχετίζεται με την επαγόμενη από ΡΤΝ κυτταρική μετανάστευση ή σχετίζεται με άλλες δράσεις της ΡΤΝ. Συμπερασματικά, η συμμετοχή τόσο της ΧΟ, όσο και της πρωτεΐνης moesin στις διαμεσολαβούμενες από την ΡΤΝ δράσεις των ενδοθηλιακών κυττάρων αναφέρεται για πρώτη φορά στη διεθνή βιβλιογραφία και αναμένεται να οδηγήσει στη διαλεύκανση των δράσεων και των μορίων μεταγωγής σήματος που εμπλέκονται στις δράσεις της ΡΤΝ στην αγγειογένεση. Κάτι τέτοιο θα συμβάλλει σημαντικά στον μακροπρόθεσμο σχεδιασμό νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων για έλεγχο της αγγειογένεσης.