Matrix metalloproteases from chondrocytes generate an antiangiogenic 16 kDa prolactin

Abstract

The 16 kDa N-terminal fragment of prolactin (16K-prolactin) is a potent antiangiogenic factor. Here, we demonstrate that matrix metalloproteases (MMPs) produced and secreted by chondrocytes generate biologically functional 16K-prolactin from full-length prolactin. When incubated with human prolactin at neutral pH, chondrocyte extracts and conditioned medium, as well as chondrocytes in culture, cleaved the Ser155-Leu156 peptide bond in prolactin, yielding - upon reduction of intramolecular disulfide bonds - a 16 kDa N-terminal fragment. This 16K-prolactin inhibited basic fibroblast growth factor (FGF)-induced endothelial cell proliferation in vitro. The Ser155-Leu156 site is highly conserved, and both human and rat prolactin were cleaved at this site by chondrocytes from either species. Conversion of prolactin to 16K-prolactin by chondrocyte lysates was completely abolished by the MMP inhibitors EDTA, GM6001 or 1,10-phenanthroline. Purified MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-8, MMP-9 and MMP-13 cleaved human prolactin at Gln157, one residue downstream from the chondrocyte protease cleavage site, with the following relative potency: MMP-8>MMP-13 >MMP-3>MMP-1=MMP-2>MMP-9. Finally, chondrocytes expressed prolactin mRNA (as revealed by RT-PCR) and they contained and released antiangiogenic N-terminal 16 kDa prolactin (detected by western blot and endothelial cell proliferation). These results suggest that several matrix metalloproteases in cartilage generate antiangiogenic 16K-prolactin from systemically derived or locally produced prolactin.

Neuregulin-1 (Nrg1): An Emerging Regulator of Prolactin (PRL) Secretion

“…Cleaved full-length PRL has been reported to be a vascular function modulator mainly in the 16-kDa form (Clapp et al, , 2008Macotela et al, 2006). However, an 18-kDa form was also reported as an intermediate form of the final cleavage product in vitro (Lkhider et al, 2004;Nicoll et al, 1997).…”

La prolactine et son fragment 16 kDa dans les tissus de mammifères

“…Des formes clivées, PRL 14 kDa et 16K, ont été détectées dans les granules sécrétoires de l'adénohypophyse [6]. Chez l'homme et plusieurs mammifères, les ARNm et la PRL elle-même sont aussi exprimés dans la glande mammaire et dans le lait, où coexistent diverses formes moléculaires de la PRL (14,18,20,23,25 kDa) [7,8]. La forme 16K n'a jamais été décrite dans les cellules mammaires ni dans le lait, mais elle est retrouvée dans les milieux conditionnés de tissu mammaire en culture [9].…”

“…Dans le tissu adipeux humain, pré-adipocytes et adipocytes différenciés expriment des récepteurs, fixent la PRL et sont aussi des sites de synthèse et de sécrétion de PRL endogène [11]. Le placenta et les structures annexes de l'utérus de plusieurs espèces [12], la prostate [13], les chondrocytes [14], plusieurs types de cellules du système immunitaire [15], des cellules du myocarde [16], les glandes lacrymales [17], la rétine [18], fixent la PRL et la produisent. La présence de PRL 16K a été signalée dans les chondrocytes [14].…”

“…Ces enzymes sont susceptibles de cliver la PRL sanguine 23 kDa (flèches noires) pour produire une forme 16K de la PRL dans des milieux provenant de tissus normaux (flèches vertes) ou de tissus présentant une pathologie (flèches vertes pointillées). plusieurs protéinases : les métalloprotéinases de la matrice extracellulaire (MMP) actives à pH neutre dans le milieu interstitiel [14], la bone morphogenic protein 1 (BMP-1) qui est une forme dérivée de la procollagen C proteinase [28] et la cathepsine D (CD) [29]. La CD, une…”

“…La régulation de la libération des protéinases qui génèrent les vasoinhibines constitue une étape-clé dans le processus de clivage. Les MMP sont produites par les chondrocytes et leur activité est accrue dans les cas d'ostéo-arthrite [14]. La BMP-1 est exprimée en grande quantité dans les endothéliums des vaisseaux associés à des tumeurs [28].…”