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Zhou Q, Cao T, Li F, Zhang M, Li X, Zhao H, Zhou Y. Mitochondria: a new intervention target for tumor invasion and metastasis. Mol Med 2024; 30:129. [PMID: 39179991 PMCID: PMC11344364 DOI: 10.1186/s10020-024-00899-4] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/08/2024] [Accepted: 08/14/2024] [Indexed: 08/26/2024] Open
Abstract
Mitochondria, responsible for cellular energy synthesis and signal transduction, intricately regulate diverse metabolic processes, mediating fundamental biological phenomena such as cell growth, aging, and apoptosis. Tumor invasion and metastasis, key characteristics of malignancies, significantly impact patient prognosis. Tumor cells frequently exhibit metabolic abnormalities in mitochondria, including alterations in metabolic dynamics and changes in the expression of relevant metabolic genes and associated signal transduction pathways. Recent investigations unveil further insights into mitochondrial metabolic abnormalities, revealing their active involvement in tumor cell proliferation, resistance to chemotherapy, and a crucial role in tumor cell invasion and metastasis. This paper comprehensively outlines the latest research advancements in mitochondrial structure and metabolic function. Emphasis is placed on summarizing the role of mitochondrial metabolic abnormalities in tumor invasion and metastasis, including alterations in the mitochondrial genome (mutations), activation of mitochondrial-to-nuclear signaling, and dynamics within the mitochondria, all intricately linked to the processes of tumor invasion and metastasis. In conclusion, the paper discusses unresolved scientific questions in this field, aiming to provide a theoretical foundation and novel perspectives for developing innovative strategies targeting tumor invasion and metastasis based on mitochondrial biology.
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Affiliation(s)
- Quanling Zhou
- Department of Pathophysiology, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou, 563000, China
- Department of Physics, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou, 563000, China
| | - Tingping Cao
- Department of Pathophysiology, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou, 563000, China
- Department of Physics, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou, 563000, China
| | - Fujun Li
- Department of Pathophysiology, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou, 563000, China
- Department of Physics, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou, 563000, China
| | - Ming Zhang
- Department of Physics, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou, 563000, China
| | - Xiaohui Li
- Department of Physics, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou, 563000, China
| | - Hailong Zhao
- Department of Pathophysiology, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou, 563000, China
| | - Ya Zhou
- Department of Pathophysiology, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou, 563000, China.
- Department of Physics, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou, 563000, China.
- Key Laboratory of Gene Detection and Therapy of Guizhou Province, Zunyi Guizhou, 563000, China.
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Tejeda ME, Canto P, Tenorio-Torres A, Orozco-Arguelles L, Coral-Vázquez RM, Zentella-Dehesa A, Leal-García M, Vega-García CC, Bautista-Piña V, Méndez JP. Increased FNDC5/IRISIN protein expression in breast cancer tissue is associated with obesity in postmenopausal women. J Clin Pathol 2021; 75:jclinpath-2020-207249. [PMID: 34083413 DOI: 10.1136/jclinpath-2020-207249] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/10/2020] [Accepted: 05/24/2021] [Indexed: 01/10/2023]
Abstract
AIM To analyse the fibronectin type III domain containing 5 (FNDC5)/irisin expression in tumour tissue of postmenopausal women presenting breast cancer and different body mass indexes (BMIs), proposing that obesity deregulates the expression of FNDC5/irisin at the breast tumour level. In addition, we investigated if different breast cancer cell lines are capable to synthesise this protein. METHODS A total of 150 postmenopausal women (50 with a normal BMI, 50 presenting overweight and 50 having obesity) diagnosed with operable breast cancer were included. FNDC5/irisin expression was determined by immunohistochemistry or by immunocytochemistry. Qualitative analysis of protein expression was performed by the H-Score method, through ImageJ's IHC Profiler software. Statistical analyses were carried out using STATA V.14.0 (Texas, USA); p value<0.05 was accepted as statistically significant. Statistical power of the study was >80% with a p<0.05. RESULTS FNDC5/irisin expression in breast cancer tissue of postmenopausal women with obesity was significantly increased when compared with FNDC5/irisin expression in women with a normal BMI (p=0.001). Furthermore, three breast cancer cell lines studied were capable to synthesise and express FNDC5/irisin, being the BT-474 cell line the one that exhibited the highest intensity of expression. CONCLUSIONS Our results confirm that women with breast cancer and obesity exhibit an increased irisin expression in their tumorous tissue compared with women with breast cancer and normal BMI. Likewise, in vitro breast cancer cell lines have the capacity to synthesise and express FNDC5/irisin, without any extracellular stimuli, however the microenvironment surrounding these cells in vivo participates in its regulation.
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Affiliation(s)
- María Elena Tejeda
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México
- Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
| | - Patricia Canto
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México
- Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
| | | | - Letica Orozco-Arguelles
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México
- Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
| | - Ramón Mauricio Coral-Vázquez
- Sección de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Medicina, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México
- Subdirección de Enseñanza e Investigación, Centro Médico Nacional "20 de Noviembre", Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado, Ciudad de México, México
| | - Alejandro Zentella-Dehesa
- Unidad de Bioquímica, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
- Departamento de Medicina Genómica y Toxicología Ambiental, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México
| | - Marcela Leal-García
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México
- Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
| | - Claudia Cecilia Vega-García
- Departamento de Biología de la Reproducción, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
| | | | - Juan Pablo Méndez
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México
- Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
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Cárdenas Cárdenas E, Tenorio-Torres A, Méndez JP, Orozco-Arguelles L, Leal-García M, Coral-Vázquez RM, Vega-García CC, Bautista-Piña V, Canto P. Leptin and its receptor are overexpressed in breast cancer tissue of postmenopausal Mexican-Mestizo women with obesity. Ann Diagn Pathol 2021; 60:151705. [PMID: 33685748 DOI: 10.1016/j.anndiagpath.2021.151705] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/21/2020] [Revised: 12/07/2020] [Accepted: 12/30/2020] [Indexed: 12/24/2022]
Abstract
The aim of this study was to investigate the expression of leptin (LEP) and its receptor (LEPR) in breast cancer tissue of postmenopausal women with different body mass indexes (BMI), as well as the relationship of this expression with the rate of recurrence free survival (RFS). Leptin and LEPR expression, determined by immunohistochemistry, were studied in breast cancer tissues of 154 patients. Qualitative and semi-quantitative analysis of protein expression was performed by the H-Score method, through the ImageJ's IHC Profiler software. Kaplan-Meier survival analysis and log-rank statistic were used to estimate RFS differences. Protein expression of LEP, was significantly higher in women with overweight or with obesity, when compared to women with normal BMI (P = 0.032 and P = 0.013, respectively). We also observed a significantly higher expression of LEPR in breast tumor cells of women with obesity (58.8%), when compared to women with normal BMI (32.7%) (P = 0.007). Five-year survival rate, regarding LEPR expression, was 82.4% when positive and 94% when negative (P = 0.024). In the Cox proportional-hazards regression model, LEPR expression represented a risk factor for disease recurrence after adjustment for confounding factors (HR = 4.67; 95% CI: 1.13-19.31; P = 0.033). In conclusion, postmenopausal women with obesity and breast cancer present higher LEP and LEPR expression in breast tumors, when compared to women with normal BMI. Independently from BMI, women with tumors LEPR positive have worst RFS, when compared to women with tumors LEPR negative.
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Affiliation(s)
- Eduardo Cárdenas Cárdenas
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, Mexico; Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, Mexico
| | | | - Juan Pablo Méndez
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, Mexico; Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, Mexico
| | - Leticia Orozco-Arguelles
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, Mexico; Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, Mexico
| | - Marcela Leal-García
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, Mexico; Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, Mexico
| | - Ramón Mauricio Coral-Vázquez
- Sección de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Medicina, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, Mexico; Subdirección de Enseñanza e Investigación, Centro Médico Nacional "20 de Noviembre", Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado, D.F., Mexico
| | - Claudia Cecilia Vega-García
- Departamento de Biología de Reproducción, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, Mexico
| | | | - Patricia Canto
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, Mexico; Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, Mexico.
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Cárdenas-Cárdenas E, Tenorio-Torres A, Méndez JP, Orozco-Arguelles L, Leal-García M, Tejeda ME, Morales A, Canto P. Different body mass indexes and their relation to prognosis of early-stage breast cancer in postmenopausal Mexican-Mestizo women. Women Health 2020; 61:210-217. [PMID: 32854607 DOI: 10.1080/03630242.2020.1812791] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 01/27/2023]
Abstract
It has been suggested that obesity increases the incidence of metastatic breast tumors, resulting in higher rates of recurrence, and increased mortality; for that reason, the aim of this study was to investigate if different body mass indexes modified the clinicopathologic characteristics of breast cancer; as well as, the recurrence-free survival in postmenopausal Mexican-Mestizo women. Two hundred twenty postmenopausal women with operable breast cancer were included. A structured questionnaire was applied to explore the existence of potential risk factors. Body mass index (BMI) was determined in each case and patients were grouped in accordance to their BMI in: normal weight, overweight, or obesity. Kaplan-Meier survival analysis and log-rank statistic were used to estimate recurrence-free-survival differences. Hormonal receptor(+)/HER2(-) was the most frequent breast cancer in all groups. Overweight women presented a statistically significant increased risk of this molecular subtype, with an odds ratio (OR) = 5.57; 95% confidence interval (CI) = 1.54-24.86; P = .004)). In addition, the triple-negative subtype was more frequent in women with a normal BMI in comparison to women with overweight (P = .016) or women with obesity. The heterogeneity in cancer subtypes regarding BMI was observed.
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Affiliation(s)
- Eduardo Cárdenas-Cárdenas
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México.,Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas Y Nutrición "Salvador Zubirán" , Ciudad de México, México
| | | | - Juan Pablo Méndez
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México.,Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas Y Nutrición "Salvador Zubirán" , Ciudad de México, México
| | - Leticia Orozco-Arguelles
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México.,Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas Y Nutrición "Salvador Zubirán" , Ciudad de México, México
| | - Marcela Leal-García
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México.,Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas Y Nutrición "Salvador Zubirán" , Ciudad de México, México
| | - María Elena Tejeda
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México.,Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas Y Nutrición "Salvador Zubirán" , Ciudad de México, México
| | - Angélica Morales
- Biología de la Reproducción, Instituto Nacional de Ciencias Médicas Y Nutrición "Salvador Zubirán" , Ciudad de México, México
| | - Patricia Canto
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México.,Subdirección de Investigación Clínica, Dirección de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas Y Nutrición "Salvador Zubirán" , Ciudad de México, México
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Orozco-Arguelles L, De Los Santos S, Tenorio-Torres A, Méndez JP, Leal-García M, Coral-Vázquez R, Vega-García C, Bautista-Piña V, Tejeda ME, Cárdenas-Cárdenas E, Canto P. Adiponectin and adiponectin receptor 1 expression proteins levels are modified in breast cancer in postmenopausal women with obesity. J Clin Pathol 2020; 74:571-576. [PMID: 32848015 DOI: 10.1136/jclinpath-2020-206471] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/24/2020] [Revised: 07/01/2020] [Accepted: 07/22/2020] [Indexed: 11/03/2022]
Abstract
AIM To analyse the expression of adiponectin (ADIPOQ), and its receptors ADIPOR1 and ADIPOR2, in breast cancer tissue of postmenopausal women with different body mass indexes (BMIs). SUBJECTS AND METHODS One hundred and fifty postmenopausal Mexican-Mestizo women with breast cancer were included. BMI was determined in each case. To carry out qualitative and semiquantitative assessments of protein expression by immunohistochemistry, the H-Score method was used, through ImageJ's IHC Profiler software. Statistical power of the study was >80% with a p<0.05. RESULTS Fifty women had a normal BMI, 50 presented overweight and 50 had obesity. The expression of ADIPOQ in breast cancer tissue of postmenopausal woman with normal BMI was higher in comparison to women with overweight or with obesity (p=0.002 and p<0.001, respectively). Furthermore, the expression of ADIPOR1 in breast cancer tissue of postmenopausal women with normal BMI was significantly lower when compared with women with overweight or with obesity (p=0.005 and p<0.001, respectively). Meanwhile, the expression of ADIPOR2 in breast cancer tissue, in the cytoplasm, was similar in all groups studied. CONCLUSIONS We found that women with overweight or obesity had a lower expression of ADIPOQ and a higher ADIPOR1 expression in breast cancer tissue, when compared with women with a normal BMI.
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Affiliation(s)
- Leticia Orozco-Arguelles
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autonoma de México, Ciudad de México, México.,Subdirección de Investigación Clínica, División de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
| | - Sergio De Los Santos
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autonoma de México, Ciudad de México, México.,Subdirección de Investigación Clínica, División de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
| | | | - Juan Pablo Méndez
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autonoma de México, Ciudad de México, México.,Subdirección de Investigación Clínica, División de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
| | - Marcela Leal-García
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autonoma de México, Ciudad de México, México.,Subdirección de Investigación Clínica, División de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
| | - Ramón Coral-Vázquez
- Sección de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Medicina, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México.,Subdirección de Enseñanza e Investigación, Centro Médico Nacional "20 de Noviembre", Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado, Ciudad de México, México
| | - Claudia Vega-García
- Departamento de Biología de la Reproducción, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubiran", Ciudad de México, México
| | | | - María Elena Tejeda
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autonoma de México, Ciudad de México, México.,Subdirección de Investigación Clínica, División de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
| | - Eduardo Cárdenas-Cárdenas
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autonoma de México, Ciudad de México, México.,Subdirección de Investigación Clínica, División de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
| | - Patricia Canto
- Unidad de Investigación en Obesidad, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autonoma de México, Ciudad de México, México .,Subdirección de Investigación Clínica, División de Investigación, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán", Ciudad de México, México
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