Cell-Cycle Gene Expression in Lovastatin-Induced
Medulloblastoma Apoptosis
Wei Wang and Robert J.B. Macaulay
Abstract: Background: 3-hydroxy-3-methylglutaryl
coenzyme A (HMG-CoA) reductase is a key rate-limiting enzyme
in the mevalonate pathway, which generates precursors both for
cholesterol biosynthesis and for the production of nonsteroidal
mevalonate derivatives that are involved in a number of growth-regulatory
processes. We have reported that lovastatin, a competitive inhibitor
of HMG-CoA reductase, not only inhibits medulloblastoma proliferation
in vitro, but also induces near-complete cell death via apoptosis.
The mechanism of this phenomenon is unclear. Possible involvement
of changes in expression of certain cell-cycle related genes
led us to study some of them in more detail. Methods:
Medulloblastoma cell lines were exposed in vitro to lovastatin,
and the effects of gene expression changes were studied using
RT-PCR, antisense oligonucleotide, DNA electrophoresis and Western
blotting analysis. Results: 1) Levels
of total Ras gene mRNA and individual Ras gene mRNA are stable
in lovastatin treatment in all examined medulloblastoma cell
lines. 2) Blocking c-myc gene over-expression does not enhance
medulloblastoma cell sensitivity to lovastatin. 3) Following
lovastatin treatment, p16 expression exhibits no change, but
pronounced increases of p27KIP1 protein are observed in all
examined cell lines. Lovastatin induces pronounced increases
of p21WAF1 protein only in Daoy and UW228, but not in D283 Med
and D341 Med. 4) Following lovastatin treatment, increased p53
protein is detected only in D341 Med, and bax protein is unchanged
in all cell lines. Conclusions: Lovastatin-induced
growth inhibition and apoptosis in medulloblastoma are not dependent
on the regulation of Ras and c-myc gene expression, but may
be mediated by p27KIP1 gene expression. Lovastatin-induced apoptosis
in medulloblastoma is probably p53 independent, but p53 and
p21WAF1 gene expression may also mediate anti-proliferative
effects of lovastatin on specific medulloblastoma cell lines.
Résumé: Apoptose induite par la lovastatine:
expression génique du cycle cellulaire dans des lignées
cellulaires de médulloblastome. Introduction:
La 3-hydroxy-3-méthylglutaryl-coenzyme A (HGM-CoA) réductase
est un enzyme limitant clé de la voie du mévalonate
qui génère des précurseurs tant pour la
biosynthèse du cholestérol que pour la production
de dérivés non stéroïdiens du mévalonate
qui sont impliqués dans certains processus régulateurs
de la croissance. Nous avons rapporté que la lovastatine,
un inhibiteur non compétitif de l’HMG-CoA réductase,
inhibe la prolifération du médulloblastome in
vitro et induit également la mort cellulaire presque
complète via l’apoptose. Le mécanisme sous-jacent
à ce phénomène n’est pas clair. La
possibilité que des changements dans l’expression
de certains gènes du cycle cellulaire soient impliqués
nous a incités à en étudier quelques-uns
de plus près. Méthodes:
Des lignées cellulaires de médulloblastome ont
été exposées in vitro à la lovastatine
et les effets des changements dans l’expression génique
ont été étudiés au moyen de RT-PCR,
d’oligonucléotides antisenses, de l’électrophorèse
de l’ADN et du buvardage western. Résultats:
1) Les niveaux d’ARNm de tous les gènes Ras et
des gènes Ras pris individuellement sont stables dans
toutes les lignées cellulaires de médulloblastome
étudiées après traitement par la lovastatine.
2) Le fait de bloquer la surexpression du gène c-myc
n’augmente pas la sensibilité des cellules de médulloblastome
à la lovastatine. 3) Suite au traitement par la lovastatine,
l’expression de p16 ne change pas, mais on observe des
augmentations considérables de la protéine p27KIP1
dans toutes les lignées cellulaires examinées.
La lovastatine provoque des augmentations marquées de
la protéine p21WAF1 dans le lignées Daoy et UW228,
mais pas dans D283 Med et D341 Med. 4) Suite au traitement par
la lovastatine, une augmentation de la protéine p53 est
détectée seulement dans D341 Med et la protéine
Bax demeure inchangée dans toutes les lignées
cellulaires. Conclusions: L’inhibition
de la croissance et l’apoptose induites par la lovastatine
dans le médulloblastome ne sont pas dépendantes
de la régulation de l’expression des gènes
Ras et c-myc, mais elles pourraient être médiées
par l’expression du gène p27KIP1. L’apoptose
induite par la lovastatine dans le médulloblastome est
probablement indépendante de p53, mais l’expression
des gènes p53 et p21WAF1 peut également médier
des effets antiprolifératifs de la lovastatine dans des
lignées cellulaires spécifiques de médulloblastome.
Can. J. Neurol. Sci. 2003; 30: 349-357
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