Skip to main content
Erschienen in: Annals of Surgical Oncology 7/2007

01.07.2007 | Laboratory Research

The Role of Growth Differentiation Factor-9 (GDF-9) and Its Analog, GDF-9b/BMP-15, in Human Breast Cancer

verfasst von: S. Hanavadi, MS, FRCS, T. A. Martin, PhD, G. Watkins, HND, R. E. Mansel, MS, FRCS, W. G. Jiang, MB BCh, MD

Erschienen in: Annals of Surgical Oncology | Ausgabe 7/2007

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Background

There has been a recent surge of interest in the role of growth differentiation factors and other bone morphogenic proteins in the development and spread of cancer. In this study we have provided evidence that highlights the significance of growth and differentiation factor-9a (GDF-9a) and GDF-9b (bone morphogenic protein-15, BMP-15) in breast cancer development and progression.

Methods

Primary breast cancer samples (n = 109) and matched background tissues from same patients (n = 33) were processed for frozen section and RNA extraction. Frozen sections from matched tissues were immunostained with GDF-9a and GDF-9b antibodies. Staining intensity was analyzed by computer image analysis. RNA was reverse transcribed and quantified before analysis by quantitative polymerase chain reaction (Q-PCR). Results were expressed as number of transcripts (standardized by β-actin). The data were compared with the clinical outcome of the disease. The biological effects of the molecule were studied using in vitro assays after forced expression in breast cancer cells.

Results

Highly aggressive breast cancer cells did not express GDF-9a. On forced expression of GDF-9a, breast cancer cells became less invasive. These laboratory findings were analyzed against the clinical information. Primary breast cancer samples with good predicted prognosis had a significantly higher level of GDF-9a than in samples with poor predicted prognosis (P = .004). Patients who remained disease-free at the end of a 10-year follow-up had significantly higher levels of both GDF-9a and GDF-9b in their tissue than those with poor clinical outcome (P = .001 and .014, respectively).

Conclusion

Growth differentiation factor-9 family expressed in breast cancer has an inhibitory effect on the progression of human breast cancer.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Pisani P, Parkin DM, Ferlay J. Estimates of worldwide mortality from eighteen major cancers in 1985. Implications for prevention and projections of future burden. Int J Cancer 1993; 55:891–903PubMedCrossRef Pisani P, Parkin DM, Ferlay J. Estimates of worldwide mortality from eighteen major cancers in 1985. Implications for prevention and projections of future burden. Int J Cancer 1993; 55:891–903PubMedCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Dube JL, Wang P, Elvin J, Lyons KM, Celeste AJ, Matzuk MM. The bone morphogenetic protein 15 gene is X-linked and expressed in oocytes. Mol Endocrinol 1998; 12:1809–17PubMedCrossRef Dube JL, Wang P, Elvin J, Lyons KM, Celeste AJ, Matzuk MM. The bone morphogenetic protein 15 gene is X-linked and expressed in oocytes. Mol Endocrinol 1998; 12:1809–17PubMedCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Phippard DJ, Weber-Hall SJ, Sharpe PT, Naylor MS, Jayatalake H, Maas R, Woo I, Roberts-Clarke D, Francis-West PH, Liu YH, Maxson R, Hill RE, Dale TC. Regulation of MSX-1, MSX-2, BMP-2 and BMP-4during foetal and post-natal mammary gland development. Development 1996; 22:2729–37 Phippard DJ, Weber-Hall SJ, Sharpe PT, Naylor MS, Jayatalake H, Maas R, Woo I, Roberts-Clarke D, Francis-West PH, Liu YH, Maxson R, Hill RE, Dale TC. Regulation of MSX-1, MSX-2, BMP-2 and BMP-4during foetal and post-natal mammary gland development. Development 1996; 22:2729–37
5.
Zurück zum Zitat Wang EA, Rosen V, D’Alessandro JS, et al. Recombinant human bone morphogenetic protein induces bone formation. Proc Natl Acad Sci U S A 1990; 87:2220–4PubMedCrossRef Wang EA, Rosen V, D’Alessandro JS, et al. Recombinant human bone morphogenetic protein induces bone formation. Proc Natl Acad Sci U S A 1990; 87:2220–4PubMedCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Knabbe C, Lippman ME, Wakefield LM, Flanders KC, Kasid A, Derynck R, Dickson RB. Evidence of transforming growth factor-beta is a hormonally regulated negative growth factor in human breast cancer cells. Cell 1987; 48:417–28PubMedCrossRef Knabbe C, Lippman ME, Wakefield LM, Flanders KC, Kasid A, Derynck R, Dickson RB. Evidence of transforming growth factor-beta is a hormonally regulated negative growth factor in human breast cancer cells. Cell 1987; 48:417–28PubMedCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Clement JH, Sanger J, Hoffken K. Expression of bone morphogenetic protein 6 in normal mammary tissue and breast cancer cell lines and regulation by epidermal growth factors. Int J Cancer 1999; 80(2):250–6PubMedCrossRef Clement JH, Sanger J, Hoffken K. Expression of bone morphogenetic protein 6 in normal mammary tissue and breast cancer cell lines and regulation by epidermal growth factors. Int J Cancer 1999; 80(2):250–6PubMedCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Schwalbe M, Sanger J, Eggers R, Nauman A, Schmidt A, Hoffken K, Clement JH. Differential expression and regulation of bone morphogenetic protein 7 in breast cancer. Int J Oncol 2003; 23(1):89–95PubMed Schwalbe M, Sanger J, Eggers R, Nauman A, Schmidt A, Hoffken K, Clement JH. Differential expression and regulation of bone morphogenetic protein 7 in breast cancer. Int J Oncol 2003; 23(1):89–95PubMed
9.
Zurück zum Zitat Arnold SF, Tims E, Mcgrath BE. Identification of bone morphogenetic proteins and their receptors in human breast cancer cells lines: importance of BMP2. Cytokine 1999: 11(12):1031–7PubMedCrossRef Arnold SF, Tims E, Mcgrath BE. Identification of bone morphogenetic proteins and their receptors in human breast cancer cells lines: importance of BMP2. Cytokine 1999: 11(12):1031–7PubMedCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Lacroix M, Siwek B, Marie PJ, Body JJ. Production and regulation of interleukin-11 by breast cancer cells. Cancer Lett. 1998; 127:29–35PubMedCrossRef Lacroix M, Siwek B, Marie PJ, Body JJ. Production and regulation of interleukin-11 by breast cancer cells. Cancer Lett. 1998; 127:29–35PubMedCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Kang Y, Seigel PM, Shu W, et al. A multigenic program mediating breast cancer metastasis to bone. Cancer Cell 2003; 3(6):537–49PubMedCrossRef Kang Y, Seigel PM, Shu W, et al. A multigenic program mediating breast cancer metastasis to bone. Cancer Cell 2003; 3(6):537–49PubMedCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Hanavadi S, Martin TA, Mansel RE, Jiang WG. Interleukin-11 and its receptor expression in human breast cancer. Ann Surg Oncol 2006; 13(6):802–8PubMedCrossRef Hanavadi S, Martin TA, Mansel RE, Jiang WG. Interleukin-11 and its receptor expression in human breast cancer. Ann Surg Oncol 2006; 13(6):802–8PubMedCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Hanavadi S, Martin TA, Mansel RE, Jiang WG. Bone morphogenic protein (BMP)-15 is reduced by Interleukin-11 in human breast cancer cells. Breast Cancer Res Treat 2004; 88(Suppl 1):S248 Hanavadi S, Martin TA, Mansel RE, Jiang WG. Bone morphogenic protein (BMP)-15 is reduced by Interleukin-11 in human breast cancer cells. Breast Cancer Res Treat 2004; 88(Suppl 1):S248
14.
Zurück zum Zitat Incerti B, Dong J, Borsani G, Matzuk MM. Structure of the mouse growth differentiation factor 9 gene. Biochim Biophys Acta 1994; 1222:125–8PubMedCrossRef Incerti B, Dong J, Borsani G, Matzuk MM. Structure of the mouse growth differentiation factor 9 gene. Biochim Biophys Acta 1994; 1222:125–8PubMedCrossRef
15.
Zurück zum Zitat McGrath SA, Esquela AF, Lee SJ. Oocyte-specific expression of growth differentiation factor-9. Mol Endocrinol 1995; 9:131–6PubMedCrossRef McGrath SA, Esquela AF, Lee SJ. Oocyte-specific expression of growth differentiation factor-9. Mol Endocrinol 1995; 9:131–6PubMedCrossRef
16.
Zurück zum Zitat Galea MH, Blamey RW, Elston CE, Ellis IO. The Nottingham prognostic index in primary breast cancer. Breast Cancer Res Treat 1992; 22(3):207–19PubMedCrossRef Galea MH, Blamey RW, Elston CE, Ellis IO. The Nottingham prognostic index in primary breast cancer. Breast Cancer Res Treat 1992; 22(3):207–19PubMedCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Elston CW, Ellis IO. Pathological prognostic factors in breast cancer. 1. The value of histological grade in breast cancer: experience from a large study with long-term follow-up. Histopathology 1991; 19:403–10PubMedCrossRef Elston CW, Ellis IO. Pathological prognostic factors in breast cancer. 1. The value of histological grade in breast cancer: experience from a large study with long-term follow-up. Histopathology 1991; 19:403–10PubMedCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Chomczynske P, Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction. Anal Biochem 1987; 162:156–159 Chomczynske P, Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction. Anal Biochem 1987; 162:156–159
19.
Zurück zum Zitat Jiang WG, Watkins G, Lane J, Douglas-Jones A, Cunnick GH, Mokbel M, Mansel RE. Prognostic value of Rho family and rho-GDIs in breast cancer. Clin Cancer Res 2003; 9(17):6432–40PubMed Jiang WG, Watkins G, Lane J, Douglas-Jones A, Cunnick GH, Mokbel M, Mansel RE. Prognostic value of Rho family and rho-GDIs in breast cancer. Clin Cancer Res 2003; 9(17):6432–40PubMed
20.
Zurück zum Zitat Davies G, Jiang WG, Mason MD. Cell–cell adhesion and signaling intermediates in human prostate cancer. J Urol 2000; 163:985–92PubMedCrossRef Davies G, Jiang WG, Mason MD. Cell–cell adhesion and signaling intermediates in human prostate cancer. J Urol 2000; 163:985–92PubMedCrossRef
21.
Zurück zum Zitat Aaltonen J, Laitinen MP, Vuojolainen K, et al. Human growth differentiation factor-9 (GDF-9) and its novel homolog GDF-9b are expressed in oocyte during early folliculogenesis. J Clin Endocrinol Metab 1999; 84:2744–50PubMedCrossRef Aaltonen J, Laitinen MP, Vuojolainen K, et al. Human growth differentiation factor-9 (GDF-9) and its novel homolog GDF-9b are expressed in oocyte during early folliculogenesis. J Clin Endocrinol Metab 1999; 84:2744–50PubMedCrossRef
22.
Zurück zum Zitat Erickson GF, Shimasaki S. The role of oocyte in folliculogenesis. Trends Endocrinol Metab 2000; 11:193–8PubMedCrossRef Erickson GF, Shimasaki S. The role of oocyte in folliculogenesis. Trends Endocrinol Metab 2000; 11:193–8PubMedCrossRef
23.
Zurück zum Zitat Hayashi M, McGee EA, Min G, Klein C, Rose UM, van Duin M, Hsueh AJ. Recombinant growth differentiation factor-9 (GDF-9) enhances growth and differentiation of cultured early ovarian follicles. Endocrinology 1999; 140:1236–44PubMedCrossRef Hayashi M, McGee EA, Min G, Klein C, Rose UM, van Duin M, Hsueh AJ. Recombinant growth differentiation factor-9 (GDF-9) enhances growth and differentiation of cultured early ovarian follicles. Endocrinology 1999; 140:1236–44PubMedCrossRef
Metadaten
Titel
The Role of Growth Differentiation Factor-9 (GDF-9) and Its Analog, GDF-9b/BMP-15, in Human Breast Cancer
verfasst von
S. Hanavadi, MS, FRCS
T. A. Martin, PhD
G. Watkins, HND
R. E. Mansel, MS, FRCS
W. G. Jiang, MB BCh, MD
Publikationsdatum
01.07.2007
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Annals of Surgical Oncology / Ausgabe 7/2007
Print ISSN: 1068-9265
Elektronische ISSN: 1534-4681
DOI
https://doi.org/10.1245/s10434-007-9397-5

Weitere Artikel der Ausgabe 7/2007

Annals of Surgical Oncology 7/2007 Zur Ausgabe

Echinokokkose medikamentös behandeln oder operieren?

06.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Die Therapie von Echinokokkosen sollte immer in spezialisierten Zentren erfolgen. Eine symptomlose Echinokokkose kann – egal ob von Hunde- oder Fuchsbandwurm ausgelöst – konservativ erfolgen. Wenn eine Op. nötig ist, kann es sinnvoll sein, vorher Zysten zu leeren und zu desinfizieren. 

Recycling im OP – möglich, aber teuer

05.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Auch wenn sich Krankenhäuser nachhaltig und grün geben – sie tragen aktuell erheblich zu den CO2-Emissionen bei und produzieren jede Menge Müll. Ein Pilotprojekt aus Bonn zeigt, dass viele Op.-Abfälle wiederverwertet werden können.

Im OP der Zukunft läuft nichts mehr ohne Kollege Roboter

04.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Der OP in der Zukunft wird mit weniger Personal auskommen – nicht, weil die Technik das medizinische Fachpersonal verdrängt, sondern weil der Personalmangel es nötig macht.

Wo hapert es noch bei der Umsetzung der POMGAT-Leitlinie?

03.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Seit November 2023 gibt es evidenzbasierte Empfehlungen zum perioperativen Management bei gastrointestinalen Tumoren (POMGAT) auf S3-Niveau. Vieles wird schon entsprechend der Empfehlungen durchgeführt. Wo es im Alltag noch hapert, zeigt eine Umfrage in einem Klinikverbund.

Update Chirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Karpaltunnelsyndroms“

Karpaltunnelsyndrom BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Karpaltunnelsyndrom ist die häufigste Kompressionsneuropathie peripherer Nerven. Obwohl die Anamnese mit dem nächtlichen Einschlafen der Hand (Brachialgia parästhetica nocturna) sehr typisch ist, ist eine klinisch-neurologische Untersuchung und Elektroneurografie in manchen Fällen auch eine Neurosonografie erforderlich. Im Anfangsstadium sind konservative Maßnahmen (Handgelenksschiene, Ergotherapie) empfehlenswert. Bei nicht Ansprechen der konservativen Therapie oder Auftreten von neurologischen Ausfällen ist eine Dekompression des N. medianus am Karpaltunnel indiziert.

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“

Radiusfraktur BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Webinar beschäftigt sich mit Fragen und Antworten zu Diagnostik und Klassifikation sowie Möglichkeiten des Ausschlusses von Zusatzverletzungen. Die Referenten erläutern, welche Frakturen konservativ behandelt werden können und wie. Das Webinar beantwortet die Frage nach aktuellen operativen Therapiekonzepten: Welcher Zugang, welches Osteosynthesematerial? Auf was muss bei der Nachbehandlung der distalen Radiusfraktur geachtet werden?

PD Dr. med. Oliver Pieske
Dr. med. Benjamin Meyknecht
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“

Appendizitis BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Inhalte des Webinars zur S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“ sind die Darstellung des Projektes und des Erstellungswegs zur S1-Leitlinie, die Erläuterung der klinischen Relevanz der Klassifikation EAES 2015, die wissenschaftliche Begründung der wichtigsten Empfehlungen und die Darstellung stadiengerechter Therapieoptionen.

Dr. med. Mihailo Andric
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.