Tumorigenic role of shed syndecan-2 by matrix metalloproteinase-7

Abstract

Elevated expression of the cell surface heparan sulfate proteoglycan, syndecan-2, is known to be crucial for the tumorigenic activity in colon carcinoma cells. However, the mechanism by which syndecan-2 regulates colon carcinogenesis remains unclear. Since shedding is an important biological mechanism of the activation of cell surface proteins, I examined whether syndecan-2 shedding is involved in the regulation of colon cancer activities. Soluble syndecan-2 proteins were observed in the culture supernatants from various colon cancer cells and western blotting using partially purified syndecan-2 showed that syndecan-2 was cleaved to generate a soluble form (16 kDa), indicating shedding of the extracellular domain of syndecan-2. Matrix metalloproteinase-7 (MMP-7), neither MMP-2 nor MMP-9, enhanced shedding of syndecan-2 in HT-29 colon adenocarcinoma cells. Consistently, MMP-7 specifically cleaved at the N-terminal of Leu-149 residue in the extracellular domain of recombinant syndecan-2. In addition, purified shed syndecan-2 protein from HT-29 adenocarcinoma cells enhanced various cancer cell migration including cells. Furthermore, the substitution of Leu-149 with Ser abolished shedding of syndecan-2 in vitro and reduced syndecan-2-induced cancer cell migration in vivo. Taken together, these data suggest that syndecan-2 expressed in colon cancer cells might regulate tumorigenic activities through the process of shedding mediated by MMP-7.;Syndecan-2는 세포 표면에 발현이 증가되어 있는 heparan sulfate proteoglycans (HSPGs)의 한 종류로써, 대장암 세포에서 암 활성을 조절하는 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 조절 메커니즘은 아직 잘 알려져 있지 않다. Shedding은 세포표면에 존재하는 단백질의 활성화에 의한 주요한 생리 활성 조절 기전으로, 이 논문에서는 syndecan-2의 shedding이 대장암의 활성을 조절하는 가에 대하여 다루었다. 다양한 대장암 세포의 배양액에서 shedding된 syndecan-2의 조각을 관찰 할 수 있었고, 일부 syndecan-2를 정제하여 western blotting으로 확인 해 본 결과 일반적으로 약 16 KDa의 크기로 잘려짐을 보았다. 이는 syndecan-2의 extracellular domain이 세포 표면에서 shedding되어 세포 밖으로 유출됨을 시사한다. 한편, 대장암 세포주인 HT-29 세포에서 syndecan-2의 shedding은 MMP-2, 9이 아닌 MMP-7이 관여하여 증가시켰다. 나아가 MMP-7은 재조합 syndecan-2의 extracellular domain 에 존재하는 Leucine 149번 잔기의 N-terminal 방향으로 특이적으로 절단함을 확인하였다. 게다가 HT-29 세포의 배양액으로부터 얻은 shedding된 syndecan-2 의 정제된 조각은 다양한 암세포를 비롯한 세포의 이동성을 증가시켰다. 더 나아가 Leucine 149번 잔기를 Serine으로 치환하였을 경우 in vitro 상에서 syndecan-2의 shedding이 저해가 됨을 확인하였고, in vivo 에서는 syndecan-2에 의해 유도되는 암세포의 이동성이 현저하게 떨어졌다. 이를 종합하였을 때, 대장암 세포에 발현이 되어 있는 syndecan-2는 MMP-7을 매개로 한 shedding 기작을 통하여 암 활성을 조절할 것이라 비추어 준다.