Metastasis dissemination is the result of various processes including cell migration and cell aggregation. These processes involve alterations in the expression and organization of cytoskeletal and adhesion proteins in tumor cells. Alterations in actin filaments and their binding partners are known to be key players in metastasis. Downregulation of specific tropomyosin (Tpm) isoforms is a common characteristic of transformed cells. In this study, I examined the role of Tpm2.1 in non-transformed MCF10A breast epithelial cells in cell migration and cell aggregation, because this isoform is downregulated in primary and metastatic breast cancer as well as various breast cancer cell lines. Downregulation of Tpm2.1 using siRNA or shRNA resulted in retardation of collective cell migration but increase in single cell migration and invasion. Loss of Tpm2.1 is associated with enhanced actomyosin contractility and increased expression of E-cadherin and β-catenin. Furthermore, inhibition of Rho-associated kinase (ROCK) recovered collective cell migration in Tpm2.1-silenced cells. I also found that Tpm2.1-silenced cells formed more compacted spheroids and exhibited faster cell motility when spheroids were re-plated on 2D surfaces coated with fibronectin and collagen. When Tpm2.1 was downregulated, I observed a decrease in the level of AXL receptor tyrosine kinase, which may explain the increased levels of E-cadherin and β-catenin. These studies demonstrate that Tpm2.1 functions as an important regulator of cell migration and cell aggregation in breast epithelial cells. These findings suggest that downregulation of Tpm2.1 may play a critical role during tumor progression by facilitating the metastatic potential of tumor cells.
암세포의 전이 및 산포는 세포 이동 및 세포 간 응집을 포함한 다양한 과정의 결과이다. 이러한 과정은 종양 세포에서 세포 형태의 변화를 수반하며, Actin filament 또는 그와 결합하는 다양한 단백질의 변이가 전이과정 내에서 중요한 역할을 하는 것은 자명한 사실이다. 특정 tropomyosin (Tpm) 아형의 발현억제는 형질 전환된 세포의 일반적인 특징이다. 그 중, Tpm2.1의 억제된 발현이 원발성 및 전이성 유방암뿐만 아니라 다양한 유방암 세포 주에서 발견되었다. 따라서 본 연구에서는, 정상 유방 상피세포 MCF10A에서 세포의 이동성 및 응집성에 미치는 Tpm2.1의 영향을 조사하였다. siRNA 또는 shRNA를 이용한 Tpm2.1의 발현억제는 세포의 집단적 이동을 지연시킨 반면, 단일 세포의 이동성 및 침윤성의 증가를 초래하였다. ROCK의 활성이 억제되었을 때 Tpm2.1의 감소된 발현이 세포의 집단 이동 회복을 보여줌으로써, Tpm2.1의 억제가 Rho 신호전달체계를 통한 actomyosin contractility의 강화와 관련되었음을 밝혔다. 또한 Tpm2.1의 발현억제가 세포간의 응집을 강화시켰으며, 강화된 응집력으로 형성된 세포응집체인 spheroid를 피브로넥틴이나 콜라겐이 코팅 된2D에 재배양시 더 빠른 세포 운동성이 나타남을 관찰하였다. Tpm2.1 발현억제는 E-cadherin과 β-catenin 증가를 설명 할 수 있는 AXL 수용체 티로신 키나제의 감소를 관찰했다. 본 연구는 유방 상피 세포에서 Tpm2.1이 세포 이동 및 응집의 중요한 조절 인자임을 입증하였으며, 이러한 결과는 Tpm2.1의 억제된 발현이 종양 세포의 전이 가능성을 촉진함으로써 종양 진행의 결정적인 역할을 한다는 것을 시사한다.
