The functions of growth factors in pituitary tumors and their effect on IGF1 receptor regulation

Abstract

The functions of growth factors in pituitary tumors and their effect on IGF1 receptor regulation

This study examined the role of growth factors and one of their receptors in pituitary tumor growth, as assessed in a rat pituitary cells line (GH3 cells) and/or in primary human pituitary adenoma cells (PP). Tthe following findings were revealed: · 3H-thymidine incorporation of GH3 cells was decreased by bFGF, IGF1 and IL2, and increased by EGF and IL6, suggesting a role of these growth factors in modulating the proliferation of GH3 cells. · Apoptosis of GH3 cells was decreased by bFGF, EGF, IGF1 and IL6. These growth factors also modulated apoptosis of PP (augmenting, decreasing or no effects), demonstrating that growth factors can also influence the growth of pituitary tumor cells by modulating their rate of apoptosis. · GH secretion of GH3 cells was increased by bFGF, EGF, IGF1, IL2 and IL6. PRL secretion was increased by bFGF and EGF. Together such data indicate that some growth factors play a role in modulating hormone secretion of pituitary tumor cells. · Growth factor- induced 3H-thymidine incorporation and hormone secretion (GH and PRL) of GH3 cells could be neutralized with anti-growth factor antibodies but not their isotypic controls, suggesting that the observed events were specific. · Different molecular weight fractions of human pituitary adenoma extracts contained proliferation- and hormone secretion-augmenting activities. This was suggestive of the presence of endogenous growth and secretion modulating substances in human pituitary adenomas. · These proliferation- and hormone secretion-augmenting activities could not be neutralized with anti growth factor antibodies, most likely due to prolonged storage of tumor fractions, resulting in loss of stimulatory activities. · Further evidence for the presence of endogenous growth factors was demonstrated in PP from several human pituitary adenomas, were in the absence of exogenous growth factors neutralizing growth factor antibodies variably modulated apoptosis (augmenting, decreasing or no effect). · The effects of growth factors on apoptosis of PP did not correlate with tumor subtype, histology, patient age or sex. Similarly, the proliferation and hormone secretion-augmenting activities, separated from human pituitary tumor extracts did not correlate with tumor subtype, histology, patient age or sex. Together such data suggest that the diversity of pituitary tumor subtypes may not be simply explained by different actions of paracrine or autocrine growth factors on pituitary tumor cell growth and secretion, but that substances other than growth factors may also play a role · IGF1R expression in PP from several human pituitary adenomas was increased after serum deprivation. High ligand concentrations decreased the IGF1R expression. The ligand effects were time- and dose dependent. Together, these data show for the first time that in pituitary tumor cells the IGF1R can be up and down regulated. · In other cell systems the IGF1R is necessary for optimal growth. Further experiments are necessary to prove that the decrease of apoptosis following serum deprivation, which is observed analogous to an increase of the IGF1R expression, is suggestive of a growth-modulating role for the IGF1R in human pituitary tumor cells.

Die Funktionen von Wachstumsfaktoren in Hypophysentumoren und ihr Einfluss auf die Regulierung des IGF1 Rezeptors

In dieser Studie wurde die Rolle von Wachstumsfaktoren und einem ihrer Rezeptoren beim Wachstum von Hypophysentumoren untersucht, und zwar in einer Hypophysentumor Zell-Linie (GH3 Zellen) und in primären humanen Hypophysenadenomzellen (PH). Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt: · In GH3 Zellen wurde die 3H-Thymidin-Inkorporation durch bFGF, IGF1, und IL2 reduziert und durch EGF und IL6 erhöht. Dies deutet auf eine Rolle dieser Wachstumsfaktoren in der Proliferation von GH3 Zellen hin. · bFGF, EGF, IGF1 und IL6 reduzierten die Apoptose in GH3 Zellen. Auch in PH wurde die Apoptose durch diese Wachstumsfaktoren verändert (erhöht oder reduziert). Diese Ergebnisse zeigen, dass Wachstumsfaktoren das Wachstum von Hypophysenadenomzellen auch durch eine veränderte Apoptose beeinflussen können. · bFGF, EGF, IGF1, IL2 und IL6 erhöhten bei GH3 Zellen die Wachstumshormonsekretion (GH). Die Prolaktinsekretion (PRL) wurde durch bFGF und EGF erhöht. Zusammen deuten diese Daten darauf hin, dass einige Wachstumsfaktoren bei der Modulation der Hormonsekretion von Hypophysentumorzellen eine Rolle spielen. · Die Wachstumsfaktor-induzierte 3H- Thymidin-Inkorporation und Hormonsekretion (GH und PRL) von GH3 Zellen konnte mit Anti-Wachstumsfaktor Antikörpern, nicht aber mit entsprechenden Isotypkontrollen neutralisiert werden, was auf spezifische Effekte hindeutet. · Fraktionen humaner Hypophysenadenomextrakte mit unterschiedlichem Molekulargewicht enthielten proliferation- und Sekretion-stimulierende Aktivitäten. Dies deutet auf das Vorhandensein endogener Substanzen, die das Wachstum und die Sekretion humaner Hypophysenadenome beeinflussen können. · Diese Wachstum- und Sekretion-stimulierenden Aktivitäten konnten nicht mit Anti-Wachstumsfaktor Antikörpern neutralisiert werden, wahrscheinlich da die Fraktionen zu lange gelagert wurden und dadurch ihre Aktivitäten verloren. · Das Vorhandensein endogener Wachstumsfaktoren wurde in PH mehrerer humaner Hypophysenadenome nachgewiesen, da neutralisierende Anti-Wachstumsfaktor Antikörper in Abwesenheit exogener Wachstums-faktoren die Apoptose in diesen Zellen verändern konnten (erhöhend, verringernd oder ohne Effekt). · Die Effekte von Wachstumsfaktoren auf die Apoptose von PH korrelierten nicht mit Tumorsubtyp, Histologie, Alter oder Geschlecht des Patienten. Es wurde auch kein Zusammenhang zwischen Proliferation- und Sekretion-stimulierenden Aktivitäten aus humanen Hypophysen-adenomextrakten mit Tumorsubtyp, Histologie, Alter oder Geschlecht des Patienten gefunden. Diese Daten deuten darauf hin, dass unterschiedliche Hypophysentumorsubtypen nicht allein durch verschiedene Funktionen parakriner oder autokriner Wachstumsfaktoren erklärt werden können, sondern dass vermutlich andere Substanzen wichtig sind. · In PH mehrerer humaner Adenome war die IGF1R Expression nach Serumentzug erhöht und durch hohe Liganden-Konzentrationen reduziert. Die Effekte von IGF1 auf seinen Rezeptor waren zeit- und dosisabhängig. Zum ersten Mal wurde hier gezeigt, dass die Expression des IGF1R in Hypophysenadenomzellen durch seinen Liganden reguliert werden kann. · In anderen Zelltypen wird der IGF1R für optimales Wachstum benötigt. Weitere Experimente müssen durchgeführt werden, um zu zeigen, dass die reduzierte Apoptose nach Serumentzug in humanen Hypophysenadenomzellen, die parallel mit erhöhter IGF1R Expression einher ging, auf eine wachstumsmodulierende Funktion des IGF1R in diesen Zellen hindeutet.