TGF-β1 mediates cell proliferation and development of hepatocarcinogenesis by downregulating Deiodinase 1 expression

Abstract

La desregularización de la deiodinasa 1, mediada por TGF-b1, impulsa la proliferación celular y el desarrollo de hepatogénesis. El hepatocarcinoma (HCC) es un tumor hepático primario. El hexaclorobenceno (HCB) es un disruptor endocrino y un promotor de tumores hepáticos. La desregulación de la homeostasis de las hormonas tiroideas (HT) puede ser un proceso importante para la transformación neoplásica temprana. Nuestro objetivo fue evaluar la relación entre el metabolismo de las HT y la regulación de la proliferación celular. Se utilizó un modelo tumoral de iniciación (DEN)/promoción (HCB) de hígado de rata (in vivo) (DEN/ HCB) y células HepG2 (in vitro). Evaluamos los niveles de PCNA, p21, p27, SMAD2/3, TGF-β1, D1, D3, ARNm de D1 y D3, HT y los niveles de TGF-β1, D1, D3 y GST-P en áreas focales/no focales. In vivo, HCB disminuyó los niveles de T3 y ARNm de la D1 y aumentó los niveles de T4 y ARNm de D3 del grupo DEN + HCB frente al grupo DEN. El HCB aumentó los niveles de D3, TGF-β1 y PCNA y disminuyó el D1 en las áreas focales. In vitro, HCB aumentó los niveles de PCNA, pSMAD 2/3 y TGF-β1 y la expresión de ARNm mientras que disminuyó los niveles de p21 y p27. El tratamiento con T3 exógeno previno las alteraciones moleculares relacionadas con la proliferación hepatocitaria. Estos efectos se evitaron utilizando un inhibidor del receptor II de TGF-β1. Los resultados sugieren que la alteración de la homeostasis de HT, a través de la D1 y la vía TGF-β1-SMAD, juega un papel clave en la proliferación celular y en las transformaciones neoplásicas tempranas en el HCC.

Hepatocellular carcinoma (HCC) is the most common primary liver tumor. Hexachlorobenzene(HCB) is an endocrine disruptor and a liver tumor promoter. Deregulation of thyroid hormone (TH)homeostasis may play a significant role in early neoplastic transformation. The aim of this study was to evaluate the relation between TH metabolism and the regulation of cell growth in an in vivo and in vitro model. We examined the role of transforming growth factor-β1 (TGF-β1) on TH deiodinase expression and hepatocyte proliferation. An initiation (DEN)/promotion (HCB) tumor model from rat liver and HepG2 cells were used. We evaluated PCNA, p21, p27, SMAD2/3, TGF-β1, deiodinase 1 (D1), D3, protein expression levels; D1 and D3 mRNA expression; TH and TGF-β1, D1, D3, and GST-P protein levels in focal/non-focal areas. In vivo, HCB decreased triiodothyronine (T3) and D1 mRNA levels and increased thyroxine (T4) and D3 mRNA levels in liver from DEN+HCB vs. DEN group. HCB increased protein levels from D3, TGF-β1, and PCNA and decreased D1 in focal-areas. In vitro, HCB increased PCNA, pSMAD 2/3, and TGF-β1 protein levels and mRNA expression and decreased p21 and p27 protein levels. Exogenous T3 treatment prevent HCB induced molecular alterations related to hepatocyte proliferation whereas T4 did not have any effect. These effects were prevented by using a TGF-β1 receptor II inhibitor. Results suggest that alteration of TH homeostasis, through D1 function, play a key role in hepatocyte proliferation and that TGF-β1-SMAD pathway is involved in this process confirming their role in early neoplastic transformation in HCC.