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Matrix Metalloproteinase-11 Promotes Early Mouse Mammary Gland Tumor Growth through Metabolic Reprogramming and Increased IGF1/AKT/FoxO1 Signaling Pathway, Enhanced ER Stress and Alteration in Mitochondrial UPR

Authors :
M. P. Chenard
Hassiba Outilaft
Catherine Tomasetto
Fabien Alpy
Bing Tan
Izzie Jacques Namer
Corinne Wendling
A. Ercument Cicek
Nassim Dali-Youcef
Amélie Jaulin
Caroline Bund
Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Hôpital de Hautepierre [Strasbourg]
Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube)
École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Cancérologie de Strasbourg Europe (ICANS)
Bilkent University [Ankara]
Carnegie Mellon University [Pittsburgh] (CMU)
ALPY, Fabien
Çiçek, A. Ercüment
Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Nouvel Hôpital Civil de Strasbourg
Source :
Cancers, Cancers, 2020, 12 (9), pp.2357. ⟨10.3390/cancers12092357⟩, Volume 12, Issue 9, Cansers, Cancers, MDPI, 2020, 12 (9), pp.2357. ⟨10.3390/cancers12092357⟩, Cancers, Vol 12, Iss 2357, p 2357 (2020)
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

International audience; Matrix metalloproteinase 11 (MMP11) is an extracellular proteolytic enzyme belonging to the matrix metalloproteinase (MMP11) family. These proteases are involved in extracellular matrix (ECM) remodeling and activation of latent factors. MMP11 is a negative regulator of adipose tissue development and controls energy metabolism in vivo. In cancer, MMP11 expression is associated with poorer survival, and preclinical studies in mice showed that MMP11 accelerates tumor growth. How the metabolic role of MMP11 contributes to cancer development is poorly understood. To address this issue, we developed a series of preclinical mouse mammary gland tumor models by genetic engineering. Tumor growth was studied in mice either deficient (Loss of Function-LOF) or overexpressing MMP11 (Gain of Function-GOF) crossed with a transgenic model of breast cancer induced by the polyoma middle T antigen (PyMT) driven by the murine mammary tumor virus promoter (MMTV) (MMTV-PyMT). Both GOF and LOF models support roles for MMP11, favoring early tumor growth by increasing proliferation and reducing apoptosis. Of interest, MMP11 promotes Insulin-like Growth Factor-1 (IGF1)/protein kinase B (AKT)/Forkhead box protein O1 (FoxO1) signaling and is associated with a metabolic switch in the tumor, activation of the endoplasmic reticulum stress response, and an alteration in the mitochondrial unfolded protein response with decreased proteasome activity. In addition, high resonance magic angle spinning (HRMAS) metabolomics analysis of tumors from both models established a metabolic signature that favors tumorigenesis when MMP11 is overexpressed. These data support the idea that MMP11 contributes to an adaptive metabolic response, named metabolic flexibility, promoting cancer growth.

Details

Language :
English
ISSN :
20726694
Database :
OpenAIRE
Journal :
Cancers, Cancers, 2020, 12 (9), pp.2357. ⟨10.3390/cancers12092357⟩, Volume 12, Issue 9, Cansers, Cancers, MDPI, 2020, 12 (9), pp.2357. ⟨10.3390/cancers12092357⟩, Cancers, Vol 12, Iss 2357, p 2357 (2020)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....a3a4880036cd23e370e2c45c6453bb8e