1
|
Lebeaupin C, Proics E, de Bieville CHD, Rousseau D, Bonnafous S, Patouraux S, Adam G, Lavallard VJ, Rovere C, Le Thuc O, Saint-Paul MC, Anty R, Schneck AS, Iannelli A, Gugenheim J, Tran A, Gual P, Bailly-Maitre B. ER stress induces NLRP3 inflammasome activation and hepatocyte death. Cell Death Dis 2015; 6:e1879. [PMID: 26355342 PMCID: PMC4650444 DOI: 10.1038/cddis.2015.248] [Citation(s) in RCA: 268] [Impact Index Per Article: 29.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/11/2015] [Revised: 07/17/2015] [Accepted: 07/21/2015] [Indexed: 01/18/2023]
Abstract
The incidence of chronic liver disease is constantly increasing, owing to the obesity epidemic. However, the causes and mechanisms of inflammation-mediated liver damage remain poorly understood. Endoplasmic reticulum (ER) stress is an initiator of cell death and inflammatory mechanisms. Although obesity induces ER stress, the interplay between hepatic ER stress, NLRP3 inflammasome activation and hepatocyte death signaling has not yet been explored during the etiology of chronic liver diseases. Steatosis is a common disorder affecting obese patients; moreover, 25% of these patients develop steatohepatitis with an inherent risk for progression to hepatocarcinoma. Increased plasma LPS levels have been detected in the serum of patients with steatohepatitis. We hypothesized that, as a consequence of increased plasma LPS, ER stress could be induced and lead to NLRP3 inflammasome activation and hepatocyte death associated with steatohepatitis progression. In livers from obese mice, administration of LPS or tunicamycin results in IRE1α and PERK activation, leading to the overexpression of CHOP. This, in turn, activates the NLRP3 inflammasome, subsequently initiating hepatocyte pyroptosis (caspase-1, -11, interleukin-1β secretion) and apoptosis (caspase-3, BH3-only proteins). In contrast, the LPS challenge is blocked by the ER stress inhibitor TUDCA, resulting in: CHOP downregulation, reduced caspase-1, caspase-11, caspase-3 activities, lowered interleukin-1β secretion and rescue from cell death. The central role of CHOP in mediating the activation of proinflammatory caspases and cell death was characterized by performing knockdown experiments in primary mouse hepatocytes. Finally, the analysis of human steatohepatitis liver biopsies showed a correlation between the upregulation of inflammasome and ER stress markers, as well as liver injury. We demonstrate here that ER stress leads to hepatic NLRP3 inflammasome pyroptotic death, thus contributing as a novel mechanism of inflammation-mediated liver injury in chronic liver diseases. Inhibition of ER-dependent inflammasome activation and cell death pathways may represent a potential therapeutic approach in chronic liver diseases.
Collapse
Affiliation(s)
- C Lebeaupin
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - E Proics
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - C H D de Bieville
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - D Rousseau
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - S Bonnafous
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France.,Centre Hospitalier Universitaire Nice, Hôpital l'Archet, Département Digestif, Nice, France
| | - S Patouraux
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France.,Centre Hospitalier Universitaire Nice, Hôpital l'Archet, Département Biologie, Nice, France
| | - G Adam
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - V J Lavallard
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - C Rovere
- Institut de Pharmacologie Moléculaire et Cellulaire, CNRS, UMR7275, Valbonne, France
| | - O Le Thuc
- Institut de Pharmacologie Moléculaire et Cellulaire, CNRS, UMR7275, Valbonne, France
| | - M C Saint-Paul
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France.,Centre Hospitalier Universitaire Nice, Hôpital l'Archet, Département Digestif, Nice, France
| | - R Anty
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France.,Centre Hospitalier Universitaire Nice, Hôpital l'Archet, Département Digestif, Nice, France
| | - A S Schneck
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France.,Centre Hospitalier Universitaire Nice, Hôpital l'Archet, Département Digestif, Nice, France
| | - A Iannelli
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France.,Centre Hospitalier Universitaire Nice, Hôpital l'Archet, Département Digestif, Nice, France
| | - J Gugenheim
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France.,Centre Hospitalier Universitaire Nice, Hôpital l'Archet, Département Digestif, Nice, France
| | - A Tran
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France.,Centre Hospitalier Universitaire Nice, Hôpital l'Archet, Département Digestif, Nice, France
| | - P Gual
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - B Bailly-Maitre
- INSERM, U1065, Equipe 8 « Complications hépatiques de l'obésité », Bâtiment Universitaire ARCHIMED, Nice, France.,Université de Nice Sophia Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| |
Collapse
|
2
|
Zunino B, Rubio-Patiño C, Villa E, Meynet O, Proics E, Cornille A, Pommier S, Mondragón L, Chiche J, Bereder JM, Carles M, Ricci JE. Hyperthermic intraperitoneal chemotherapy leads to an anticancer immune response via exposure of cell surface heat shock protein 90. Oncogene 2015; 35:261-8. [PMID: 25867070 DOI: 10.1038/onc.2015.82] [Citation(s) in RCA: 41] [Impact Index Per Article: 4.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/14/2014] [Revised: 02/20/2015] [Accepted: 02/22/2015] [Indexed: 01/13/2023]
Abstract
The occurrence of peritoneal carcinomatosis is a major cause of treatment failure in colorectal cancer and is considered incurable. However, new therapeutic approaches have been proposed, including cytoreductive surgery combined with hyperthermic intraperitoneal chemotherapy (HIPEC). Although HIPEC has been effective in selected patients, it is not known how HIPEC prolongs a patient's lifespan. Here, we have demonstrated that HIPEC-treated tumor cells induce the activation of tumor-specific T cells and lead to vaccination against tumor cells in mice. We have established that this effect results from the HIPEC-mediated exposure of heat shock protein (HSP) 90 at the plasma membrane. Inhibition or blocking of HSP90, but not HSP70, prevented the HIPEC-mediated antitumoral vaccination. Our work raises the possibility that the HIPEC procedure not only kills tumor cells but also induces an efficient anticancer immune response, therefore opening new opportunities for cancer treatment.
Collapse
Affiliation(s)
- B Zunino
- Inserm, U1065, Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M), équipe "contrôle métabolique des morts cellulaires", Nice, France.,Université de Nice-Sophia-Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France.,Centre Hospitalier Universitaire de Nice, Département d'Anesthésie Réanimation, Nice, France
| | - C Rubio-Patiño
- Inserm, U1065, Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M), équipe "contrôle métabolique des morts cellulaires", Nice, France.,Université de Nice-Sophia-Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - E Villa
- Inserm, U1065, Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M), équipe "contrôle métabolique des morts cellulaires", Nice, France.,Université de Nice-Sophia-Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - O Meynet
- Inserm, U1065, Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M), équipe "contrôle métabolique des morts cellulaires", Nice, France.,Université de Nice-Sophia-Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - E Proics
- Inserm, U1065, Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M), équipe "contrôle métabolique des morts cellulaires", Nice, France.,Université de Nice-Sophia-Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - A Cornille
- Inserm, U1065, Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M), équipe "contrôle métabolique des morts cellulaires", Nice, France.,Université de Nice-Sophia-Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - S Pommier
- Inserm, U1065, Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M), équipe "contrôle métabolique des morts cellulaires", Nice, France.,Université de Nice-Sophia-Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France.,Centre Hospitalier Universitaire de Nice, Département d'Anesthésie Réanimation, Nice, France
| | - L Mondragón
- Inserm, U1065, Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M), équipe "contrôle métabolique des morts cellulaires", Nice, France.,Université de Nice-Sophia-Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - J Chiche
- Inserm, U1065, Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M), équipe "contrôle métabolique des morts cellulaires", Nice, France.,Université de Nice-Sophia-Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France
| | - J-M Bereder
- Centre Hospitalier Universitaire de Nice, Service de Chirurgie générale et Cancérologie Digestive, Nice, France
| | - M Carles
- Inserm, U1065, Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M), équipe "contrôle métabolique des morts cellulaires", Nice, France.,Université de Nice-Sophia-Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France.,Centre Hospitalier Universitaire de Nice, Département d'Anesthésie Réanimation, Nice, France
| | - J-E Ricci
- Inserm, U1065, Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M), équipe "contrôle métabolique des morts cellulaires", Nice, France.,Université de Nice-Sophia-Antipolis, Faculté de Médecine, Nice, France.,Centre Hospitalier Universitaire de Nice, Département d'Anesthésie Réanimation, Nice, France
| |
Collapse
|