Inhibition of FGF/FGFR-dependent Angiogenesis in Urothelial Carcinoma

Abstract

Purpose: Fibroblast growth factors (FGFs) and fibroblast growth factor receptors (FGFRs) are implicated in tumorigenesis of urothelial carcinoma (UC) including angiogenesis. Recently, FGFR specific inhibitor, erdafitinib showed its efficacy in UC patients harboring FGFR aberration. Herein, we investigated the feasibility of suppression of UC growth by inhibiting angiogenesis using erdafitinib. Materials and Methods: We evaluated the inhibitory effect of erdafitinib on UC cells using wound healing assay, transwell invasion assay, and zymography assay. Next, we performed tubule formation assay and transwell migration assay to assess inhibitory effect of erdafitinib on endothelial cells (EC). We also assessed crosstalk of EC co-cultured with UC cell using transwell migration assay. For in vivo study, the athymic nude mice bearing RT4 cells were randomly divided into a control group and erdafitinib group. Tumors were then extracted for immunohistochemistry and further analysis. Results: The results of wound healing assay and transwell invasion assay demonstrated that erdafitinib has inhibitory actions on the migratory and invasive potential of UC cells. Erdafitinib also suppressed tube formation and migratory potential of ECs. Transwell migration assay using EC co-cultured with RT4 showed that migration of EC was significantly inhibited by erdafitinib. In vivo model showed that erdafitinib dramatically suppressed tumor volumes and weight. The decrease of both CD31-positive and Ki-67-positive cells indicated that erdafitinib exerted anti-angiogenic activity as well as anti-proliferative effect. Conclusions: Our study showed that targeting angiogenesis by inhibiting FGFR pathway is feasible therapeutic strategy, and warrants further investigation.

목적: 섬유아세포 성장인자(Fibroblast growth factors, FGFs)와 그 수용체(fibroblast growth factor receptors, FGFRs)는 상피 간엽 이행 및 혈관 생성 같은 종양 생성과 연관되어 있습니다. FGFR의 선택적 억제제인 erdafitinib은 FGFR 경로에 변이를 가지고 있는 요로상피암에서 효과를 보여주고 있습니다. 따라서, 우리는 erdafitinib을 이용하여 EMT와 혈관생성을 억제함으로써 요로상피암을 억제하는 전략의 유효성을 연구하였습니다. 재료 및 방법: 우리는 요로상피암 세포에 대한 erdafitinib의 억제 효과에 대해서 wound healing assay, transwell invasion assay, 및 zymography assay를 시행하였습니다. 또한 tubule formation assay 와 transwell migration assay를 시행하여 erdafitinib의 혈관 내피세포에 억제 효과를 확인하였고. transwell migration assay를 시행하여 요로상피암 세포와 공동 배양한 혈관 내피세포 사이의 crosstalk을 평가하였습니다. 생체 내에서 erdafitinib의 효과를 확인하기 위해서 RT4세포를 주입한 nude mice를 이용, 위약군과 erdafitinib 군으로 나누어 실험을 진행하였고, 종양을 제거한 후 면역형광염색과 추가 실험을 진행하였습니다. 결과: Wound healing assay 및 transwell invasion assay 결과는 erdafitinib이 요로상피암 세포의 이동 및 침습 능력을 저해하는 것을 보여주었습니다. Erdafitinib은 또한 혈관 내피세포의 tube formation 및 이동 능력을 저해하였습니다. RT4 세포와 혈관 내피세포를 공동배양하여 시행한 transwell migration assay 결과 혈관 내피 세포의 이동이 erdafitinib에 의해 현저히 저해되었습니다. 생체 모델에서 erdafitinib은 종양의 부피와 무게를 현저히 억제하였고, Ki-67과 CD31 양성 세포가 동시에 감소한 것을 볼 때 erdafitinib은 항 종양 성장 억제 효과와 동시에 혈관 생성 억제 효과가 있음을 확인할 수 있었습니다. 결론: 우리의 연구 결과는 FGFR경로를 억제함으로써 혈관 생성을 표적으로 하는 치료 전략의 유효함을 보여주었으며, 후속 연구가 필요할 것으로 판단됩니다.