Advances in Molecular OncologyAdvances in Molecular OncologyУспехи молекулярной онкологии2313-805X2413-3787Publishing House ABV Press81610.17650/2313-805X-2025-12-3-57-69RESEARCH ARTICLESЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИUrokinase receptor gene PLAUR as a regulator of epithelial-mesenchymal transition gene expression and migration of glioma and neuroblastoma cellsГен рецептора урокиназы PLAUR как регулятор экспрессии генов эпителиально-мезенхимального перехода и миграции клеток глиом и нейробластомhttps://orcid.org/0009-0005-3938-4798LasitsaA. V.ЛасицаА. В.
Russian Federation

2 Universitetskaya St., Kaliningrad 236041, Russia

Россия, 236041 Калининград, ул. Университетская, 2

https://orcid.org/0000-0002-1818-7139AntipinaM. I.АнтипинаМ. И.
Russian Federation

2 Universitetskaya St., Kaliningrad 236041, Russia

Россия, 236041 Калининград, ул. Университетская, 2

https://orcid.org/0009-0006-3971-7668NazarovaD. A.НазароваД. А.
Russian Federation

2 Universitetskaya St., Kaliningrad 236041, Russia

Россия, 236041 Калининград, ул. Университетская, 2

https://orcid.org/0000-0002-7166-7406RubinaK. A.РубинаК. А.
Russian Federation

Bld. 10, 27 Lomonosovsky Prospekt, Moscow 119234, Russia 

Россия, 119234 Москва, Ломоносовский пр-кт, 27, корп. 10

https://orcid.org/0000-0001-9885-9056SysoevaV. Yu.СысоеваВ. Ю.
Russian Federation

Bld. 10, 27 Lomonosovsky Prospekt, Moscow 119234, Russia 

Россия, 119234 Москва, Ломоносовский пр-кт, 27, корп. 10

https://orcid.org/0000-0002-3927-9286SeminaE. V.СеминаЕ. В.
Russian Federation

Ekaterina Vladimirovna Semina

2 Universitetskaya St., Kaliningrad 236041, Russia; Bld. 10, 27 Lomonosovsky Prospekt, Moscow 119234, Russia 

Екатерина Владимировна Семина

Россия, 236041 Калининград, ул. Университетская, 2; Россия, 119234 Москва, Ломоносовский пр-кт, 27, корп. 10

e-semina@yandex.ruLaboratory of Translational Research, Institute of Medicine and Life Sciences, I. Kant Baltic Federal UniversityЛаборатория трансляционных исследований, ОНК «Институт медицины и наук о жизни», ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет им. И. Канта»Laboratory of Mechanisms of Morphogenesis and Tissue Repair, Medical Research and Education Institute, Lomonosov Moscow State UniversityЛаборатория морфогенеза и репарации тканей, Медицинский научно-образовательный институт, ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»0610202512357690810202508102025Copyright ©; 2025, Lasitsa A.V., Antipina M.I., Nazarova D.A., Rubina K.A., Sysoeva V.Y., Semina E.V.Copyright ©; 2025, Ласица А.В., Антипина М.И., Назарова Д.А., Рубина К.А., Сысоева В.Ю., Семина Е.В.2025Lasitsa A.V., Antipina M.I., Nazarova D.A., Rubina K.A., Sysoeva V.Y., Semina E.V.Ласица А.В., Антипина М.И., Назарова Д.А., Рубина К.А., Сысоева В.Ю., Семина Е.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://umo.abvpress.ru/jour/article/view/816

Introduction. The proteins of the urokinase system, including serine protease urokinase (uPA), its receptor (uPAR), and inhibitors PAI-1 and PAI-2, play a key role in tumor biology by influencing cellular proliferation and tumor growth, invasion, metastasis, and angiogenesis. Despite the established role of these proteins in the carcinogenesis of many tumor types, the mechanisms underlying their action, including their effects on cell migration, epithelial-mesenchymal transition, and stemness, remain insufficiently studied.Aim. To evaluate the influence of the urokinase receptor gene PLAUR on the expression of adhesion and stemness genes, as well as on the migration of human glioma and neuroblastoma cells.Materials and methods. The study utilized two human glioma cell lines, U87 and U251, and the human neuroblastoma cell line SH-SY5Y. To achieve the overexpression of the PLAUR gene, a non-viral plasmid was created, followed by the transfection of the cells. Relative gene expression was assessed using real-time polymerase chain reaction. For evaluating cell migration, a Wound Healing Assay was performed, with image analysis conducted using ImageJ software and MRI Wound Healing Tool. Statistical analysis of the results was carried out using GraphPad Prism v.10.Results. High expression of the urokinase receptor gene PLAUR is associated with a significant increase in cell migration and complex phenotypic changes. Specifically, in U251 glioma cells, there is an induction of the expression of the genes CD56, CDH1, CDH2, ZEB2, and SOX2. In U87 glioma cells, the expression of the genes PLAU, CD56, CDH1, ZEB1, ZEB2, SNAI1, SNAI2, SOX2, and NANOG is induced, while the expression of the gene CDH2 is suppressed. In SH-SY5Y neuroblastoma cells, there is an induction of the expression of the genes CD56, CDH1, ZEB1, ZEB2, SNAI2, and SOX2, along with a suppression of the expression of the urokinase gene PLAU compared to cells transfected with the control plasmid pGFP.Conclusion. The results highlight the complexity of the regulation of carcinogenesis processes involving the PLAUR gene and deepen our understanding of tumour biology. High expression of the PLAUR gene may enhance the activity and invasion of tumor cells by regulating the epithelial-mesenchymal transition and altering the expression of key transcription factors.

Введение. Белки урокиназной системы, включающие сериновую протеазу – урокиназу (uPA), ее рецептор (uPAR) и ингибиторы PAI-1 и PAI-2, играют ключевую роль в биологии опухолей, влияя на клеточную пролиферацию и рост опухоли, инвазию, метастазирование и ангиогенез. Несмотря на доказанную роль этих белков в канцерогенезе многих типов опухолей, до сих пор недостаточно изучены механизмы, лежащие в основе их действия, в том числе влияние на миграцию клеток, эпителиально-мезенхимальный переход и стволовость.Цель исследования – оценить влияние гиперэкспрессии гена рецептора урокиназы PLAUR на экспрессию генов адгезии и стволовости и миграцию клеток глиомы и нейробластомы человека.Материалы и методы. В исследовании использованы 2 клеточные линии глиомы человека (U87 и U251) и клеточная линия нейробластомы человека SH-SY5Y. Для гиперэкспрессии гена PLAUR создана плазмида и проведена трансфекция опухолевых клеток. Для оценки относительной экспрессии генов использовали полимеразную цепную реакцию в реальном времени. Для оценки миграции клеток применяли тест на заживления раны (Wound Healing Assay) и анализ изображений в программе ImageJ с использованием плагина MRI Wound Healing Tool. Статистический анализ результатов выполняли с помощью программного обеспечения GraphPad Prizm v.10.Результаты. Высокая экспрессия гена рецептора урокиназы PLAUR сопряжена с существенным повышением миграции клеток и сложными фенотипическими изменениями в клетках глиомы U251 c индукцией экспрессии генов CD56, CDH1, CDH2, ZEB2, SOX2; в клетках глиомы U87 c индукцией экспрессии генов PLAU, CD56, CDH1, ZEB1, ZEB2, SNAI1, SNAI2, SOX2, NANOG и подавлением экспрессии генов CDH2; в клетках нейробластомы SH-SY5Y с индукцией экспрессии генов CD56, CDH1, ZEB1, ZEB2, SNAI2, SOX2 и подавлением экспрессии гена урокиназы PLAU по сравнению с трансфицированными контрольной плазмидой pGFP клетками.Заключение. Полученные результаты подчеркивают сложность регуляции процессов канцерогенеза с участием гена PLAUR и углубляют наше понимание биологии опухолей. Высокая экспрессия гена PLAUR в клетках опухоли усиливает их миграцию за счет индукции экспрессии генов SNAI1/2 и ZEB1/2 – ключевых транскрипционных факторов, инициирующих эпителиально-мезенхимальный переход.

urokinase receptorPLAURuPARgliomaneuroblastomaepithelial-mesenchymal transitioncell migrationрецептор урокиназыPLAURuPARглиоманейробластомаэпителиально-мезенхимальный переходмиграция клетокThe development and expansion of plasmids, as well as work with tumor lines, were carried out within the framework of the state assignment of the Lomonosov Moscow State University (assignment No. 03p-23/110-03). Molecular biological research (polymerase chain reaction) and assessment of the migration activity of tumor cells were carried out using the funds of the strategic academic leadership program «Priority 2030» of the I. Kant Baltic Federal University.Разработка и наращивание плазмиды, а также работа с опухолевыми линиями выполнены в рамках государственного задания ФГБОУВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова» (задание № 03р-23/110-03). Молекулярно-биологические исследования (полимеразная цепная реакция) и оценка миграционной активности опухолевых клеток выполнены на средства программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет им. И. Канта»Semina E.V., Rubina K.A., Shmakova A.A. et al. Downregulation of uPAR promotes urokinase translocation into the nucleus and epithelial to mesenchymal transition in neuroblastoma. J Cell Physiol 2020;235(9):6268–86. DOI: 10.1002jcp.29555Semina E.V., Rubina K.A., Shmakova A.A. et al. Downregulation of uPAR promotes urokinase translocation into the nucleus and epithelial to mesenchymal transition in neuroblastoma. J Cell Physiol 2020;235(9):6268–86. DOI: 10.1002jcp.29555Choong P.F.M., Nadesapillai A.P.W. Urokinase plasminogen activator system: a multifunctional role in tumor progression and metastasis. Clin Orthop Relat Res 2003;415:S46–58. DOI: 10.109701.blo.0000093845.72468.bdZeng F., Li G., Liu X. et al. Plasminogen activator urokinase receptor implies immunosuppressive features and acts as an unfavorable prognostic biomarker in glioma. Oncologist 2021;26(8):e1460–9. DOI: 10.1002onco.13750Gouri A., Dekaken A., El Bairi K. et al. Plasminogen activator system and breast cancer: potential role in therapy decision making and precision medicine. Biomark Insights 2016;11:105–11. DOI: 10.4137/BMI.S33372Gilder A.S., Natali L., Van Dyk D.M. The urokinase receptor induces a mesenchymal gene expression signature in glioblastoma cells and promotes tumor cell survival in neurospheres. Sci Rep 2018;8(1):2982. DOI: 10.1038/s41598-018-21358-1Hildenbrand R., Schaaf A. The urokinase-system in tumor tissue stroma of the breast and breast cancer cell invasion. Int J Oncol 2009;34(1):15–23.Boonstra M.C., Verspaget H.W., Ganesh S. et al. Clinical applications of the urokinase receptor (uPAR) for cancer patients. Curr Pharm Des 2011;17(19):1890–910. DOI: 10.2174/138161211796718233Noh H., Hong S., Huang S. Role of urokinase receptor in tumor progression and development. Theranostics 2013;3(7):487–95. DOI: 10.7150/thno.4218Louis D.N., Perry A., Reifenberger G. et al. The 2016 World Health Organization classification of tumors of the central nervous system: a summary. Acta Neuropathol 2016;131(6):803–20. DOI: 10.1007/s00401-016-1545-1Brodeur G.M. Spontaneous regression of neuroblastoma. Cell Tissue Res 2018;372(2):277–86. DOI: 10.1007/s00441-017-2761-2Linabery A.M., Ross J.A. Childhood and adolescent cancer survival in the US by race and ethnicity for the diagnostic period 1975–1999. Cancer 2008;113(9):2575–96. DOI: 10.1002/cncr.23866Shmakova A.A., Klimovich P.S., Rysenkova K.D. et al. Urokinase receptor uPAR downregulation in neuroblastoma leads to dormancy, chemoresistance and metastasis. Cancers (Basel) 2022;14(4):994. DOI: 10.3390/cancers14040994Lamouille S., Xu J., Derynck R. Molecular mechanisms of epithelial-mesenchymal transition. Nat Rev Mol Cell Biol 2014;15(3):178–96. DOI: 10.1038/nrm3758Noronha C., Ribeiro A.S., Taipa R. et al. Cadherin expression and EMT: a focus on gliomas. Biomedicines 2021;9(10):1328. DOI: 10.3390/biomedicines9101328Meel M.H., Schaper S.A., Kaspers G.J.L. et al. Signaling pathways and mesenchymal transition in pediatric high-grade glioma. Cell Mol Life Sci 2018;75(5):871–87. DOI: 10.1007/s00018-017-2714-7Inoue A., Ohnishi T., Nishikawa M. et al. A Narrative review on CD44’s role in glioblastoma invasion, proliferation, and tumor recurrence. Cancers (Basel) 2023;15(19):4898. Doi: 10.3390/cancers15194898Van Acker H.H., Capsomidis A., Smits E.L. et al. CD56 in the immune system: more than a marker for cytotoxicity? Front Immunol 2017;8:892. DOI: 10.3389/fimmu.2017.00892Miller D.M., Thomas S.D., Islam A. et al. c-Myc and cancer metabolism. Clin Cancer Res 2012;18(20):5546–53. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-12-0977.Zhai B.-T., Tian H., Sun J. et al. Urokinase-type plasminogen activator receptor (uPAR) as a therapeutic target in cancer. J Transl Med 2022;20(1):135. DOI: 10.1186/s12967-022-03329-3Suzuki K., Kawataki T., Endo K. et al. Expression of ZEBs in gliomas is associated with invasive properties and histopathological grade. Oncol Lett 2018;16(2):1758–64. DOI: 10.3892/ol.2018.8852Shmakova A.A., Klimovich P.S., Rysenkova K.D. et al. UPA urokinase receptor as a target in oncology: suppression of uPAR expression in neuroblastoma cells reduces proliferation, but causes dormancy, chemoresistance, and metastasis. Zlokachestvennye opukholi = Malignant Tumors 2021;11:75–6. (In Russ.).Шмакова А.А., Климович П.С., Рысенкова К.Д. и др. Рецептор урокиназы uPAR как мишень в онкологии: подавление экспрессии uPAR в клетках нейробластомы снижает пролиферацию, но вызывает дормантность, химиорезистентность и метастазирование. Злокачественные опухоли 2021;11:75–6.Boychenko V.S., Klimovich P.S., Shchipova A.A. et al. Mechanisms of participation of the urokinase receptor in the reprogramming of tumor stroma cells. Geny i kletki = Genes and Сells 2022;17:32. (In Russ.).Бойченко В.С., Климович П.С., Щипова А.А. и др. Механизмы участия урокиназного рецептора в репрограммировании клеток опухолевой стромы. Гены и клетки 2022;17:32.Mamun M.A., Mannoor K., Cao J. et al. SOX2 in cancer stemness: tumor malignancy and therapeutic potentials. J Mol Cell Biol 2020;12(2):85–98. DOI: 10.1093/jmcb/mjy080Jeter C.R., Yang T., Wang J. et al. Concise review: NANOG in cancer stem cells and tumor development: an update and outstanding questions. Stem Cells 2015;33(8):2381–90. DOI: 10.1002/stem.2007