STAT3/Snail signaling and progression of hypoxia tolerance in breast cancer cells

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

One of the hallmark features of malignant neoplasms is their ability to sustain growth under hypoxic conditions resulting from insufficient oxygenation of tumor tissues. Prolonged hypoxia is associated with the gradual adaptation of tumor cells to low oxygen levels, leading to enhanced survival, increased metastatic potential, and the development of resistance to anticancer therapies. The aim of this study was to investigate the mechanisms underlying breast cancer cell adaptation to prolonged hypoxia and the maintenance of the hypoxia-tolerant phenotype. Using long-term cultivation under low oxygen conditions (1% O2), we established hypoxia-adapted sublines of luminal (MCF-7/H) and triple-negative (MDA-MB-231/H) breast cancer cells, characterized by stable growth in a hypoxic environment. We demonstrated that the acquisition of hypoxia tolerance is accompanied by the activation of the HIF-1α-dependent transcription factor STAT3 and persistent overexpression of Snail, a key downstream effector of STAT3. The maintenance and stabilization of this phenotype are mediated by miR-181a-2, which targets the STAT3/Snail signaling axis in resistant cells. Analysis of DNA methylation status revealed no significant changes in the expression or activity of DNA methyltransferases (DNMTs) in the hypoxia-adapted cells. However, pharmacological inhibition of DNMTs using decitabine, or DNMT knockdown, increased cellular sensitivity to hypoxia and partially reversed the resistant phenotype, which was accompanied by the activation of pro-apoptotic p53 signaling. In conclusion, our findings suggest that acquired hypoxia tolerance in breast cancer cells is, at least in part, mediated by the activation of the miR-181a-2/STAT3/Snail signaling pathway. Furthermore, demethylating agents may represent a promising therapeutic approach to target hypoxia-tolerant cancer cell populations.

About the authors

O. E. Andreeva

N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, the Ministry of Health of Russia

Author for correspondence.
Email: tilberta@gmail.com
Moscow

D. V. Sorokin

N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, the Ministry of Health of Russia

Email: tilberta@gmail.com
Moscow

A. M. Scherbakov

N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, the Ministry of Health of Russia; Gause Institute of New Antibiotics

Email: tilberta@gmail.com
Moscow; Moscow

S. V. Vinokurova

N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, the Ministry of Health of Russia

Email: tilberta@gmail.com
Moscow

P. B. Kopnin

N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, the Ministry of Health of Russia

Email: tilberta@gmail.com
Moscow

N. V. Elkina

N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, the Ministry of Health of Russia

Email: tilberta@gmail.com
Moscow

M. D. Fedorova

N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, the Ministry of Health of Russia

Email: tilberta@gmail.com
Moscow

A. N. Katargin

N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, the Ministry of Health of Russia

Email: tilberta@gmail.com
Moscow

D. S. Elkin

N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, the Ministry of Health of Russia

Email: tilberta@gmail.com
Moscow

M. A. Krasil'nikov

N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, the Ministry of Health of Russia

Email: krasilnikovm1@ya.ru
Moscow

References

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».