velikost textu

Molecular mechanisms of physiological renewal and cancer transformation of mammalian gastrointestinal tissues

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Molecular mechanisms of physiological renewal and cancer transformation of mammalian gastrointestinal tissues
Název v češtině:
Molekulární mechanismy fyziologické obnovy a nádorové transformace buněk savčí trávicí soustavy
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Jitka Stančíková
Školitel:
RNDr. Vladimír Kořínek, CSc.
Oponenti:
Mgr. Marie Macůrková, Ph.D.
RNDr. Ondřej Machoň, Ph.D.
Id práce:
116584
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie (P1519)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
30. 6. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
střevní epitel, nádory, rakovina, kmenové buňky, signalizace Wnt
Klíčová slova v angličtině:
intestinal epithelium, tumors, cancer, stem cells, Wnt signaling
Abstrakt:
Abstrakt Tématem této dizertační práce je výzkum molekulárních drah a mechanismů a jejich poruch v buňkách a tkáních trávicího traktu. Hlavní roli zde zaujímá signalizační dráha Wnt. Toto obdivuhodné víceúčelové „soustrojí“ je zodpovědné za obnovu epitelu z kmenových buněk v žaludku a střevu a za správnou zonaci a funkci jaterní tkáně. Signalizace Wnt řídí také embryonální vývoj a homeostázi mnoha tkání mimo trávicí soustavu, a to u všech metazoálních organismů, její bezchybné fungování je tudíž nezbytné v životě každého jedince od jeho vzniku až po zánik. Hlavní část práce popisuje kanonickou signalizaci Wnt v její fyziologické podobě a dále pak její patologická narušení. Toto téma je nahlíženo z mnoha hledisek, jak je možné vidět z uvedených publikací. První publikace se zabývá hledáním nových účastníků signalizace Wnt a jejich funkce, a to prostřednictvím popisu unikátních markerů střevních kmenových buněk. Troy, člen velké skupiny tumor necrosis factor receptorů (TNFR), byl popsán pomocí dat získaných z čipových analýz a chromatinové imunoprecipitace jako nový marker střevních kmenových buněk. K uvedeným analýzám byly použity buňky kolorektálního karcinomu pěstované v buněčných kulturách. Zjistili jsme, že Troy je cílovým genem signalizace Wnt a sám tuto dráhu inhibuje. Ze zmíněných čipových analýz jsme též vybrali gen naked cuticle homolog 1 (Nkd1). Tento gen byl již dříve popsán jako cílový gen a zároveň inhibitor signalizace Wnt, ale znalosti o jeho působení v homeostázi a nádorovém bujení střeva byly minimální. Data, která jsme zveřejnili v dalším článku, pak charakterizují expresi Nkd1 ve střevních a jaterních buňkách. Dále jsme zjistili, že Nkd1 je také vysoce exprimován v myších střevních nádorech. Ve vzorcích získaných od lidských pacientů jsme popsali NKD1 jako potenciální marker střevních a jaterních nádorů. Další publikace popisuje identifikaci jedinečného markeru kmenových buněk v těle žaludku, kterým je gen muscle, intestine and stomach expression 1 (Mist1). Mist1 byl dříve znám jako marker krátce žijících progenitorů žaludečního epitelu. Naše studie popisuje expresi Mist1 ve zřídka se dělících kmenových buňkách v isthmální části žláz žaludečního těla. Poslední publikace z této skupiny článků je věnována genu hypermethylated in cancer (Hic1), nádorovému supresoru inaktivovanému v mnoha typech nádorů. Pro určení genů, které jsou ztrátou transkripčního represoru Hic1 ovlivněny, jsme použili geneticky modifikovaný myší kmen umožňující inaktivaci tohoto genu. Z výsledných genů jsme určili jako nejvíce zajímavý toll-like receptor 2 (Tlr2), který je regulován přímo proteinem Hic1. Zvýšená exprese Tlr2 v důsledku ztráty Hic1 vede k „zapnutí“ prozánětlivých signalizačních drah, např. dráhy nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB), což následně může zvýšit riziko nádorového bujení. Jiným přístupem pro výzkum molekulárních vztahů v trávicí soustavě je hledání látky, která působí na signalizaci Wnt s možným výsledkem potlačení nádorového bujení. V naší studii jsme objevili, že monensin, antibiotikum užívané v mlékárenském průmyslu, je schopno redukovat, a to snížením hladiny signalizace Wnt, velikost myších střevních nádorů. Podrobný mechanismus působení monensinu však nebyl doposud studován. Poslední publikace zahrnuje data z expresních čipů získaná z bezmikrobních myší a jejich srovnáním s konvenčně chovanými myšmi a myšmi „osazenými“ jedním konkrétním bakteriálním kmenem. Výsledky potvrdily předchozí zjištění, že imunitní systém u bezmikrobních myší není plně vyvinut. Navíc jsme zjistili, že osazení střev jedním bakteriálním kmenem vývoj imunitního systému plnohodnotně nepodpoří. U bezmikrobních myší jsme také popsali rozdíl v expresi genů souvisejících se zánětem, vývojem střeva a rakovinou.
Abstract v angličtině:
Abstract The plot of this PhD thesis is dedicated to investigation of the molecular pathways and events and their disruptions in the gastrointestinal tract (further abbreviated as GIT). The major role in this part plays the Wnt signaling pathway. This marvelous multipurpose machinery is responsible for epithelia renewal from stem cells (SCs) in the stomach and intestine, and for correct zonation and function of hepatic units. Of note, the Wnt pathway directs also development of embryo as well as homeostasis of many tissues apart from GIT in all metazoans, thus its flawless function is indispensable from one´s origin to death. The main part of the thesis follows canonical Wnt signaling in its physiological condition and, in contrast, with pathological disturbances. This issue can be taken by variety of means as it is described in attached publications. The first publication deals with searching for new participants of Wnt signaling and their functions and describing unique markers of SCs in the intestine. Troy, the member of tumor necrosis factor receptor (TNFR) superfamily, was identified as a novel marker of intestinal SCs by probing microarray data from chromatin immunoprecipitation obtained in cultured colorectal cancer cell lines. Moreover, we found that Troy is a Wnt target gene inhibiting the signaling pathway in the feedback loop. From the same microarray data we also chose a gene encoding naked cuticle homolog 1 (Nkd1) for further analysis. This gene was already determined as a Wnt-regulated inhibitor of the pathway, but a little was known about its role in intestinal homeostasis and tumorigenesis. Our published results depict Nkd1 expression in Wnt- responsive cells of the small intestine and liver. Additionally, we found Nkd1 highly expressed in intestinal lesions of mice. In human patient samples NKD1 was described as a potential marker of intestinal and liver tumors. The next publication describes identification of the unique marker of SCs in the stomach corpus: muscle, intestine and stomach expression 1 (Mist1). This particular protein was previously described as a marker of short-living gastric epithelial progenitors. Our recent study uncovered its novel expression site – quiescent stem cells in the corpus isthmus. The last publication from this group relates to hypermethylated in cancer (Hic1), a tumor suppressor inactivated in many types of tumors. We used a genetically modified mouse strain to identify genes influenced by Hic1 loss. As the most interesting we described Hic1-mediated regulation of toll-like receptor 2 (Tlr2) expression. Tlr2 upregulation upon Hic1 depletion leads to switching on proinflammatory pathways [e. g. nuclear factor kappa-light- chain-enhancer of activated B cells (NF-κB)], that have the potential to initiate tumor growth. Another approach to investigate molecular relations in the gut is to search for therapeutics, which affect the Wnt signaling pathway leading to tumor growth reduction. We published that monensin, a small compound already used in dairy industry, is able to reduce size of intestinal lesions in mice via decreased Wnt signaling. The particular effect of monensin has not been disclosed yet. The final publication encompasses the microarray data gained from germ-free (GF) mice compared to conventionally reared (CR) and monoassociated animals populated with a particular bacterial strain. Results confirmed previous data that in GF mice the immune system development is the most impaired. Additionally, we presumed that monoassociation did not rescue immunity development. We described various genes with different expression in GF mice, which are linked to inflammation, intestinal development and cancer.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jitka Stančíková 30.29 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jitka Stančíková 70 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jitka Stančíková 47 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Marie Macůrková, Ph.D. 140 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Ondřej Machoň, Ph.D. 218 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 713 kB