velikost textu

The role of the Msx1 transcription factor in the intestinal epithelia and colorectal cancer

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:
The role of the Msx1 transcription factor in the intestinal epithelia and colorectal cancer
Název v češtině:
Úloha transkripčního faktoru Msx1 ve střevním epitelu a nádorech
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Monika Horázná
Školitel:
RNDr. Vladimír Kořínek, CSc.
Oponenti:
Mgr. Jiří Pergner, Ph.D.
Mgr. Lenka Doubravská
Id práce:
145756
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Vývojová a buněčná biologie (P1529)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
11. 6. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
signální dráha Wnt, MSX1, HIC1, rakovina tlustého střeva, ektopické krypty
Klíčová slova v angličtině:
Wnt signaling, MSX1, HIC1, colorectal cancer, ectopic crypts
Abstrakt:
Abstrakt Signální dráha Wnt představuje důležitou evolučně konzervovanou signální kaskádu, která se nachází u všech mnohobuněčných organismů. Signální dráha Wnt hraje klíčovou roli nejen v mnoha procesech během embryogeneze, ale také v udržování tkáňové homeostázy a při regeneraci. Oproti tomu mutace v genech kódujících komponenty signální dráhy Wnt často vedou k její zvýšené aktivaci a jsou příčinou vzniku mnoha lidských onemocnění, zejména rakoviny. Kanonická signální dráha Wnt je nezbytná pro buněčnou proliferaci a udržování pluripotentního stavu střevních kmenových buněk, a tím pro homeostatickou obnovu střevního epitelu. Aberantní (hyper)aktivace signální dráhy Wnt představuje počáteční krok ve vývoji střevních neoplázií. Pochopení příčin a identifikace následků hyperaktivace signální dráhy Wnt je zásadní pro rozluštění mechanismů vedoucích k maligní transformaci. Ačkoli je kanonická signální dráha Wnt předmětem vědeckých studií již několik desetiletí, všechny regulační mechanismy a důsledky její hyperaktivace nebyly dosud zcela objasněny. Během mého doktorského studia jsem se zaměřila na pochopení funkcí některých komponent a cílových genů této signalizační kaskády. V této práci jsou prezentovány výsledky mé prvoautorské a jedné spoluautorské publikace, které se zabývají dvěma geny přímo spojenými se signální dráhou Wnt. V rámci mé prvoautorské publikace jsme studovali funkci transkripčního faktoru msh homeobox 1 (MSX1) v myší a lidské střevní tkáni a nádorech. Použili jsme myší model lidského onemocnění Familiální adenomatózní polypóza, tedy myši se zkrácenou alelou tumor supresorového genu adenomatous polyposis coli (Apc), které v dospělosti vyvinou četné střevní polypy (myši kmene Apc+/min). Dále jsme použili myši, které obsahovaly podmíněné alely genů Apc a Msx1. Tyto myši byly kříženy s myšími kmeny, které exprimovaly (regulovanou) Cre rekombinázu v celém střevním epitelu (Villin-Cre a Villin-CreERT2) nebo ve střevních kmenových buňkách (Lgr5-EGFP-IRES-CreERT2) - tedy s kmeny umožňujícími časově i prostorově regulovanou inaktivaci specifických genů. Zjistili jsme, že protein Msxl je nezbytný při tvorbě takzvaných ektopických krypt, což jsou kapsovité útvary tvořené proliferujícími buňkami, jež se po inaktivaci genu Apc aberantně vyskytují v jinak diferencovaném vilovém kompartmentu. Ektopické krypty byly popsány jako typický morfologický rys lidských adenomů se „zoubkovaným“ uspořádáním epitelu krypt („serrated“ adenoma), které představují agresivní typ střevních polypů. Kromě toho se domníváme, že inaktivace genu Msx1 vedla k morfologické konverzi střevních nádorů z tubulárních na vilózní adenomy, což je u lidí spojeno s pokročilejšími stádii kolorektálních karcinomů a horší prognózou přežití. Zjistili jsme také, že MSX1 představuje robustní marker lidských kolorektálních karcinomů s nejvyšším výskytem v počátečních stádiích tumorigeneze. Ve druhé publikaci jsme popsali úlohu nádorového supresoru hypermethylated in cancer 1 (Hic1) v myší střevní tkáni. S využitím myší, které obsahují podmíněné alely genu Hicl a exprimují Cre rekombinázu v celém střevním epitelu, jsme popsali, že ztráta Hicl vede ke zvýšení počtu diferencovaných střevních epiteliálních buněk a zvýšené hladině mRNA toll like receptor 2 (Tlr2). Protein Tlr2 následně aktivuje signální dráhu NF-kB, která podporuje střevní tumorigenezi. klíčová slova: signální dráha Wnt, MSX1, HIC1, rakovina tlustého střeva, ektopické krypty
Abstract v angličtině:
Abstract The Wnt signaling pathway represents the principal evolutionarily conserved signaling cascade found in all multicellular organisms. It plays a key role not only in many processes during embryogenesis, but also in maintaining tissue homeostasis and regeneration. By contrast, mutations in genes encoding components of the pathway often result in increased activation of Wnt signaling and underlie onset of many human diseases, particularly cancer. The canonical Wnt signaling pathway is essential for proliferation and maintenance of the pluripotent state of intestinal stem cells and thus for homeostatic renewal of the intestinal epithelium. However, aberrant (hyper)activation of the Wnt signaling pathway is the initial step in development of intestinal neoplasia. Understanding the causes and identifying the consequences of the Wnt signaling hyperactivation is crucial for deciphering mechanisms leading to malignant transformation. Although the canonical Wnt signaling pathway has been the subject of scientific studies for several decades, all regulatory mechanisms and consequences of its hyperactivation have not been completely elucidated yet. During my PhD studies, I focused on understanding function(s) of some components and target genes of this signaling cascade. In this theses, results of my first author and one co-author publication are presented, which deal with two genes directly linked to Wnt signaling. In my first-author publication, we studied the function of the msh homeobox 1 (MSX1) transcription factor in mouse and human intestines and tumors. We used a mouse model of the human disease Familial adenomatous polyposis (the Apc+/min mice) and mouse models harboring conditional knock-out alleles of the tumor suppressor gene adenomatous polyposis coli (Apc) and Msx1. These mice were intercrossed with mice expressing (regulated) Cre recombinase throughout the intestinal epithelium (Villin-Cre and Villin-CreERT2) or in the intestinal stem cells (Lgr5-EGFP-IRES-CreERT2), i.e. strains which enable spatiotemporal inactivation of the specific gene(s). We found that Msx1 is essential during formation of the so-called ectopic crypts, which are pouches of proliferating cells aberrantly occurring in the otherwise differentiated villous compartment after inactivation of the tumor suppressor gene adenomatous polyposis coli (Apc). Ectopic crypts have been described as a typical morphological feature of human serrated adenomas, which represent an aggressive type of intestinal polyps. Moreover, we suggest that Msx1 inactivation leads to a morphological conversion of intestinal tumors from tubular to villous adenomas, which is in humans associated with more advanced stages along the path towards fully developed carcinoma and a worse survival prognosis. We also found out that Msx1 represents a robust marker of human colorectal carcinomas with the most elevated expression in the early stages of tumorigenesis. In the second publication, we described the role of a tumor suppressor hypermethylated in cancer 1 (Hic1) in mouse intestines. Using mice harboring conditional alleles of the Hic1 gene and expressing Cre recombinase throughout the intestinal epithelium, we described that Hic1 loss leads to increased numbers of differentiated intestinal epithelial cells and elevated levels of toll-like receptor 2 (Tlr2). Consequently, Tlr2 activates the NF-κB signaling pathway, which promotes intestinal tumorigenesis. Key words: Wnt signaling, MSX1, HIC1, colorectal cancer, ectopic crypts
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Monika Horázná 11.41 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Monika Horázná 3.42 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Monika Horázná 355 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Monika Horázná 344 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Monika Horázná 462 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Jiří Pergner, Ph.D. 529 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Lenka Doubravská 374 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 91 kB