velikost textu

The role of TCF4 transcription factor in intestinal epithelial stem cells and tumors

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 TCF4 transcription factor in intestinal epithelial stem cells and tumors
Název v češtině:
Úloha transkripčního faktoru TCF4 v kmenových buňkách střevního epitelu a střevních nádorech
Typ:
Disertační práce
Autor:
Bc. Dušan Hrčkulák
Školitel:
RNDr. Vladimír Kořínek, CSc.
Oponenti:
RNDr. Ondřej Machoň, Ph.D.
Mgr. Marie Macůrková, Ph.D.
Id práce:
156705
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:
5. 2. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
TCF4, TCF7L2, Kanonická signalizace Wnt, Střevní kmenová buňka
Klíčová slova v angličtině:
TCF4, TCF7L2, Canonical Wnt signaling, Intestinal stem cell
Abstrakt:
Shrnutí Tcf4 je nejstudovanějším členem konzervované rodiny transkripčních faktorů Tcf/Lef po více než 20 posledních let. Tento transkripční faktor je nejdůležitějším efektorem kanonické signalizace proteinů Wnt ve střevním epitelu a to ve spolupráci s aktivátorem transkripce β- cateninem. Správná regulace signální dráhy Wnt-β-catenin je klíčová pro homeostázi ve střevě a vznik střevních nádorů. K dnešnímu datu bylo vytvořeno již několik modelů, které umožňují měnit hladinu nebo aktivitu proteinu Tcf4 v živém organismu a studovat tak jeho funkci. Ve vzorcích zdravé i nádorové tkáně byly provedeny expresní a sekvenační studie genu, který kóduje tento protein, s cílem odhalit funkci TCF4 v rozvoji lidských kolorektálních karcinomů. Analýzy získaných dat se lišily v pohledu na schopnost Tcf4 aktivovat či tlumit expresi cílových genů a podporovat či potlačovat průběh buněčného cyklu. V této studii jsme analyzovali veřejně přístupná data exprese TCF4 a jeho paralogů v lidských tkáních a nádorech. Zároveň jsme zkoumali funkci proteinu Tcf4 v myší tkáni za pomoci nově vytvořeného myšího modelu. V myších z tohoto nového kmene, které nesly alelu Tcf4flox5, jsme mohli cíleně a regulovaně vyřadit produkci Tcf4 z obou zjištěných promotorů kódujících známé izoformy tohoto genu. Eliminace Tcf4 v buňkách střevního epitelu vedla ke ztrátě kmenových buněk a snížení počtu dělících se buněk, a to v tenkém i tlustém střevě. Při potlačení produkce Tcf4 v nádorech vyvolaných zkrácením genu Apc se výrazně snížil růst těchto nádorů i přesto, že stále obsahovaly dělící se buňky. Ve střevních organotypických kulturách způsobilo vyřazení Tcf4 snížení exprese cílových genů kanonické signální dráhy Wnt a následný rozpad jednotlivých útvarů tzv. organoidů. Stejný efekt mělo i vyřazení Tcf4 v organoidech, jejichž buňky byly nádorově transformované produkcí zkrácené formy genu Apc. Na základě těchto poznatků považujeme Tcf4 za aktivátor transkripce navazující na signální dráhu Wnt-β-catenin a za protein, jehož aktivita podporuje buněčné dělení v rámci střevní homeostáze i rozvoje střevních nádorů. Na druhou stranu, výsledky našich experimentů s lidskými buněčnými liniemi ukazují, že ztráta TCF4 v lidských nádorech může být nahrazena aktivitou blízce příbuzných proteinů TCF1 a LEF1. Klíčová slova TCF4, TCF7L2, Kanonická signalizace Wnt, Střevní kmenová buňka
Abstract v angličtině:
Abstract For more than 20 years, T-cell specific factor 4 (Tcf4) is the most intensively studied member of the conserved Tcf/Lymphoid enhancer-binding factor (Lef) family of transcription factors. Together with β-catenin coactivator, Tcf4 represents the prominent nuclear effector of canonical Wnt signaling in the intestinal epithelium. Regulation of Wnt-β-catenin signaling in intestinal stem cells is crucial for tissue homeostasis and tumor formation initiation. Up to date, several mouse models were generated to manipulate Tcf4 abundance or activity in vivo and dissect its function. Moreover, mutational screens and expression profiling of human colorectal tumors were carried out to disclose a contribution of TCF4 to tumor progression. However, subsequent studies brought conflicting results in relation to the potential of Tcf4 to activate or repress Wnt target genes and drive or inhibit cell proliferation. Here in this study, we analyze publicly available datasets for global expression of TCF4 and its paralogs in human tissues and colorectal cancer (CRC) samples. Notably, we present newly generated Tcf4flox5 mouse with a conditional Tcf4 allele that can be used to eliminate expression of Tcf4 from two alternative promoters of the gene. Using this mouse strain we documented that Tcf4 loss led to the demise of intestinal stem cells (ISCs) and substantial reduction of cell proliferation in the crypts of the small intestine and colon. Moreover, Tcf4 ablation in APC-deficient intestinal adenomas reduced their growth considerably, despite limited presence of proliferating cells. In the Tcf4flox5 intestinal organoids, Tcf4 conditional knock out caused downregulation of Wnt-β- catenin target genes followed by the collapse of organoid structures. Furthermore, Apc deficient intestinal organoids exerted the same reaction. Based on these results, we proposed that Tcf4 is a crucial positive regulator of Wnt-β-catenin signaling in the intestinal epithelium and driver of proliferation in both intestinal homeostasis and tumorigenesis. However, our results from TCF4-deficient cell lines and tumors indicated that, upon transformation, cancer cell dependency on TCF4-mediated signaling could by bypassed by other transcription factors, namely the TCF1/LEF1-β-catenin complexes. Key words TCF4, TCF7L2, Canonical Wnt signaling, Intestinal stem cell
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Bc. Dušan Hrčkulák 9.15 MB
Stáhnout Příloha k práci Bc. Dušan Hrčkulák 7.44 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Bc. Dušan Hrčkulák 435 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Bc. Dušan Hrčkulák 430 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Bc. Dušan Hrčkulák 475 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Ondřej Machoň, Ph.D. 171 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Marie Macůrková, Ph.D. 545 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 100 kB