Geri Dön

Molecular mechanisms of PI3K isoform dependence in carcinogenesis

Karsinojenezde PI3K izoform bağımlılığı değişikliğinin moleküler mekanizması

PDF İndir

  1. Tez No: 655032
  2. Yazar: SENA ATICI
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ÇİZMECİOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyokimya, Biyoloji, Biochemistry, Biology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 83

Özet

PI3K hücresel büyüme ve hücre sağkalımı açısından önemli bir yolaktır. Kanser hücrelerinde, PTEN kaybı ve PIK3CA gen mutasyonu fazlaca görülen PI3K mutasyonlarındandır. PIK3CA'daki geninde olan aktive edici mutasyonlar, tümörleri p110α'ya bağımlı hale getirir. Ayrıca, PTEN yetersizliğinde, p110β izoformu baskın SınıfIA üyesi haline gelir. Bununla birlikte, p110 prevalansı için mekanizmalar tam olarak açığa çıkmadı ve araştırmamızda, PTEN yetersiz kanser türlerinde isoform bağımlılığı değişikliğinin altında yatan mekanizmayı anlamayı amaçladık. İlk olarak, PTEN ekspresyon seviyesindeki değişimlerinin hem MEF'lerde hem de PC3'lerde baskın izoform bağımlılığında bir azalmaya neden olduğunu bulduk. Dolayısıyla, PTEN nakavtı yapılan MEF'lerde p110α bağımlılığı azaldı ve PTEN ifade edilen PC3'lerde p110β'ya bağımlılıkta bir azalma oldu. Bunun yanı sıra, PTEN ekspresyon seviyesi değiştiğinde, baskın olmayan diğer SınıfIA PI3K izoformlarına bağımlılıkta herhangi bir değişiklik olmadı. Daha sonra, PTEN nakavtı yapılan MEF'lerde yapısal etkin p110β ekspresyonu gerçekleştirildiğinde, hücreler p110a'ya daha az bağımlı hale geldi ve hücresel canlılık için p110β izoformlarına daha fazla bağımlı hale geldi. Bununla birlikte, hem konstitütif olarak aktifleştirilmiş p110β ifadesi hem de PTEN ekspresyon değişikliği SınıfIA PI3K'leri için tam olarak izoform değişimi sağlayamadı. PI3K izoform prevalansında yer alan ilave modülleri ortaya çıkarmak için, GSE21543 veri seti analiz edildi ve AK4, SQLE, CREB3L4 genlerinin, konstitütif olarak aktifleştirilmiş p110β içeren murin prostat kanseri modellerinde önemli ölçüde yukarı regüle edildiği bulundu. Ayrıca, hız belirleyici bir kolesterol sentez enzimi olan SQLE, hasta verilerindeki çeşitli tümör örneklerinde yüksek oranda amplifiye edilmiştir. Meme ve prostat kanserleri diğer kanserlere göre nispeten daha yüksek amplifikasyon oranlarına sahiptir, PTEN mutasyonu ve SQLE amplifikasyon oranının aynı anda görülme oranı da meme ve prostat kanserlerinde daha yüksektir. PI3K yolağı p110β miristilasyonuyla yapısal olarak aktive edildiğinde, GSE21543 veri setinde kolesterol sentez genlerinin mRNA seviyeleri yukarı regüle edildi. Ayrıca, qPCR sonuçlarımızda PTEN'in yeniden ekspresyonu ile PI3K baskılanması SQLE mRNA seviyelerini azalttı. Yapısal olarak aktive edilmiş p110β içeren MEF'ler ve PTEN-yetersiz prostat ve göğüs kanseri hücre hatları, kolesterol sentez yolunun hız sınırlayıcı enzimlerinin inhibitörlerine sansitiftir. mRNA seviyelerinin yanı sıra, SQLE protein seviyeleri, PTEN yeniden eksprese edilen prostat kanseri hücre hatlarında azaldı. Diğer yandan PTEN eksprese edilmiş prostat kanser hatlarında, SQLE seviyeleri, proteaz inhibitörü uygulanması ile stabilize edildi. Bu PTEN ve PI3K aktivitesinin, SQLE transkripsiyonunun yanı sıra translasyon sonrası olarak etkileyebileceğini göstermektedir. Ayrıca tamoksifen tedavisine yanıt verenlerin, hasta verilerine göre daha düşük hayatta kalma oranına ve daha yüksek SQLE ekspresyonuna sahip olduğunu da gösterdik. Bu veriler doğrultusunda, tamoksifen dirençli meme kanserinin hücresel modellerinde, yüksek SQLE seviyeleri gördük. Sonuç olarak, verilerimiz kolesterol sentez yolunun PI3K yolağının bir metabolik efektörü olarak kritik önemini vurgulamaktadır ve PTEN-null kanser türlerinde p110β bağımlılığının aşırı aktivasyonunun bir sonucu olarak ortaya çıkabileceğini tahmin edebiliriz.

Özet (Çeviri)

PI3K pathway is important for cellular proliferation, survival and metabolism. PTEN-loss and activating mutations of PIK3CA are most frequently seen PI3K related alterations in various cancer types. Activating mutations in PIK3CA could render tumors p110α dependent. Also, upon PTEN-loss, p110β isoform of ClassIA PI3Ks becomes prominent. Nevertheless, the mode of action of p110 prevalence is still not clear. Here, we aimed to understand the mechanism of the isoform dependence switch in PTEN-null cancer types. Firstly, we found that PTEN status had an impact on isoform prevalence in both MEFs and PC3s. p110α dependence decreased in PTEN-depleted MEFs and reciprocally there was a decrease in dependence to p110β in PTEN-reexpressed PC3 cells. On the other hand, upon modulation of PTEN expression, there was no complete switch-over in dependence from one ClassIA PI3K isoform to the other. Interestingly, when p110β overexpression was performed in PTEN depleted MEFs, cells became less dependent on p110α and more dependent on p110β for cellular viability. However, p110β overexpression in combination with PTEN status change did not again induce a complete isoform switch within ClassIA PI3Ks. To reveal additional modules involved in PI3K isoform prevalence, GSE21543 dataset was analyzed and mRNA levels of AK4, SQLE, CREB3L4 genes were found to be significantly upregulated in constitutively activated p110β in murine models of prostate cancer. Among these genes, SQLE,a rate limiting enzyme in cholesterol synthesis, is highly amplified in various tumor samples according to patient datasets. Breast and prostate cancers have relatively higher amplification rates of SQLE compared to other cancer types. The simultaneous incidence of PTEN mutation and SQLE amplification rate is also frequently observed in breast and prostate cancers. mRNA levels of cholesterol synthesis genes were upregulated in GSE21543 dataset when the PI3K pathway was constitutively activated by p110β myristoylation. Also, the expression levels of the cholesterol synthesis genes were decreased upon PI3K repression with PTEN re-expression in our qPCR results. Constitutively activated p110β MEFs and PTEN-null prostate, breast cancer cell lines were found to be sensitive to inhibitors of rate-limiting enzymes of cholesterol synthesis pathway. Besides in-line with mRNA levels, SQLE protein levels were decreased in PTEN re-expressed prostate cancer cell lines. On the other hand, SQLE protein levels were stabilized upon PTEN expression with protease inhibitor treatment which indicates that PTEN and PI3K activity may affect SQLE transcriptionally as well as post-translationally. We also demonstrated that tamoxifen therapy responders have lower survival rate and higher SQLE expression according to patient data. In line with this data, in cellular models of tamoxifen resistant breast cancer, we have seen elevated levels of SQLE. All in all, our data emphasizes the critical importance of cholesterol synthesis pathway as a metabolic effector of the PI3K pathway and we can speculate that p110β dependence in PTEN-null cancer types might arise as a result of its excessive activation.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    788391

    Detection of phosphorylation signatures specific to cancer-related PI3-Kinase isoform P110ALPHA and P110BETA

    Kanserle ilişkili Pİ3-Kinaz P110ALPHA ve P110BETA izoformalarina özel fosforilasyon imzalarinin belirlenmesi

    MAHNOOR SULAIMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ÇİZMECİOĞLU

  2. Tez No

    513333

    Investigation of the localization pattern and the role of anti apoptotic BAG-1 in healthy and tumor tissues from patients with breast carcinoma

    Meme kanserli hastalardan alınan sağlıklı ve tümörlü dokularda anti-apoptotik BAG-1 proteininin rolü ve lokalizasyonunun incelenmesi

    JALE YILDIZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY

  3. Tez No

    421242

    Understanding the interplay between anti-apoptotic BAG-1 and AKT in mTORC1-mediated autophagy in breast cancer cell lines

    mTORC1 aracılı otofajide anti-apoptotik BAG-1-AKT etkileşiminin meme kanseri hücre hatlarında araştırılması

    ILGIN IŞILTAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY

  4. Tez No

    830643

    Phosphoproteomic analysis of class ia P110b isoform-specific signal transducers upon pi3k pathway activation

    PI3k sinyal yolağı etkinleşmesi üzerine sınıf 1a p110b ızoformunun sinyal ileticilerinin fosfoproteomik analizi

    BERİL DALOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ONUR ÇİZMECİOĞLU

  5. Tez No

    374353

    Systems biology approach for targeted therapy of liver cancer pi3k/akt/mtor pathway inhibitors: an ally or rival for sorafenib

    Karaciğer kanseri tedavisine sistem biyolojisi yaklaşımı pı3k/akt/mtor sinyal yolağı inhibitörleri: sorafenib'e müttefik veya rakip

    TÜLİN ERŞAHİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RENGÜL ÇETİN ATALAY

Geri Dön