Exprese molekul post-transkripční regulace inhibitorů proteolytických enzymů u zánětlivých onemocnění plic.

Bc. Tereza KRŠJAKOVÁ

Diplomová práce

Expression profile of key molecules postrancriptionally regulating inhibitors of proteolytic enzymes in inflammatory lung diseases.

Anotace:

Chronický zánět plic je společným znakem chronické obstrukční plicní nemoci (CHOPN), astma bronchiale (AB) a plicní sarkoidózy (plicní S). Aktivované bronchoalveolární (BAL) buňky během chronického zánětu produkují nadměrné množství cytokinů, chemokinů a proteolytických enzymů. Exprese těchto zánětlivých molekul je na post-transkripční úrovni regulována pomocí RNA-vazebných proteinů. RBPs mohou regulovat také inhibitory proteolytických enzymů a ovlivňovat proteolytickou-antiproteolytickou rovnováhu. Exprese RBPs nebyla dosud u pacientů se zánětlivými onemocněními plic studována. Cílem experimentální části práce proto bylo stanovit expresi dvou inhibitorů matrix metaloproteinas (RECK a PTEN) a šesti RNA-vazebných proteinů (AUF1, HuR, TIA-1, TIAR, NCL a PCBP2). Relativní mRNA exprese genů AUF1, HuR, TIA-1, TIAR, NCL, PCBP2, RECK a PTEN byla kvantifikována v buňkách bronchoalveolární laváže (BAL) pacientů s CHOPN (n=30), AB (n=19) a plicní S (n=50) a u kontrolních jedinců (n=23) metodou RT-qPCR. U všech pacientů byla ve srovnání s kontrolním souborem podstatně snížena relativní mRNA exprese AUF1, nejvýrazněji u pacientů plicní S (p<0,001), méně pak u pacientů s CHOPN (p=0,01) a s AB (p=0,03). Kromě AUF1 byla u pacientů s CHOPN a plicní S snížena také bronchoalveolární mRNA exprese HuR (p=0,02; p<0,001). Relativní exprese TIA-1 (p<0,001), TIAR (p=0,001) a PCBP2 (p=0,005) byla snížena jen u pacientů s plicní S. U všech sledovaných diagnóz (CHOPN, AB, plicní S) byl zaznamenán nižší počet transkriptů RECK (p=0,003; p=0,02; p<0,001), jehož mRNA na svém 3´konci obsahuje vazebné motivy pro studované RBPs. Podrobnější analýza výsledků ukázala pozitivní korelaci relativní mRNA exprese všech studovaných RBPs s relativní mRNA expresí RECK. Přínosem předkládané práce je první stanovení exprese RBPs in vivo. Navíc byla mRNA exprese měřena v buňkách BAL pacientů se třemi různými plicními nemocemi. Vztah mezi RBPs a RECK by měl být předmětem dalšího studia.

Abstract:

Chronic pulmonary inflammation is a common characteristic of chronic obstructive pulmonary disease (COPD), asthma bronchiale (AB) and pulmonary sarcoidosis (S). The activated bronchoalveolar (BAL) cells of the chronic inflammation synthesize the elevated amount of inflammatory cytokines, chemokines and proteolytic enzymes. Expression of these inflammatory molecules is post-transcriptionally regulated by RNA-binding proteins (RBPs). RBPs can also affect the expression of two inhibitors of proteolytic enzymes (RECK and PTEN) and by this way modify proteolytic-anti-proteolytic balance of the inflammation. There is not any information on the expression profile of key RBPs in COPD, AB and pulmonary S patients. The aim of this master thesis was therefore to evaluate the relative expression of six RBPs (AUF1, HuR, TIA-1, TIAR, NCL and PCBP2) and two inhibitors of proteolytic enzymes (RECK, PTEN) and their mutual relationship in COPD, AB and pulmonary S. Relative mRNA expression of AUF1, HuR, TIA-1, TIAR, NCL, PCBP2, RECK and PTEN genes was quantified in BAL cells from the patients with COPD (n=30), AB (n=19) and pulmonary S (n=50) and controls (n=23) using RT-qPCR method. Immunocytochemistry was carried out to indentify the BAL cells producing AUF1 and RECK proteins. Results of this thesis shew decreased mRNA expression of AUF1 in patients with pulmonary S (p<0.001), COPD (p=0.01) and AB (p=0.03) compared to control group. Besides AUF1 the mRNA expression of HuR was decreased in COPD and pulmonary S (p=0.02; p<0.001). TIA-1 (p<0.001), TIAR (p=0.001) and PCBP2 (p=0.005) were only down-regulated in the patients with pulmonary S. Regarding two inhibitors of proteolytic enzymes, the number of RECK mRNA transcripts was decreased in all three diagnosis compared to controls (pCOPD =0.003; pAB=0.02; pS<0,001). We failed to observe any differences in PTEN expression between our patients and control cohort (p>0.05). The BAL expression of RECK, which mRNA contains binding motifs for RBPs, correlated positively with the BAL mRNA expressions of all six RBPs. Main benefit of this study is the first in vivo investigation of the expression profile of RNA-binding proteins (RBPs). In addition, RBPs were investigated in bronchoalveolar cells associated with three different lung pathogeneses. The relationship between RNA-binding proteins and RECK should be a subject of further protein and functional studies.

Klíčová slova

RNA-vazebné proteiny, matrix metaloproteinasy, chronická obstrukční plicní nemoc, astma bronchiale, plicní sarkoidóza, bronchoalveolární laváž, post-transkripční regulace, inhibitory proteolytických enzymů

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2014

Zveřejnit od: 30. 4. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Prof. MUDr. Martin Petřek, CSc.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biologie / Molekulární a buněčná biologie