Modulace membránově vázaných proteinů v plicních a jaterních buněčných modelech exponovaných polyaromatickými sloučeninami

Mgr. Lucie Svržková

Bachelor's thesis

Modulation of membrane-bound proteins in lung and liver cell lines exposed to polyaromatic compounds

Abstract:

Polychlorované dibenzo-p-dioxiny (PCDDs) a polychlorované bifenyly (PCBs) jsou široce rozšířenými polutanty životního prostředí. Jejich toxicita je zprostředkována různými mechanismy. Hlavní mechanismus toxicity PCDDs je aktivace aryluhlovodíkového receptoru (AhR), zatímco nekoplanární PCBs mají odlišné způsoby toxického působení. Zástupci těchto skupin toxikantů mohou negenotoxicky působit na plasmatické membrány buněk, zejména na membránově vázané proteiny. Pro experiment jsme použili 2,3,7,8-tetrachlórdibenzo-p-dioxin (TCDD), jako ligand AhR, a 2,2’,4,4‘,5,5’-hexachlórbifenyl (PCB 153), jako zástupce toxikantů nedioxinového typu. Bylo pozorováno snížení hladin těchto membránových proteinů - konexinu 43 (Cx43), tvořícího mezerové spoje, a E-kadherinu (E-cad) a β kateninu (β-cat), tvořících adherentní spoje. Pro srovnání byly použity dvě buněčné linie - lidské plicní epiteliální buňky A549 a krysí jaterní epiteliální buňky WB-F344. V buněčné linii A549 bylo zaznamenáno významné snížení hladin Cx43 a β-cat po expozici TCDD a PCB 153, zatímco v buněčné linii WB-F344 expozice PCB 153 vedla ke snížení hladin E-cad a fosforylovaného Cx43. Měřením hladiny autofagosomálního markeru, proteinu LC3B, byl zjištěn zvýšený podíl autofagie na degradaci proteinů po expozici PCB 153 v buněčné linii WB-F344. Tyto následky expozic TCDD a PCB 153 prokazují inhibiční efekt na mezibuněčnou komunikaci. Tyto efekty významně přispívají k nádorové promoci.

Abstract:

The polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) are widespread environmental pollutants. Their toxicity is mediated by different mechanisms. The activation of aryl hydrocarbon receptor (AhR) is the main mechanism of PCDDs‘ toxicity, while noncoplanar PCBs have different ways of their toxic effect. The agents from these groups of toxicants can affect cellular plasmatic membrane, especially membrane-bound proteins, by nongenotoxic mechanism. For the experiment we’ve used 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD), as a ligand of AhR, and 2,2’,4,4‘,5,5’-hexachlorobifenyl (PCB 153), as a member of nondioxin-like toxicants. It was observed the decrease of these membrane proteins levels - connexin 43 (Cx43), which forms gap junctions, and E-cadherin (E-cad) and β-catenin (β-cat), which form adherens junctions. Two cell lines were used for comparison - the human lung epithelial cells A549 and the rat liver epithelial cells WB-F344. The significant decrease of Cx43 and β-cat levels was observed after exposure to TCDD and PCB 153 in the cell line A549, while in the cell line WB-F344 exposure to PCB 153 led to decreased levels of E-cad and phosphorylated Cx43. By measuring the level of autophagosomal marker, protein LC3B, the increased contribution of autophagy on protein degradation was found after exposure to PCB 153 in the cell line WB-F344. These results of exposure to TCDD and PCB 153 demonstrate ihibitory effect on intercellular communication. These effects significantly contributes to the tumor promotion.

Keywords

PCBs, PCDDs, mezerový spoj, konexin 43, adherentní spoj, E-kadherin, β-katenin, western blotting, nádorová promoce, gap junction, connexin 43, adherens junction, E-cadherin, β-catenin, tumor promotion

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 17. 6. 2014
• Supervisor: RNDr. Miroslav Machala, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry