Funkce proteinu c-Myb v patogenezi kolorektálního karcinomu

Mgr. Lucie Pekarčíková, Ph.D.

Doctoral thesis

Function of the c-Myb protein in pathogenesis of colorectal carcinoma

Abstract:

Transkripční faktor c-Myb reguluje expresi řady důležitých genů kontrolujících buněčnou proliferaci, diferenciaci a maturaci a je důležitý v biologii mnoha tkání včetně střevního epitelu. c-Myb je často nadprodukován v kolorektálních nádorech, podobně jako v buněčných liniích odvozených od střevních karcinomů. Pacienti s kolorektálními karcinomy s vysokou expresí genu c-myb jsou náchylnější k relapsu. Molekulární mechanismus procesu, kterým protein c-Myb může přispívat k progresi kolorektálního karcinomu, není dosud plně objasněn. Cílem této práce bylo identifikovat mechanismus, jakým c-Myb ovlivňuje citlivost buněk kolorektálního karcinomu k cytotoxickým látkám. Pomocí nádorových buněčných linií odvozených od kolorektálního karcinomu s ektopickou expresí genu c-myb se ukázalo, že c-Myb chrání buňky kolorektálního karcinomu před apoptózou indukovanou cisplatinou, doxorubicinem nebo oxaliplatinou. Mechanismus protektivního účinku proteinu c-Myb spočíval v regulaci proteinu asociovaného s oxidativním stresem. Protein c-Myb regulací exprese NADPH oxidázy 1 (NOX1) zvyšoval hladinu reaktivních kyslíkových radikálů s následnou aktivací signální dráhy p38 MAPK. Pomocí farmakologické inhibice a genového umlčení byly NOX1 a p38 MAPK identifikované jako proteiny zprostředkovávající protektivní účinek proteinu c-Myb. Dále ukazujeme účinek proteinu c-Myb na buňky kolorektálního karcinomu za hypoxických podmínek. Nově identifikovaná signální dráha c-Myb/NOX1/p38 chránící buňky kolorektálního karcinomu před účinky cytotoxických látek popsaná v této práci přispívá k lepšímu porozumění funkce proteinu c-Myb v regulaci buněčných procesů za patofyziologických podmínek.

Abstract:

The c-Myb transcription factor regulates expression of important genes controlling cell proliferation, differentiation and maturation. The c-Myb protein is important in biology of many tissues including colon epithelium. c-Myb is overexpressed in colorectal cancer as well as in cell lines derived from colorectal carcinomas. Overexpression of c-Myb occurring in colorectal carcinomas often marks poor prognosis. However, the molecular mechanism explaining how c-Myb contributes to progression of colorectal carcinoma has not been fully elucidated. The aim of this work was to identify molecular mechanism mediating the effects of c-Myb on sensitivity of colorectal carcinoma cells to cytotoxic agents. Using colorectal carcinoma cell lines ectopically expressing c-myb we show that c-Myb protects colorectal carcinoma cells from the cisplatin-, oxaliplatin-, and doxorubicin-induced apoptosis. The mechanism of this protection is based on regulation of proteins related to oxidative stress. c-Myb increases the level of reactive oxygen species by regulation of NADPH oxidase 1 (NOX1) expression resulting in activation of p38 MAPK. Using pharmacological inhibitors and genetic silencing of NOX1 and p38 MAPK we found that these proteins are essential for the protective effect of c-Myb. Moreover, we show the effect of c-Myb in colorectal carcinoma cells in hypoxic conditions. The novel c-Myb/NOX1/p38 signalling axis, that prevents apoptotic death of colorectal carcinoma cells described in this work, contributes to a better understanding of the c-Myb function in regulation of cell processes in pathophysiological conditions.

Keywords

c-Myb, kolorektální karcinom, buněčná smrt, reaktivní kyslíkové radikály, NADPH oxidáza, p38 MAPK, colorectal carcinoma, cell death, reactive oxygen species, NADPH oxidase

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 10. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 11. 11. 2016
• Supervisor: prof. RNDr. Jan Šmarda, CSc.
• Reader: RNDr. Jiří Hejnar, CSc., doc. Mgr. Roman Hrstka, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology (4-years) / Molecular and Cellular Biology