Úloha signální dráhy PI3K-Akt v regulaci diferenciace embryonálních kmenových buněk

Bc. et Bc. Radek Machát

Master's thesis

Role of PI3K-Akt signaling pathway in regulation differentiation of embryonic stem cells

Abstract:

Signální dráha PI3K/Akt svým působením ovlivňuje řadu buněčných procesů, jako například proliferaci, apoptózu, organizaci cytoskeletu, či transportní procesy v buňce. Tato signální dráha je též jednou z dráh, které jsou zodpovědné za regulaci sebeobnovy, pluripotence a specifikaci diferenciace embryonálních kmenových (ES) buněk. ES buňky mají široké uplatnění ve výzkumu vlivů chemikálií, či farmak na organizmy, resp. na určitou populaci buněk. Právě schopnost diferencovat do buněk všech tří zárodečných listu předurčuje jejich roli ve výzkumu tvorby umělých tkáňových a orgánových náhrad. Z těchto důvodů jsme se rozhodli blíže prozkoumat vliv signální dráhy PI3K/Akt na diferenciaci těchto buněk. Využívali jsme k tomu dvou inhibitorů PI3K LY294002 a wortmannin a inhibitor Akt AKti-1/2. Z našich výsledků, lze potvrdit, že signální dráha PI3K/Akt skutečně reguluje diferenciaci ES buněk. Ukázalo se též, že dráha PI3K/Akt se podílí na diferenciaci ES buněk do ektodermu a naopak působí proti diferenciaci do mezodermu, což se projevilo při diferenciaci v přítomnosti séra.

Abstract:

PI3K/Akt signaling pathway, through its action affects many cellular processes such as proliferation, apoptosis, cytoskeleton organization, or transport processes in the cell. This signal pathway is also one of the pathways, that are responsible for the regulation of self-renewal, pluripotency and differentiation specification of embryonic stem (ES) cells. ES cells have wide application in research of the effects of chemicals or drugs on organisms, respectively a specific population of cells. It's the ability to differentiate into cells of all three germ layers, which determines their role in the research, creation of artificial tissue and organ replacements. For these reasons, we decided to further investigate the effect of PI3K/Akt signaling pathway on the differentiation of ES cells. We used to do two PI3K inhibitor LY294002 and wortmannin and Akt inhibitor Akti–1/2. From our results, we can confirm that the PI3K/Akt signaling pathway indeed regulates the differentiation of ES cells. We also found that the PI3K/Akt pathway is involved in the differentiation of ES cells into the ectoderm and vice versa counteracts differentiation into mesoderm, which resulted during differentiation in the presence of serum.

Keywords

PI3K, Akt, embryonální kmenové buňky, diferenciace, pluripotence, qRT-PCR, LY294002, wortmannin, Akti-1/2, embryonic stem cells, differentiation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2014
• Supervisor: Mgr. Jiří Pacherník, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology