Vliv dráhy JAK/STAT na expresi ABC transportérů

Bc. Zuzana Šrámková

Master's thesis

Role of JAK/STAT pathway in expression of ABC trasnporters

Abstract:

Multidrug resistance (MDR) in tumor cells is often caused by transmembrane ABC transporters (mainly MDR1, MRP1, BCRP), which actively pump cytotoxic compounds out of the cells. High expression of ABC transporters characteristic for stem cells ensures their long lifespan and protect them from cellular damage caused by xenobiotics. Neoplastic transformation of normal stem cells can thus lead to tumorigenesis with inherited chemoresistance. Recent studies have shown potential role of JAK/STAT3 signaling pathway in upregulation of MDR1 expression – a positive correlation between STAT3 activity and MDR1 overexpression was demonstrated in cancer cells. This project focuses on the evidence of direct interaction between STAT3 and regulating elements of the human mdr1 and subsequently on localization of this STAT3 binding site. We also aimed to assess the role of JAK/STAT3 signaling pathway in regulation of high constitutive expression of ABC transporters in mouse embryonic stem cell line. Our results showed that STAT3 directly influence MDR1 transcription by binding in the MDR1 enhanceosome. In the model cell line mES R1 was revealed the role of STAT3 regulation only for MDR1 transporter, but not for BCRP, which is the major transporter expressed in this cell line.

Abstract:

Mnoholieková rezistencia (MDR) je v rakovinových bunkách často spôsobená transmembránovými ABC transportérmi (predovšetkým MDR1, MRP1, BCRP), ktoré aktívne vylučujú cytotoxické látky z buniek. Vysoká expresia ABC transportérov je charakteristická aj pre kmeňové bunky, v ktorých bránia diferenciácii a chránia DNA pred poškodením prirodzene sa vyskytujúcimi xenobiotikami. U kmeňových buniek môže dôjsť k neoplastickej transformácii vedúcej k vzniku nádorov, ktorých bunky odolnosť voči terapii „dedia“. Výsledky z posledných rokov ukazujú na možné zapojenie signálnej dráhy JAK/STAT3 v regulácii expresie transportéru MDR1 - v rezistentných rakovinových bunkách bola objavená pozitívna korelácia medzi zvýšenou aktivitou STAT3 a zvýšenou expresiou MDR1. Táto práca sa venovala dôkazu priamej väzby STAT3 na regulačné elementy ľudského mdr1, lokalizáciou tohto väzbového miesta a charakterizáciou postavenia signálnej dráhy JAK/STAT3 v regulácii konštitutívne vysokej hladiny expresie ABC transportérov v bunkovej línii myších kmeňových buniek. Na základe výsledkov je možné tvrdiť, že STAT3 je priamo zapojený do regulácie transkripcie MDR1 väzbou na enhancerovú oblasť jeho promotóru. U modelovej bunkovej línie mES R1 bola potvrdená účasť STAT3 v regulácii expresie iba u transportéru MDR1, ale nie u BCRP, ktorý je touto bunkovou líniou exprimovaný majoritne.

Keywords

ABC transportér, MDR1, MRP1, BCRP, signálna dráha JAK/STAT, STAT3, enhanceosom MDR1, vektor, transfekcia, JAK/STAT signaling pathway, MDR1 enhanceosome, vector, transfection

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 6. 6. 2012
• Supervisor: Mgr. Jiřina Medalová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / General Biology