Význam syntázy mastných kyselin v působení dietetických mastných kyselin na epiteliální buňky tlustého střeva

Bc. Jana Bogorová

Master's thesis

Importance of fatty acid synthase for dietary fatty acid effects in colon epithelial cells

Abstract:

Předmětem diplomové práce bylo přispět k objasnění významu syntázy mastných kyselin (FASN) v regulaci cytokinetiky nádorových buněk epitelu tlustého střeva po působení vysoce nenasycené esenciální n-3 mastné kyseliny dokosahexaenové (DHA). Experimenty byly provedeny na lidské buněčné linii DLD-1 odvozené od adenokarcinomu tlustého střeva a byly zaměřeny na stanovení účinků DHA u těchto buněk s ohledem na expresi FASN, klíčového enzymu endogenní de novo syntézy mastných kyselin. Nádorové buňky jsou charakteristické změnami lipidového metabolizmu, které jsou spojeny se zvýšením exprese či aktivity FASN. Tento enzym chrání nádorové buňky před poškozením vnitrobuněčných struktur a indukcí buněčné smrti. Exprese a aktivita FASN může být modulována signální dráhou fosfatidylinositol 3-kinázy (PI3K)/Akt, představující proliferační signály, a AMPK (AMP aktivovaná protein kináza) kinázou, která řídí katabolické procesy a je antagonistou PI3K/Akt dráhy. Naše výsledky ukázaly, že DHA ovlivňuje tyto vnitrobuněčné signální dráhy, lipidový metabolizmus, akumulaci lipidových dropletů a expresi specifických regulačních molekul. Dále jsme v souladu s jinými autory prokázali, že DHA vykazuje antiproliferační a cytotoxické účinky u nádorových buněk kolonu. Naše výsledky ukázaly, že DHA snižuje proliferaci linie DLD-1, blokuje buněčný cyklus a indukuje buněčnou smrt. Jako převažující typ buněčné smrti jsme detekovali autofagii. Vlivem DHA dochází dále ke snížení exprese FASN v koncentrační závislosti. Nově jsme také prokázali, že snížením exprese FASN transfekcí specifickou siRNA či syntetickým inhibitorem lze dosáhnout posílení inhibičních a cytotoxických účinků DHA, přičemž působení FASN siRNA je oproti inhibitoru více specifické.

Abstract:

The aim of this thesis was to contribute the unraveling of the importance of fatty acid synthase (FASN) in regulation of cytokinetics of colon cancer epithelial cells after exposure to treatment of unsaturated essential n-3 docosahexaenoic acid. For our experiments human colon adenocarcinoma-derived DLD-1 cell were used and we focused on evaluation of DHA effects in these cells with regard to expression of FASN, the crucial enzyme of endogenous de novo fatty acid synthesis. Cancer cells are well-known for alterations of lipid metabolism which are connected to increased gene expression or activity of FASN. These enzyme protects cancer cells from intracellular damage and induction of cell death. FASN expression and activity can be modulated by phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/Akt transduction pathway as a proliferative signal and AMPK (AMP-activated protein kinase), which controls catabolic processes and antagonizes PI3K/Akt. Our results showed that DHA could influence these intracellular transduction pathways, lipid metabolism, lipid droplet accumulation and gene expression of particular regulatory molecules. Moreover, in consistence with other authors we demonstrated that DHA treatment led to antiproliferative and cytotoxic effects in colon cancer cells. Our results pointed out that DHA decreased proliferation of DLD-1, inhibited cell cycle and induced cell death. The predominant form of cell death was autophagy. DHA treatment led to decrease of FASN expression regarding to DHA concentration. We provided new evidence that the enhancement of DHA inhibitory and cytotoxic effects can be achieved by reduction of FASN expression done by FASN siRNA or synthetic inhibitor whereas usage of FASN siRNA is more efficient.

Keywords

VNMK, vysoce nenasycené mastné kyseliny, DHA, kyselina dokosahexaenová, FASN, syntáza mastných kyselin, kolorektální karcinom, PI3K/Akt, AMPK, PPAR, FoxO3, autofagie PUFAs, polyunsaturated fatty acids, docosahexaenoic acid, fatty acid synthase, colorectal carcer, autophagy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2014
• Supervisor: Mgr. Nicol Straková, PhD.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology