Deregulace mezibuněčné komunikace prostřednictvím interakcí mezi organickými polutanty a fyziologickými regulátory signální dráhy Hippo

Bc. Petr Rogowski

Master's thesis

Deregulation of intercellular communication through interactions of organic polutants and physiological regulators of the Hippo signaling pathway

Abstract:

Tato diplomová práce byla zaměřena na popis vlivu specifických kultivačních podmínek, modulujících buněčnou proliferaci či mezibuněčnou komunikaci, na expresi genů regulovaných Ah receptorem (AhR). AhR, jakožto mediátor účinků významného environmentálního kontaminantu – 2,3,7,8-tetrachlórdibenzo-p-dioxinu (TCDD), reguluje expresi řady genů, včetně těch, kódujících cytochromy P450 rodiny 1 (CYP1), což jsou enzymy, které hrají významnou úlohu v metabolismu a bioaktivaci xenobiotik. Bylo prokázáno, že faktory jako proliferační aktivita buněk, množství mezibuněčných spojů či buněčná denzita, které mohou souviset mj. s aktivitou Hippo signální dráhy, hrají významnou roli v modulaci buněčné odpovědi vůči působení TCDD. V konfluentních, kontaktně-inhibovaných, potkaních jaterních epiteliálních buňkách WB-F344 byla detekována výrazně vyšší inducibilita cílových genů AhR (Cyp1a1, Cyp1b1 a Tiparp), než v buňkách rostoucích exponenciálně. Stimulace proliferace v kontaktně-inhibovaných buňkách pomocí epidermálního růstového faktoru (EGF) vyvolala významný pokles indukce těchto genů po působení TCDD. Výrazný vliv buněčné denzity na expresi cílových genů AhR byl potvrzen také v modelu lidských jaterních nádorových buněk, linii AZ-AhR. Snížení hladiny efektorů Hippo signální dráhy, YAP a TAZ, pomocí RNA interference, v buňkách WB-F344 sice způsobilo pokles exprese cílového genu Hippo dráhy, survivinu (Birc5), a snížilo jeho indukci EGF, avšak významný vliv těchto efektorů na inducibilitu cílových genů AhR nebyl jednoznačně potvrzen ani vyvrácen.

Abstract:

This thesis focused on description of the effects of specific cultivation conditions, modulating cell proliferation or intercellular communication, on expression of genes regulated by the aryl hydrocarbon receptor (AhR). AhR, a mediator of toxic action of an important environmental pollutant – 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD), controls expression of a number of genes, including genes for cytochrome P450 family 1 (CYP1) enzymes that play an essential role in metabolism and bioactivation of xenobiotics. We showed that factors, such as proliferative activity, amount of intercellular junctions or cell density, which can be linked to modulation of activity of Hippo signaling pathway, may substantially modulate cellular responses to TCDD. We detected a significantly higher inducibility of the AhR target genes (Cyp1a1, Cyp1b1 a Tiparp) in confluent contact-inhibited rat liver epithelial WB-F344 cells, than in exponentially-growing cells. Stimulation of cell proliferation in contact-inhibited cells induced by the epidermal growth factor (EGF) significantly reduced the TCDD-elicited induction of the above genes. A significant impact of cell density on expression of the AhR target genes has been confirmed also in the model of human liver cancer cells, the AZ-AhR cell line. The knockdown of effectors of Hippo signaling pathway, YAP and TAZ, by RNA interference, decreased expression of a target gene of Hippo pathway, survivin (Birc5), as well as its induction by EGF in WB-F344 cells; however, a significant impact of both effectors on the inducibility of the AhR target genes was neither proved nor disproved.

Keywords

Ah receptor, cytochrom P450, toxické efekty, kontaktní inhibice, Hippo signální dráha, mezibuněčná komunikace, Aryl hydrocarbon receptor, cytochrome P450, toxic effects, contact inhibition, Hippo signaling pathway, intercellular communication

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 2. 6. 2015
• Supervisor: prof. RNDr. Jan Vondráček, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry