Desmocollin 1 a jeho úloha v procesu metastazování

Bc. Petr Šulc

Master's thesis

Desmocollin 1 and its role in cancer metastasis

Abstract:

V předchozích experimentech byla zjištěna zvýšená hladina proteinu desmocollin-1 (DSC1) u nádorů prsu subtypu luminální A metastázujících do lymfatických uzlin oproti nemetastazujícím. Teoretická část práce popisuje DSC1 jako protein zapojený do desmozomů v souvislosti s migrací a invazí nádorových buněk, je zde shrnut proces epiteliálně-mezenchymální transice (EMT), jeho význam prometastázování nádorových buněk a dále vybrané inhibitory potenciálně prometastatických procesů. Cílem experimentální části bylo charakterizovat molekulární úlohu proteinu DSC1 v metastazování luminálních A nádorů prsu. Experimentální část se zabývá přípravou konstruktu nesoucího gen DSC1, který byl následně ve spolupráci použit pro vytvoření stabilně transdukované buněčné linie odvozené od linie MCF7. Byl testován vliv vybraných inhibitorů na hladiny DSC1, přičemž významně snížená hladina DSC1 (p≤0,01) byla zjištěna u buněk vystavených parthenolidu při koncentraci odpovídající IC50. Pomocí průtokové cytometrie byl testován vliv parthenolidu na apoptózu, pozdní apoptózu a nekrózu u DSC1 stabilně transdukované a kontrolní buněčné linie, u obou bylo možné pozorovat nárůst procenta apoptotických buněk. Kvantitativní proteomová analýza dále potvrdila efekt snížení hladiny DSC1 parthenolidem a ukázala na řadu koregulovaných proteinů, které souvisí s buněčným cyklem, buněčným metabolismem a nádorovou progresí. Dále byly studovány protein-proteinové interakce DSC1 v tomtéž buněčném modelu pomocí pulldown assay. Analýza interakčních partnerů potvrdila silné interakce DSC1 s desmozomálními proteiny desmoglein-2 (DSG2) a junction plakoglobin (JUP) a ukázala na nové potenciální interakční partnery specifické pro buněčné prostředí linie MCF7-DSC1-C-SBP, které jsou asociovány s buněčnou membránou, desmozomy a mezibuněčnými spoji. Tato práce ukazuje nové souvislosti molekulární úlohy DSC1 a možnosti modulace jeho hladiny v modelu luminálních A nádorů prsu.

Abstract:

An increased level of desmocollin-1 (DSC1) was found in lymph node positive vs. negative primary breast tumors of luminal A subtype in previous experiments. Theoretical part of this thesis describes DSC1 as a protein involved in desmosomes in relationship to cancer cell migration and invasion, summarizes the process of epithelial-mesenchymal transition (EMT), its significance for cancer cell metastasis and, furthermore, summarizes selected inhibitors of potentially prometastatic processes. The aim of the experimental part was to characterize the molecular role of DSC1 in the metastasis of luminal A breast tumors. The experimental part describes a preparation of DSC1carrying construct that was subsequently used, within a collaboration, for generation of a stably transduced cell line derived from the MCF7 line. The effect of the selected inhibitors on DSC1 level was tested, resulting in a significant decrease (p≤0,01) of DSC1 level in cells exposed to parthenolide at a concentration corresponding to IC50. The effect of parthenolide on cell apoptosis, late apoptosis and necrosis was also tested in the stably transduced and control cell lines using flow cytometry, and an increased percentage of apoptotic cells was observed. Quantitative proteome analysis confirmed ability of parthenolide to decrease DSC1 levels and pointed out number of co-regulated proteins associated with cell cycle, cell metabolism and tumor progression. Analysis of protein-protein interactions of DSC1 confirmed strong interactions with desmoglein-2 (DSG2) and junction plakoglobin (JUP) and showed novel potential interactors specific for the cellular environment of MCF7-DSC1-C-SBP cell line which were associated with cell membrane, desmosomes and cell junctions. This work shows a novel consquences of molecular role of DSC1 and possibilities of its modulation in luminal A breast cancer model.

Keywords

Desmocollin 1, metastazování, desmozomy, desmoglein, nádory prsu, MCF7, inhibitory, parthenolid, Desmocollin1, metastasis, desmosomes, breast cancer, inhibitors, parthenolide

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 11. 6. 2019
• Supervisor: doc. Mgr. Pavel Bouchal, Ph.D.
• Reader: Mgr. Jakub Faktor, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics