Molecular complexity of p63 in cancer

Paulina Orzol, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

p63 je členem proteinové rodiny p53, která je tvořena proteiny p53, p63 a p73. p63 je exprimován v podobě minimálně šesti izoforem, které mohou fungovat jako nádorové supresory nebo onkogeny. V důsledku využití dvou alternativních promotorů vzniká nezkrácená izoforma (TAp63) a izoforma se zkrácenou transaktivační doménou na N-konci (ΔNp63). p63 je nezbytný pro vývoj a diferenciaci vrstevnatého dlaždicového epitelu. U karcinomu prsu není obvykle p63 exprimován, výjimkou je skupina triple-negativních karcinomů (TNBC), které jsou ve srovnání s jinými typy karcinomů prsu spojeny s horší prognózou. Cílem dizertační práce je charakterizace úlohy p63 u TNBC. Buněčná linie HCC1806 odvozená od triple negativního karcinomu prsu byla vybrána jako modelová linie, protože se vyznačuje vysokou hladinou izoformy ΔNp63α. Pro studium úlohy p63 u TNBC byla pomocí technologie CRISPR-Cas připravena linie s delecí p63 (HCC1806-CRp63). Paralelně byla využívána linie MDA-MB-468 s inducibilní expresí ΔNp63. Zjistili jsme, že delece p63 měla za následek sníženou proliferaci buněk a jejich diferenciaci směrem k luminálnímu typu. Ztráta p63 také vedla ke snížené adhezi buněk a jejich rychlejší migraci. Podle profilu fosforylace kináz měla delece p63 za následek změnu regulace signálních drah EGFR a mTOR. Také jsme prokázali, že při absenci p63 dochází k destabilizaci HIF1α a snížení sekrece proangiogenních cytokinů. Dle našich výsledků p63 zároveň ovlivňuje citlivost nádorových buněk k cisplatině a paclitaxelu. Screening cílových genů p63 ukázal, že jsou to převážně geny, jejichž produkty jsou zapojeny do procesů translace, elongace a posttranskripčních úprav RNA. V souhrnu jsme prokázali, že protein p63 je u TNBC zapojen zejména do regulace proliferace, diferenciace, adheze a chemorezistence nádorových buněk a do regulace angiogeneze. Předpokládáme, že p63 ovlivňuje tyto procesy převážně prostřednictvím regulace signálních drah STAT3 EGFR a mTOR.

Abstract:

p63 belongs to the p53 protein family, which consists of p53, p63 and p73 proteins. Expression of at least six isoforms of p63 was reported and it was shown that they can act as both tumour suppressors and oncogenes. The full-length isoforms (TAp63) and ΔN isoforms with shortened N-terminal transactivation domain due to the use of alternative promoters can be distinguished. p63 is essential for the development and differentiation of stratified squamous epithelium. In breast carcinomas, p63 expression is usually lost, except for subgroup of triple-negative breast carcinomas (TNBC), which are associated with worse prognosis compared to other types of breast cancer. This dissertation focuses on defining p63 role in TNBC. Triple-negative breast cancer cell line HCC1806 was chosen as a study model due to its high expression of ΔNp63α isoform. To study p63 role in TNBC we have prepared a p63 knock-out cell line (HCC1806-CRp63) using CRISPR-Cas system. In parallel, we have used MDA-MB-468 cells with inducible ∆Np63 protein expression. We found that p63 knock-out resulted in decreased cell proliferation and differentiation into more luminal type. We also showed that depletion of p63 led to reduced cell adhesion and faster migration. Phospho-kinase profiling revealed that p63 knock-out impaired EGFR and mTOR signalling pathways. We also showed that in the absence of p63 expression the HIF1α is less stable and secretion of proangiogenic cytokines is decreased. Our work also demonstrates that p63 influence cancer cell sensitivity to cisplatin and paclitaxel treatment. Screening for p63 target genes showed that they mostly encode proteins involved in the process of translation, elongation and RNA processing. All together, we show that p63 is involved in the regulating of cell proliferation, differentiation and adhesion, likewise in the chemoresistance of cancer cells and angiogenesis in TNBC. We propose that p63 drives these processes mainly through regulation of STAT3, EGFR and mTOR signalling.

Keywords

p63, triple-negative breast cancer, adhesion, differentiation, angiogenesis p63, triple-negativní karcinom prsu, adheze, diferenciace, angiogeneze

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 6. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 16. 9. 2016
• Supervisor: RNDr. Bořivoj Vojtěšek, DrSc.
• Reader: doc. Mgr. Václav Brázda, Ph.D., doc. RNDr. Vladimír Kryštof, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology (4-years) / Molecular and Cellular Biology