Biopolym. Cell. 2014; 30(2):107-117.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000888
Геноміка, транскриптоміка та протеоміка
Аналіз TGFβ-залежної регуляції клітинного циклу в клітинах лінії MCF7 раку молочної залози людини з використанням мікромасивів з низькою щільністю
1Дубровська А. М., 2, 3Сушельницький С. І.
  1. OncoRay - Національний центр радіаційних досліджень в онкології,
    медичний факультет Карл Густав Карус, Дрезденський технічний університет
    Fetscherstr. 74, PF 41, Дрезден, 01307
  2. Кафедра онкології-патології, Каролінського інституту, лікарні Каролінського університету, Сольна
    SE-17176, Стокгольм, Швеція
  3. Персоналізована діагностики раку
    AB SE-75263, Упсала, Швеція

Abstract

Трансформуючий ростовий факторβ 1 (TGFβ1) є важливим регулятором клітинного росту. Він чинить антипроліферативну дію на низку епітеліальних клітин на ранніх стадіях трансформації і при цьому сприяє появі онкогенності на пізніших стадіях розвитку раку. Молекулярні механізми подвійної ролі TGFβ1 у регуляції росту пухлини лишаються маловивченими. Мета. Аналіз TGFβ1-залежної регуляції клітинного циклу ракових клітин молочної залози. Методи. Вплив TGFβ1 на експресію 96 генів – регуляторів клітинного циклу – вивчали на клітинах раку молочної залози людини MCF7, які обробляли TGFβ1. Рівень експресії генів до і після обробки аналізували методом GEArray Q ПЦР. Результати. Дані ПЛР дозволили виявити регулятори клітинного циклу, які можуть бути залучені до TGFβ1-залежної стимуляції пухлинного росту, з-поміж них гени ретинобластоми PRB1, кінази Chk2, маркера раку молочної залози BRCA1, регулятора репарації ДНК RAD9, циклін-залежної кінази CDK2, цикліну CCND1. Висновки. Вивчення ключових модулів TGFβ1-залежного клітинного сигналінгу, який контролює клітинний цикл, може допомогти в розумінні подвійної ролі цього фактора в регуляції пухлинного росту та сприятиме розробці нових терапевтичних підходів.
Keywords: трансформуючий фактор ростуβ 1, рак молочної залози людини, клітинна лінія MCF7, регуляція клітинного циклу, мікромасиви
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Kloen P, Jennings CL, Gebhardt MC, Springfield DS, Mankin HJ. Expression of transforming growth factor-beta (TGF-beta) receptors, TGF-beta 1 and TGF-beta 2 production and autocrine growth control in osteosarcoma cells. Int J Cancer. 1994; 58 (3): 440–5.
[2] Huang T, David L, Mendoza V, Yang Y, Villarreal M, De K, Sun L, Fang X, Lopez-Casillas F, Wrana JL, Hinck AP. TGF-b signalling is mediated by two autonomously functioning TbRI: TbRII pairs. EMBO J. 2011; 30(7):1263–76.
[3] Moustakas A, Souchelnytskyi S, Heldin CH. Smad regulation in TGF-beta signal transduction. J Cell Sci. 2001; 114(Pt 24): 4359–69.
[4] Wakefield LM, Piek E, Bottinger EP. TGF-beta signaling in mammary gland development and tumorigenesis. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2001; 6(1):67–82.
[5] Derynck R, Zhang YE. Smad-dependent and Smad-independent pathways in TGF-beta family signalling. Nature. 2003; 425 (6958):577–84.
[6] Souchelnytskyi S. Proteomics of TGF-beta signaling and its impact on breast cancer. Expert Rev Proteomics. 2005; 2(6): 925–35. 16307521
[7] Iwahana H, Yakymovych I, Dubrovska A, Hellman U, Souchelnytskyi S. Glycoproteome profiling of transforming growth factor-beta (TGFbeta) signaling: nonglycosylated cell death-inducing DFF-like effector A inhibits TGFbeta1-dependent apoptosis. Proteomics. 2006; 6(23):6168–80.
[8] Zakharchenko O, Cojoc M, Dubrovska A, Souchelnytskyi S. A role of TGFb1 dependent 14-3-3s phosphorylation at Ser69 and Ser74 in the regulation of gene transcription, stemness and radioresistance. PLoS One. 2013; 8(5):e65163.
[9] Ota T, Fujii M, Sugizaki T, Ishii M, Miyazawa K, Aburatani H, Miyazono K. Targets of transcriptional regulation by two dis- tinct type I receptors for transforming growth factor-beta in human umbilical vein endothelial cells. J Cell Physiol. 2002; 193 (3):299–318.
[10] Qureshi HY, Ricci G, Zafarullah M. Smad signaling pathway is a pivotal component of tissue inhibitor of metalloproteinases-3 regulation by transforming growth factor beta in human chondrocytes. Biochim Biophys Acta. 2008; 1783(9):1605–12.
[11] Bachman KE, Park BH. Duel nature of TGF-beta signaling: tumor suppressor vs. tumor promoter. Curr Opin Oncol. 2005; 17 (1):49–54.
[12] Yakymovych I, Ten Dijke P, Heldin CH, Souchelnytskyi S. Regulation of Smad signaling by protein kinase C. FASEB J. 2001; 15(3):553–5.
[13] Dubrovska A, Kanamoto T, Lomnytska M, Heldin CH, Volodko N, Souchelnytskyi S. TGFbeta1/Smad3 counteracts BRCA1-dependent repair of DNA damage. Oncogene. 2005; 24(14): 2289–97.
[14] Kanamoto T, Hellman U, Heldin CH, Souchelnytskyi S. Functional proteomics of transforming growth factor-beta1-stimulated Mv1Lu epithelial cells: Rad51 as a target of TGFbeta1-dependent regulation of DNA repair. EMBO J. 2002; 21(5): 1219–30.
[15] Kirshner J, Jobling MF, Pajares MJ, Ravani SA, Glick AB, Lavin MJ, Koslov S, Shiloh Y, Barcellos-Hoff MH. Inhibition of transforming growth factor-beta1 signaling attenuates ataxia telangiectasia mutated activity in response to genotoxic stress. Cancer Res. 2006; 66(22):10861–9.
[16] Wicks SJ, Grocott T, Haros K, Maillard M, ten Dijke P, Chantry A. Reversible ubiquitination regulates the Smad/TGF-beta signalling pathway. Biochem Soc Trans. 2006; 34(Pt 5):761–3.
[17] Ohashi N, Yamamoto T, Uchida C, Togawa A, Fukasawa H, Fujigaki Y, Suzuki S, Kitagawa K, Hattori T, Oda T, Hayashi H, Hishida A, Kitagawa M. Transcriptional induction of Smurf2 ubiquitin ligase by TGF-beta. FEBS Lett. 2005; 579(12):2557–63.
[18] Nakayama KI, Nakayama K. Regulation of the cell cycle by SCF-type ubiquitin ligases. Semin Cell Dev Biol. 2005; 16(3):323–33.
[19] Stasyk T, Dubrovska A, Lomnytska M, Yakymovych I, Wernstedt C, Heldin CH, Hellman U, Souchelnytskyi S. Phosphoproteome profiling of transforming growth factor (TGF)-beta signaling: abrogation of TGFbeta1-dependent phosphorylation of transcription factor-II-I (TFII-I) enhances cooperation of TFII-I and Smad3 in transcription. Mol Biol Cell. 2005; 16(10):4765–80.
[20] Chen CR, Kang Y, Siegel PM, Massague J. E2F4/5 and p107 as Smad cofactors linking the TGFbeta receptor to c-myc repression. Cell. 2002; 110(1):19–32
[21] Frederick JP, Liberati NT, Waddell DS, Shi Y, Wang XF. Transforming growth factor beta-mediated transcriptional repression of c-myc is dependent on direct binding of Smad3 to a novel repressive Smad binding element. Mol Cell Biol. 2004; 24(6): 2546–59.
[22] Xu J, Chen Y, Olopade OI. MYC and breast cancer. Genes Cancer. 2010;1(6):629–40.
[23] Johnson DG, Schneider-Broussard R. Role of E2F in cell cycle control and cancer. Front Biosci. 1998; 3:d447–8.
[24] Zeng X, Yin F, Liu X, Xu J, Xu Y, Huang J, Nan Y, Qiu X. Upregulation of E2F transcription factor 3 is associated with poor prognosis in hepatocellular carcinoma. Oncol Rep. 2014; 31(3): 1139–46.
[25] Lasham A, Samuel W, Cao H, Patel R, Mehta R, Stern JL, Reid G, Woolley AG, Miller LD, Black MA, Shelling AN, Print CG, Braithwaite AW. YB-1, the E2F pathway, and regulation of tumor cell growth. J Natl Cancer Inst. 2012; 104(2):133–46.
[26] Rakha EA, Pinder SE, Paish EC, Robertson JF, Ellis IO. Expression of E2F-4 in invasive breast carcinomas is associated with poor prognosis. J Pathol. 2004; 203(3):754–61.
[27] Molenaar JJ, Koster J, Ebus ME, van Sluis P, Westerhout EM, de Preter K, Gisselsson D, Ora I, Speleman F, Caron HN, Versteeg R. Copy number defects of G1-cell cycle genes in neuroblastoma are frequent and correlate with high expression of E2F target genes and a poor prognosis. Genes Chromosomes Cancer. 2012; 51(1):10–9.
[28] Fang ZH, Han ZC. The transcription factor E2F: a crucial switch in the control of homeostasis and tumorigenesis. Histol Histopathol. 2006; 21(4):403–13.
[29] Schwartz GK, Shah MA. Targeting the cell cycle: a new approach to cancer therapy. J Clin Oncol. 2005; 23(36):9408–21.
[30] Golias CH, Charalabopoulos A, Charalabopoulos K. Cell proliferation and cell cycle control: a mini review. Int J Clin Pract. 2004; 58(12):1134–41.
[31] Gramatzki D, Pantazis G, Schittenhelm J, Tabatabai G, Kohle C, Wick W, Schwarz M, Weller M, Tritschler I. Aryl hydrocarbon receptor inhibition downregulates the TGF-beta/Smad pathway in human glioblastoma cells. Oncogene. 2009; 28(28):2593–605.