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Methylation-sensitive high resolution melt analyses of 5 genes in non-small cell lung cancers
Christian Noll
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Angela Witte
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Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
DOI
10.25365/thesis.23162
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29710.72424.882363-1
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Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Lungenkrebs zählt zu den führenden Todesursachen und fordert jedes Jahr über eine Million Todesopfer. Zahlreiche genetische (Genmutationen und Chromosomen-Abberationen) und epigenetische Abnormalitäten (vorallem DNA Methylierung und Histon Acetylierung) konnten als Einflussfaktoren der Pathogenese des Lungenkarzinoms identifiziert werden. Diese Veränderungen betreffen sowohl Protein-kodierende Gene als auch miRNA kodierende Gene. Diese Diplomarbeit basiert auf Ergebnissen zweier genom-weiter Projekte, die sich mit der Detektion der DNA Methylierung in Patienten mit nicht-kleinzelligem Lungenkarzinom (NSCLC) und in NSCLC Zelllinien beschäftigten. Der erste Ansatz kombinierte Immunopräzipitation methylierter DNA Fragmente und „Microarray“ Analysen um tumor-spezifisch methylierte Gene in einer großen Anzahl von NSCLC Patienten zu identifizieren. Im zweiten Ansatz wurden NSCLC Zellen mit epigenetisch aktiven Pharmaka behandelt um mit darauf folgenden miRNA „Microarray“ Analysen epigenetisch regulierte miRNAs zu identifizieren. Insgesamt konnten 298 Protein-kodierende Gene und 33 miRNA kodierende Gene als Ziel für die DNA Methylierung identifiziert werden. Die Gene HOXA2, SHOX2, TAL1, miRNA-9-3 und miRNA-193a wurden für gen-spezifische Methylierungsanalysen ausgewählt. Die Durchführung erfolgte mittels methylierungs-sensitiver hoch auflösender Schmelzkurvenanalyse und Bisulfid genomischer Sequenzierung in 5 NSCLC Zellinien und in Proben primärer Tumoren und korrespondierendem nicht-malignem Lungengewebe von 97 NSCLC Patienten. Die Methylierung der Gene konnte in allen Zelllinien mit unterschiedlicher prozentueller Auspägung bestätigt werden. Während die Methylierung dieser Gene in primären Tumoren festgestellt werden konnte, waren korrespondierende nicht-maligne Proben lediglich zu einem geringen Prozentsatz methyliert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Methylierung der Gene HOXA2, SHOX2, TAL1, miRNA-9-3 und miRNA-193a tumor-spezifisch ist. Einige dieser Ergebnisse wurden mittels Bisulfid genomischer Sequenzierung bestätigt. Durch Vergleich der Methylierungsergebnisse mit klinisch-pathologischen Charakteristika der Patienten konnten wir die Methylierung von HOXA2 und miRNA-9-3 als mögliche prognostische Relevanz für Patienten mit Plattenepithel-Karzinomen finden. Schlussfolgernd deuten unsere Daten darauf hin, dass Methylierung von HOXA9, SHOX2, TAL1, miRNA-9-3 und miRNA-193a ein wichtiges Ereignis in der Pathogenese von NSCLC ist und dass HOXA2 und miRNA-9-3 Methylierung als potentieller prognostischer Parameter bei Patienten mit Plattenepithel-Karzinomen dienen kann.
Abstract
(Englisch)
Lung cancer is one of the leading causes of cancer deaths in the world causing over 1 million deaths each year. Numerous genetic (including gene mutation and chromosomal aberration) and epigenetic abnormalities (including mainly DNA methylation and histone acetylation) have already been identified to be involved in the pathogenesis of lung cancer. These chang-es affect expression of both protein encoding genes and microRNA (miRNA) encoding genes. This diploma thesis is based on the results of 2 genome-wide approaches to detect DNA methylation in non-small cell lung cancer (NSCLC) patients and NSCLC cell lines. The first approach combined immunoprecipitation of methylated DNA fragments and microarray analyses and was used to identify tumour-specifically methylated genes in a large number of NSCLC patients. In the second approach NSCLC cells were treated with epigenetically active drugs followed by miRNA expression microarray analyses to identify epigenetically regulated miRNAs. Overall, 298 protein encoding genes and 33 miRNA encoding genes were identified to be targets for methylation in NSCLC. The genes HOXA2, SHOX2, TAL1, miRNA-9-3 and miRNA-193a were selected for gene-specific DNA methylation analyses by methylation-sensitive high resolution melting (MS-HRM) and bisulfite genomic sequencing (BGS) in 5 NSCLC cell lines and in primary tumour (TU) and corresponding non-malignant lung tissue samples (NL) of 97 NSCLC patients, respectively. All genes were found to be methylated in nearly all NSCLC cell lines analysed (Section 12.1). While also TU were found to be methylat-ed for these genes, only weak methylation was observed in the NL samples. These results suggest that methylation of HOXA2, SHOX2, TAL1, miRNA-9-3 and miRNA-193a is tumour-specific. Some of these results were confirmed by BGS. By comparing our methylation results with clinico-pathological characteristics of the patients, we found that methylation of HOXA2 and miRNA-9-3 may be of prognostic relevance in squamous cell carcinoma (SCC) patients. In conclusion, our data suggest that methylation of HOXA2, SHOX2, TAL1, miRNA-9-3 and miRNA-193a is an important event in the pathogenesis of NSCLC and that HOXA2 and miR-NA-9-3 methylation may serve as prognostic parameters in SCC patients.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
High resolution melt analyses HRM non-small cell lung cancers Epigenetics Methylation cancer research
Schlagwörter
(Deutsch)
Schmelzkurvenanalyse HRM nicht-kleinzellige Lungenkarzinome Epigenetik Methylierung Krebsforschung
Autor*innen
Christian Noll
Haupttitel (Englisch)
Methylation-sensitive high resolution melt analyses of 5 genes in non-small cell lung cancers
Paralleltitel (Deutsch)
Methylierungs-sensible hoch auflösende Schmelzkurvenanalyse von 5 Genen in nicht kleinzelligen Lungenkarzinomen
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
103 S. Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Angela Witte
Klassifikationen
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.03 Methoden und Techniken in den Naturwissenschaften ,
42 Biologie > 42.20 Genetik ,
42 Biologie > 42.23 Entwicklungsbiologie
AC Nummer
AC11029995
Utheses ID
20715
Studienkennzahl
UA | 441 | | |
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