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The role of Sprouty3 in brain cancer-derived cells
Burcu Emine Celik-Selvi
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Hedwig Sutterlüty
DOI
10.25365/thesis.58632
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-15561.12350.275376-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Essenzielle biologische Prozesse wie Proliferation, Differenzierung, Migration und Zellzyklus sind meist eine zelluläre Antwort auf Wachstumsfaktorstimuli, die durch Rezeptor-Tyrosin-Kinase-vermittelt sind. Sprouty (Spry) Proteine sind evolutionär konservierte Modulatoren dieser Signalwege, die durch ihre Interaktion mit weiteren Effektoren, Mediatoren und Regulatoren die Intensität und Dauer der intrazellulären Signale koordinieren. Dementsprechend ist deren Deregulierung häufig in der Pathophysiologie von Krebs zu finden. Die in dieser Arbeit präsentierte Studie untersucht Sprouty3 (Spry3), ein bisher kaum charakterisiertes Mitglied der Familie, in Bezug auf seine Rolle bei der Krebsentstehung von Hirntumoren.
Wir zeigen, dass die Spry3 Expression, anders als die der anderen Spry-Isoformen, keiner Wachstumsfaktorinduktion unterliegt. Des Weiteren wird das Spry3 Protein auf Western-Blots als Doppelband-Muster detektiert. Häufig sind langsamer wandernde Banden in jenen Zellen anzutreffen, die in Gegenwart von Serum kultiviert wurden, was darauf hinweist, dass das Spry3 Protein einer serumabhängigen Modifikation unterliegt. Dazu passend wird ersichtlich, dass die Spry3 Expression nicht mit dem Tumorgrad einhergeht, da die Spry3 Proteinlevels keine signifikanten Unterschiede in der Verteilung zwischen den klinisch-pathologischen Untergruppen von Hirntumoren aufweisen.
Hirnzelllinien wurden hinsichtlich ihres unterschiedlichen Bandenmusters auf Western Blots, der endogenen Levels von Spry3 und des klinisch-pathologischen Subtyps für Überexpressionsstudien ausgewählt, insofern sie auch fähig waren, Adenoviren aufzunehmen, ohne auf deren Expression zu reagieren. Mit Hilfe eines adenoviralen Expressionssystems wurden Spry3 und als weitere Spry-Kontrolle auch Spry4, in den Zellen überexprimiert und der Effekt von Spry Proteinen auf die Migration, Proliferation, Adhäsion und Klonogenität der Zellen wurde analysiert.
Betrachtet man die Migrationsresultate, beschleunigt die Spry3 Expression die Migration von DBTRG-05MG (Glioblastom, WHO IV) Zellen signifikant, während in U-373 MG (Astrozytom, WHO III) eine erhöhte Migrationsgeschwindigkeit nur angedeutet wird. Gegenteilig dazu führt die Spry4 Expression zu einer Inhibierung der Migration beider Zelllinien.
Zusätzlich zeigen wir, dass die Spry3 Überexpression die Proliferationsrate beider Zelllinien erhöht, während die Spry4 Expression die Zellverdopplung inhibiert. Übereinstimmend mit dieser Beobachtung demonstrieren wir, dass der Knock-down von Spry3 in U-373 MG dann auch zu einer signifikanten Inhibierung der Zellproliferation führt.
Außerdem deuten nicht weiter verifizierte Daten an, dass die Überexpression von Spry3 in U-373 MG Zellen die Klonogenität fördert, während Spry4 auf das Wachstum von DBTRG-05MG Zellen inhibierend wirkt.
Zusätzlich wird gezeigt, dass Spry3-überexprimierende SK-N-FI (Neuroblastom, WHO IV) Zellen eine signifikante Verminderung der Zelladhäsion aufweisen, während die Überexpression von Spry4 keinen Einfluss auf die Adhäsion nimmt. Auch hier kehrt der Spry3 Knock-down diesen Effekt um, was sich in einer signifikanten Förderung der Adhäsion auswirkt.
Zusammenfassend zeigen wir, dass die Spry3 Expression keiner Wachstumsfaktorinduktion unterliegt. Darüber hinaus berichten wir erstmalig, dass Spry3 tumorpromovierende Eigenschaften in Gehirnzellen ausübt, während der Knock-down von Spry3 dieselben Eigenschaften inhibiert. Ganz im Gegensatz zu der Wirkung von Spry3 vermag Spry4 dem malignen Phänotyp in Hirnkrebszellen entgegenzuwirken. Daher leisten unsere Daten einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Rolle von Spry Proteinen in Hirntumoren.
Abstract
(Englisch)
Essential biological processes such as proliferation, differentiation, migration and cell cycle are mostly a coordinated cellular response to growth factor stimuli interpreted by receptor tyrosine kinase-mediated signaling pathways. Sprouty (Spry) proteins are evolutionarily conserved proteins affecting signal duration and intensity of transmitted signals via their interplay with effectors, mediators, and regulators. Accordingly, the deregulation of Spry is frequently found in cancers and thereby influences the malignant phenotype. This study investigates a previously uncharacterized member of the Spry family, Sprouty3 (Spry3), concerning its role in cancerogenesis of brain-associated cancers.
In this work, we show that unlike it is the case for other Spry isoforms, the expression of Spry3 is not subject to growth factor induction in human brain cancer cells. Furthermore, we demonstrate that Spry3 expression does not coincide with advanced tumor progression.
For overexpression studies, brain cell lines were selected for their different band pattern on Western blots, the endogenous level of Spry3 and clinicopathological subtype, inasmuch as their ability to accept adenoviruses without reacting to their expression. Using the adenoviral system, Spry3 and, as another Spry control, Spry4, were transiently overexpressed and the effect of Spry proteins on migration, proliferation, adhesion and clonogenicity was analyzed. With respect to migration, ectopically expressed Spry3 significantly accelerates cell migration in DBTRG-05MG cells (glioblastoma, WHO IV), while in U-373 MG cells (astrocytoma, WHO III) velocity rates remain largely unaffected. In contrast, Spry4 significantly inhibits cell migration in both cell lines analyzed. In addition, we show that Spry3 overexpression accelerates cell proliferation in both cell lines. In accordance, by using a shRNA directed against Spry3, repression of Spry3 expression in U-373 MG results in a significant inhibition of cell proliferation. In contrast to the tumor promoting activity of Spry3, Spry4 also exerts an inhibitory effect in this assay. Regarding the effects on clone formation ability, our data suggest that overexpression of Spry3 promotes clonogenicity in U-373 MG cells. In DBTRG-05MG, Spry4 impairs clone formation ability in these cells. Concerning their effects on adhesion, it can be shown that Spry3 significantly reduces adhesion of SK-N-FI cells (neuroblastoma, WHO IV), while overexpression of Spry4 protein has no effect. Again, Spry3 knock-down counteracts this effect, resulting in a significant promotion of adhesion.
In summary, we demonstrate that Spry3 expression is not subject to growth factor induc-tion. In addition, we report for the first time that increased Spry3 levels have tumor-promoting properties in brain cells, while a reduction of Spry3 as achieved by a shRNA-mediated knock-down has opposite effects. We further conclude that Spry4 counteracts the malignant phenotype in brain cancer-derived cells. Therefore, our data make an important contribution to the understanding of the role of Spry proteins in brain cancer.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Sprouty proteins brain cancer tumor suppressor tumor promoter
Schlagwörter
(Deutsch)
Sprouty Proteine Hirnkrebs Tumorsuppressor Tumorpromoter
Autor*innen
Burcu Emine Celik-Selvi
Haupttitel (Englisch)
The role of Sprouty3 in brain cancer-derived cells
Paralleltitel (Deutsch)
Die Rolle von Sprouty3 in Hirnkrebszellen
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
II, 87 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Hedwig Sutterlüty
AC Nummer
AC15468035
Utheses ID
51771
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |