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Insulin and insulin receptor splice variants and the development of hepatocellular carcinoma
Elisabeth Polster
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Bettina Grasl-Kraupp
DOI
10.25365/thesis.71589
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-14325.83614.999850-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Entstehung des hepatozellulären Karzinoms (HCC), wird durch Hyperinsulinämie begünstigt, was eine wichtige Rolle des Insulins bei der Hepatokarzinogenese nahe legt. In der vorliegenden Arbeit wurde der Effekt des Hormons als auch die Rolle der Insulinrezeptor-Splicevarianten A und B bei der Entwicklung des malignen Phänotyps untersucht. Die Expression von Insulin-regulierten Genen wurde mittels whole-genome Genexpressionsanalysen in HCC-Vorstufen der Ratte erhoben und mit publizierten Genexpressionsdaten von humanen HCC-Vorstufen verglichen. Als Zellkultur Modelle dienten differenzierte (dHepaRGTM) und nicht-differenzierte (HepaRGTM) Zellen, die mit Insulin behandelt wurden. Mittels lentiviralem Gentransfer wurden Insulinrezeptor A- und B-überkexprimierende Zelllinien hergestellt. Der Hormon-Effekt auf die Expression metabolischer Gene wurde durch RT-qPCR und auf den malignen Phänotyp durch Kolonieformations- und Zellmigrations-Tests erfasst. Der Western Blot diente dem Nachweis der Translokation der Pyruvatkinase M2 (PKM2) in den Zellkern. Die Genexpressionsmuster in HCC-Vorstufen der Ratte und des Menschen zeigten eine Überexpression vieler Insulin-regulierter Gene im Kohlenhydrat-, Cholesterol-, Fettsäure und Aminosäure-Stoffwechsels und Pentosephosphatweg. Im Zellmodell induzierte Insulin viele dieser Gene vor allem in HepaRGTM und induzierte teilweise die Expression krebsspezifischer Isoenzyme in dHepaRGTM Zellen. Eine Überexpression des Insulinrezeptor-B führte zur erhöhten Koloniebildung und Migration der Zellen, während der Insulinrezeptor-A keinen Effekt zeigte. Die Insulinbehandlung führte auch zu verstärkter nukleärer PKM2 Translokation in dHepaRGTM und HepaRGTM, was die erhöhte Expression einiger metabolischer Gene erklären könnte. Die Ergebnisse zeigen, dass Insulin durch seine regulatorische Wirkung auf die Expression metabolischer Gene und die vermehrte nukleäre PKM2-Translokation zur Entwicklung eines HCC beitragen könnte. Die Ausprägung eines malignen Phänotyps könnte über den Insulinrezeptor B vermittelt werden.
Abstract
(Englisch)
The development of hepatocellular carcinoma (HCC) is often associated with hyperinsulinemia which suggests an important role of insulin in hepatocarcinogenesis. The present thesis examined the effect of the hormone and the role of insulin-receptor splice variants A and B for the development of a malignant phenotype. The expression data of insulin-regulated genes were obtained by whole-genome gene expression analyses of rat HCC-prestages and were compared to published expression data of human HCC-prestages. Differentiated dHepaRGTM and undifferentiated HepaRGTM cells served as cell culture models and were treated with insulin. By means of lentiviral gene transfer insulin-receptor-A and -B overexpressing cell lines were established. The hormonal effect on the metabolic gene expression was explored by RT-qPCR and on the malignant phenotype by tests for clonogenicity and migration. Western Blot was performed to detect the nuclear transfer of pyruvate kinase M2 (PKM2). Several insulin-regulated genes in carbohydrate-, cholesterol-, and fatty acid metabolism and the pentose-phosphate pathway showed overexpression in rat and human HCC-prestages. Insulin induced several of these genes especially in HepaRGTM and partly increased the expression of cancer-specific isoenzymes dHepaRGTM. Overexpression of insulin-receptor-B led to enhanced colony formation and cell migration, whereas insulin-receptor-A had no effect. Further, insulin treatment promoted the nuclear transfer of PKM2 in dHepaRGTM and HepaRGTM, which might explain the elevated expression of some metabolic genes. The results indicate that insulin might contribute to hepatocarcinogenesis due to effects on metabolic gene expression and stimulation of PKM2 translocation to the nucleus. Insulin-receptor-B may mediate the development of a malignant phenotype.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Insulin Insulinrezeptor Splicevarianten Hepatozelluläres Karzinom PKM2
Schlagwörter
(Englisch)
insulin insulin receptor splice variants Hepatocellular carcinoma PKM2
Autor*innen
Elisabeth Polster
Haupttitel (Englisch)
Insulin and insulin receptor splice variants and the development of hepatocellular carcinoma
Paralleltitel (Deutsch)
Insulin und Insulinrezeptor Splicevarianten und die Entwicklung des hepatozellulären Karzinoms
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
VII, 124 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Bettina Grasl-Kraupp
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC16567263
Utheses ID
63143
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |