Wesoły, Joanna. PromotorWrzesiński, Tomasz2016-02-052016-02-052016-02-05http://hdl.handle.net/10593/14268Wydział BiologiiRak nerki odpowiada za 2-3% wszystkich wykrywanych nowotworów w ciągu roku. Jego najczęściej występującą postacią jest rak nerkowokomórkowy, odpowiedzialny za 80% wszystkich przypadków. Wśród podtypów histologicznych guzów nerki, najczęściej występującym jest rak jasnokomórkowy. Najlepiej poznanym mechanizmem molekularnym prowadzącym do jego progresji i rozwoju jest inaktywacja genu supresorowego VHL zachodząca w obydwu allelach, prowadząca do zwiększonej ekspresji genów kodujących białka zaangażowane w tworzenie nowych naczyń krwionośnych, podziały komórkowe oraz wychwytu glukozy. Co więcej, wśród genów o zaburzonej ekspresji w raku jasnokomórkowym odnaleźć można grupę genów kodujących białka transbłonowe. Ich funkcja jest słabo scharakteryzowana, a udział w etiologii tego nowotworu jest nieznany. Główna hipoteza niniejszej rozprawy doktorskiej stanowi, że istnieją molekularne różnice pomiędzy nowotworami o niezmienionej ekspresji genu VHL oraz guzami o zmniejszonej ekspresji tego genu (w porównaniu do tkanek niezmienionych histopatologicznie), oraz iż różnice te mogą implikować odmienną progresję raka jasnokomórkowego nerki. Ponadto, zakłada się, że białka transbłonowe mogą również brać udział w transformacji nowotworowej. Zgodnie z wcześniejszymi doniesieniami, w próbkach o zmniejszonej ekspresji genu VHL zaobserwowano znacząco zmieniony poziom mRNA genów kodujących białka uczestniczące w szlakach sygnalizacyjnych HIF1, mTOR oraz innych szlakach zaangażowanych w rozwój różnych nowotworów. Co więcej, w tej podgrupie guzów raka jasnokomórkowego nerki zauważono zwiększoną ekspresję genów kodujących białka będące celami terapeutycznymi, podczas gdy w próbkach o niezmienionej ekspresji genu VHL nie zaobserwowano takich zmian. Pomimo konieczności potwierdzenia tych obserwacji na poziomie białka, niniejsze dane wskazują na potencjalnie inną efektywność terapii celowanych w obu molekularnych podtypach guzów. Co ciekawe, w guzach o niezmienionej ekspresji genu VHL zaobserwowano zwiększoną poziom mRNA genów kodujących białka uczestniczące w szlakach sygnalizacyjnych PI3K-Akt, Wnt, cAMP oraz zaangażowane w adhezję komórek, co sugeruje różne mechanizmy nowotworzenia występujące w analizowanych podgrupach. Eksperymenty opisane w dysertacji potwierdzają poprzednie obserwacje związane z odmienną ekspresją genów kodujących białka transbłonowe oraz umożliwiają identyfikację nowych białek należących do tej grupy, których poziom mRNA jest skorelowany z parametrami klinicznymi oraz ekspresją genu VHL analizowanych tkanek nowotworowych. Ta zróżnicowana ekspresja nie jest wynikiem aberracji chromosomowych, co podkreśla fakt konieczności dalszego badania innych mechanizmów potencjalnie zaangażowanych w tę deregulację, takich jak hipermetylacja promotorów tych genów czy też ekspresja różnicowa czynników transkrypcyjnych zwiększających bądź obniżających ekspresję genów kodujących białka transbłonowe. Co więcej, pięć spośród analizowanych białek transbłonowych (tj. TMEM207, RTP3, TMEM116 i SLC35G2) posiada strukturę trzeciorzędową podobną do innych białek zaangażowanych w progresję i rozwój nowotworów. Przewidywanie lokalizacji białek transbłonowych wykazało, iż kilka białek należących do tej rodziny może być odnalezionych w retikulum endoplazmatycznym, co implikuje możliwość ich udziału w nowotworzeniu zależnie od stresu retikulum endoplazmatycznego. Dane eksperymentalne oraz analizy bioinformatyczne przedstawione w niniejszej pracy doktorskiej zwiększają wiedzę na temat mechanizmów nowotworzenia w przypadku raka jasnokomórkowego nerki oraz potwierdzają udział odmiennych szlaków sygnalizacyjnych pomiędzy guzami o niezmienionej i zmniejszonej ekspresji genu VHL, które to obserwacje mogą okazać się przydatne w przypadku rozwoju nowych terapii celowanych tego rodzaju nowotworu.Kidney cancer accounts for 2-3 per 100 cancer cases each year. The most common form of kidney cancer is renal cell carcinoma (RCC), accounting for 80% of all kidney cancer incidents. Within RCC histological subtypes, clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) is the most frequent one. Among molecular events leading to the progression and development of ccRCC, the most common and established one is the biallelic inactivation of VHL tumor suppressor gene, resulting in an increased expression of genes involved in angiogenesis, cellular proliferation and glucose uptake. Moreover, among de-regulated genes in ccRCC, an unknown group of genes encoding transmembrane proteins (so called TMEMs) with unrevealed contribution to ccRCC etiology can be observed. The major hypothesis in this dissertation is that molecular differences between tumors with (VHLsamples) or without (VHL+ samples) inactivation of VHL gene exist and they can have implications in tumor progression and development. Furthermore, we assume that TMEM proteins can be involved in ccRCC carcinogenesis. In line of previous research, there is a notable de-regulation of genes involved in HIF-1 signaling pathway, mTOR signaling pathway and pathways reported to be de-regulated in other types of cancer, in VHL- samples. What is more, in VHL- tumors, there is an up-regulation of genes encoding proteins being current therapy targets, while in VHL+ tumors expression of these targets is not changed. Although the data require further validation on protein expression level, this observation preliminarily implicates a potentially different effectiveness of such treatment in ccRCC tumors depending on VHL expression. Surprisingly, in VHL+ samples there is an over-expression of genes involved in PI3K-Akt signaling pathway, Wnt signaling pathway, cAMP signaling pathway and cell adhesion, suggesting different mechanism of carcinogenesis in this molecular subgroup. Experiments described in the dissertation confirmed previous observations connected to the up- or down-regulation of TMEM genes and allowed to identify novel molecules with differences in their expression depending on clinical parameters and VHL status of a tumor. This expression changes are not a result of chromosomal aberrations present in ccRCC tissues, underlining a need to validate additional mechanisms possibly involved in this de-regulation, such as aberrant promoter methylation and differential regulation of transcription factors inhibiting or activating expression of TMEM genes. Moreover, 5 of analyzed TMEMs have a tertiary structure similar to previously known proteins (in case of TMEM207, RTP3, TMEM116 and SLC35G2), involved in cancer progression and development. Localization prediction revealed that five analyzed TMEMs may be located in ER, and possibly involved in ER-stress-mediated carcinogenesis. Analyses performed within the thesis enhanced the knowledge in the field of ccRCC carcinogenesis and confirmed different molecular signatures within VHL expression-based subgroups of tumors, which can be useful in development of new targeted therapies for this kind of neoplasm.eninfo:eu-repo/semantics/restrictedAccessrak jasnokomórkowy nerkiclear cell renal cell carcinomagen VHLVHL geneRNA-SeqRNA-Seqbiałka transbłonowetransmembrane proteinsDysertacja