MikroRNA:den ilmentyminen rintaepiteelisoluissa epiteeli-mesenkymaali transitiossa ja niiden rooli Axl-reseptorityrosiinikinaasin säätelyssä

Abstract

Suomessa toiseksi yleisin kuolinsyy on syöpä. Rintasyöpään sairastuu vuoden aikana tuhansia naisia ja noin joka kahdeksas nainen sairastuu siihen elämänsä aikana. Nykypäivän tehokkaista hoitomuodoista huolimatta kaikkia tapauksia ei saada hoidettua. Etäpesäkkeiden muodostuminen ja aggressiivinen syöpätyyppi heikentävät ennustetta pitkän ajan kuluessa.

Reseptorityrosiinikinaasi Axl korreloi huonon selviytymisen kanssa useissa eri syöpätyypeissä. Se on mukana myös epiteeli-mesenkymaali transitiossa (EMT), joka on yksi syövän etäpesäkkeiden muodostumisen mekanismeista. MikroRNA:t ovat pieniä ei-koodaavia RNA-pätkiä, jotka hiljentävät proteiinien ekspressiota sitoutumalla lähetti-RNA:han estäen sen translaation ja saaden sen hajoamaan. MiRNA ekspressiot ovat säätelemättömiä syövässä ja niitä kohdentamalla on saatu muutettua syövän fenotyyppiä.

Työ tehtiin Turun yliopiston ja VTT:n yhteisessä Johanna Ivaskan johtamassa Soluadheesio ja syöpä -tutkimusryhmässä. Työn tarkoituksena oli tunnistaa transkriptiotekijä Slugin aikaansaamia muutoksia mikroRNA-ekspressioiden tasoissa EMT:n läpikäyneillä Mcf10a rinnan epiteelisoluilla verrattuna normaaleihin Mcf10a soluihin. Lisäksi oltiin kiinnostuneita mikroRNA:den vaikutuksesta EMT:oon liitettyjen proteiinien tasojen muutoksista.

MikroRNA-tasojen muutosten perusteella valittiin kuusi mikroRNA:ta (miR-144, -155, -184, -181a, -200c ja -9), joiden vaikutusta soluihin ja EMT:oon tutkittiin havainnoimalla Axl-reseptorin ja muiden EMT:ta edustavien proteiinien muutoksia Western blot-, immunofluorensenssi- ja virtaussytometria-analyyseilla.

Tulosten perusteella voidaan sanoa Slug-proteiinin spesifisesti saavan aikaan mikroRNA-ekspressiotasojen muutoksia. Valittujen mikroRNA:den vaikutukset EMT:oon olivat vähäisiä. Kuudesta mikroRNA:sta yksikään ei aikaansaanut EMT:ta, mutta miR-9 osoitti viitteitä Axl-, E-cadheriini- ja Slug-proteiinitasojen, sekä muiden EMT-proteiinitasojen muutoksista systemaattisesti eri analyysimenetelmillä. Tämän insinöörityön puitteissa tuloksia ei saatu varmistettua useammilla toistoilla, joten tulokset ovat suuntaa antavia.

Cancer is our second common cause of death in Finland. During the year close to 5000 women get cancer and approximately every 8th woman gets cancer during lifetime. Despite the modern treatments and medicine every patient cannot be saved. On the long term cancer metastasis and aggressive phenotype predicts poor survival.

Receptortyrosinekinase Axl expression is as strong negative prognostic factor for survival in many types of cancer. It is also related to epithelial-to-mesenchymal transition (EMT), which is one of the main mechanisms of metastasis. MicroRNAs are small non-coding RNAs that prevent the translation of proteins by binding to mRNA, leading to inhibition of protein expression and mRNA degradation. MiRNA expressions are deregulated in cancers and it has been showed that cancer phenotype can be modified by targeting miRNA.

This thesis was carried out in Johanna Ivaska’s group Cell adhesion and cancer in collaboration with University of Turku and VTT. The main goal of the study was to investigate the changes of miRNA expressions in Mcf10a breast epithelial cells undergoing Slug induced EMT in comparison to normal Mcf10 cells. Furthermore, the effect of miRNAs to EMT re-lated protein levels was under interest.

Based on the changes in miRNA expression, six miRNAs (miR-144, -155, -184, -181a, -200c and -9) were chosen to further study. Their impression to cell phenotype, EMT, Axl-receptor and other EMT related proteins were studied by Western blot, immunofluorescence and flowcytometry analyses.

The results indicates that Slug induced EMT is able to up- or down regulate specific miRNA levels. The findings indicate that the influence of miRNAs to EMT was minor. Out of six miRNAs not any did induce EMT. Nevertheless, miR-9 did show some evidence of changes on Axl- E-cadherin, Slug and other EMT related protein expressions repeatedly with different analyze methods. The results were not verified by independent repeats in limits of this thesis.