Dokument: Expression and epigenetic regulation of imprinted genes in prostate cancer

Titel:	Expression and epigenetic regulation of imprinted genes in prostate cancer
Weiterer Titel:	Expression and epigenetic regulation of imprinted genes in prostate cancer
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=26148
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20130703-154624-6
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. Ribarska, Teodora [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,09 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 27.06.2013 / geändert 27.06.2013
Beitragende:	Prof. Dr. Schulz, Wolfgang A. [Gutachter] Prof. Dr. Martin Beye [Gutachter]
Stichwörter:	imprinting prostate cancer epigenetics
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Veränderungen der Expression elterlich geprägter Gene treten häufig in verschiedenen menschlichen Krebserkrankungen auf und gehen oft mit einer gestörten epigenetischen Regulation einher. Ziel dieses Projekts war es, zu analysieren, welche geprägte Gene zwischen benignen und karzinomatösen Prostata-Geweben differentiell exprimiert sind und ob dies mit Veränderungen ihres epigenetischen Status einhergeht. Nach einer Pilotanalyse des elterlich geprägten Gens TFPI2 und seines Paralogs TFPI wurde die mRNA Expression 16 geprägter Gene analysiert, deren Deregulierung in Prostatakarzinom eine in silico Analyse nahegelegt hatte. Mittels qRT-PCR wurde eine deutliche Verminderung von PLAGL1/ZAC1 (6q24), CDKN1C (11p15), NDN, MEG3 (14q32), IGF2 und H19 (beide 11p15) in Karzinomgeweben gegenüber gutartigen Prostatageweben gefunden, während PPP1R9A und PON2 (beide 7q21) und KCNQ1OT1/LIT1 (11p15) signifikant hochreguliert waren. Die Expression vieler analysierter geprägter Gene korrelierten signifikant paarweise und mit den in Prostatakarzinomen überexprimierten Onkogenen HOXC6 und EZH2. Dies deutet auf eine koordinierte Deregulierung dieser Gruppe von geprägten Genen hin. Interessanterweise gehören viele unserer Kandidaten zu einem Netzwerk von geprägten Genen (auf Englisch- IGN), das in der Maus entdeckt wurde. Weiter wurde die DNA-Methylierung der PLAGL1 DMR, MEG3 DMR, 7q21 DMR, KvDMR (11p15) und des CDKN1C Promotors durch Bisulfit-Pyrosequenzierung gemessen. In allen Regionen war die Durchschnittsmethylierung in den benignen und Karzinomgeweben ähnlich. Somit ist veränderte DNA-Methylierung nicht ursächlich für die veränderte Expression von geprägten Genen im Prostatakarzinom. Da Zac1 als Master-Regulator des IGN in der Maus fungiert, testeten wir, ob dieser Transkriptionsfaktor auch in der Prostata andere geprägte Gene regulieren kann mittels Überexpression einer langen oder einer kurzen ZAC1 Isoform in verschiedenen Prostatakarzinom-Zelllinien. Dabei zeigte die lange Isoform eine deutlich niedrigere Protein- und mRNA-Stabilität, die beide durch Proteasom-Hemmung verbessert wurden. Die Expression von H19, IGF2, CDKN1C und LIT1 wurde von beiden ZAC1 Isoformen induziert, während PON2, SGCE, PEG3 und HYMAI nur durch die kurze Isoform induziert wurden. Neben der Regulierung dieser geprägten Gene verstärkte ZAC1 die Aktivität des Androgenrezeptors und induzierte die Expression des Zellzyklus-Inhibitors CDKN1A/p21. Diese Ergebnisse sprechen für eine Funktion von ZAC1 als Tumorsuppressor in der Prostata. Zusammenfassend deuten die Ergebnisse dieser Studie darauf hin, dass die Deregulierung eines Netzwerks geprägter Gene im Prostatakarzinom ohne Verlust der Prägung auftritt und eine Folge der PLAGL1/ZAC1 Herabregulation zusammen mit der Aktivierung der EZH2 und HOXC6 Onkogene darstellt. Changed expression of imprinted genes is frequent in a large variety of human cancers and is often associated with disturbed epigenetic regulation. The aim of this thesis was to analyze which imprinted genes are differentially expressed between benign and cancerous prostate tissues and if their epigenetic status is affected. Following a pilot project on the imprinted gene TFPI2 and its paralog TFPI, we analyzed the mRNA expression of 16 imprinted genes, whose deregulation in prostate cancer was suggested by an in silico analysis. By means of qRT-PCR, we found PLAGL1/ZAC1 (6q24), CDKN1C (11p15), NDN, MEG3 (14q32), IGF2 and H19 genes (both at 11p15) to be significantly downregulated in prostate cancer, compared to benign prostate tissues, while PPP1R9A and PON2 genes (both at 7q21) and KCNQ1OT1/LIT1 (11p15) were significantly upregulated. In the assessed cancer tissues, the expression of many analyzed imprinted genes correlated significantly pairwise and to the prostatic oncogenes HOXC6 and EZH2. This suggests a coordinate deregulation of this group of imprinted genes. Interestingly, many of our candidates belong to an imprinted gene network (IGN) reported in the mouse. We further analyzed DNA methylation at the PLAGL1 DMR, MEG3 DMR, the 7q21 DMR, the KvDMR (11p15) and the CDKN1C promoter by bisulfite pyrosequencing. At all sites, the mean methylation levels were similar between benign and cancerous prostate tissues. Thus, altered DNA methylation is not responsible for the changed expression of imprinted genes in prostate cancers. Since Zac1 was shown to be a master regulator of the IGN in the mouse, we tested if this transcription factor was able to regulate other imprinted genes by overexpressing long and short ZAC1 protein isoforms in prostate cancer cell lines. Unexpectedly, the long isoform exhibited much lower protein and mRNA stability than the short ZAC1 isoform, which could be greatly alleviated by proteasome inhibition. Functionally, both ZAC1 isoforms induced H19, IGF2, CDKN1C and LIT1 expression, while PON2, SGCE, PEG3 and HYMAI were induced only by the short isoform. Furthermore, ZAC1 enhanced AR signaling and induced the cell cycle inhibitor CDKN1A/p21, supporting its function as a tumor suppressor in the prostate. In summary, the results of this study suggest that PLAGL1/ZAC1 downregulation together with the activation of EZH2 and HOXC6 oncogenes may be involved in the deregulation of an imprinted gene network in prostate cancer which occurs without loss of imprinting and significant changes in DNA methylation.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	03.07.2013
Dateien geändert am:	03.07.2013
Promotionsantrag am:	30.03.2013
Datum der Promotion:	07.05.2013