Identification and validation of genes involved in the pathogenesis of breast and ovarian cancers

Identification and validation of genes involved in the pathogenesis of breast and ovarian cancers

مؤلف

RajivGupta, Ishita.

الناشر

Sultan Qaboos University

ميلادي

2017

اللغة

الأنجليزية

الموضوع

Genital Neoplasms^ Female

الملخص الإنجليزي

Breast and ovarian cancers are both devastating heterogeneous diseases. Breast cancer accounts for 25% of cancers among women worldwide. In Oman, breast cancer accounts for 26% of cancer cases among women. Although, research has identified and developed potential predictive markers, none is a reliable in predicting outcome causing high mortality, particularly in triple negative breast cancer subtype. This study aimed at identifying potential biomarkers differentially expressed in the molecular subtypes of breast cancer involved in breast cancer pathogenesis. Microarray gene expression profiling was conducted on 24 clinical samples covering Luminal A, Luminal B, Her2+ and Triple negative subtypes of breast cancer with their corresponding normal tissues. Data analysis revealed three significantly up-regulated (BRIPI, HOXB6 and EYAI) and two down-regulated (DSP and RHPN2) candidate genes. RT-PCR and western blot analyses validated the differential gene expression profiles of the genes selected. Furthermore, localization of the identified genes in-situ was determined by immunohistochemistry. Kaplan Meier survival analysis showed that BRIPI, HOXB6, EYAI, DSP and RHPN2 were associated with poor survival. On the other hand, ovarian cancer is rare comprising 3,5% of cancer cases in women. In Oman, ovarian cancer accounts for 4.5% cancer cases among women. To identify early stage biomarkers involved in the pathogenesis of epithelial ovarian cancer (EOC), chromatin immunoprecipitation (CHIP) was performed using the low (MCAS) and high grade (OVSAHO) ovarian cancer cell lines and a specific antibody raised against E2Fs, a transcription factor involved in early stages of EOC pathogenesis to identify downstream genes that might have a role in EOC. Data from ChIP analysis revealed a list of 118 genes under the regulation of the transcription factor, E2F5. While, 36 genes were found in MCAS, 68 genes were identified in OVSAHO. Analysis between MCAS and OVSAHO in-vitro models identified 14 common genes. Among the short-listed genes, FBXW7 was identified as one of the potential gene with an important role in ovarian cancer pathogenesis. Gene panel exome sequencing on 6 EOC samples against 5 normal/benign ovarian tissues revealed infrequent mutations of FBXW7 gene in ovarian cancer, FBXW7 gene expression was assessed in ovarian cancer cell lines (MCAS, OVSAHO and OV2009) by RT-PCR and western blotting. Expression of FBXW7 was high in MCAS and low in OV2008 and OVSAHO cells. FBXW7 expression was restored in OVSAHO and OV2008 cells by treatment with the demethylating agent, 5' aza-2' deoxycitidine. Western blotting results showed an upregulation of apoptotic proteins, indicating that cells underwent apoptosis. Analysis of FBXW7 gene methylation status showed OVSAHO and OV2008 as well as five out of eight (62.5%) EOC patients displayed methylation. Response of OV2008 and OVSAHO cells to drugs showed that OVSAHO was sensitive to platinum-drugs, while, OV2008 was highly resistant. Interestingly, resistant OV2008 cells treated with 5-azacitidine, showed an enhanced sensitivity to platinum, confirming the tumor suppressor role of FBXW7 gene in ovarian cancer. In conclusion, this research study identified genes with a putative role as biological markers in a population characterized by an early onset of both breast as well as ovarian cancer, which might contribute to the development of targeted therapies for breast and ovarian cancer.

الوصف

Thesis

المجموعة

الرسائل والأطروحات

URL المصدر

https://hdl.handle.net/20.500.12408/521

الملخص العربي

سرطان الثدي و المبيض يعتبران من الأمراض المدمرة، يمثل سرطان الثدي حوالي 25 % من حالات السرطان في العالم بينما يمثل في سلطنة عمان حوالي 26% من حالات السرطان المنتشرة بين النساء. تجري الأبحاث المحاولة التعرف على بعض الموسمات التي يمكن أن تستخدم في تشخيص المرض في حالته المبكرة تهدف هذه الدراسة للتعرف على بعض الموسمات الحيوية التي لها نواتج بروتينية مختلفة حسب مرحلة سرطان الثدي ومتورطة في الأعراض المرضية تم استخدام تقنية التعرف على التعبير الجيني من خلال تتابعات الحمض النووي ( Microarray gene expression) في 24 عينة تم جمعها من المستشفى تمثل انواع (+Luminal A , Luminal B , Her2 ) و ثلاثة انواع لا تحمل أي تعبير جيني (negative subtypes) بالاضافة للنسيج الطبيعي تحليل النتائج أظهر وجود 5 جينات لها تأثير واضح في حالات سرطان الثدي 3 من الجينات تقع في المنطقة المنظمة ( BRIP1 , HOXB6 and EYA1) و جينين أسفل المنطقة المنظمة (DSP and RFIPN2). تم استخدام تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل ( RT - qPCR ) المعتمد على تقنية تحويل الحمض النووي الرايبوزي (RNA) الى الحمض النووي منقوص الأكسجين (DNAو تقنية الترحيل الكهربي للبروتينات (western blot analyses) للتأكد من الجينات السالف ذكرها. و لتأكيد عمل تلك الجينات على مستوى النسيج تم استخدام تقينة الصبغ الكيميائي المناعي (immunohistochemistry) و بإستخدام تحليل ( Kaplan Meier survival) تم التعرف على علاقة الجينات ( BRIP1 , FOXB6 , EYA1 , DSP and RHPN2) بالإثار المميته لمرض سرطان الثدي. من ناحية أخرى يمثل سرطان المبايض حوالى %3 . 5 من حالات السرطان بين النساء بينما يمثل حوالي %4 . 5 من حالات السرطان بين النساء في شمان. تهدف الدراسة المتعلقة بجزء سرطان المبيض إلى التعرف على موسمات جينية تستخدم لتشخيص المرض في مراحله المبكرة و ذلك إعتمادا على التغيرات التي تحدث على مستوى الخلايا الطلائية ( epithelial ovarian ( cancer ( E0C ) و الترسيبات الصبغية المناعية ((chromatin immunoprecipitation ( ChIP ) وذلك بإستخدام خلايا يتم تزريعها في المعمل (( MCAS ) low and high grade ( OVSAHO )) و جسيمات مضاده خصيصا لعامل النسخ EF5 الذي يستخدم للتعرف على الجينات المحتمل اتصالها بالأعراض المبكرة الناتجة عن سرطان المبايض. تحليل النتائج من خلال تقنية الترسيب الصبغي المناعي( ChIP ) لظهر ارتباط 118 جین تحت تحكم عامل النسخ EzFs كما تم التعرف على 36 جين في نوع الخلايا MCAS و على 68 جين في نوع الخلايا OVSAHO. التحليل المشترك لنوعي الخلايا سالفة الذكر اظهر وجود 14 جین مشتركة ومن خلال ذلك تم التعرف على الجين FBXW7 الذي يلعب دورا هاما في الأعراض المتعلقة بسرطان المبايض. تم استخدام تقنية قراءات تتابعات الحمض النووي لمناطق التعبير الجيني لعدد 6 عينات لازالت في حالة الإصابة الباكرة لسرطان المبايض EOC و 5 عينات من الأنسجة الطبيعية للمبايض، أظهرت النتائج عددا من الطفرات في الجين السالف ذكره. ثم تم تقييم حالة هذا الجين و تأثيره على الخلايا التي يتم تزريعها في المعمل ,MCAS OvSAHO and ov2009) بإستخدام تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل ( RT -qPCR ) المعتمد على تقنية تحويل الحمض النووي الرايبوزي (RNA الى الحمض النووي منقوص الأكسجين (DNA) و تقنية الترحيل الكهربي البروتينات (western blot analyses). اظهرت النتائج أن تعبير الجين FBXW7 مرتفعة في نوع الخلايا MCAS بينما كان منخفضة في نوع الخلايا 0V2008ر الخلايا OVSAH0. ثم تم تعريض الجين FBXH7 لعملية مثيلة باستخدام -'5 ,demethylating
aza - 2deoxycitidine ثم استخدام تقنية الترحيل الكهربي للبروتين، أوضحت النتائج ظهور للبروتينات المسؤولة عن برمجة موت الخلايا. ثم اظهر تحليل الجين FBXW7 بعد المثيلة استجابة انواع الخلايا OVSAFO and 0V2008 و 5 من اصل 8 مرضی، اي ما نسبته (%62 . 5 ) من الإصابات في المراحل الأولى. اما استجابة نوع الخلايا Ov2008 و OVSAHO لعلاج platinum حساسية نوع الخلايا OVSAHO و مقاومة شديدة من النوع 0V2008 و تغيرت هذه المقاومة لحساسية تجاه نفس العلاج بعد معالجة الخلايا بالعامل azacitidine-5 مما يثبت دور الجين FBXW7 في سرطان المبايض. خلص هذا البحث إلى التعرف على جينات لها ادوار محتمله يمكن استعمالها كموسمات تستخدم لتشخيص مجموعات سكانية في المراحل الأولية لسرطان الثدي و سرطان المبايض وذلك قد يساعد على تطوير علاجات موضعي لهذين النوعين من السرطان

قالب العنصر

الرسائل والأطروحات الجامعية