en English is Íslenska

Thesis University of Iceland > Heilbrigðisvísindasvið > Doktorsritgerðir - Heilbrigðisvísindasvið >

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1946/20140

Title: 
  • Title is in Icelandic Hlutverk EGFR viðtakafjölskyldunnar í eðlilegum og illkynja brjóstkirtli
  • Modeling the role of the EGFR receptor family in the normal and malignant breast gland
Submitted: 
  • November 2014
Abstract: 
  • Abstract is in Icelandic

    Brjóstkirtillinn er gerður úr greinóttum kirtilgöngum með upphaf í geirvörtu en greinist svo inn á við og endar í kirtilberjum, sem eru seytunarhluti kirtilsins. Kirtilgangarnir eru umluktir æðaþelsríkum bandvef. Stofnfrumur í brjóstkirtlinum gera kirtlinum kleift að ganga í gegnum endurtekna hringrás frumufjölgunar, sérhæfingar og frumudauða tengt meðgöngu og mjólkurframleiðslu. Stofnfrumur í brjóstkirtli hafa á undanförnum árum verið tengdar myndun brjóstakrabbameina. Brjóstakrabbamein má flokka í marga undirhópa, byggt á tjáningu kennipróteina. Sýnt hefur verið fram á að EGF viðtakafjölskyldan gegnir mikilvægu hlutverki í bæði eðlilegum brjóstkirtli, en einnig í krabbameinsmyndun. Lokastig krabbameins¬framvindu er myndun meinvarpa, þar sem frumur losna frá æxlinu og mynda meinvörp í öðrum líffærum. Hlutverk æðaþelsins í þessu ferli hefur yfirleitt verið álitið einskorðað við flutning næringarefna og súrefnis til æxlisins, en nokkrar rannsóknir hafa sýnt fram á beint hlutverk æðaþels í þroskun, meðal annars með því að ýta undir bandvefsummyndun þekjufruma (epithelial to mesenchymal transition, EMT). Markmið þessa doktorsverkefnis er að þróa þrívítt ræktunarlíkan til að kanna samspil æðaþels og þekjuvefjar í brjóstkirtli. Ennfremur er markmiðið að nota þetta ræktunarlíkan til að kanna hlutverk EGFR og ErbB2 í þroskun og sérhæfingu eðlilegra og illkynja brjóstaþekjufruma. Í fyrstu greininni sem lögð er fram með ritgerðinni sýnum við hvernig æðaþelsfrumur sem einangraðar voru úr heilbrigðum brjóstvef geta hvatað vöxt heilbrigðra óummyndaðra brjóstaþekjufruma. Samræktanir á æðaþeli og þekjufrumufrumulínum sýndi fram á að æðaþel virkar sem vaxtarhvetjandi þáttur í umhverfinu. Í grein 2 könnum við áhrif þess að fjarlægja EGF úr ræktunaræti frumulínunnar A163 – þessi breyting leiðir til mikillar mögnunar á EGFR geninu í A163, sem breytir svipgerð hennar í þrívíðu umhverfi. Þessi breyting varð til þess að við skoðuðum hlutverk EGFR boðleiðarinnar í myndun greinóttrar formgerðar. Við notuðum stofnfrumulínuna D492 í grein 3 og slógum niður Sprouty-2, sem er neikvæður afturkasthindri á Týrósín kínasa boðleiðum. Við sáum að með því að slá niður Sprouty fengum við fram mikla aukningu í myndun greinóttra frumuþyrpinga. Ennfremur sáum við að í samrækt með æðaþeli kom fram mikil aukning á myndun bandvefslíkra frumuþyrpinga, þar sem frumur höfðu undirgengist EMT. Í fjórðu greininni könnuðum við áhrif þess að yfirtjá EGFR og ErbB2 í D492. Við sáum að ErbB2 yfirtjáning leiddi til taps á bæði EGFR og þekjuvefspróteinum og aukningar á bandvefspróteinum, eða EMT. Þessari svipgerð gátum við snúið að hluta við með því að yfirtjá EGFR með ErbB2. Þegar þessar frumur voru græddar í mýs mynduðu ErbB2 yfirtjáandi frumur stór bandvefslík æxli, en æxli með bæði EGFR og ErbB2 voru mun minni, og sýndu þekjuvefssvipgerð. Niðurstaða verkefnisins er að æðaþel getur haft mikil áhrif á svipgerð þekjuvefsfruma í þrívíðri rækt, ennfremur að EGF viðtakafjölskyldan, sérstaklega EGFR gegnir mjög mismunandi hlutverkum í frumum, og getur jafnvel þjónað hlutverki krabbameinsbælipróteins, en hingað til hefur EGFR verið álitinn hvetja krabbameinsmyndun. Líkanið sem við höfum þróað má nota til áframhaldandi rannsókna á samspili þessara viðtaka í klínísku samhengi

  • The mammary gland consists of epithelial ducts originating from the nipple and branches inwards, terminating in acini, the functional, milk producing unit of the breast. Stem cells within the mammary gland enable repeated cycles of proliferation, differentiation and involution during pregnancy and lactation, and also to a lesser degree during each menstrual cycle. Breast cancer can be stratified into several subgroups, based on marker expression. Formation of distant metastases represents the final progression of breast cancer. The role of endothelium during development and cancer progression has been considered that of oxygen and nutrient transport, in addition to facilitating cancer cell metastasis, while some research has shown the importance of endothelial derived signals during normal development. The aim of this thesis was to design a culture system that could be utilized for modeling endothelial-epithelial interaction. Additionally, the aim was to use this culture system to analyze the role of EGFR and ErbB2 signaling pathways in the epithelial stem cell line D492, which can form branching colonies when cultured in a three-dimensional environment. The first paper submitted with this thesis demonstrates how normal primary endothelial cells facilitate increased proliferation of primary epithelial cells. This was further supported by co-culturing endothelial cells with established cell lines. Paper two shows how removal of EGF from the culture media results in strong upregulation of EGFR in the breast cell lines A163 through amplification of the EGFR gene. This change results in a stronger basal-like phenotype, loss of polarity and abnormal three-dimensional behavior. These data emphasized the importance of EGFR signaling during morphogenesis. We used the D492 cell line in paper three to analyze the role of sprouty-2, a modulator of receptor tyrosine kinase signaling. We observed that knockdown of Sprouty-2 resulted in greatly enhanced branching morphogenesis. Additionally, we observed an increased tendency for D492 cells to undergo epithelial to mesenchymal transition (EMT) in co-culture with endothelial cells. In the fourth paper we overexpressed ErbB2 and EGFR in D492 cells. We saw that ErbB2 overexpression resulted in downregulation of EGFR, in addition to loss of epithelial cadherin and keratin expression, and gain of mesenchymal markers and N-cadherin. This phenotype could be partially reversed by overexpressing EGFR along with ErbB2. ErbB2 overexpression also enhanced tumor formation in mice, where large tumors with a mesenchymal phenotype were observed. Dual expression of EGFR and ErbB2 reduced tumor growth, and tumors exhibited a stronger epithelial phenotype. The result of this thesis is that endothelial cells can greatly influence proliferation and morphology of epithelial cells in three-dimensional culture. Additionally, the EGF receptor plays a highly varied role in epithelial cells, and could have different prognostic values in breast cancer. Traditionally EGFR has been described as an oncogene, facilitating tumor formation, but in the context of ErbB2 expression, EGFR could serve as a tumor suppressor, by maintaining epithelial marker expression, thereby reducing invasiveness. These data indicate that EGFR and ErbB2 must be valued together when tumors are evaluated for treatment options.

Accepted: 
  • Dec 3, 2014
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/20140


Files in This Item:
Filename Size VisibilityDescriptionFormat 
Dr. Sævar Ingþórsson.pdf35.4 MBOpenHeildartextiPDFView/Open