Hox and tale transcription factors in fanconi anemia bone-marrow mesenchymal stem cells: Gene expression and protein interactions

Tez KünyeDurumu
Hox and tale transcription factors in fanconi anemia bone-marrow mesenchymal stem cells: Gene expression and protein interactions / Fankoni anemisi kemik iliği mezankimal kök hücrelerinde hox ve tale transkripsiyon faktörleri: Gen ifadeleri ve protein etkileşimleri
Yazar:ILGIN ÇAĞNAN
Danışman: DOÇ. DR. AYŞEN ÖZCAN
Yer Bilgisi: Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kök Hücre Ana Bilim Dalı
Konu:Biyoloji = Biology
Dizin:Anemi = Anemia ; Fankoni anemisi = Fanconi anemia ; Gen ifadesi = Gene expression ; Genler = Genes ; Kemik iliği = Bone marrow ; Kök hücreler = Stem cells ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Transforme edici büyüme faktörü-beta = Transforming growth factor-beta
Onaylandı
Doktora
İngilizce
2018
231 s.
HOX/TALE proteinleri doku kimliğinin korunmasında rol oynamaktadır ve bir çok kanserde ifadelerinin değiştiği gözlemlenmiştir. Bu tezin esas amacı, genomik kararsızlıkta HOX/TALE gen ifadelerinin değişip değişmediğinin araştırılmasıdır. Bu sorunun cevaplanması için Fankoni anemisi (FA) kemik iliği mezankimal kök/stromal hücreleri (Ki-MKH) incelemeye alındı. Kalıtsal bir kemik iliği yetmezliği olan FA hastalığı, genomik kararsızlığa bağlı olarak yüksek kanser riski taşımaktadır. Öncelikle, FA ve donör Ki-MKH’leri moleküler ve hücresel düzeyde karakterize edildi. Gen ifadeleri RT-qPCR ile ölçüldü. Farklı ifade olan genin kodladığı proteinin Ki-MKH biyolojisi üzerine etkisi ve FA/BRCA yolağı proteinleri ile etkileşiminin olup olmadığı ko-immünopresipitasyon (Ko-IP) yöntemiyle değerlendirildi. FA hücrelerinin PKNOX2 ifadesinin donörlere oranla anlamlı düzeyde düştüğü ve rTGF-β1 indüksiyonunun PKNOX2 ifadesinde arttışa yol açtığı saptandı. PKNOX2 ekspresyon plazmidi aktarılan BM-MKH’ler karakterize edildiğinde, CD105 seviyesinin ve lateral motilitesinin düştüğü gözlendi. Ko-kültür deneyleri, PKNOX2:MKH ile birlikte kültüre edilen donmuş CD34+HKH’lerin CD34+CD38+ yüzdesinde ve klonojenitisinde artış olduğunu gösterdi. Ko-IP sonrası proteom analizleri, PKNOX2’nin 219 protein ile direk etkileştiğini ve bunlar arasında FA/BRCA yolağı üyelerinin olmadığını gösterdi. Ancak, PKNOX2 interaktomu ile etkileşen proteinlerin NHEJ aracılı DNA çift zincir kırıklarının tamirinde, HKH farklılaşmasında ve G2/M geçişinde rol oynadığı belirlendi. Sonuç olarak, FA Ki-MKH’lerinin PKNOX2 ifadesindeki düşme, hücre siklusunun tutuklanmasına, NHEJ ilişkili gen ifadelerinin artışına ve genomik kararsız bir mikroçevrenin oluşumundan sorumlu olabilir ve hastalarda gözlemlenen hematopoetik bozulmanın altında yatan sebep olabilir.
HOX/TALE proteins maintain tissue identity and their altered expression is seen in many cancers. The main aim of this thesis is to evaluate whether HOX/TALE gene expression changes due to genomic instability. To answer this question, Fanconi anemia (FA) bone marrow mesenchymal stem/stromal cells (BM-MSCs) were investigated. FA is an inherited bone marrow (BM) failure disease, which shows cancer predisposition due to genomic instability. FA BM-MSCs were characterized at molecular and cellular level compared to donors. The gene expression profile was evaluated by RT-qPCR. Differentially expressed gene was further analyzed to define its function related to BM-MSCs biology, as well as, to assess its interactions with the members of FA/BRCA pathway using co-immunoprecipitation (Co-IP). PKNOX2 expression significantly decreased in FA cells compared to donors, and its expression was stimulated by rTGF-β1 treatment. When BM-MSCs, transfected with PKNOX2 expression plasmid (PKNOX2:MSC) were characterized, decrease in CD105 level and lateral motility were observed. Co-culture assays of cryopreserved CD34+HSCs on PKNOX2:MSCs displayed increase in CD34+CD38+ percentage and clonogenic capacity. Proteome analysis following Co-IP revealed that a total of 219 proteins directly interacted with PKNOX2, but FA/BRCA pathway members were not among these proteins. However, interactors of PKNOX2 interactome may regulate double-strand break repair via NHEJ, HSC differentiation and G2/M transition. In conclusion, decrease in PKNOX2 expression of FA BM-MSCs may cause cell cycle arrest, increase in NHEJ-related gene expression and trigger the formation of genomic unstable microenvironment that can promote hematopoietic defects seen in patients.

Download: Click here