Ανίχνευση και λειτουργικός χαρακτηρισμός των κυττάρων που εκφράζουν το Dll1 in vivo στα ποντίκια

Abstract

Το σηματοδοτικό μονοπάτι Notch αποτελεί ένα εξελικτικά συντηρημένο σηματοδοτικό μονοπάτι που διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στη βιολογία των βλαστικών κυττάρων, στην καρκινογένεση, στην αγγειογένεση, στην κυτταρική διαφοροποίηση, στον πολλαπλασιασμό και στην απόπτωση. Το Notch ελέγχει αρκετά στάδια της διαφοροποίησης των κυττάρων σε διαφορετικούς ιστούς, είναι δυνατόν να εμπλέκεται στη δημιουργία διαφορετικών τύπων όγκων. Ο συνδέτης του Notch Dll1, απαιτείται για την εμβρυϊκή ανάπτυξη και διατήρηση των ενηλίκων βλαστικών κυττάρων σε πολλούς ιστούς. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, μελετήσαμε την κυτταροειδική έκφραση και τον λειτουργικό χαρακτηρισμό του συνδέτη Dll1 σε διάφορους ιστούς των διαγονιδιακών ποντικών με τη χρήση του συστήματος ανασυνδυασμού Cre/loxP. Στην πειραματική διαδικασία χρησιμοποιήθηκαν πειραματόζωα με γονότυπους Dll1CreERT2xR26tdTomato, Dll1CreERT2xR26mTmG και Dll1CreERT2xKrasLSL-G12D που δημιουργήθηκαν από διασταυρώσεις του Dll1CreERT2 ποντικού. Πρόκειται για μία in vivo μελέτη που έχει στόχο να δώσει περαιτέρω απαντήσεις και λεπτομέρειες όσον αφορά στο γονίδιο Dll1 και το ρόλο του στην επίδραση των γενετικών µεταλλάξεων. Μέσω των παραπάνω διασταυρώσεων μελετήθηκε επίσης πρώτο- ογκογονίδιο Kras. Tο ογκογονίδιο Kras είναι μέλος της οικογένειας γονιδίων Ras. Κωδικοποιεί πρωτεΐνη 21KDa, η οποία παίζει ρόλο στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, τη διαφοροποίηση, την αγγειογένεση και την απόπτωση, συμμετέχοντας στο σηματοδοτικό μονοπάτι του υποδοχέα επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR). Παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη και εξέλιξη του καρκίνου. Το σηματοδοτικό μονοπάτι του Notch συνδέεται στενά με το σηματοδοτικό μονοπάτι Ras. Η σειρά πειραμάτων έδειξε οτί τό Kras ενεργοποιείται στα κύτταρα στα οποία είναι μεταγραφικώς ενεργό το Dll1 στους Dll1CreERT2xKrasLSL-G12D ποντικούς. Μετά τη χορήγηση ταμοξιφαίνης (tamoxifen) προκάλεσε υπερπλασίες των επιθηλιακών κυττάρων στον μαστικό αδένα και ογκογένεση στον στόμαχο και στα χείλη των ποντικών.

The Notch signaling pathway is a highly evolutionarily-conserved signaling pathway that plays a central role in stem cell biology, carcinogenesis, angiogenesis, cell differentiation, proliferation and apoptosis. Notch signaling controls multiple steps of cell differentiation in different tissues; it may be involved in causing different types of tumors. Notch ligand Dll1 is required for embryonic development and maintenance of adult stem cells in many different tissues. In this master thesis, we studied the cellular expression and functional characterization of Notch ligand Dll1 in various tissues of transgenic mice using the Cre /loxP recombination system. In the experimental procedure laboratory animals were used with genotypes Dll1CreERT2xR26tdTomato, DlllCreERT2xR26mTmG and DlllCreERT2xKrasLSL-G12Dhave been generated by crosses of mice Dll1CreERT2. This is an in-vivo study aimed to giving further answers and details about the Dll1 gene and its role in the effect of genetic mutations. Through the cross-breeding experiments Kras proto-oncogene was also studied. The Kras oncogene is a member of the Ras gene family. It encodes a 21kDa protein, which plays a role in the cell proliferation, differentiation, angiogenesis and apoptosis, by participating in the epidermal growth factor receptor (EGFR) signaling pathway. It plays an important role in the development and progression of cancer. The Notch signaling pathway is closely cooperates with the Ras signaling pathway. A series of experiments showed that Kras is activated in the cells in which Dll1 is transcriptionally active in Dll1CreERT2xKrasLSL-G12transgenic mouse. Following tamoxifen administration, it induced epithelial cell hyperplasia in the mammary gland and tumorigenesis in the stomach and oral cavity of the mice. It’s important to stress that in transgenic mouse models Dll1CreERT2xR26tdTomato and Dll1CreERT2xR26mTmG we observed the expression of Dll1 in organs of the gastrointestinal systems (stomach, intestine, liver, spleen), in kidney, breast and skin. With these experiments, we concluded that Dll1+ cells are cells more susceptible to oncogenic mutations, through cross-breeding with transgenic mice bearing oncogenes in the mammary gland, stomach and mouth. Whenever Dll1 is a candidate of either stem or progenitor cells in these tissues.