Hisztamin hatása a sejtdifferenciációra, összehasonlító vizsgálatok tumor - és embrionális őssejteken
Title in English
Effect of histamine on cell differentiation, comparative study of tumor-and embronic stem cells
Keywords in Hungarian
hisztamin, tumor, őssejt
Keywords in English
histamine, tumor, ES cell
Discipline
Cancer and its biological basis (Council of Medical and Biological Sciences)
100 %
Panel
Immunity, Cancer and Microbiology
Department or equivalent
Dept. of Genetics, Cell- and Immunobiology (Semmelweis University)
Participants
Falus, András Hegyesi, Hargita Hegyi, Krisztina
Starting date
2006-02-01
Closing date
2010-01-31
Funding (in million HUF)
15.500
FTE (full time equivalent)
0.37
state
closed project
Summary in Hungarian
Összefoglalás
Korábban komplex kémiai és UV-B tumor indukciós protokoll szerint kezeltünk genetikailag hisztamin hiányos Balb/c HDC-/- és HDC+/+ egereket. Az állatokon kialakuló leggyakoribb tumortípus a dermatofibrosarcoma (DFS), mely korábban jelent meg a hisztamin hiányos egerekben. A tumorok szövettani diagnózisa után egy-egy DFS +/+ és -/- tumorból in-vitro sejttenyészetet is alapítottunk. Az immunfenotípizálás alapján ezek CD44+ és CD34+ sejtek. A sejttenyészetekből szelekcióval olyan klónokat hoztunk létre, melyek letapadási igény nélkül sejtaggregátum (tumor spheroid) formájában fenntarthatóak, és morfológiai jellemzőjükben nagyon hasonlítanak az embrionális őssejtekre. Mivel mind vad típusú, mind pedig HDC KO tumor és embrionális őssejtekkel is rendelkezünk, vizsgálatainkban összehasonlítanánk a dermatofibrosarcoma tumorsejtek és az őssejtek differenciációs markereit, különös tekintettel a korai egyedfejlődésbe szerepet játszó, és a sejt önmegújító képességéért felelős transzkripciós faktorokra. Kapcsolatot keresünk a hisztamin sejtdifferenciációban betöltött szerepe, és a tumorigenezisben és az őssejt megújulásban egyaránt fontos Wnt jelátviteli út és a b-catenin szignalizáció között.
Summary
Genetically histamine free, HDC (histidine decarboxylase) knock-out Balb/C mice were treated according to the complex chemical and UV-B tumor inducing portocol. The most frequently occured tumor type was dermatofibrosarcoma (DFS) what appeared earlier in the histamine free animals. After the histopathological examination of these tumors, in vitro cell cultures were established from both HDC+/+ and -/- tumors. Determining the immunophenotype of these cell lines their cells proved to be CD44+ and CD34+. From these cell cultures less adherent, aggregate forming subclones were separated. These aggreates= tumor spheroids are quite similar in their morphology to embryonic stem (ES) cell derived embryonic bodies. Since we have both wild type and HDC KO tumor cells and embryonic stem cells as well, we plan to compare cell differentiation markers of dermatofibrosarcoma tumor cells and embrionic stem cells. We focuse on transcription factors from among these makers considering their crucial role in early development and cell renewal. We try to find connections between the role of histamine in cell differentiation and Wnt - beta-catenin signal transduction pathways.
Final report
Results in Hungarian
Célkitűzésünk a genetikailag hisztamin hiányos és WT dermatofibrosarcoma tumorsejtek és embrionális őssejtek differenciációs markereinek összehasonlítása volt. Az indukált tumorokból alapított sejttenyészetekből tumor spheroid formájában fenntartható klónokat hoztunk létre, melyek jellemzőikben hasonlítottak az embrionális testet (EB) képző őssejtekre. A továbbiakban microarray analízissel a letapadó, illetve spheroidként/EB-ként növő sejtek génexpressziós mintázatát vizsgáltuk, különös tekintettel az egyedfejlődésben szerepet játszó, és a sejt önmegújulásért felelős transzkripciós faktorokra. Mivel az array adatok igen nagyszámú gén aktivitásában mutattak különbséget, ezért az Ingenuity pathway analízis nyomán csak a Wnt jelátviteli útra koncentráltunk a továbbiakban. Az így kiemelt Id2, Sox2, Nestin, Col2A1 génhálózat expressziós tendenciáit real-time PCR-rel és Western blottal próbáltuk validálni, azonban a 3 módszerrel detektált változások tendenciái nem vagy csak részben mutattak egyezést. Mivel a spheroid- és EB-képzésben a sejt-mátrix kapcsolatoknak is szerepe van (erre utalhat a Col2A1) ezért ebbe az irányba terjesztettük ki kutatásainkat, az adherens és spheroid/EB sejtek adhéziós viselkedését vizsgálva, különös tekintettel egy másik (a hisztaminnal összefüggésben már igazolt szerepű) mátrix komponensre, a fibulin5-re. A HDC KO sejtek fokozottabb adhézióval és fibulin5 expresszióval rendelkeznek, ez összhangban áll a korábban melanoma sejteken tett megfigyelésünkkel.
Results in English
Our aim was to compare the differentiation markers of BalB/c WT and HDC KO dermatofibrosarcoma tumor cells and embryonic stem cells with the same genetic background. From the induced tumors cell cultures and non-adhesive spheroid forming clones were established, which were similar embryoid bodies (EBs). Subsequently microarray analyses on Agilent platform were carried out to determine the gene expression patterns of the adherent and spheroid or EB forming cells. We focused our interest to those transcription factors involved in cellular self-renewal and in early embryogenesis. As the array data showed differences in hundreds of genes, we concentrated our efforts - after using Ingenuity pathway analysis - the Wnt pathway, important in self-renewal and tumorigenesis. Id2, Sox2, Nestin and Col2A1 elements of this network were used for validation via real-time PCR and Western blotting. Unfortunately the tendencies observed here did not fit well the data derived from microarray analysis. Since cell-matrix connections are important in both spheroid and EB formation (reflected by the Col2A1 expression, too) we expand our efforts to study the adhesive behaviour of adherent and spheroid/body forming cells in connection with an other matrix component fibulin5, its role related to histamine has been proven earlier by us. The HDC KO cells had better adhesion characteristics and increased FBLN5 expression, which is in good correlation our earlier observations made on melanoma cells.
Hargita Hegyesi, Sára Tóth, Géza Sáfrány, József Tímár, Lucas Colombo, Viktor Molnár, Zoltán Pós, András Falus: Tumour angiogenesis pathway in UV-B induced experimental dermatofibrosarcoma model is modulated by histamine, (átdolgozás alatt), 2010
S. Toth, H. Hegyesi, A. Falus: Upregulation of Nanog in histamine deficient murine dermatofirosarcoma cells, Nova Acta Leopoldina Neue Folge 95. 352. 189, 2006
Pos Z., Wiener Z., Pocza P., Racz M., Toth S., Darvas Zs., Viktor M., Hegyesi H., Falus A.: Histamine co-ordinately suppresses fibulin-5 and insulin.like growth factor 2 receptor expression in melanoma., Cancer Res. 2008. 68. 1997-2005, 2008
Ingrid Skard, Zsuzsa Darvas, László Kőhidai, András Falus, Sára Tóth: Histamine Dependent Downregulation of Fibulin Universal or Cell Line Specific?, Absztrakt #PS38 VIII. Magyar Genetikai Kongresszus - XV. Sejt- és Fejlődésbiológiai Napok, Nyíregyháza 2009. április 17-19., 2009
Ingrid Skard, Zsuzsa Darvas, László Kőhidai, András Falus, Sára Tóth: Histamine Dependent Downregulation of Fibulin Universal or Cell Line Specific?, Absztrakt#P5 XXXVIIIth Meeting of the European Histamine Research Society Fulda, Germany 2009. május 13. -17., 2009
Tóth S.: Tumorőssejtek, Biomedica Kft., Budapest, 2007
Orban A.: Két újonnan alapított sejtvonal biokémiai, citológiai és citogenetikai jellemzése, szakdolgozat#(témavezető Tóth S.) Debreceni Egyetem Egészségtudományi Kar, 2006
