Downloaded from UvA-DARE, the Institutional Repository of the University of Amsterdam (UvA)

Transkrypt

1 Downloaded from UvA-DARE, the Institutional Repository of the University of Amsterdam (UvA) Description Thesis Version Final published version (publisher's pdf) File ID Filename thesis.pdf SOURCE, OR PART OF THE FOLLOWING SOURCE: Type Dissertation Title The function of Tiam1 in tumor cell biology Author T.P. Rygiel Faculty Faculty of Medicine Year 2009 Pages 160 FULL BIBLIOGRAPHIC DETAILS: Copyrights It is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the copyright holder (usually the author), other then for strictly personal, individual use. UvA-DARE is a service provided by the Library of the University of Amsterdam (

2 THE FUNCTION OF TIAM1 IN TUMOR CELL BIOLOGY TOMASZ P. RYGIEL THE FUNCTION OF TIAM1 IN TUMOR CELL BIOLOGY TOMASZ P. RYGIEL

3 The function of Tiam1 in tumor cell biology Tomasz P. Rygiel

4 ISBN: The studies described in this book were performed at the Division of Cell Biology at the Netherlands Cancer Institute (NKI), Amsterdam, The Netherlands. The printing of this thesis was financially supported by the Netherlands Cancer Institute and University of Amsterdam. The cover illustration is the work of Zdzisław Beksiński ( ) and it was reproduced with the permission of Sanok Museum. Copyright 2009 by T. P. Rygiel All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored or transmitted in any way without prior permission from the author. Published chapters (2-6) were reprinted with permission from the publisher. Printed by Optima Grafische Communicatie, Rotterdam, The Netherlands.

5 The function of Tiam1 in tumor cell biology ACADEMISCH PROEFSCHRIFT ter verkrijging van de graad van doctor aan de Universiteit van Amsterdam op gezag van de Rector Magnificus prof. dr. D. C. Van den Boom ten overstaan van een door het college voor promoties ingestelde commissie, in het openbaar te verdedigen in de Agnietenkapel op vrijdag 8 mei 2009, te uur door Tomasz Piotr Rygiel geboren te Jasło, Polen

6 Promotiecommissie: Promotor: Prof. dr. A. J. M. Berns Co-promotor: Dr. J.G. Collard Overige leden: Prof.dr J. Borst Prof.dr. M.M.S. van Lohuizen Prof.dr. S.T. Pals Dr. E.H.J. Danen Dr. J. Jonkers Faculteit der Geneeskunde

7 Moim Rodzicom

8

9 You are reading a preview. Would you like to access the full-text? Access full-text

10 Użycie mysich knock-out ów, np.: myszy bez genu Tiam1, w połączeniu z mysimi modelami nowotworowymi, jest cenną techniką w badaniach nad funkcją specyficznych genów w procesie nowotworzenia. Rozdział czwarty opisuje w szczegółach techniki, które mogą być zastosowane w badaniach konkretnych genów w kontekście nowotworzenia. Nacisk został położony na procedurę chemicznego indukowania nowotworów skóry przy użyciu związków chemicznych DMBA i TPA. Ponadto, opisaliśmy także metody izolacji komórek nowotworowych oraz normalnych komórek z tkanek mysich. Jak wspomniano powyżej, Tiam1 bierze udział w regulacji podatności komórek na apoptozę, w szczególności w kontekście nowotworowej transformacji komórkowej. Rozdział piąty opisuje molekularne mechanizmy, dzięki którym Tiam1 kontroluje wrażliwość komórek na apoptozę. Zaobserwowaliśmy, że keranocyty pozbawione Tiam1 wykazują zwiększoną podatność na apoptozę powodowaną przez stres komórkowy jak: pozbawianie czynników wzrostu czy szok termiczny. Za zwiększoną apoptozę komórek pozbawionych Tiam1, odpowiedzialny jest niski poziom aktywacji ERK. Co ciekawe, odkryliśmy, że aktywacja ERK jest zależna od wewnątrzkomórkowej produkcji wolnych rodników tlenowych (ROS). Zatem Tiam1 reguluje podatność keranocytów na apoptozę przez ukierunkowanie aktywności Rac1 na produkcje ROS i aktywacje ERK. Odróżnicowanie się komórek nabłonkowych w migrujące komórki mezenchymalne jest częścią normalnego płodowego procesu rozwojowego i nazywane jest tranzycją epitelialno-mezenchymalną (EMT). Podczas rozwoju nowotworów o pochodzeniu nabłonkowym, komórki przechodzą podobny proces jak EMT. Charakteryzuje się on utratą polaryzacji komórkowej i zanikiem kontaktów międzykomórkowych, w połączeniu z nabyciem zdolności do migracji. Zatem białka regulujące polaryzację komórek mogą też wpływać na EMT komórek nowotworowych. Rozdział szósty opisuje udział Tiam1 w regulacji polaryzacji komórek nabłonkowych a szczególności tworzenia ścisłych połączeń międzykomórkowych (TJ). Zaobserwowaliśmy, że utrata Tiam1 hamuje tworzenie funkcjonalnych TJ. Tiam1 wiąże się do Par3, jednego z komponentów białkowego kompleksu polaryzacji- Par. Przez aktywację Par3 Tiam1 stymuluje kompleks-par, co prowadzi do aktywacji kinazy PKCζ, kontrolowanej przez ten kompleks. Podsumowując, wykazaliśmy, że niektóre onkogenne szlaki sygnalne współdziałają ze szlakiem Tiam1/Rac1 w procesie powstawania i rozwoju nowotworów. Dzieje się to poprzez modyfikacje podatności na apoptozę a także zwiększenie proliferacji komórek. Tiam1 może mieć również wpływ na rozwój, już zapoczątkowanych nowotworów przez swoją role w procesie polaryzacji komórkowej. To z kolei może odbić się na EMT, migracji komórek a co za tym idzie przerzutach nowotworowych. 154

11 List of publications List of publications Rygiel TP, Mertens AE, Strumane K, van der Kammen RA, Collard JG. The Rac activator Tiam1 prevents keratinocyte apoptosis by controlling ROS-mediated ERK phosphorylation. Journal of Cell Science 2008 Apr 15;121(Pt 8): Rygiel TP*, Malliri A*, van der Kammen RA, Song JY, Engers R, Hurlstone AF, Clevers H, Collard JG. The Rac activator Tiam1 is a Wnt-responsive gene that modifies intestinal tumor development. Journal of Biological Chemistry 2006 Jan 6;281(1): *equal contribution. Strumane K, Rygiel TP, van der Valk M, Collard JG. Tiam1-deficiency impairs mammary tumor formation in MMTV-c-neu but not in MMTV-c-myc mice. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology. 2009;135(1): Strumane K, Rygiel TP, Collard JG. The Rac activator Tiam1 and Ras-induced oncogenesis. Methods in Enzymology 2005;407: Mertens AE, Rygiel TP, Olivo C, van der Kammen R, Collard JG. The Rac activator Tiam1 controls tight junction biogenesis in keratinocytes through binding to and activation of the Par polarity complex. Journal of Cell Biology 2005;170(7): Appendixes 155

12

13 Curriculum Vitae Curriculum Vitae Tomasz Rygiel was born on 19th of October 1978 in Jasło, Poland. From 1992 to 1997 he attended the Mikołaj Kopernik High School in Krosno. In 1996 and 1997, he took part in the National Biology Olympiad and in 1997 he was laureate of the XXVI National Biology Olympiad. In 1997, he started his studies at the Faculty of Biology at the Warsaw University. As a student he was a member of Molecular Biology Students Association and the Field Biology Students Association. He was engaged in the organization of scientific workshop during the Warsaw Science Festival in 2000 and In 2001, he also organized the IX OAK International Workshop in the Scientific Presentation in Murzynowo. In 2002, thanks to the Erasmus Student Exchange Program, he conducted a 5-month research project at the University of Amsterdam at the Swammerdam Institute for Life Sciences. Under the supervision of Dr. Hans van der Spek he was involved in research concerning the structure of yeast mitochondrial chaperons Phb1 and Phb2. The same year he graduated at the Warsaw University with specialization in molecular biology. In December 2002, he started his graduate research project at the Division of Cell Biology in the Netherlands Cancer Institute. Under the supervision of Dr. J. G. Collard and Prof. Dr. A. J. M. Berns he conducted research focused on the role of the Rac1-activator Tiam1 in the regulation of cell signaling and in tumor onset and progression. In 2007, he joined the group of Prof. Dr. Linde Meyaard at the Department of Immunology at University Medical Center Utrecht, for his postdoctoral research. His current research is focused on the immune-regulation during anti-viral and anti-tumor immunological responses. Appendixes 157

14

15 Acknowledgments Acknowledgments It is a difficult and long journey if you look back. It takes a long time to finish the PhD studies, for some people it even takes longer! But now the journey is about to come to the end! On this long journey, I met and got help from many great people. I will start chronologically, even before the NKI period. First, I must thank my former supervisor Hans van der Spek, of the Erasmus student exchange traineeship, for convincing me to actually do a PhD study. Of course, I want to thank our beloved fearless leader (I hope I am not the first one to reveal this title) - John Collard, my NKI supervisor and co-promoter. First of all, he had the courage to recruit me and the patience to wait until my work/stay permit papers would be issued and I would eventually arrive to the Netherlands. Secondly, he had the endurance to work with me for long 56 months. Interestingly, even when I finished working at NKI I have still worked there (a bit)! Thank you John for your supervision and help during the whole period until the Gran Finale (I hope). We have had our ups and downs but eventually we have made this journey safely. I am also grateful to my promoter Anton Berns for enabling me to perform and defend this thesis. I must definitely thank our Greek Lady - Angeliki for the great support I have received during my first two years at the NKI. Thanks for your guidance and assistance. I hope you will grow into the big fish of the Rho GTPases-cancer field. I wish to thank also the guys (several boys) of the (in)famous H1, in particular to: Iman, Jaco(Kubuś), Norman, Sander(Olek) and Stephan (Stefek) {alphabetically}. I had a great time not only working with you but in particular not working with you. I really enjoyed our lab outings especially the Men s evenings! I loved that they were so spontaneous and joyful. I treasure our long and fierce discussions and jokes we did. Our escapades with the crown jewel of them, Prague/Proszowa trip, really great! Thinking about the guys, I can t forget the girls: Amra, Audrey, Kristin, Saskia and Sandra. It was really cool to work and party with you. Even though you were not invited for the men s evenings, we managed to have great time in and out of the lab. Special acknowledgments go to my paranimfs: Saskia and Sander. Thank you for the help with the defense stuff and in particular for the autochtoon taal part of this book. I would like to also name some people I enjoyed to work with in the Division of Cell Biology: Agnieszka M., Arnoud, Bas, Coert, Ed, Eric, Gerard, Hoa, Ivone, Johan, Karine, Kees, Kevin, Maaike, Marlon, Michiel L., Michiel P., Rob R., Rob vdk., Rosalie, Sandy, Saskia ve. Furthermore, I thank several people from other departments: Anthony, Andrej, Tos, Vaso(iliki), Francesca, Lisbeth and Tom. In 2007, I moved my scientific activities (mostly) to Utrecht and this event opened a whole new chapter in my life and in this acknowledgments! Appendixes 159

16 I wish to thank Linde Meyaard first of all for, allowing me to finish my delayed PhD studies. I am also very grateful for your scientific and non-scientific support. Furthermore, I would like to thank my colleagues from the LAIR group and broad Immunology department: Ellen, Eva, Floor, Margreet, Mariam, Marloes, Guru, Rosanne, Steven, Tessa, Talitha and Willemien {alphabetically!} but also to: Ana, Frans, Kees, Ineke, Marco, Peter and Susanne. Of course, I haven t named all of you whom I want to thank, you are just too many! By moving to another country you meet a lot of new people. They enable you to learn about their culture, their countries and customs but you can also understand more about yourself. I am extremely thankful for this. Last but not least I have special acknowledgments to my family: Chciałbym bardzo podziękować moim rodzicom za to, że zawsze troszczyli się o mnie i pozwolili mi rozwijać moje pasje, nawet wtedy gdy wydawały się trochę szalone. Dziękuje też mojemu ulubionemu (młodszemu) bratu Krzysiowi, który był mi wsparciem i wiernym kibicem w wielu przedsięwzięciach. At the very end I would like to thank the most important person Agnieszka! Najdroższa, dziękuję Ci za to ze jesteś ze mną. Za wspaniałe chwile radości i uniesień, a także za wsparcie w trudnych momentach. Tylko Ty wiesz jak dużo wysiłku kosztował mnie ten doktorat a Ty byłaś mi zawsze pomocną dłonią! Z Tobą wszystko jest łatwiejsze! Tomek Amsterdam, 28 th February