University of Oulu

Claudins and epitheliomesenchymal transition in lung carcinomas and chronic obstructive pulmonary disease

Saved in:
Author: Merikallio, Heta
Organizations: University of Oulu Graduate School
University of Oulu, Faculty of Medicine, Institute of Clinical Medicine, Department of Internal Medicine
University of Oulu, Respiratory Research Unit
University of Oulu, Clinical Research Center
Oulu University Hospital
University of Eastern Finland, Institute of Clinical Medicine, Pathology and Forensic Medicine, Cancer Center of Eastern Finland
Kuopio University Hospital, Department of Clinical Pathology
Format: eBook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 1.3 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526202471
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2013
Publish Date: 2013-10-22
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic Dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium 8 of Oulu University Hospital, on 1 November 2013, at 12 noon
Tutor: Docent Terttu Harju
Professor Ylermi Soini
Reviewer: Doctor Katri Koli
Professor Markku Kallajoki
Opponent: Docent Marjukka Myllärniemi
Description:

Abstract

Lung cancers and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are the most common smoking-related lung diseases and both have high mortality rate. Tight junctions (TJ) are apical junctions between epithelial cells that regulate the permeability of epithelium and form the tight junction along with occludin. Dysfunction of the TJ and dysregulation of TJ proteins leads to a loss of cell-cell adhesion and a loss of cohesion as well as epitheliomesenchymal transition. These increase invasion of lung carcinomas and possibly predispose to the exacerbations in COPD. Therefore, the aim of this thesis was to study expression and regulation of claudins in different lung carcinomas and COPD.

Carcinomas expressed claudins 1, 2, 3, 4, 5 and 7 in different variations. Claudin 5 expression was weak in all carcinoma types. Strong claudin 1, 4 and 7 expression was associated with better survival in squamous cell carcinoma and adenocarcinoma. Claudin 3 expression was associated with COPD in large airways. Claudins 3 and 4 was found to be stronger in small airways of smokers and COPD patients than in non-smokers.

Transcription factor snail had prognostic value in lung carcinomas. Negative snail expression was associated with longer life expectancy in lung carcinoma patients. Negative snail expression was associated with up-regulated claudin 5 and 7 expression, while strong expression was associated with low claudin 1 and 3 expression. Transcription factors slug and twist were inversely associated with claudins 3 and 4 in small and large airways. Slug expression was higher in non-smokers than in COPD patients and smokers.

Transcription factor knockdown increased claudin expression in normal bronchial cell line. Except for claudin 2 and 7, which were decreased. Adenocarcinoma-like cell line was not affected by snail knockdown and in squamous cell carcinoma-like cell line claudin 3, 4 and 7 expression was increased. Transcription factor snail knockdown inhibited invasion of cell lines. Twist knockdown increased transepithelial resistance in normal bronchial cell line indicating higher barrier function in cell layer.


Tiivistelmä

Keuhkosyöpä ja keuhkoahtaumatauti ovat yleisiä tupakoinnin aiheuttamia keuhkosairauksia, joissa on korkea kuolleisuus. Tupakointi aiheuttaa muutoksia keuhkojen epiteelisoluissa ja solujen välisissä liitoksissa. Tiivisliitokset solujen välillä säätelevät epiteelin rakennetta ja läpäisevyyttä. Klaudiinit ovat proteiineja, jotka muodostavat tiivisliitoksen yhdessä okkludiinin kanssa. Tiivisliitos proteiinien toimintahäiriöt voivat johtaa solujen välisten liitosten katoamiseen ja epiteelin hajoamiseen sekä epiteelisolujen muuntumiseen mesenkymaalisten solujan kaltaisiksi. Nämä seikat lisäävät invaasiota keuhkosyövissä ja saattavat altistaa pahenemisvaiheisiin keuhkoahtaumataudissa. Väitöskirjassa tutkittiin klaudiinien ilmentymistä ja säätelyä keuhkosyövässä ja keuhkoahtaumataudissa.

Klaudiinien1, 2, 3, 4, 5 ja 7 esiintyminen keuhkosyövän histologisissa alatyypeissä vaihteli. Klaudiinien 1, 4 ja 7 voimakas ilmentyminen voitiin yhdistää pidempään elinikään potilailla, joilla oli levyepiteeli- tai adenokarsinooma. Klaudiini 3:n ilmentyminen liittyi keuhkoahtaumatautiin suurissa hengitysteissä. Klaudiinien 3 ja 4 voimakas ilmeneminen pienissä ilmateissä oli yleisempää keuhkoahtaumatautipotilailla ja tupakoitsijoilla kuin tupakoimattomilla henkilöillä.

Transkriptiotekijä snailin puuttuminen keuhkosyövässä liittyi potilaiden pidempään elinaikaan. Klaudiinien 5 ja 7 ilmeneminen oli voimakkaampaa, kun snailin määrä oli vähäinen. Klaudiinien 1 ja 3 ilmeneminen väheni snail:in ollessa voimakas keuhkosyövässä. Traskriptiotekijöiden (slug ja twist) ilmeneminen liittyi käänteisesti klaudiinien ilmentymiseen pienissä ja suurissa ilmateissä. Slugin ilmeneminen oli voimakkaampaa tupakoimattomilla henkilöillä kuin tupakoivilla tai keuhkoahtaumatautia sairastavilla.

Transkriptiotekijöiden snail, slug ja twist toiminnan estäminen lisäsi klaudiinien määrää normaaleissa keuhkon epiteelisoluissa. Poikkeuksen muodostivat klaudiinit 2 ja 7, joiden määrä väheni kun snail:in toiminta oli estetty. Adenokarsinooma-soluissa snailin estolla ei ollut vaikutusta, ja levyepiteelisyövän soluissa klaudiinien 3, 4 ja 7 määrä kasvoi. Snail myös vähensi solujen invaasiota. Transkriptiotekijä twistin toiminnan esto normaaleissa keuhkoepiteelisoluissa nosti solumaton läpi kulkevan sähkön resistenssiä, mikä on osoitus tiiviistä solujen välisistä liitoksista.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. D, Medica
ISSN: 0355-3221
ISSN-E: 1796-2234
ISSN-L: 0355-3221
ISBN: 978-952-62-0247-1
ISBN Print: 978-952-62-0246-4
Issue: 1213
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.