Title (eng)
IRES-mediated Translation of Laminin B1 during Hepatocellular Epithelial to Mesenchymal Transition
Parallel title (deu)
IRES-vermittelte Translation von Laminin B1 während der epithelialen- mesenchymalen Transition
Author
Nicole Them
Advisor
Wolfgang Mikulits
Assessor
Wolfgang Mikulits
Abstract (deu)
Die Initiation der Translation zellulärer mRNAs wird von einem „Scanning“-Mechanismus reguliert, welcher von der Präsenz der m7G-Cap-Struktur am 5‘-Terminus der mRNA abhängig ist. Zusätzlich gibt es einen Prozess, bei dem Ribosomen innerhalb der 5’-untranslatierten Region (5’-UTR) direkt an ein RNA-Motiv, dem sogenannten „internal ribosome entry site“ (IRES), binden. Zelluläre mRNAs mit IRESs spielen eine wichtige Rolle in der Tumorprogression. Die epitheliale-mesenchymale Transition (EMT) von Hepatozyten nimmt eine Schlüsselrolle in der Tumorentwicklung ein und wird durch die Kooperation von „Transforming Growth Factor“ (TGF)-β und onkogenem Ras induziert. Diese EMT-transformierten Zellen weisen nicht nur einen verstärkten „Platetelet-Derived Growth Factor” (PDGF) Signalweg, sondern auch eine vermehrte Translation der Laminin B1 (LamB1) mRNA auf. Ein IRES innerhalb der LamB1 5’-UTR ist für die Hochregulierung dieser extrazellulären Matrixkomponente verantwortlich. Während der EMT neoplastischer Hepatozyten akkumuliert der IRES trans-aktivierende Faktor La im Zytoplasma und bindet an den LamB1 IRES um seine Translation zu verstärken. In dieser Arbeit haben wir Signalwege analysiert, welche die LamB1 IRES Translation regulieren. Wir untersuchten Zelllinien maligner Hepatozyten, die onkogenes Ras oder mutierte Versionen von Ras Subeffektor Signalwegen exprimieren. Zusätzlich verwendeten wir pharmakologische Inhibitoren in Maushepatozyten. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass primär der „Mitogen-Activated Protein Kinase” (MAPK) Signalweg die LamB1 IRES Translation in epithelialen Hepatozyten kontrolliert und dass nach der EMT sowohl der MAPK als auch der „Phosphatidylinositol 3-Kinase” (PI3K) Signalweg die LamB1 IRES Translation erhöhen. Zusätzlich weisen unsere Daten darauf hin, dass der MAPK Signalweg der Hauptregulationsweg für die LamB1 IRES Translation während der hepatozellulären EMT ist. Weitere Untersuchungen zeigten, dass der PDGF Signalweg die La Akkumulation im Zytoplasma kontrolliert und dadurch die LamB1 IRES Aktivität in EMT- transformierten Hepatozyten erhöht. Daraus schließen wir, dass der PDGF Signalweg während der hepatozelluären EMT nicht nur die MAPK und PI3K Signalwegaktivierung steigert, sondern auch zu einer Akkumulation von La im Zytoplasma führt, welche eine Erhöhung der LamB1 IRES Translation bewirkt.
Abstract (eng)
Translation of cellular mRNAs is most frequently started by the cap-dependent scanning mechanism. However, another initiation process directly recruits ribosomes to a RNA motif located within the 5’-untranslated region (5’-UTR), referred to as internal ribosome entry site (IRES). Several IRES-containing mRNAs have important roles during tumor progression. The epithelial to mesenchymal transition (EMT) represents a crucial mechanism of hepatocellular carcinoma development, which is caused by the synergy of transforming growth factor (TGF)-β and oncogenic Ras, involving an upregulation of platelet-derived growth factor (PDGF) signaling. Interestingly, elevated translation of the extracellular matrix component laminin B1 (LamB1) was observed during hepatocellular EMT. The increase of LamB1 was found to depend on an IRES element located in the 5’-UTR of its mRNA. Furthermore, the IRES trans-acting factor La showed accumulation in the cytoplasm and was identified to bind and enhance LamB1 IRES activity upon EMT. In this study we analyzed the signaling pathways regulating LamB1 IRES translation during hepatocellular EMT. We employed different murine hepatocyte cell lines expressing oncogenic Ras or mutant versions of Ras subeffector signaling. Additionally, we performed pharmacological interference in murine hepatocytes. Our results suggest that mainly the mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway controls LamB1 IRES translation in epithelial hepatocytes and that upon EMT the MAPK as well as the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) pathway regulate the LamB1 IRES translation. Moreover, the data indicate that the MAPK pathway is the major regulatory pathway of LamB1 IRES during hepatocellular EMT. Further investigations showed that PDGF signaling enhances LamB1 IRES activity by controlling cytoplasmic La localization in EMT-transformed hepatocytes. Therefore, we propose that the PDGF signaling enhances MAPK and PI3K signaling as well as cytoplasmic La localization, which upregulates LamB1 IRES translation upon hepatocellular EMT.
Keywords (eng)
translationIRESLaminin B1Laepithelial-mesenchymal transitionTGF-bPDGF
Keywords (deu)
translationIRESLaminin B1Laepitheliale-mesenchymale TransitionTGF-bPDGF
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1276927
rdau:P60550 (deu)
71 S. : Ill., graph. Darst.
Number of pages
71
Association (deu)
Title (eng)
IRES-mediated Translation of Laminin B1 during Hepatocellular Epithelial to Mesenchymal Transition
Parallel title (deu)
IRES-vermittelte Translation von Laminin B1 während der epithelialen- mesenchymalen Transition
Author
Nicole Them
Abstract (deu)
Die Initiation der Translation zellulärer mRNAs wird von einem „Scanning“-Mechanismus reguliert, welcher von der Präsenz der m7G-Cap-Struktur am 5‘-Terminus der mRNA abhängig ist. Zusätzlich gibt es einen Prozess, bei dem Ribosomen innerhalb der 5’-untranslatierten Region (5’-UTR) direkt an ein RNA-Motiv, dem sogenannten „internal ribosome entry site“ (IRES), binden. Zelluläre mRNAs mit IRESs spielen eine wichtige Rolle in der Tumorprogression. Die epitheliale-mesenchymale Transition (EMT) von Hepatozyten nimmt eine Schlüsselrolle in der Tumorentwicklung ein und wird durch die Kooperation von „Transforming Growth Factor“ (TGF)-β und onkogenem Ras induziert. Diese EMT-transformierten Zellen weisen nicht nur einen verstärkten „Platetelet-Derived Growth Factor” (PDGF) Signalweg, sondern auch eine vermehrte Translation der Laminin B1 (LamB1) mRNA auf. Ein IRES innerhalb der LamB1 5’-UTR ist für die Hochregulierung dieser extrazellulären Matrixkomponente verantwortlich. Während der EMT neoplastischer Hepatozyten akkumuliert der IRES trans-aktivierende Faktor La im Zytoplasma und bindet an den LamB1 IRES um seine Translation zu verstärken. In dieser Arbeit haben wir Signalwege analysiert, welche die LamB1 IRES Translation regulieren. Wir untersuchten Zelllinien maligner Hepatozyten, die onkogenes Ras oder mutierte Versionen von Ras Subeffektor Signalwegen exprimieren. Zusätzlich verwendeten wir pharmakologische Inhibitoren in Maushepatozyten. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass primär der „Mitogen-Activated Protein Kinase” (MAPK) Signalweg die LamB1 IRES Translation in epithelialen Hepatozyten kontrolliert und dass nach der EMT sowohl der MAPK als auch der „Phosphatidylinositol 3-Kinase” (PI3K) Signalweg die LamB1 IRES Translation erhöhen. Zusätzlich weisen unsere Daten darauf hin, dass der MAPK Signalweg der Hauptregulationsweg für die LamB1 IRES Translation während der hepatozellulären EMT ist. Weitere Untersuchungen zeigten, dass der PDGF Signalweg die La Akkumulation im Zytoplasma kontrolliert und dadurch die LamB1 IRES Aktivität in EMT- transformierten Hepatozyten erhöht. Daraus schließen wir, dass der PDGF Signalweg während der hepatozelluären EMT nicht nur die MAPK und PI3K Signalwegaktivierung steigert, sondern auch zu einer Akkumulation von La im Zytoplasma führt, welche eine Erhöhung der LamB1 IRES Translation bewirkt.
Abstract (eng)
Translation of cellular mRNAs is most frequently started by the cap-dependent scanning mechanism. However, another initiation process directly recruits ribosomes to a RNA motif located within the 5’-untranslated region (5’-UTR), referred to as internal ribosome entry site (IRES). Several IRES-containing mRNAs have important roles during tumor progression. The epithelial to mesenchymal transition (EMT) represents a crucial mechanism of hepatocellular carcinoma development, which is caused by the synergy of transforming growth factor (TGF)-β and oncogenic Ras, involving an upregulation of platelet-derived growth factor (PDGF) signaling. Interestingly, elevated translation of the extracellular matrix component laminin B1 (LamB1) was observed during hepatocellular EMT. The increase of LamB1 was found to depend on an IRES element located in the 5’-UTR of its mRNA. Furthermore, the IRES trans-acting factor La showed accumulation in the cytoplasm and was identified to bind and enhance LamB1 IRES activity upon EMT. In this study we analyzed the signaling pathways regulating LamB1 IRES translation during hepatocellular EMT. We employed different murine hepatocyte cell lines expressing oncogenic Ras or mutant versions of Ras subeffector signaling. Additionally, we performed pharmacological interference in murine hepatocytes. Our results suggest that mainly the mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway controls LamB1 IRES translation in epithelial hepatocytes and that upon EMT the MAPK as well as the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) pathway regulate the LamB1 IRES translation. Moreover, the data indicate that the MAPK pathway is the major regulatory pathway of LamB1 IRES during hepatocellular EMT. Further investigations showed that PDGF signaling enhances LamB1 IRES activity by controlling cytoplasmic La localization in EMT-transformed hepatocytes. Therefore, we propose that the PDGF signaling enhances MAPK and PI3K signaling as well as cytoplasmic La localization, which upregulates LamB1 IRES translation upon hepatocellular EMT.
Keywords (eng)
translationIRESLaminin B1Laepithelial-mesenchymal transitionTGF-bPDGF
Keywords (deu)
translationIRESLaminin B1Laepitheliale-mesenchymale TransitionTGF-bPDGF
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1276928
Number of pages
71
Association (deu)
License
Citable links
Other links
Managed by
Details
Metadata
Export formats
Universitätsring 1, 1010 Wien | T
T +43-1-4277-0