Rad51c is a Tumor Suppressor in Mammary and Sebaceous Glands

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-1464-8
Title: Rad51c is a Tumor Suppressor in Mammary and Sebaceous Glands
Author: Tumiati, Manuela
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Department of Biosciences, Genetics division
Institute for Molecular Medicine Finland, FIMM
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2015-09-08
Language: en
Belongs to series: Dissertationes Scholae Doctoralis Ad Sanitatem Investigandam Universitatis Helsinkiensis - URN:ISSN:2342-317X
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-1464-8
http://hdl.handle.net/10138/156284
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Breast cancer is the second most common cancer in the world and the most common cancer among women. Germ-line mutations in the DNA repair gene RAD51C (RAD51 paralog C) predispose women to breast and ovarian cancers, yet the mechanisms by which a lack of RAD51C causes tumorigenesis are poorly understood. RAD51C deficiency is thought to promote cancer by preventing correct repair of DNA double-strand breaks, leading to accumulation of somatic mutations and genomic instability, a cancer hallmark. Similarly, defects in other genes involved in repair of DNA double-strand breaks, such as BRCA1 (breast cancer 1, early onset), BRCA2 (breast cancer 2, early onset), or PALB2 (partner and localizer of BRCA2), are linked to breast cancer, suggesting that the mammary gland is particularly susceptible to genomic instability. We know that RAD51C-null cells from several organisms present a number of chromosomal aberrations, and Rad51c knockout mice die during early embryogenesis from massive Trp53-mediated apoptosis. A previously generated mouse model demonstrated that when Rad51c is lost together with Trp53, multiple tumors develop approximately at one year of age. However, while Trp53 knock-out mice predominantly develop osteo- and myosarcomas, a spontaneous loss of both Rad51c and Trp53 in double-mutant mice leads mostly to development of epithelial-derived carcinomas, especially in mammary glands, skin, and skin-associated specialized sebaceous glands. While suggesting a possible role for Trp53 in the Rad51c-mediated tumorigenesis, this study left several questions unaddressed. First, the ability of Rad51c loss to induce tumor formation independently of Trp53 stood as an open question. Second, the mechanisms by which Rad51c might cause malignant transformation remained unclear. Last, there was complete absence of information about the role of RAD51C in the mammary gland. We set out to fill these gaps by generating a skin and skin-associated Rad51c knock-out mouse model. For this purpose, we conditionally deleted Rad51c and/or Trp53 from basal cells of the epidermis and ectodermal-derived glands using Keratin 14 Cre-mediated recombination. With this model, we demonstrated that deletion of Rad51c alone is not sufficient to drive tumorigenesis but impairs the proliferation of sebaceous cells and causes their transdifferentiation into terminally differentiated keratinocytes. In addition, we reported that Rad51c/p53 double mutant mice develop multiple tumors in skin and mammary and sebaceous glands at around six months of age, while Trp53-mutants have a tumor-free survival of 11 months and a lower tumor burden. We also observed that in situ carcinomas are detectable in Rad51c/p53 double mutant mice as early as four months of age, which provided a tool for studying the early phases of tumorigenesis. Notably, we reported that mouse mammary tumors recapitulate several histological features of human RAD51C-associated breast cancers, especially a luminal-like, hormone receptor-positive status. Finally, we described that loss of RAD51C causes chromosomal aberrations in both mouse and human cells, providing a direct translational link between the phenotype observed in the two species.Rintasyöpä on naisten yleisin syöpä ja maailmanlaajuisesti toiseksi yleisin syöpätyyppi. Periytyvät mutaation DNA korjausgeeni RAD51C:ssä (RAD51 paralogi C) altistavat naisia rinta- ja munasarjasyövälle vaikka mekanismit, joilla RAD51C puutos aiheuttaa kasvaimenmuodostusta ovat huonosti tunnettuja. RAD51C puutoksen on ajateltu lisäävän syövän muodostusta estämällä DNA:n kaksoisjuosteeseen syntyvien katkosten korjaamista, mikä näinollen lisää somaattisten mutaatioiden määrää ja genomin yleistä epävakautta. Nämä ovat yleisesti hyväksyttyjä syövän tunnusmerkkejä. Myös muiden DNA kaksoisjuosteen korjaukseen osallistuvien geenien kuten BRCA1 ja BRCA2 geenien tai PALB2 (BRCA2 geenin toimintaan säätelevä) geenin häiriöiden on näytetty liittyvän rintasyöpään, mikä tekee maitorauhasesta erityisen herkän genomiselle häiriöille. Monelta eliöltä tiedetään RAD51C puutteisten solujen johtavan kromosomaalisiin muutoksiin. Lisäksi Rad51c poistogeeniset hiiret kuolevat varhaisessa sikiönkehityksessä laaja-alaiseen Trp53 välitteiseen solukuolemaan. Aiemmin tehty hiirimalli osoittaa Rad51c puuttuessa yhtä aikaa Trp53 geenin kanssa johtavan useiden kasvainten muodostukseen yhden vuoden iässä. Trp53 poistogeenisen hiiren saadessa pääasiallisesti luu- ja lihassarkoomia, spontaani Rad51c geenin puuttuminen Trp53 poistogeenisellä hiirellä johtaa pääasiassa epiteelijohdannaisiin karsinoomiin erityisesti maitorauhasessa, ihossa ja ihojohdannaisissa erilaistuneissa talirauhasissa. Tämä viittaisi Trp53-geenin osallisuuteen Rad51c-välitteisessä syövän muodostuksessa. Aiemmissa tutkimuksissa ei ole käynyt ilmi kykeneekö Rad51c puutos aiheuttamaan syöpää riippumatta Trp53 geenistä. Toiseksi, aiemmin ei on pystytty vastaamaan siihen millä mekanismilla Rad51c puutos aiheuttaa pahalaatuisen transformaation. Lisäksi RAD51C roolista maitorauhasessa ei ole lähes lainkaan aiempaa tietoa. Tutkimuksessa keskityttiin vastaamaan näihin kysymyksiin luomalla hiirimalli, jossa Rad51c-poistogeeni oli ihossa ja iho-johdannaisissa rakenteissa. Rad51c poistettiin epidermiksen basaalisoluista ja ektodermaalista alkuperää olevista rakenteista yhdessä tai ilman Trp53-geeniä käyttämällä Keratiini 14 Cre-välitteistä rekombinaatiota. Tätä mallia hyväksikäyttämällä tutkimuksessa näytettiin Rad51c geenin oleva riittämätön yksin aiheuttamaan kasvaimenmuodostusta, mutta häiritsevän talirauhasen solunjakautumista ja johtavan transdifferentiaation kautta niiden erilaistumiseen keratinosyyteiksi. Lisäksi työssä havaittiin Rad51c/p53 tuplamutanttien kehittävän useita iho, maito- ja talirauhasen kasvaimia puolen vuoden iässä, toisin kuin Trp53-poistogeeniset hiiret, jotka selviävät 11 kuukautta ilman kasvaimia. Työssä havaittiin lisäksi in situ karsinoomien ilmaantuminen Rad51c/p53 tuplamutanteille jo neljän kuukauden iässä, mahdollistaen siten kasvaimen alkuvaiheiden tutkimisen. Tutkimuksessa havaittiin hiiren maitorauhasen kasvaimen jäljittelevän useita histologisia piirteitä ihmisen Rad51c geenin aiheuttamasta rintasyövästä (luminaalityypin kasvain ja hormoonireseptori positiivisuus). Lopuksi työssä käy ilmi, että RAD51C puutos aiheuttaa kromosomaalisia muutoksia sekä hiiren, että ihmisen soluissa antaen suoran translationaalisen linkin kahden eri lajilla havaitun syövän ilmiasujen väliltä.
Subject: cancer genetics
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Rad51c_e-thesis.pdf 1.956Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record