EfnA5 is a Non-Canonical Eph-Receptor Ligand and an Unfavorable Factor in High-Grade Serous Ovarian Cancer

Show full item record

Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201906052299
Title: EfnA5 is a Non-Canonical Eph-Receptor Ligand and an Unfavorable Factor in High-Grade Serous Ovarian Cancer
Author: Jukonen, Joonas
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Faculty of Biological and Environmental Sciences
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201906052299
http://hdl.handle.net/10138/302590
Thesis level: master's thesis
Abstract: Eph-reseptorit (engl. Erythropoietin producing hepatocellular) ja niiden solukalvolle ankkuroidut efriiniligandit muodostavat nisäkkäiden suurimman reseptorityrosiinikinaasien proteiiniperheen. Yksilönkehityksen aikana Eph-efriiniviestintä säätelee yksilönkehityksen aikana muun muassa solujen migraatiota ja aksonien ohjautumisen kaltaisia toimintoja, erilaistuneissa kudoksissa esimerkiksi haavojen parantumista ja kudosrajojen ylläpitoa. Koska efriiniligandit sijoittuvat solukalvolle, Eph-efriiniviestintä pystyy kulkemaan kahteen suuntaan: eteenpäin Eph-reseptoria ilmentävään soluun, sekä taaksepäin efriiniligandia ilmentävään soluun. Tärkeiden yksilönkehityksen ja homeostaasin ylläpidon fysiologisten toimintojen lisäksi Eph-efriiniviestinnän on todettu olevan yhteyksissä useisiin sairauksiin, kuten moniin syöpiin, joissa Eph-efriiniviestinnän tasapaino on häiriintynyt. Esimerkkinä onkogeeniksi tunnistettu EphA2-reseptori, jolla on todettu olevan kaksi viestintätapaa, joista toinen on kasvua rajoittava ja toinen onkogeeninen. Näitä viestintätapoja säädellään reseptorin fosforylaatiotiloilla. Korkean pahanasteisuusluokan seroosikarsinooma on yleisin munasarjasyövän tyyppi, sekä tappavin gynekologinen syöpä, jonka viiden vuoden selviytymisennuste on hyvin huono. Korkean pahanasteisuusluokan seroosikarsinoomat eivät alkuvaiheissa oireile, mutta alkavat muodostaa nopeasti etäpesäkkeitä vatsaontelon alueelle suoraan alkuperäisestä kasvaimesta irtoavien syöpäsolujen takia. Pienellä potilasjoukolla tehty tutkimus on antanut viitteitä Eph-efriiniviestinnän merkityksestä korkean pahanasteisuusluokan seroosikarsinooman selviytymisennusteessa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia Eph-efriiniviestintää korkean pahanasteisuusluokan seroosikarsinoomassa. Suuren potilasjoukon mRNA-sekvensointiaineistosta analysoitiin Eph-efriiniperheen geenien ekspression vaikutus potilaiden selviytymiseen. Tämän analyysin pohjalta löytyneiden mielenkiintoisten proteiinien toimintaa tutkittiin solulinjakokeilla. Lisäksi kliinisten näytteitä tutkittiin mielenkiintoisia proteiineja värjäämällä sekä tuoreita potilasnäytteitä että The Cancer Genome Atlaksen 428-potilaisen korkean pahanasteisuusluokan seroosikarsinoomanäyteryhmän mRNA-mikrosiruaineistosta analysoitiin kaikkien Eph-efriiniperheen geenien ilmennyksen korrelaatio selviytymisennusteeseen Kaplan-Meier-estimaattorilla. Kokeet solulinjoilla tehtiin rekombinanttiefriinikäsittelyillä ja siRNA-hiljennyksillä. Data analysoitiin Western blot-tekniikalla ja immunofluoresenssivärjäyksillä. Turun yliopistollisesta keskussairaalasta saatuja potilasnäytteitä analysoitiin immunohistokemiallisilla värjäyksillä, immunofluoresenssivärjäyksillä ja mRNA-sekvensoinnilla. Korkealla EfnA5:llä oli merkittävä korrelaatio potilaiden huonon selviytymisennusteen kanssa, toisin kuin usein efriineillä syövissä. Matala EfnA3 korreloi merkittävästi huonon selviytymisennusteen kanssa. Tunnettujen onkogeenien EphA2 ja EphA4 korkea ilmentyminen korreloi merkittävästi huonon selviytymisennusteen kanssa. Solulinjojen käsittely EfnA5:llä johti suurempaan määrään onkogeenistä EphA2-viestintää kuin tyypillinen Eph-efriiniviestintä EfnA1-käsittelyllä. EfnA5:n hiljentäminen lisäsi kasvua rajoittavan EphA2-viestintää, kun taas EfnA1-hiljennys lisäsi onkogeenistä EphA2-viestintää. Useita munasarjatyyppejä sisältävällä kliinisellä näytekokoelmalla tehty immunohistokemiavärjäys osoitti EfnA5:n assosioituvan merkittävästi korkean pahanlaatuisuusasteen seroosikarsinoomaan. EfnA5:n ilmentyminen myös kasvoi merkittävästi korkean pahanlaatuisuusluokan seroosikarsinooman edetessä. Eph-efriiniviestintä on yhdistetty useiden syöpien selviytymisennusteeseen, mutta viestinnän mekanismit syövissä ovat toistaiseksi pysyneet melko tuntemattomina, poislukien esimerkiksi EphB4-EfnB2-välitteinen angiogeneesi. Tämä tutkimus tarjoaa uutta tietoa onkogeenisestä Eph-efriiniviestinnästä, osoittaen että EphA2:n onkogeenistä viestintää voivat säädellä myös efriinit jo entuudestaan tunnetun kinaasivälitteisen aktivaatioreitin lisäksi. EfnA5:n epätyypillistä toimintaa korostaa sen välittämän viestinnän onkogeenisuus tyypilliseen Eph-efriiniviestintään verrattuna, sekä EfnA5:n assosiaatio korkean pahanasteisuusluokan seroosikarsinoomaan, sekä EfnA5:n kasvu tämän hyvin aggressiivisen syövän edetessä. Vaikka tässä tutkimuksessa takaperin etenevää Eph-efriiniviestintää ei tutkittu, korostaa tämä tutkimus efriinien tärkeyttä syövässä tapahtuvasssa Eph-efriiniviestinnässä. Syövissä tapahtuvaa Eph-efriiniviestintää tutkittaessa ei pitäisi keskittyä pelkästään Eph-reseptoreihin, vaan huomioida myös efriinien mahdollinen vaikutus.Eph (Erythropoietin producing hepatocellular) receptors and their membrane-bound ligands, ephrins, form the largest family of receptor tyrosine kinases in mammals. They regulate functions such as cell migration and axon guidance during development, and wound healing and tissue boundary maintenance in mature tissues for example. Due to the membrane-bound nature of the ephrin ligands, Eph-ephrin signalling can proceed in two directions: forward (Eph-expressing cell) and reverse (ephrin expressing cell). In addition to its critical physiological functions in development and tissue homeostasis, the Eph-ephrin system has also been implicated in multiple diseases, including several cancers, in which the aberrant expression of Eph receptors and ephrins are often present. The EphA2 receptor for example has been identified as an oncogene with a dual mode of action as either tumor suppressor or an oncogene through distinct phosphorylation statuses of the receptor. High-grade serous ovarian cancer is the most common subtype of ovarian cancer, and the deadliest gynaecological malignancy with a dismal five-year survival rate. High-grade serous ovarian cancer does not present symptoms at an early stage, yet it quickly progresses into forming peritoneal metastases by cell shedding from the primary tumour. Small patient cohort studies have given indications of the correlation between the Eph-ephrin system and survival in ovarian cancer. This aim of this study was to investigate the impact of the Eph-ephrin system in high-grade serous ovarian cancer using a large patient cohort mRNA expression dataset to obtain survival association data of proteins of interest used with cell-based studies and the analysis of clinical samples in the form of tumor microarrays and fresh primary samples to investigate the functions of the found proteins of interest. A 428-patient The Cancer Genome Atlas high-grade serous ovarian cancer microarray mRNA dataset was analysed using the Kaplan-Meier estimator for each Eph-ephrin family member. Cell based studies were performed with recombinant ephrin treatments and ephrin knockdowns. These data were analysed using Western blotting and immunofluorescence stainings. Clinical high-grade serous ovarian cancer samples obtained from Turku University Hospital were analysed using immunohistochemistry, immunofluorescence stainings, and mRNA sequencing. EfnA5 had a significant correlation of high expression and poor survival, which is atypical to ephrins. Low EfnA3 correlated with poor survival. High levels of known oncogenes EphA2 and EphA4 also correlated with poor survival. EfnA5 treatment resulted in increased oncogenic EphA2 signaling in comparison with canonical Eph-ephrin signalling mediated by EfnA1. Knockdown of EfnA5 increased canonical, tumour suppressive EphA2 signaling, while EfnA1 knockdown increased oncogenic EphA2 signaling. Immunohistochemical analysis of tumour microarrays with multiple ovarian cancer subtypes displayed an association between the highly malignant high-grade serous subtype and EfnA5 expression. In addition to this, EfnA5 expression was increased during high-grade serous ovarian cancer progression. The Eph-ephrin system is implicated in the survival associations of multiple cancers, but the exact functions facilitated by Eph-ephrin signalling in cancer have remained relatively unknown, with the exception of EphB4-EfnB2 driven angiogenesis. This study offers insights into oncogenic Eph-ephrin signalling in ovarian cancer, displaying that oncogenic EphA2 functions can be altered by ephrins in addition to the known kinase crosstalk pathway. The noncanonical nature of EfnA5 is highlighted by its oncogenic functions in comparison to typical Eph-ephrin signalling, and the significant increase of EfnA5 expression during high-grade serous ovarian cancer progression and association with this highly malignant subtype of ovarian cancer. Although the reverse signalling effects of EfnA5 were not studied, this study highlights the importance of ephrins in Eph-ephrin signalling in cancer, presenting that the focus should not be only on the Eph receptors when studying the oncogenic signalling facilitated by the Eph-ephrin system.
Subject: Ephrin
Eph receptor
Ovarian cancer
Discipline: biokemia
Biochemistry
biokemi


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record