Nucleolar RNAs and Proteins in Leukemia and Zebrafish Development
Teittinen, Kaisa (2014)
Teittinen, Kaisa
Tampere University Press
2014
Lastentautioppi/molekyylibiologia - Pediatrics/molecular biology
Lääketieteen yksikkö - School of Medicine
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Väitöspäivä
2014-02-20
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-44-9362-1
https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-44-9362-1
Tiivistelmä
Tumajyväsen rooli leukemiassa ja seeprakalan kehityksessä
Syöpä on yleisnimi sairauksille, joissa elimistön solujen muuntuminen johtaa niiden hallitsemattomaan kasvuun ja jakautumiseen. Verisyövässä eli leukemiassa valkosolujen kehittyminen häiriintyy, jolloin poikkeavia epäkypsiä soluja tuotetaan valtavasti. Leukemioita tavataan kaikenikäisillä, ja ne ovat taudinkuvaltaan ja ennusteeltaan kirjava joukko. Leukemiat jaotellaan karkeasti alatyyppeihin taudin etenemisnopeuden (akuutti tai krooninen) sekä leukemiasolujen alkuperän (lymfaattinen tai myelooinen) perusteella. Akuutti lymfoblastinen leukemia (ALL) on lasten yleisin leukemiatyyppi. ALL voi olla lähtöisin joko T-soluista (T-ALL) tai pre-B-soluista (pre-B-ALL).
Tumajyvänen on solun tumassa erottuva rakenne, jonka päätehtävä on valmistaa pieniä soluelimiä, ribosomeja. Ribosomit puolestaan ovat vastuussa proteiinien eli valkuaisaineiden tuottamisesta soluissa, ja ne ovat välttämättömiä solun normaalille toiminnalle. Syöpäsoluilla on usein suurentuneet tumajyväset. Tämän oletetaan olevan seurausta syöpäsolun kasvaneesta tarpeesta tuottaa proteiineja, mikä edellyttää ribosomien tehokasta valmistamista tumajyväsessä. Myös itse tumajyväselle on ehdotettu roolia syövän kehittymisessä. Mielenkiintoista on, että historiallisesti niillä ALL:n alatyypeillä, joiden tumajyväset olivat poikkeavia, oli myös huonompi ennuste.
Tämän väitöskirjatyön tavoite oli tutkia tumajyväsen roolia akuuteissa lasten leukemioissa molekyylitasolla. Tutkimuskohteiksi valittiin tumajyväsen pienet RNA-molekyylit (nk. snoRNA) ja tumajyväseen paikantuvat proteiinit. snoRNA-molekyylien ilmentyminen ja tumajyväsen proteiinikoostumus analysoitiin leukemiasolulinjoissa ja potilasnäytteissä.
Tulokset osoittavat, että snoRNA-ilmentyminen vaihtelee eri leukemiatyyppien välillä. Useiden yksittäisten snoRNA-molekyylien havaittiin olevan eriävästi ilmentyneitä T-ALL:ssa verrattuna pre-B-ALL:an. Lisäksi 15 snoRNA-molekyylin ilmentyminen analysoitiin käyttäen laajaa leukemiapotilastietokantaa. Useimpien snoRNA-molekyylien ilmentyminen oli tasaista niin leukemianäytteissä kuin terveissäkin, mutta yhden snoRNA:n, SNORD114-3:n, ilmentymistaso oli noin nelinkertainen viidessätoista näytteessä muihin verrattuna. 13 näistä osoittautui APL-tapauksiksi (akuutti promyelosyyttinen leukemia). Täten SNORD114-3:n korkea ilmentymistaso on merkki APL:sta.
Tumajyväsen proteiinikoostumus analysoitiin eri leukemiatyypeissä, ja useita eriävästi ilmentyviä proteiineja tunnistettiin vertailussa eri leukemiatyyppien välillä. Lisäksi perustettiin menetelmä, jolla tumajyväsproteiinien toimintaa on mahdollista tutkia elävässä organismissa (seeprakala). Laboratoriossamme aikaisemmin tunnistetun SAP30L-proteiinin, joka paikantuu myös tumajyväseen, ilmentymisen estäminen seeprakalassa häiritsi alkion kehitystä, mikä ilmeni sydämen kehitys- ja toimintahäiriöinä sekä punasolujen hemoglobiinitasojen alenemisena.
Näiden tulosten pohjalta voidaan päätellä, että tumajyväsen proteiinien ja snoRNA-molekyylien ilmentyminen vaihtelee eri akuutin leukemian alatyyppien välillä. Lisäksi tutkimuksessa käytettiin useita menetelmiä ja välineitä, jotka havaittiin käyttökelpoisiksi tutkittaessa tumajyväsen osasia leukemiassa. Väitöskirjan tulokset osoittavat, että tumajyvästen molekyylit tarjoavat mielenkiintoisen näkökulman akuutin leukemian alatyyppien välisiin eroihin. Tumajyvästen eriäviä molekyylikoostumuksia voisi soveltaa akuutin leukemian diagnostiikassa ja hoidossa.
Syöpä on yleisnimi sairauksille, joissa elimistön solujen muuntuminen johtaa niiden hallitsemattomaan kasvuun ja jakautumiseen. Verisyövässä eli leukemiassa valkosolujen kehittyminen häiriintyy, jolloin poikkeavia epäkypsiä soluja tuotetaan valtavasti. Leukemioita tavataan kaikenikäisillä, ja ne ovat taudinkuvaltaan ja ennusteeltaan kirjava joukko. Leukemiat jaotellaan karkeasti alatyyppeihin taudin etenemisnopeuden (akuutti tai krooninen) sekä leukemiasolujen alkuperän (lymfaattinen tai myelooinen) perusteella. Akuutti lymfoblastinen leukemia (ALL) on lasten yleisin leukemiatyyppi. ALL voi olla lähtöisin joko T-soluista (T-ALL) tai pre-B-soluista (pre-B-ALL).
Tumajyvänen on solun tumassa erottuva rakenne, jonka päätehtävä on valmistaa pieniä soluelimiä, ribosomeja. Ribosomit puolestaan ovat vastuussa proteiinien eli valkuaisaineiden tuottamisesta soluissa, ja ne ovat välttämättömiä solun normaalille toiminnalle. Syöpäsoluilla on usein suurentuneet tumajyväset. Tämän oletetaan olevan seurausta syöpäsolun kasvaneesta tarpeesta tuottaa proteiineja, mikä edellyttää ribosomien tehokasta valmistamista tumajyväsessä. Myös itse tumajyväselle on ehdotettu roolia syövän kehittymisessä. Mielenkiintoista on, että historiallisesti niillä ALL:n alatyypeillä, joiden tumajyväset olivat poikkeavia, oli myös huonompi ennuste.
Tämän väitöskirjatyön tavoite oli tutkia tumajyväsen roolia akuuteissa lasten leukemioissa molekyylitasolla. Tutkimuskohteiksi valittiin tumajyväsen pienet RNA-molekyylit (nk. snoRNA) ja tumajyväseen paikantuvat proteiinit. snoRNA-molekyylien ilmentyminen ja tumajyväsen proteiinikoostumus analysoitiin leukemiasolulinjoissa ja potilasnäytteissä.
Tulokset osoittavat, että snoRNA-ilmentyminen vaihtelee eri leukemiatyyppien välillä. Useiden yksittäisten snoRNA-molekyylien havaittiin olevan eriävästi ilmentyneitä T-ALL:ssa verrattuna pre-B-ALL:an. Lisäksi 15 snoRNA-molekyylin ilmentyminen analysoitiin käyttäen laajaa leukemiapotilastietokantaa. Useimpien snoRNA-molekyylien ilmentyminen oli tasaista niin leukemianäytteissä kuin terveissäkin, mutta yhden snoRNA:n, SNORD114-3:n, ilmentymistaso oli noin nelinkertainen viidessätoista näytteessä muihin verrattuna. 13 näistä osoittautui APL-tapauksiksi (akuutti promyelosyyttinen leukemia). Täten SNORD114-3:n korkea ilmentymistaso on merkki APL:sta.
Tumajyväsen proteiinikoostumus analysoitiin eri leukemiatyypeissä, ja useita eriävästi ilmentyviä proteiineja tunnistettiin vertailussa eri leukemiatyyppien välillä. Lisäksi perustettiin menetelmä, jolla tumajyväsproteiinien toimintaa on mahdollista tutkia elävässä organismissa (seeprakala). Laboratoriossamme aikaisemmin tunnistetun SAP30L-proteiinin, joka paikantuu myös tumajyväseen, ilmentymisen estäminen seeprakalassa häiritsi alkion kehitystä, mikä ilmeni sydämen kehitys- ja toimintahäiriöinä sekä punasolujen hemoglobiinitasojen alenemisena.
Näiden tulosten pohjalta voidaan päätellä, että tumajyväsen proteiinien ja snoRNA-molekyylien ilmentyminen vaihtelee eri akuutin leukemian alatyyppien välillä. Lisäksi tutkimuksessa käytettiin useita menetelmiä ja välineitä, jotka havaittiin käyttökelpoisiksi tutkittaessa tumajyväsen osasia leukemiassa. Väitöskirjan tulokset osoittavat, että tumajyvästen molekyylit tarjoavat mielenkiintoisen näkökulman akuutin leukemian alatyyppien välisiin eroihin. Tumajyvästen eriäviä molekyylikoostumuksia voisi soveltaa akuutin leukemian diagnostiikassa ja hoidossa.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [4772]