Advanced

Regulation of expression and intra-cellular transport of S100A9 during steady state and cancer

Andersson, Maria (2017) MOBM01 20162
Degree Projects in Molecular Biology
Abstract
S100A9 is a calcium binding protein commonly found in cancer, autoimmunity and inflammation. Factors in the tumor microenvironment can induce cancer cells to start expressing S100A9. This protein has also been found to be up regulated and have different subcellular distribution during hypoxia. In this study I used western blot to analyze the regulation of expression and intra-cellular transport of S100A9 during different conditions. I report here that conditioned medium from EG7, 4T1 and B16 tumors did not induce S100A9 in the cytoplasm of 4T1, B16, EG7 or MC-38 in vitro. The same cell lines, including MDA-MB-231, were transfected to overexpress HIF-1 α. Neither this lead to expression of S100A9 in cytoplasm, indicating that these are not... (More)
S100A9 is a calcium binding protein commonly found in cancer, autoimmunity and inflammation. Factors in the tumor microenvironment can induce cancer cells to start expressing S100A9. This protein has also been found to be up regulated and have different subcellular distribution during hypoxia. In this study I used western blot to analyze the regulation of expression and intra-cellular transport of S100A9 during different conditions. I report here that conditioned medium from EG7, 4T1 and B16 tumors did not induce S100A9 in the cytoplasm of 4T1, B16, EG7 or MC-38 in vitro. The same cell lines, including MDA-MB-231, were transfected to overexpress HIF-1 α. Neither this lead to expression of S100A9 in cytoplasm, indicating that these are not factors that regulate expression of S100A9. When exposing MDA-MB-468 in vitro to CoCl2, which mimics hypoxia, increased concentrations of S100A9 in the nucleus and unchanged concentrations in the cytoplasm were demonstrated. Further addition of chetomin, which inhibits HIF-1 α, made it able to show that S100A9 was still translocated to the nucleus. These findings suggest that hypoxia upregulates the expression of S100A9 and that it is transported to the nucleus in a HIF-1 α-independent way. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Reglering och transport av S100A9 i cancer

S100A9 är ett protein involverat i immunförsvaret och fungerar som en signal mellan olika celler för att optimera inflammation. Bortsett från det, har immunförsvaret som roll att bekämpa cancer. Där blir i stället effekten av S100A9-signalering att immunförsvarets attack dämpas och tumören gynnas. Det är därför av intresse att veta mer om detta signalsystem för att hitta nya behandlingsmetoder.

S100A9 uttrycks i normala fall i cytoplasman hos immunceller men kan även induceras i cancerceller och transporteras till cellkärnan. I dagsläget vet man väldigt lite om vad som triggar cancercellerna till att börja producera och translokera S100A9 till kärnan. Tillverkningen av S100A9 i vissa sorters... (More)
Reglering och transport av S100A9 i cancer

S100A9 är ett protein involverat i immunförsvaret och fungerar som en signal mellan olika celler för att optimera inflammation. Bortsett från det, har immunförsvaret som roll att bekämpa cancer. Där blir i stället effekten av S100A9-signalering att immunförsvarets attack dämpas och tumören gynnas. Det är därför av intresse att veta mer om detta signalsystem för att hitta nya behandlingsmetoder.

S100A9 uttrycks i normala fall i cytoplasman hos immunceller men kan även induceras i cancerceller och transporteras till cellkärnan. I dagsläget vet man väldigt lite om vad som triggar cancercellerna till att börja producera och translokera S100A9 till kärnan. Tillverkningen av S100A9 i vissa sorters cancerceller slås på först när de befinner sig i tumörvävnad. Det är därför rimligt att någon faktor i tumörens mikromiljö reglerar processerna.

Faktorer som kan tänkas vara involverade i påslaget är små lösliga signalmolekyler. De kan isoleras i medium från in vitro odlade tumörceller. Även brist på syre, så kallad hypoxi, är en vanlig betingelse i tumörens miljö. Tillsättning av kemikalien CoCl2 imiterar hypoxi i celler. Vid hypoxi finns stora mängder av HIF-1 α som styr olika gener. S100A9 och HIF-1 α har liknande beteende vid hypoxi och det finns därför misstankar om att deras förflyttning till kärnan i cellen hör ihop.

Påslag av S100A9 uttryck
I cytoplasman hos celler som blivit behandlade med små lösliga signalämnen som frisatts från tumörceller fanns ingen förekomst av S100A9. Tidigare studier har visat att lösliga molekyler från specifika immuncelltyper i tumörer kan få celler till att uttrycka S100A9. Det antyder att små lösliga signalämnen har betydelse för påslag av S100A9 uttryck men beror på mängd och celltyp det frisätts från. Även cytoplasman hos celler som blivit behandlade till att överuttrycka HIF-1 α visade frånvaro av S100A9. För att kunna dra slutsats om HIF-1 αs reglerande funktion i detta fall behöver även kärnan analyseras.

Reglering av utryck och transport till kärnan av S100A9
I celler som redan utrycker S100A9 observerades ökade nivåer av S100A9 i kärnan vid ökade CoCl2 koncentrationer (se figur) medan cytoplasman inte visade skillnad i nivån av S100A9. Dessa resultat tyder på att hypoxi, och möjligen HIF-1 α, kan vara involverade i både reglering av utryck och transport till kärnan av S100A9. Vidare inhibering av HIF-1 α aktivitet, genom tillsättning av chetomin, resulterade i att S100A9 fortfarande hittades i kärnan vid imiterad hypoxi. Således, trots hämningen av HIF-1 α-aktivitet, transporterades fortfarande S100A9 till kärnan vilket antyder att HIF-1 α aktivitet inte är involverad i transporten till kärnan av S100A9.


Masterexamensarbete i Molekylärbiologi: medicinsk biologi, 30 hp 2017
Biologiska Institutionen, Lunds Universitet

Handledare: Fredrik Ivars
Institutionen för Experimentell Medicinsk Vetenskap, Lunds Universitet (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Andersson, Maria
supervisor
organization
course
MOBM01 20162
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
id
8925399
date added to LUP
2017-09-12 09:19:55
date last changed
2017-09-12 09:19:55
@misc{8925399,
  abstract     = {S100A9 is a calcium binding protein commonly found in cancer, autoimmunity and inflammation. Factors in the tumor microenvironment can induce cancer cells to start expressing S100A9. This protein has also been found to be up regulated and have different subcellular distribution during hypoxia. In this study I used western blot to analyze the regulation of expression and intra-cellular transport of S100A9 during different conditions. I report here that conditioned medium from EG7, 4T1 and B16 tumors did not induce S100A9 in the cytoplasm of 4T1, B16, EG7 or MC-38 in vitro. The same cell lines, including MDA-MB-231, were transfected to overexpress HIF-1 α. Neither this lead to expression of S100A9 in cytoplasm, indicating that these are not factors that regulate expression of S100A9. When exposing MDA-MB-468 in vitro to CoCl2, which mimics hypoxia, increased concentrations of S100A9 in the nucleus and unchanged concentrations in the cytoplasm were demonstrated. Further addition of chetomin, which inhibits HIF-1 α, made it able to show that S100A9 was still translocated to the nucleus. These findings suggest that hypoxia upregulates the expression of S100A9 and that it is transported to the nucleus in a HIF-1 α-independent way.},
  author       = {Andersson, Maria},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Regulation of expression and intra-cellular transport of S100A9 during steady state and cancer},
  year         = {2017},
}