Critical role of the fibroblast growth factor signalling pathway in Ewing's sarcoma octamer-binding transcription factor 4-mediated cell proliferation and tumorigenesis
- 주제어 (키워드) chromosomal translocation , EWS-Oct-4 , FGF signalling , fusion protein , human bone and soft tissue tumour
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김정호
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 생명과학과
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000079611
- UCI I804:11029-000000079611
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
본 연구에서 진행한 EWS-Oct-4 융합 단백질이 암 형성에 미치는 영향과 그 기전을 밝히기 위한 실험을 진행하였다. Ewing sarcoma에서 발생하는 특정 염색체 전이가 EWS의 NTD(N-terminal domain)와 Oct-4 결합을 통해 EWS-Oct-4 융합 단백질을 형성하며, 이 단백질이 강력한 전사 활성화 기능을 가지면서 암을 유발할 가능성이 있다는 점에 주목하였다. 먼저 RNA-Seq 분석을 통해 EWS-Oct-4가 조절하는 하위 목표 유전자로 Fgf-4를 발견했고, Fgf-4 enhancer 부위에 Oct-4 결합 가능 부위가 존재함을 확인하였다. 이를 검증하기 위해 Electrophoretic mobility shift assay와 Chromatin immunoprecipitation assay를 진행하여 EWS-Oct-4가 Fgf-4 enhancer에 결합하며, 돌연 변이로 인해 이 결합 부위가 변형되면 결합이 이루어지지 않음을 밝혔다. 이후, EWS- Oct-4가 Fgf-4 전사에 미치는 영향을 검토하기 위해 Luciferase assay를 진행하여 Fgf- 4 enhancer가 있을 때 가장 높은 전사 활성이 나타남을 확인하였다. 또한, EWS와 POU 도메인이 Fgf-4 전사 활성에 필수적이라는 사실을 각 도메인 결손 실험을 통해 규명하였다. 연구의 마지막 단계로 Fgf 신호 억제제 PD173074와 Fgf receptor 억제제를 처리하여 세포 증식이 억제되는 효과를 확인하였고, 누드 마우스 실험에서는 EWS- Oct-4가 발현된 세포에 PD173074를 처리할 때 암 형성이 현저히 줄어드는 결과를 얻었다. 이 연구를 통해 EWS-Oct-4에 의해 유도된 Fgf 신호전달이 암의 성장과 증식에 중요한 역할을 하며, 이를 억제하는 약물이 항암제로서 활용될 가능성을 제시하였다.
more초록 (요약문)
Certain bone and soft tissue (BST) tumours harbour a chromosomal translocation [t(6;22)(p21;q12)] involving the Ewing’s sarcoma (EWS) gene at 22q12 and the octamer-binding transcription factor 4 (Oct-4) gene at 6p21, and the chimeric EWS-Oct-4 protein possesses high transactivation ability. Although abnormal activation of signalling pathways can lead to human cancer development, the pathways underlying these processes in human BST tumours remain poorly explored. Here, I investigated the functional significance of fibroblast growth factor (FGF) signalling in human BST tumours. To identify a gene(s) involved in the FGF signalling pathway and potentially regulated by EWS-Oct-4 (also called EWS-POU5F1), RNA-Seq analysis, electrophoretic mobility shift assays, chromatin immunoprecipitation assays, and xenograft assays were performed. Treating GBS6 or ZHBTc4 cells expressing EWS-Oct-4 with the small-molecule FGF receptor (FGFR) inhibitors PD173074, NVP-BGJ398, ponatinib, and dovitinib suppressed cellular proliferation. A search for genes involved in FGF signalling and regulated by EWS-Oct-4 revealed that among 22 Fgf and four Fgfr family members, Fgf-4 was the most differentially upregulated (by 145-fold) in ZHBTc4 cells expressing EWS-Oct-4. Computer-assisted analysis identified a putative EWS-Oct-4 binding site at +3017/+3024, suggesting that EWS-Oct-4 regulates Fgf-4 expression in human BST tumours. Fgf- 4 enhancer constructs showed that EWS-Oct-4 transactivated the Fgf-4 gene reporter in vitro, and that overexpression of EWS-Oct-4 stimulated endogenous Fgf-4 gene expression in vivo. Finally, PD173074 significantly decreased tumour volume in mice. Taken together, these data suggest that FGF-4 signalling is involved in EWS-Oct-4-mediated tumourigenesis, and that its inhibition impairs tumour growth in vivo significantly.
more목차
Chapter 1 : Introduction 1
Chapter 2 : Materials & Methods 5
Chapter 3 : Results 16
3.1 Fgf-4 is a potential target gene of EWS-Oct-4 16
3.2 EWS-Oct-4 binds specifically to the Fgf-4enhancer 23
3.3 EWS-Oct-4 induces transcriptional activation of the Fgf-4 enhancer in vitro and in vivo 26
3.4 The overall integrity of the EWS-Oct-4 functional domains is necessary to achieve its full potential for Fgf-4 induction 33
3.5 The Fgf signalling inhibitor PD173074 blocks GBS6 cell growth in vitro 37
3.6 Inhibition of Fgf signalling abrogates EWS-Oct-4-mediated cellproliferation 46
3.7 The FGF signal pathway inhibitor PD173074 reduces EWS-Oct-4-mediated tumour formation in NOG mice 55
Chapter 4 : Discussion 59
Chapter 5 : References 63
