The role of tissue transglutaminase (dTG) in renal cell carcinoma cell adhesion and cell migration

Abstract

Transglutaminaz (dTG) Ca+2'a bağımlı olarak ε(γ-glutamil) lizin bağları kurar ve böylece proteinlerin post-translasyonel değişikliklerini katalize eder. dTG'nin aynı zamanda hücre yapışma ve göçünde de yeni bir protein olarak önemli bir göre almakta olduğunu, integrin- ler ve sindekan-4 (SDC4) ile etkileşime girdiğini öne sürmektedir. β1 integrin (ITGB1) ile birlikte dTG'nin epitel kökenli kanser hücrelerine ilaç direnci ve metastatik özellik kazandırdığı ispatlanmıştır. Böbrek Hücre Karsinomu (BHK) böbrek kanseri vakalarının %90'ını kapsamakta olan yaygın bir epitel kanser türüdür. İlk defa primer BHK tümorlerinde dTG ekspresyonun azaldığı gösterilirken, metastatik BHK'larda ITGB1 ve SDC4 ekspresyonları ile birlikte artış gösteren dTG ekspresyonu ortaya konmuştur. Bu tezin amacı, seçilmiş BHK hücre hatlarında, dTG'nin moleküler mekanizmasını aydınlatmaktır. Bu amaç doğrultusunda, dTG'nin primer A-498, Caki-2 ve metastatik ACHN, Caki-1 BHK hücre hatlarının hücre göçündeki rolünü göstermek amacıyla Yara Yaratağı deneyi yapılmıştır. Ayrıca, BHK hücre hatlarının ITGB1 ligandları üzerine göç potansiyelleri Transwell Method ile analiz edilmiş olup, dTG'nin fokal kontak oluşumun-daki rolü ve hücre adezyonu FITC etiketli Phalloidin ile Aktin-Stres-Fiber Boyama methodu kullanılarak florasans mikroskobu ile analiz edilmiştir. Çıkan sonuçlar en hızlı göç potansiyelinin metastatik Caki-1 ve ACHN hücrelerinde olduğunu göstermiş ve dTG ifadesinin susturulması sonucu göç potansiyellerinde %50 azalma bulunmuştur. Primer BHK hücreler fibronektin üzerine en çok göç potansiyeli gösterirken, metastatik BHK hatlarının kolajen tip1 ve laminin üzerindeki invazif etkisi yüksek bulunmuştur. dTG ifadesinin susturulması sonucu primer ve metastatik BHK hatlarının invazif potansiyellerinde %50 ile %60 düşüş yaşanması dTG'nin hücre göçü yanı sıra intravazasyon ve ekstravazasyonda da önemli olduğu öne sürmektedir.

Transglutaminase (TG2) catalyzes Ca+2 dependent post-translational modification of proteins by forming covalent ε (γ-glutamyl) lysine linkages. TG2 also plays an important role in cell adhesion and migration by acting as a novel adhesion protein interacting with integrins and syndecan-4 (SDC4). Together with β1 integrin (ITGB1), TG2 expression has been shown increase in cancers with epithelial origin providing an enhanced drug resistance and metastatic potential. Renal Cell Carcinoma (RCC) is a common type of epithelial cancer comprising 90% of kidney cancer cases. In primary RCC tumors TG2 expression was found to be decreased while an increase in association with ITGB1 and SDC4 expression was found to be evident in the metastatic RCC tumors. This thesis aims to dissect the molecular mechanisms of TG2-induced metastatic potential in RCC using model cell lines. For this purpose, in primary A-498, Caki-2 and metastatic ACHN, Caki-1 RCC cell lines the role of TG2 in RCC cell migration and invasion on ITGB1 specific substrates was examined using Wound Scratch and Transwell Invasion Assay, respectively. The role of TG2 in the focal contact formation and cell adhesion was also analyzed through actin-stress fiber staining with FITC-labeled Phalloidin. Results indicated that while the fastest migration potential was found to be in metastatic Caki-1 and ACHN, the silencing of TG2 decreased their migration potential by %50. Results from Transwell experiments indicated that primary Caki-2 cells possessed the highest migration potential on fibronectin, while the metastatic RCC cell lines demonstrated the highest migration on collagen type I and laminin. Down-regulation of TG2 using siRNA technology led to a significant 50%-60% decrease in the invasive potential of all RCC cell lines suggesting that TG2 is not only important in cell migration but also in intravasation and extravasation stages of metastasis.