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구강 편평세포암종에서 PTTG1 발현에 대한 연구 : Study on the PTTG1 expression in oral squamous cell carcinoma development

초록/요약 도움말

Pituitary tumor-transforming gene-1 (PTTG1), known as mammalian securin, have been identified as a proto-oncogene that involved with cell proliferation, is highly expressed in several types of cancer. However, the expression and detail molecular mechanisms elucidating PTTG1 regulation and actions in oral squamous cell carcinoma still remain unclear. Therefore, in this study, we aim to investigate the effect of PTTG1 on oral squamous cell carcinoma (OSCC), a common malignant head and neck, and its underlying mechanism. The relationship between PTTG1 and 5-year suival of OSCC patients (n = 208) was analyzed by GEO and TCGA OSCC dataset. The expression of PTTG1 was confirmed by Western blot analysis and immunohistochemistry (IHC) in patients with OSCC (n = 17). The expression of genes related to cell cycle, apoptosis, senescence and DNA damage in OSCC cell lines (HSC-2 and SCC-9) was confirmed by Western blot analysis after PTTG1 knockdown using small interfering RNA (siRNA) treatment. The cell viability, cellular senescence and DNA damage of HSC-2 and SCC-9 cells were determined using 5-Ethynyl-2’-deoxyuridine (EdU) assay, senescence-associated beta-galactosidase (SA-β-gal) staining and immunofluorescence (IF), respectively. PTTG1 expression was associated with poor survival rates in patients with OSCC (data from GEPIA). The protein expression of PTTG1 in OSCC tissue specimens was remarkably higher than non-tumor tissue samples (p < 0.05). Moreover, PTTG1 knockdown significantly decreased the expression of markers related to cell cycle in HSC-2 and SCC-9 cells, whereas the markers related to apoptosis, senescence and DNA damage resulted in reverse expression. In addition, PTTG1 knockdown also decreased the cell viability and promoted the cellular senescence in HSC-2 and SCC-9 cells. The cellular senescence changes were accompanied by DNA double-strain break (DSB). In conclusion, our study demonstrates that PTTG1 promotes the development of OSCC by regulation of the cellular senescence and DNA damage.

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초록/요약 도움말

PTTG1은 Securin으로 알려진 뇌하수체 종양 변형 유전자이다. PTTG1은 세포 증식과 관련된 원종양 유전자로써 여러 유형의 암에서 발현이 확인되었다. 그러나, PTTG1 조절과 구강 편평세포암종에서의 작용을 설명하는 상세한 메커니즘에 관한 연구 결과는 아직 불분명하다. 따라서 본 연구는 PTTG1이 구강 편평세포암종(OSCC)에 미치는 영향과 그 기본 메커니즘을 밝히는 것을 목표로 한다. PTTG1과 OSCC 환자 (n = 208)의 5년 생존 사이의 관계는 GEO와 TCGA OSCC 데이터로 분석하였으며, PTTG1의 발현은 OSCC 환자 (n = 17)에서 Western blotting 및 면역조직화학염색 (IHC)을 통해 확인하였다. OSCC 세포주 (HSC-2와 SCC-9)에서 세포주기, 세포사멸, 노화 및 DNA 손상과 관련된 유전자의 발현은 작은 간섭 RNA (siRNA)를 이용한 PTTG1 저발현을 통해 Western blotting으로 확인하였다. HSC-2와 SCC-9 세포의 세포 생존력, 세포 노화 및 DNA 손상은 각각 5-에티닐-2'-디옥시유리딘 (EdU) 분석, 베타-갈락토시데이스(SA-β-gal) 염색 및 면역 형광 (IF)을 사용하여 측정하였다. PTTG1의 발현은 OSCC 환자 (GEPIA의 데이터)의 낮은 생존율과 관련이 있었다. OSCC 조직 검체에서 PTTG1의 단백질 발현은 비종양 조직 검체 (p < 0.05)보다 현저하게 높았다. 또한 PTTG1 저발현은 세포 생존력을 감소시키고, HSC-2와 SCC-9 세포에서 세포주기와 관련된 마커의 발현 역시 유의미하게 감소시켰다. 반면, 세포사멸, 노화 및 DNA 손상에 관련된 마커에서 HSC-2와 SCC-9 세포에서 세포 생존력을 감소시키며, 노화를 촉진하였다. 이것은 DNA 이중 변형 파괴 (DSB)를 동반하였다. 결론적으로, 본 연구는 PTTG1이 세포 노화와 DNA 손상의 조절에 의해 OSCC에 영향을 미치는 것을 시사한다.

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목차 도움말

TABLE OF CONTENTS

ACKNOWLEDGEMENTS
TABLE OF CONTENTS
LIST OF FIGURES
ABSTRACT

Ⅰ. INTRODUCTION

Ⅱ. MATERIALS AND METHODS
2.1 Human Tissue Samples
2.2 Cell Culture
2.3 Quantitative real-time Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) Analysis
2.4 Immunohistochemistry (IHC)
2.5 Western Blot
2.6 5-Ethynyl-2’-deoxyuridine (EdU) assay
2.7 Immunofluorescence (IF)
2.8 Senescence-β-galactosidase (SA-β-Gal) Assay
2.9 Statistical Analysis

Ⅲ. RESULTS
3.1 PTTG1 is overexpressed in OSCC and but not correlates with patient’s survival
3.2 Knockdown of PTTG1 inhibits the proliferation ability, and induces the apoptotic cell death of OSCC cell lines
3.3 Knockdown of PTTG1 induces cellular senescence of OSCC cell lines

Ⅳ. DISCUSSION

Ⅴ. CONCLUSIONS
REFERENCES
ABSTRACT IN KOREAN

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