Razvoj hepatocelularnega karcinoma pri miših kot posledica prekinjene sinteze holesterola zaradi izbitja gena Cyp51 v jetrihBlagotinšek Cokan, Kaja (Avtor) Rozman, Damjana (Mentor) Jetrasinteza holesterolalanosterol 14α-demetilaza (CYP51)mišji modelspolni dimorfizemhepatocelularni karcinomprimerjalna funkcionalna genomska analizaHepatocelularni karcinom (HCC) v svetovnem merilu predstavlja drugi najpogostejši z rakom povezani vzrok smrti. Kljub obsežni etiologiji HCC je vse več dokazov, da so moteni presnovni procesi v jetrih prevladujoči vzrok za nastanek HCC, ki prispeva k nastanku z več dejavniki in s presnovo povezanih maščobnih bolezni jeter (MAFLD), do pred kratkim imenovanih nealkoholne maščobne bolezni jeter (NAFLD). Ohranjanje ravnovesja holesterola sodi med najpomembnejše dejavnike presnove, vendar vloga holesterola v hepatokarcinogenezi še vedno ostaja nepojasnjena. Da bi se približali razumevanju molekularnih mehanizmov, ki uravnavajo presnovno odvisni potek HCC, smo spremljali spremembe v jetrih mišjega modela (Cyp51 KO) v poznem starostnem obdobju. Spremembe so posledica tarčnega izbitja gena za lanosterol 14?-demetilazo (CYP51) iz poznega dela sinteze holesterola. Miši Cyp51 KO so med 12 in 24 mesecem starosti razvile tumorje na jetrih. Pri 24 mesecih starosti je bila pojavnost tumorjev 77,8 % pri samicah in 50 % pri samcih. Poškodbe jetrnega tkiva so bile izrazitejše pri samicah, kjer smo opazili zmerno do hudo reakcijo žolčnih vodov s povezovanjem portalnih polj, spremljajoče blago vnetje in izrazitejšo fibrozo pri 12 mesecih starosti, jetrni fenotip pa se je še poslabšal do starosti 24 mesecev. Vpliv kronične presnovne bolezni, povzročene z izbitjem Cyp51 v hepatocitih, se je odrazil v številnih presnovnih prilagoditvah jeter, s katerimi smo pokazali pomembne razlike med spoloma. Opažene presnovne in transkripcijske spremembe motene presnove smo ovrednotili na tumorjih HCC Cyp51 KO miši in jih primerjali z literaturnimi podatki o HCC pri človeku. To je odprlo nova obzorja pri razumevanju od spola odvisnega razvoja hepatokarcinogeneze pri miših. Pri obeh spolih Cyp51 KO miši sta bili signalna pot PI3K/AKT in pot interakcije receptorja za ECM aktivirani preko različnih tarčnih genov, znižani so bili tudi pomembni presnovni procesi lipidov. Povišane vrednosti plazemskega holesterola in holesterola HDL, zavrta prepisovalna dejavnika FXR? ter LXR?:RXR?, in najpomembneje, medsebojni vpliv med zavrtim LXR? in aktivirano signalno potjo TGF-ß skupaj pojasnjujejo večjo dovzetnost za hepatokarcinogenezo pri Cyp51 KO samicah. Prepisovalna dejavnika (SOX9)2 in PPAR smo prepoznali kot pomembni tarči pri hepatokarcinogenezi samic, medtem ko bi povišano izražanje Cd36, tarčnega gena prepisovalnega dejavnika RORC, lahko predstavljal regulator signalne poti interakcije receptorja za ECM v hepatokarcinogenezi samcev. Od holesterola odvisno presnovno reprogramiranje predstavlja nov vidik razumevanja poteka molekularnih poti hepatokarcinogeneze pri ženskah, kjer se prevalenca za HCC s starostjo poviša, vendar še vedno ostaja nižja kot pri moških. Pomen presnove holesterola smo pokazali tudi s primerjalno funkcionalno genomsko analizo. Poleg tega pa smo pri tumorskih vzorcih žensk s HCC pokazali tudi znižano izražanje gena CYP51, ki še ni bil prikazan kot pomemben regulator presnovno odvisne hepatokarcinogeneze pri ženskah. V drugem delu doktorske naloge smo opredelili nov mišji model Cyp51LC, ki, v primerjavi z Cyp51 KO modelom, omogoča še časovno uravnavanje izbitja gena Cyp51. S tem ponuja možnost, da opazujemo le primarne spremembe, ki jih izbitje genov povzroči v jetrih odraslih živali. Spremembe na ultrastrukturni ravni hepatocitov Cyp51LC so pokazale obsežne poškodbe celičnih organelov. Presenetljivo smo opazili v celicah številne kristale različnih oblik, ki so bili prisotni v večjih količinah v Kupferjevih celicah. Ker pri mišjem modelu Cyp51LC ni bilo prisotne fibroze, intenzivnost poškodb jetrnega tkiva pa je bila nižja, smo lahko izolirali primarne hepatocite. Pokazali smo, da so primarni hepatociti močno izpostavljeni endoplazemskemu stresu in imajo aktivirano razgradnjo lipidnih kapljic. V hepatocitih smo ugotovili povečane koncentracije lanosterola in dihidrolanosterola, kar je pomembno z vidika nadaljnjih analiz zgradbe opaženih kristalov in pojasnjevanja začetnih znanilcev hepatokarcinogeneze znotraj parenhimskih celic jeter. Primarni hepatociti Cyp51LC mišjega modela tako predstavljajo pomemben celični model za poglobljene mehanistične študije presnovno odvisnega HCC. Naša študija tudi poudarja nujnost obravnave po spolu zaradi s spolom povezanih molekularnih dejavnikov, ki prispevajo k nastanku HCC tudi pri ljudeh.20212021-03-28 07:15:36Doktorsko delo/naloga125619sl