Low-density microarray analysis of TGFβ1-dependent cell cycle regulation in human breast adenocarcinoma MCF7 cell line

Abstract

Transforming growth factor β1 (TGFβ1) is a growth regulator that has antiproliferative effects on a range of epithelial cells at the early stages and promoting tumorigenesis at the later stages of cancer progression. The molecular mechanisms of a duel role of TGFβ1 in tumor growth regulation remain poorly understood. Aim. To analyze the TGFβ1-dependent cell cycle regulation of tumorigenic breast epithelial cells. Methods. Our present study was designed to examine the regulatory effect of TGFβ1 on the expression of a panel of 96 genes which are known to be critically involved in cell cycle regulation. GEArray Q series Human Cell Cycle Gene Array was applied to profile the gene expression changes in MCF7 human breast adenocarcinoma cell line treated with TGFβ1. Results. The gene expression array data enabled us to reveal the molecular regulators that might connect TGFβ1 signaling to the promoting of the tumor growth, e. g. retinoblastoma protein (pRB1), check-point kinase 2 (Chk2), breast cancer 1, early onset (BRCA1), DNA damage checkpoint protein RAD9, cyclin-dependent kinase 2 (CDK2), cyclin D1 (CCND1). Conclusions. The uncovering of the key signaling modules involved in TGFβ1- dependent signaling might provide an insight into the mechanisms of TGFβ1-dependent tumor growth and can be beneficial for the development of novel therapeutic approaches.

Трансформуючий ростовий факторβ 1 (TGFβ1) є важливим регулятором клітинного росту. Він чинить антипроліферативну дію на низку епітеліальних клітин на ранніх стадіях трансформації і при цьому сприяє появі онкогенності на пізніших стадіях розвитку раку. Молекулярні механізми подвійної ролі TGFβ1 у регуляції росту пухлини лишаються маловивченими. Мета. Аналіз TGFβ1-залежної регуляції клітинного циклу ракових клітин молочної залози. Методи. Вплив TGFβ1 на експресію 96 генів – регуляторів клітинного циклу – вивчали на клітинах раку молочної залози людини MCF7, які обробляли TGFβ1. Рівень експресії генів до і після обробки аналізували методом GEArray Q ПЦР. Результати. Дані ПЛР дозволили виявити регулятори клітинного циклу, які можуть бути залучені до TGFβ1-залежної стимуляції пухлинного росту, з-поміж них гени ретинобластоми PRB1, кінази Chk2, маркера раку молочної залози BRCA1, регулятора репарації ДНК RAD9, циклін-залежної кінази CDK2, цикліну CCND1. Висновки. Вивчення ключових модулів TGFβ1-залежного клітинного сигналінгу, який контролює клітинний цикл, може допомогти в розумінні подвійної ролі цього фактора в регуляції пухлинного росту та сприятиме розробці нових терапевтичних підходів.

Трансформирующий ростовой факторβ 1 (TGFβ1) является важным регулятором клеточного роста. Он оказывает антипролиферативное действие на ряд эпителиальных клеток на ранних стадиях трансформации и при этом способствует появлению онкогенности на более поздних стадиях развития рака. Молекулярные механизмы двойной роли TFGβ1 в регуляции роста опухоли остаются малоизученными. Цель. Анализ TGFβ1-зависимой регуляции клеточного цикла раковых клеток молочной железы. Методы. Влияние TGFβ1 на экспрессию 96 генов – регуляторов клеточного цикла – изучали на клетках рака молочной железы человека MCF-7, которые обрабатывали TGFβ1. Уровень экспрессии генов до и после обработки анализировали методом GEArray Q ПЦР. Результаты. Данные ПЦР позволили выявить регуляторы клеточного цикла, которые могут быть вовлечены в TGFβ1- зависимую стимуляцию опухолевого роста, среди них гены ретинобластомы PRB1, киназы Chk2, маркера рака молочной железы BRCA1, регулятора репарации ДНК RAD9, циклин-зависимой киназы CDK2, циклина CCND1. Выводы. Изучение ключевых модулей TGFβ1-зависимого клеточного сигналинга, контролирующего клеточный цикл, может помочь в понимании двойной роли этого фактора в регуляции опухолевого роста и будет способствовать разработке новых терапевтических подходов.