Extensive research indicates that the pregnancy/lactation hormone prolactin (PRL) and its downstream pathway Jak2/Stat5a are required for lobuloalveolar growth/morphogenesis of the mammary gland and terminal differentiation of mammary epithelial cells. The role of PRL in breast cancer development and progression is yet to be fully elucidated. While some studies have indicated that PRL may enhance breast cancer cell viability these effects may not fully describe the role of PRL in breast carcinogenesis. Importantly, recent evidence including data generated from our laboratory indicates that PRL may suppress certain aspects of breast carcinogenesis. Indeed, our laboratory has previously shown that PRL is an effective suppressor of epithelial-mesenchymal transformation process and the invasive potential of breast cancer cells. Therefore, the aim of my project was to characterize the role of PRL and its signaling mechanisms leading to the establishment and maintenance of mammary epithelial architecture. / In mammals, epithelial cell polarity is defined by tight junctions which separate apical from basolateral membrane domain. These processes are regulated by a conserved protein complex designated as the Par complex consisting of par6-PKCζ-par3. Using the mouse mammary epithelial cells HC11 we showed that in contrast to EGF, PRL in combination with hydrocortisone and insulin induces formation of mammospheres on Matrigel with complete lumen and apical/basal polarity as determined by apical localization of ZO1 and basal/lateral localization of E-cadherin. Furthermore, our results indicate that Jak2 kinase plays an important role in determining cell polarity. Indeed, specific Jak2 knockdown in HC11 cells led to complete loss of lumen formation and apical/basal polarity of the mammospheres. Moreover, Jak2 knockdown cells showed not only disruption of ZO1 localization but also that of Par3 in 2D and 3D cultures. In addition, our results showed that PRL promoted tyrosine phosphorylation of the Par3 and Par complex formation. Our data together indicate that PRL regulates cell polarity through tyrosine phosphorylation of Par3 via Jak2, thereby promoting the Par complex formation and localization to the membrane. Our results showed that PRL has a critical role in regulating epithelial polarity. Since the establishment and maintenance of cell polarity is required for the development of all metazoans, and disruption of cell polarity is a hallmark of malignant cancer our results also implicate PRL as an invasion suppressor in breast cancer cells. / Recherche approfondie indique que l'hormone de la grossesse et de la lactation prolactine (PRL) et sa voie de signalisation en aval Jak2/Stat5a sont nécessaires à la croissance et à la morphogenèse lobulo-alvéolaire de la glande mammaire ainsi qu'à la différentiation finale des cellules épithéliales mammaires. Le rôle de la PRL dans le développement et la progression du cancer du sein n'est pas encore parfaitement connu. Bien que certaines études indiquent que la PRL pourrait améliorer la viabilité des cellules du cancer du sein, cet effet ne pourrait suffisamment décrire le rôle de la PRL dans la carcinogenèse du sein. De récentes preuves, incluant des données obtenues par notre laboratoire, indiquent de manière significative que la PRL pourrait supprimer certains aspects de la carcinogenèse du sein. En effet, notre laboratoire a déjà montré que la PRL est un efficace suppresseur du processus de transformation épithélial-mésenchymateux et du potentiel invasif des cellules du cancer du sein. Par conséquent, le but de mon projet était de caractériser le rôle de la PRL et de ses mécanismes menant à l'établissement et au maintien de l'architecture épithélial mammaire. / Chez les mammifères, la polarité des cellules épithéliales est définie par les jonctions serrées qui séparent le domaine membranaire apical du basolatéral. Ces processus sont régulés par un complexe protéique conservé appelé complexe Par qui consiste en par6-PKCζ-par3. En utilisant les cellules épithéliales mammaires de souris HC11, nous avons montré qu'à la différence de l'EGF, la PRL, associée à l'hydrocortisone et à l'insuline, induit la formation de mammosphère sur des Matrigel avec une lumière entière et une polarité apicale/basale mises en évidence par la localisation apicale de ZO1 et par la localisation basale/latérale de l'E-cadhérine. De plus, nos résultats indiquent que la kinase Jak2 joue un rôle important dans la détermination de la polarité cellulaire. En effet, la diminution spécifique de Jak2 dans les cellules HC11 a mené à une perte complète de la formation de la lumière et de la polarité apicale/basale des mammosphères. Par ailleurs, la diminution de Jak2 n'a pas seulement montré la perturbation de la localisation de ZO1 mais aussi celle de Par3 en cultures 2D et 3D. Nos résultats ont également montré que la PRL promouvait la phosphorylation des tyrosines de Par3 et la formation du complexe Par. L'ensemble de nos données indique que la PRL régule la polarité cellulaire à travers la phosphorylation des tyrosines de Par3 via Jak2, d'où la promotion de la formation du complexe Par et de sa localisation à la membrane. Nos résultats ont montré que la PRL a un rôle critique dans la régulation de la polarité épithéliale. Du moment où l'établissement et le maintien de la polarité cellulaire sont requis pour le développement de tous les métazoaires et où la perturbation de la polarité cellulaire est une caractéristique des cellules malignes, nos résultats impliquent également la PRL comme un suppresseur invasif des cellules de cancer du sein.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.87004 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Feng, Zhenqian |
| Contributors | Suhad Ali (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Medicine) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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