Numerical and structural aberrations of chromosome (chr) 3 have been frequently reported in epithelial ovarian cancer (EOC), with non-random losses of 3p consistently observed by karyotype and comparative genomic hybridization analyses. These losses are reported to involve several 3p loci, implying the presence of multiple tumour suppressor genes (TSGs) relevant to the progression of EOC. Both loss of heterozygosity (LOH) analyses of EOC samples and functional complementation assays of chr3 into EOC cell lines support this position. The hypothesis of this thesis states that there is at least one TSG located on 3p that plays a role in a set of high grade serous ovarian cancers (HGOSC), the most common histopathological subtype of EOC. To address this hypothesis, several genetic techniques were used to identify candidate TSGs that map to the 3p arm, including microarray gene expression, LOH, and SNP genotyping analyses. Microarray analyses of HGOSC samples relative to primary cultures of OSE were used to identify 53 genes that were underexpressed on the 3p arm, including two genes that were underexpressed in all HGOSC samples. Decreased expression of these genes did not correlate with LOH of the gene loci, suggesting that these genes were not targeted for biallelic inactivation. To account for the influence of the model system used on the identification of differentially expressed genes in the transcriptome analysis, these results were compared to a chr3 transcriptome map derived from a separate published dataset which utilized a different model system. This analysis identified candidate TSGs on 3p that were robustly underexpressed in both data sets, regardless of the methodology used. To characterize candidate TSGs located within a previously identified region of deletion at 3p26.3-p25.3, the region of deletion was first refined by LOH analyses of a large panel of malignant EOC tumours. Gene expression levels of the candidate TSGs located within the refined region of deletion were characterized and sequence analysis of the genes was performed. LOH analyses of the 3p arm were also performed in a panel of benign ovarian tumours to determine the frequency of 3p loss in the proposed earliest precursor of low grade serous ovarian tumours. As LOH analyses of benign serous tumours did not identify any instances of loss, high-density SNP genotyping analyses were performed on a panel of benign, low malignant potential, low grade and high grade tumours of the serous subtype to identify LOH, regions of homozygosity and homozygous deletions on 3p. This analysis identified few losses of 3p in serous benign and low malignant potential tumours; however, frequent runs of homozygosity on chr3 were observed in these samples. Chr3 aberrations were found to be present in most HGOSC samples. These aberrations did not appear to target specific 3p genes, but recurrent copy number loss and LOH of the 3p arm was observed. Together, these analyses indicate frequent loss of copy number or LOH of the 3p arm in HGOSC samples, in addition to the recurrent underexpression of specific 3p genes, but the rare targeted biallelic inactivation of chr3 genes. Instead, LOH of 3p regions may lower gene dosage levels, resulting in decreased expression of candidate TSGs. Several candidate TSGs may be located on the 3p arm, each of which may act as a tumour suppressor in a subset of HGOSC samples. / Des anomalies numériques et structurelles du chromosome 3 (chr) 3 ont fréquemment été observées dans le cancer épithélial de l'ovaire (CEO), dont des pertes non aléatoires du bras 3p révélées par des analyses caryotypiques et d'hybridation génomique comparative. Ces pertes ont été rapportées sur plusieurs loci sur le chr3p, laissant supposer la présence de plusieurs gènes suppresseurs de tumeurs (TSG) concordant avec la progression du CEO. Des analyses de perte d'hétérozygotie (LOH) sur des échantillons de CEO, ainsi que des expériences de complémentation fonctionnelle par transfert du chr3 dans des lignées cellulaires de CEO appuient cette position. L'hypothèse de cette thèse postule qu'il existe au moins un TSG localisé sur le chr3p qui jouerait un rôle dans les carcinomes ovariens séreux de haut grade (COSHG), qui constituent le type histologique le plus représenté du CEO. Les puces SNP de génotypage, les puces ADN pour le profilage d'expression génique et les analyses de LOH ont été utilisées afin d'identifier des TSG candidats présents sur le chr3p. Les analyses des profils d'expression génique des échantillons de COSHG ont permis d'identifier 53 gènes sur le chr3, dont l'expression transcriptionnelle est réprimée comparativement à des cultures primaires de cellules épithéliales de l'ovaire normal. Deux gènes ont montré une répression transcriptionnelle dans tous les échantillons de COSHG étudiés. La régulation négative de l'expression de ces gènes n'a pas été associée avec une LOH de ces loci correspondants, suggérant que ces gènes ne sont pas la cible d'une inactivation biallelique. Afin de prendre en compte l'influence du model utilisé sur l'identification des gènes, ces résultats ont été comparés à un profil d'expression génique du chr3 utilisant un model diffèrent. Cette analyse a identifié des candidats TSG qui ont montré une répression transcriptionnelle robuste et commune dans les deux modèles. Afin de caractériser des candidats TSG présents dans un intervalle de délétion précédemment identifiée dans la région 3p26.3-p25.3, une analyse LOH a été effectuée sur un panel de tumeurs malignes de CEO. Le niveau d'expression des gènes localisés dans cette région de délétion aux frontières redéfinies a été caractérisé et les séquences de ces gènes analysées. Des analyses de LOH sur le chr3p ont également été effectuées dans un panel de tumeurs ovariennes bénignes pour déterminer la fréquence des anomalies qui aboutissent à la perte du bras 3p dans des tumeurs séreuses ovariennes de bas grade, proposées pour en être les plus précoces précurseurs. Les analyses de LOH des tumeurs séreuses bénignes n'ayant pas montré d'exemple de perte chromosomique, la technologie de génotypage à haut-débit a été utilisée sur différentes séries de tumeurs comprenant des tumeurs bénignes, à faible potentiel de malignité, de bas grade et de haut grade de type séreux. Ces analyses ont révélé peu de pertes du chr3p dans les tumeurs bénignes séreuses ainsi que dans les tumeurs à faible potentiel de malignité; cependant, de larges régions homozygotes sur le chr3 ont pu être observées. Des anomalies sur le chr3 ont été trouvées dans la plupart des échantillons de COSHG. Ces anomalies ne semblent pas cibler des gènes spécifiques sur le chr3, mais des LOH et des pertes dans le nombre de copies sont présentes de manières récurrentes. Considérées toutes ensemble, ces analyses révèlent de fréquentes pertes du nombre de copies et des LOH sur le bras 3p dans les échantillons de COSHG, en plus de la répression transcriptionnelle récurrente et spécifique des gènes du chr3, mais soulignent seulement une rare inactivation biallelique de ces gènes. A la place, un évènement de LOH des régions du chr3p pourrait abaisser le dosage génique, engendrant une diminution de l'expression des gènes TSG candidats. Plusieurs candidats TSG pourraient être localisés sur le bras 3p, chacun d'entre eux pouvant agir comme un TSG dans un groupe de COSHG.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110457 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Birch, Ashley |
| Contributors | Patricia N Tonin (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 | Doctor of Philosophy (Department of Human Genetics) |
| 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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