Cell polarity and lumenogenesis within epithelial cells are complex processes regulating normal tissue development and architecture. Deregulation in these processes lead to developmental defects and cancer. During pregnancy and lactation epithelial cells of the mammary gland undergo dramatic growth and morphogenesis, creating a fully differentiated lobuloalveolar network. These structures are characterized by polarized epithelial cells with tight junctions surrounding a central lumen crucial for the proper synthesis and directional secretion of milk proteins needed for breastfeeding. Extensive research has demonstrated that a major contributor of change seen during late pregnancy and lactation is the hormone prolactin (PRL). To investigate the role of PRL in this process, we have established a 3D culture assay using the mammary epithelial cell line HC11. For the first time, our lab reports PRL as a major contributor of epithelial polarity and lumen formation in mammary cells. HC11 cells cultured in the presence of PRL formed mammary acini with a single central lumen accompanied by the correct localization of the apical marker ZO-1 and the lateral/basal marker E-Cadherin. Treatment of HC11 cells with PRL also resulted in a small, yet reproducible inhibitory effect on cellular migration, but not proliferation. Using genetic manipulation, we found that the PRL-induced epithelial polarity was JAK2-dependent. Furthermore, we report that JAK2 is essential for proper PRLR localization, along with membrane localization of polarity proteins E-cadherin and ZO-1. Together, we report here that PRL is an important polarity signal in mammary epithelial cells, which gives new insight into the mechanisms governing its role in mammary gland development and tumour suppression. / La polarité cellulaire, ainsi que la formation du lumen des cellules épithéliales, sont des procédés complexes qui régulent le développement et l'architecture des tissus normaux. La dérégulation de ces procédés mène à des défectuosités du développement et au cancer. Durant la grossesse et l'allaitement, les cellules épithéliales de la glande mammaire subissent une croissance et un changement de morphologie dramatiques, créant ainsi un réseau lobulo-alvéolaire complètement différencié. Ces structures sont caractérisées par des cellules épithéliales polarisées, avec des jonctions serrées entourant un lumen central qui est crucial pour la synthèse et la sécrétion des protéines du lait nécessaires à l'allaitement. Des recherches approfondies ont démontré que l'hormone prolactine (PRL) est une contributrice majeure aux changements observés durant les derniers stages de la grossesse et l'allaitement. Pour déterminer le rôle de la PRL dans ce procédé, nous avons établi un test de culture 3-D en utilisant la lignée de cellules mammaires épithéliales HC11. Pour la première fois, notre laboratoire rapporte la prolactine comme étant une contributrice majeure à la polarité épithéliale et à la formation du lumen des cellules mammaires. Les HC11 cultivées en présence de la PRL forment des acini mammaires avec un seul lumen central accompagné d'une localisation appropriée du marqueur apical ZO-1 et du marqueur latéral/basal E-cadherin. Le traitement des HC11 avec la PRL résulte aussi à une faible mais consistante inhibition de la migration cellulaire, mais pas de la prolifération. En utilisant des manipulations génétiques, nous avons trouvé que la polarité épithéliale induite par la PRL était dépendante de JAK2. De plus, nous rapportons que JAK2 est essentielle à la localisation appropriée du PRLR, ainsi qu'à la localisation des protéines de polarité E-cadherin et ZO-1. Nous rapportons ici que la PRL est un important signal de polarité dans les cellules épithéliales mammaires, ce qui nous donne une meilleure compréhension du mécanisme gouvernant son rôle dans le développement de la glande mammaire et la suppression de tumeur.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.114599 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Pawliwec, Andrew |
| Contributors | Suhad Ali (Internal/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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