Role of intestinal circadian clock in epithelial transport, proliferation, and tumourigenesis

Abstract

AABBSSTTRRAAKKTT Molekulárne cirkadiánne hodiny umožňujú predvídanie zmien v okolitom prostredí. U cicavcov sú molekulárne hodiny prítomné prakticky vo všetkých tkanivách a tvorí ich sústava transkripčno-translačných spätnoväzbových slučiek tzv. hodinových génov. Centrálne hodiny predstavujú vnútorný pacemaker, ktorý sa nachádza v suprachiazmatických jadrách (SCN) hypotalamu a synchronizuje periférne hodiny. Cirkadiánne hodiny v tráviacom trakte a ich podiel na regulácii črevných funkcií sú nedostatočne preskúmané. Preto bolo cieľom tejto práce charakterizovať molekulárne hodiny v jednotlivých častiach čreva potkana a objasniť ich úlohu v regulácii epiteliálneho transportu, bunkového cyklu a nádorovej transformácie v hrubom čreve. Na stanovenie cirkadiánnych profilov expresie hodinových génov v epiteli duodena, jejuna, ilea a hrubého čreva potkana sme použili kvantitatívnu RT-PCR (qPCR). Ďalej sme analyzovali expresiu génov kódujúcich transportéry a kanály umožňujúcich transport NaCl, ako aj regulátorov bunkového cyklu v hrubom čreve. Na detailnejší popis expresie v rámci štruktúr črevného epitelu sme použili laserovú mikrodisekciu. Elektrogénny transepiteliálny transport bol meraný ako skratovací prúd v Ussingových komorách. Na určenie úlohy hodín v procese tumorigenézy sme použili myší model azoxymetánom...

AABBSSTTRRAACCTT The molecular circadian clock enables anticipation of environmental changes. In mammals, clocks are ubiquitously present in almost all tissues and they are comprised of transcriptional-translational feedback loops of the so-called clock genes. The central clock represents the intrinsic pacemaker which is located in suprachiasmatic nuclei (SCN) of hypothalamus and synchronizes peripheral clocks. Clockwork system in alimentary tract and its regulatory link to intestinal functions are poorly understood. Therefore the objective of the thesis was to characterize molecular clock in particular parts of the rat intestine and to elucidate its link to the intestinal transport, regulation of cell cycle and neoplastic transformation in colonic tissue. We used quantitative RT-PCR (qPCR) to determine circadian profiles of mRNA expression of clock genes in the epithelium of duodenum, jejunum, ileum, and colon of rat. Furthermore, we analysed the expression of genes coding sodium chloride transporters and channels as well as cell cycle regulators in colon. To focus more precisely on different structures of intestinal epithelia we used laser capture microdissection. In addition, we performed Ussing chamber measurements to determine the colonic electrogenic transport. To study the contribution of circadian...