The carcinogenic potential of trans-fatty acids: Investigation of effects on the miRNA expression profile of human colon cancer cells
Seiten
2018
|
1. Aufl.
Mensch & Buch (Verlag)
978-3-86387-920-4 (ISBN)
Mensch & Buch (Verlag)
978-3-86387-920-4 (ISBN)
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The carcinogenic potential of trans-fatty acids: Investigation of effects on the miRNA expression profile of human colon cancer cells
Trans fatty acids (TFA) are unsaturated fatty acids with at least one double-bond in trans configuration. They are generated during the industrial hardening of plant oils and refinement processes at high temperatures or formed by bacterial metabolism in the rumen of ruminant animals. A clear correlation between the consumption of TFA and increased risk of coronary heart disease was shown while a potential impact on the genesis of colorectal cancer (CRC) is still controversially discussed. MiRNAs are small, non-coding RNAs that regulate gene expression on a post-transcriptional level. By regulating target mRNAs they can either act as oncogenes or tumor suppressors. MiRNAs are differentially expressed in a multitude of tumors and can act as valuable tools in the diagnosis, staging and potentially therapy of different types of cancer. The aim of this study was to analyze potential cis/trans specific fatty acid-induced changes of the miRNA expression profile in human colon cancer cells to investigate their possible role in colon carcinogenesis. In this study, 16 different C18 isomers with double bonds in trans- and/or cis-configuration were investigated. Caco-2 colon cancer cells were incubated for 24 h in the presence of different fatty acids (FA). Appropriate noncytotoxic concentrations were determined prior to the main experiment using CTB assays. Subsequently, the expression of 84 cancer-associated miRNAs was analyzed by qRT-PCR using the Human Cancer PathwayFinder miScript qRT-PCR Array (Qiagen, Hilden). 66 of the 84 investigated miRNAs were significantly deregulated after FA exposure. In particular, hsa-miR-32-5p and hsa-miR-146a-5p were most strongly regulated. Hsa-miR-32-5p was downregulated by eight FA and hsa-miR-146a-5p was upregulated by eight of the investigated FA but not comparably strong. After review of the literature for possible targets of the significantly regulated miRNAs, different proteins of the BCL-2 pathway were chosen for further investigation. The expression of BIM (BCL2L11), BCL-2 and BCL-XL was investigated on the mRNA level via SYBR Green qRT-PCR. The study provides first evidence that the fatty acid-induced downregulation of miR-32 correlates with an upregulation of BIM. Thus, the data support the hypothesis that FA have an impact on the induction of apoptosis in Caco-2 cells via downregulation of miR-32. The fatty acid-induced effects, however, were not dependent on the presence of trans double bonds and cis isomers induced comparable effects. Das karzinogene Potential von trans-Fettsäuren: Untersuchung von Effekten auf das miRNA-Expressionsprofil humaner Darmkrebszellen
Trans Fettsäuren (TFA) sind ungesättigte Fettsäuren mit mindestens einer Doppelbindung in trans-Konfiguration. Sie werden während der industriellen Härtung pflanzlicher Öle und Verarbeitungsprozessen bei hohen Temperaturen, sowie durch bakterielle Isomerasen während des Verdauungsprozesses ruminanter Tiere gebildet. Während zwischen der TFA Aufnahme und einem erhöhten Risiko für koronare Herzerkrankung eine klare Korrelation nachgewiesen wurde, wird ein potentieller Einfluß des TFA Konsums auf die Genese kolorektaler Karzinome aktuell weiterhin kontrovers diskutiert. MiRNAs sind kleine, nicht kodierende RNAs, die die Genexpression auf posttranskriptioneller Ebene regulieren. Durch die Regulierung von Ziel-mRNAs, können sie sowohl als Onkogene, als auch als Tumorsuppressoren agieren. MiRNAs sind in einer Vielzahl von Tumoren abweichend exprimiert und stellen wertvolle Werkzeuge für die Diagnose, das Staging und potentiell auch für die Therapie vieler Krebsarten dar. Das Ziel dieser Studie war potentielle Fettsäure (FA)-(cis/trans spezifische) induzierte miRNA-Expressionsänderungen in humanen Kolonkrebszellen zu analysieren, um ihre potentielle Rolle in der Pathogenese kolorektaler Karzinome zu untersuchen. In dieser Studie wurden 16 verschiedene C18-Isomere mit Doppelbindungen in trans- und/oder cis-Konfiguration untersucht. Caco-2 Zellen wurden für 24 h mit verschiedenen FA inkubiert; nicht-zytotoxische Konzentrationen wurden vor Beginn des Hauptversuchs mittels CTB Assay bestimmt. Nachfolgend wurde die Expression von 84 krebs-assoziierten miRNAs mit dem Human Cancer PathwayFinder miScript qRT-PCR Array (Qiagen, Hilden) bestimmt. 66 der 84 untersuchten miRNAs waren nach FA Exposition signifikant dereguliert. Die Expression von hsa-miR-32-5p (miR-32) und hsa-miR-146a-5p wurde durch die meisten untersuchten FA dereguliert. Die Expression von miR-32 wurde durch acht FA stark herunter reguliert und die Expression von miR-146a-5p wurde durch acht der untersuchten FA herauf reguliert, allerdings nicht in vergleichbarer Stärke. Nach Durchsicht der aktuellen Literatur nach möglichen zellulären Targets der signifikant regulierten miRNAs, wurden verschiedene Proteine des BCL-2 Signalwegs zur weiteren Untersuchung ausgewählt. Die Expression von BIM (BCL2L11), BCL-2 und BCL-XL wurde auf mRNA Ebene mittels SYBR Green qRT-PCR untersucht. Die Studie gibt erste Hinweise darauf, dass die FA- induzierte Herunterregulation von miR-32 mit einer Hochregulation von BIM korreliert. Damit wurde die aufgestellte Hypothese unterstützt, dass FA durch die Herunterregulation von miR-32 einen Einfluss auf die Apoptose-Induktion ausüben. Die FA induzierten Effekte waren allerdings nicht von der Anwesenheit von trans Doppelbindungen abhängig und cis Isomere induzierten vergleichbare Effekte.
Trans fatty acids (TFA) are unsaturated fatty acids with at least one double-bond in trans configuration. They are generated during the industrial hardening of plant oils and refinement processes at high temperatures or formed by bacterial metabolism in the rumen of ruminant animals. A clear correlation between the consumption of TFA and increased risk of coronary heart disease was shown while a potential impact on the genesis of colorectal cancer (CRC) is still controversially discussed. MiRNAs are small, non-coding RNAs that regulate gene expression on a post-transcriptional level. By regulating target mRNAs they can either act as oncogenes or tumor suppressors. MiRNAs are differentially expressed in a multitude of tumors and can act as valuable tools in the diagnosis, staging and potentially therapy of different types of cancer. The aim of this study was to analyze potential cis/trans specific fatty acid-induced changes of the miRNA expression profile in human colon cancer cells to investigate their possible role in colon carcinogenesis. In this study, 16 different C18 isomers with double bonds in trans- and/or cis-configuration were investigated. Caco-2 colon cancer cells were incubated for 24 h in the presence of different fatty acids (FA). Appropriate noncytotoxic concentrations were determined prior to the main experiment using CTB assays. Subsequently, the expression of 84 cancer-associated miRNAs was analyzed by qRT-PCR using the Human Cancer PathwayFinder miScript qRT-PCR Array (Qiagen, Hilden). 66 of the 84 investigated miRNAs were significantly deregulated after FA exposure. In particular, hsa-miR-32-5p and hsa-miR-146a-5p were most strongly regulated. Hsa-miR-32-5p was downregulated by eight FA and hsa-miR-146a-5p was upregulated by eight of the investigated FA but not comparably strong. After review of the literature for possible targets of the significantly regulated miRNAs, different proteins of the BCL-2 pathway were chosen for further investigation. The expression of BIM (BCL2L11), BCL-2 and BCL-XL was investigated on the mRNA level via SYBR Green qRT-PCR. The study provides first evidence that the fatty acid-induced downregulation of miR-32 correlates with an upregulation of BIM. Thus, the data support the hypothesis that FA have an impact on the induction of apoptosis in Caco-2 cells via downregulation of miR-32. The fatty acid-induced effects, however, were not dependent on the presence of trans double bonds and cis isomers induced comparable effects. Das karzinogene Potential von trans-Fettsäuren: Untersuchung von Effekten auf das miRNA-Expressionsprofil humaner Darmkrebszellen
Trans Fettsäuren (TFA) sind ungesättigte Fettsäuren mit mindestens einer Doppelbindung in trans-Konfiguration. Sie werden während der industriellen Härtung pflanzlicher Öle und Verarbeitungsprozessen bei hohen Temperaturen, sowie durch bakterielle Isomerasen während des Verdauungsprozesses ruminanter Tiere gebildet. Während zwischen der TFA Aufnahme und einem erhöhten Risiko für koronare Herzerkrankung eine klare Korrelation nachgewiesen wurde, wird ein potentieller Einfluß des TFA Konsums auf die Genese kolorektaler Karzinome aktuell weiterhin kontrovers diskutiert. MiRNAs sind kleine, nicht kodierende RNAs, die die Genexpression auf posttranskriptioneller Ebene regulieren. Durch die Regulierung von Ziel-mRNAs, können sie sowohl als Onkogene, als auch als Tumorsuppressoren agieren. MiRNAs sind in einer Vielzahl von Tumoren abweichend exprimiert und stellen wertvolle Werkzeuge für die Diagnose, das Staging und potentiell auch für die Therapie vieler Krebsarten dar. Das Ziel dieser Studie war potentielle Fettsäure (FA)-(cis/trans spezifische) induzierte miRNA-Expressionsänderungen in humanen Kolonkrebszellen zu analysieren, um ihre potentielle Rolle in der Pathogenese kolorektaler Karzinome zu untersuchen. In dieser Studie wurden 16 verschiedene C18-Isomere mit Doppelbindungen in trans- und/oder cis-Konfiguration untersucht. Caco-2 Zellen wurden für 24 h mit verschiedenen FA inkubiert; nicht-zytotoxische Konzentrationen wurden vor Beginn des Hauptversuchs mittels CTB Assay bestimmt. Nachfolgend wurde die Expression von 84 krebs-assoziierten miRNAs mit dem Human Cancer PathwayFinder miScript qRT-PCR Array (Qiagen, Hilden) bestimmt. 66 der 84 untersuchten miRNAs waren nach FA Exposition signifikant dereguliert. Die Expression von hsa-miR-32-5p (miR-32) und hsa-miR-146a-5p wurde durch die meisten untersuchten FA dereguliert. Die Expression von miR-32 wurde durch acht FA stark herunter reguliert und die Expression von miR-146a-5p wurde durch acht der untersuchten FA herauf reguliert, allerdings nicht in vergleichbarer Stärke. Nach Durchsicht der aktuellen Literatur nach möglichen zellulären Targets der signifikant regulierten miRNAs, wurden verschiedene Proteine des BCL-2 Signalwegs zur weiteren Untersuchung ausgewählt. Die Expression von BIM (BCL2L11), BCL-2 und BCL-XL wurde auf mRNA Ebene mittels SYBR Green qRT-PCR untersucht. Die Studie gibt erste Hinweise darauf, dass die FA- induzierte Herunterregulation von miR-32 mit einer Hochregulation von BIM korreliert. Damit wurde die aufgestellte Hypothese unterstützt, dass FA durch die Herunterregulation von miR-32 einen Einfluss auf die Apoptose-Induktion ausüben. Die FA induzierten Effekte waren allerdings nicht von der Anwesenheit von trans Doppelbindungen abhängig und cis Isomere induzierten vergleichbare Effekte.
| Erscheinungsdatum | 03.10.2018 |
|---|---|
| Verlagsort | Berlin |
| Sprache | englisch |
| Maße | 148 x 210 mm |
| Themenwelt | Veterinärmedizin |
| Schlagworte | Colorectal Cancer • Lebensmittelhygiene • Lebensmittelsicherheit • MAN • miRNA expression • miRNA-Expressionsprofil • Real time PCR • trans fatty acids • trans-Fettsäure |
| ISBN-10 | 3-86387-920-1 / 3863879201 |
| ISBN-13 | 978-3-86387-920-4 / 9783863879204 |
| Zustand | Neuware |
| Informationen gemäß Produktsicherheitsverordnung (GPSR) | |
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