Role of IRF6 in Notch regulated apoptosis, cell cycle and differentiation in breast epithelial cells

Abstract

Notch pathway, an evolutionarily conserved signaling, controls development, differentiation and proliferation. Notch1 and Notch4 activation caused mammary tumor formation showing an oncogenic effect. Overexpression of Notch1 can also supress proliferation in breast epithelial cells depending on dosage and cell type. Thus, Notch can act as an oncogene or tumor suppressor in breast. IRF6, a member of interferon regulatory factor family, has a role in development and differentiation of the epidermis, downstream of Notch signaling. IRF6 overexpression induces cell cycle arrest in breast cancer cells showing a tumor suppressor role. It was recently identified that IRF6 is a mediator of Notch in proliferation and transformation of breast epithelial cells. In this study, it was aimed to identify whether IRF6 has any effect on cell cycle regulation, apoptosis and breast cancer stem cell population (BCSCs) under Notch and whether IRF6 has a role in expression of luminal and basal markers in breast cell lines. Our results showed that IRF6 knockdown in normal breast epithelial cell line, MCF10A, reduced percentage of cells in S-phase, which was increased by Notch activation. IRF6 knockdown induced early apoptosis and reduced BCSCs, however it has no effect downstream of Notch in these processes. On the other hand, IRF6 did not play an essential role on expression of luminal and basal markers. In conclusion, our previous observation was supported that IRF6 is a mediator of Notch in cell proliferation. Furthermore, these data showed that IRF6 has a novel role on early apoptosis and stem cell population independent of Notch signaling.

Evrimsel olarak korunan Notch yolağı, gelişim, farklılaşma ve çoğalmayı kontrol etmektedir. Meme tümör oluşumuna neden olan Notch1 ve Notch4 aktivasyonu, kanser yapıcı etki gösterir. Notch1’in fazla aktivasyonu, meme epitel hücrelerinde doz ve hücre tipine bağlı olarak çoğalmayı önleyebilmektedir. Bu nedenle memede Notch, onkogen ve tümör baskılayıcı olarak görev alabilmektedir. Interferon düzenleyici faktör ailesinin bir üyesi olan IRF6, epidermisin gelişimi ve farklılaşmasında, Notch sinyalinin alt mekanizmasında görev almaktadır. IRF6’nın fazla ekspresyonu, meme kanseri hücrelerinde hücre döngüsünü durdurarak, tümör baskılayıcı özellik gösterir. Son zamanlardaki çalışmalarda, IRF6, Notch sinyalinin, meme epitel hücrelerinin çoğalma ve transformasyonunda mediyatörü olarak gösterilmiştir. Bu çalışmada, IRF6’nın Notch altında, hücre döngüsü regülasyonu, apoptoz ve meme kanser kök hücre popülasyonunda herhangi bir etkisi olup olmadığını ve ayrıca IRF6’nın meme hücre hatlarındaki lüminal ve basal işaretleyicilerin ekspresyonunda rolünü belirlemek amaçlanmıştır. Sonuçlarımız, normal meme epitel hücre hattında susturulan IRF6 ekspresyonunun, Notch aktivasyonuyla artış gösteren S fazındaki hücre yüzdesini azalttığını göstermiştir. IRF6 ekspresyonunun susturulması, erken apoptozu indüklemiş ve meme kanser kök hücre populasyonunu azaltmıştır. Ancak bu süreçlerde, Notch sinyalinin alt aracı olarak hiç bir etki göstermemiştir. Buna karşılık, IRF6, lüminal ve basal işaretleyicilerin ekspresyonunda önemli bir rol oynamamıştır. Sonuç olarak, IRF6’nın Notch sinyalinin bir mediyatörü olduğuna dair geçmişteki gözlemlerimiz desteklenmiştir. Ayrıca sonuçlarımız, IRF6’nın Notch sinyalinden bağımsız olarak, erken apoptoz ve kök hücre popülasyonunda özgün rol oynadığını göstermiştir.