Dokument: Tiam1/BRCA2-Signaltransduktion: molekulare Grundlagen und funktionelle Relevanz
| Titel: | Tiam1/BRCA2-Signaltransduktion: molekulare Grundlagen und funktionelle Relevanz | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=17134 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20110128-130308-7 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Müller, Eva [Autor] | |||||||
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| Stichwörter: | Tiam1, BRCA2, Invasion, Metastasierung | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Der Tiam1/Rac–Signalweg spielt eine wesentliche Rolle bei der Regulation der Zelladhäsion, Migration, Invasion und Metastasierung. Allerdings ist bislang nur wenig über die molekularen Mechanismen bekannt, über die diese wichtigen biologischen Funktionen vermittelt werden. Bei einer vergleichenden Expressionsanalyse von mock- und C1199-Tiam1 transfizierten Karzinomzellen mithilfe von cDNA-Microarrays, konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass das Tumorsuppressorgen BRCA2 ein potentielles Targetgen von Tiam1 ist, dessen Expression durch Tiam1 herab reguliert wird.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die funktionelle Relevanz und den Regulationsmechanismus der C1199-Tiam1 abhängigen Herabregulation von BRCA2 zu untersuchen. Darüber hinaus wurde auch die BRCA1 und Tiam1 Korrelation der Expression untersucht. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte zunächst das Ergebnis der cDNA-Microarray-Untersuchung in verschiedenen humanen epithelialen Zellen bestätigt werden, so dass man davon ausgehen kann, dass es sich bei der C1199-Tiam1-abhängigen Herabregulation von BRCA2 um einen neuen Mechanismus handelt, der von übergeordneter Bedeutung zu sein scheint. In humanen Kolonkarzinomzellen konnte außerdem gezeigt werden, dass die Expression von Tiam1 und BRCA2 auch umgekehrt, bei einer verminderten Expression von Tiam1, korreliert. Daher kann man hier von einem spezifischen Effekt ausgehen. Ein initialer Versuch mit 6 Prostatatumorproben und korrespondierenden Normalgeweben bestätigte außerdem, dass die Herabregulation von BRCA2 auch in vivo relevant ist. Mit Hilfe von funktionellen Untersuchungen mit stabil transfizierten Zellen konnte gezeigt werden, dass die Herabregulation von BRCA2 für die Tiam1-induzierten Effekte tatsächlich funktionell relevant ist. So scheint die Herabregulation von BRCA2 in DusCol-1B Zellen die Tiam1-induzierten Effekte auf die Zell-Substrat-Adhäsion und Zellmigration zu vermitteln. Außerdem revertierte die Reexpression von BRCA2 in DusCol-1B Zellen die Effekte von Tiam1 auf die Tumorinvasion und zwar unabhängig davon, ob diese hemmend oder stimulierend sind. Im Gegensatz hierzu wurden allerdings die C1199-Tiam1-induzierten Effekte auf die Proliferation, die intrazelluläre Lokalisation von β-Catenin, das membrane ruffling und auf verschiedene Transformationsassays durch Reexpression von BRCA2 nicht beeinflusst. Diese Tiam1- induzierten Effekte werden offenbar durch andere Mechanismen und nicht durch die Herabregulation von BRCA2 vermittelt. Somit wurde in der vorliegenden Arbeit erstmals gezeigt, dass mehrere wichtige aber nicht alle zellbiologischen Funktionen von Tiam1 ganz wesentlich durch die Herabregulation von BRCA2 vermittelt werden. Die Untersuchung des Regulationsmechanismus ergab, dass vor allem JNK in die C1199-Tiam1 abhängige Herabregulation von BRCA2 eingebunden ist. Während in BPH-1 Zellen die C1199-Tiam1-induzierte Herabregulation von BRCA2 vermutlich aus einer vermehrten Bildung von ROS und einer Aktivierung des JNK-Signalwegs resultiert, sind in DusCol-1B Zellen neben JNK scheinbar auch p38 und PI3K in diesen Mechanismus involviert. Die Untersuchungen ergaben weiterhin, dass Tiam1 neben der Regulation von BRCA2 auch in der Lage ist, ein weiteres Tumorsuppressorgen -BRCA1- herabzuregulieren. Auch dieser Mechanismus konnte in mehreren Zellsystemen nachgewiesen werden und scheint daher von übergeordneter Bedeutung zu sein. Die Untersuchung zum Signalmechanismus zeigte, dass in die Regulation der C1199-Tiam1-induzierten Herabregulation von BRCA1 p38, PI3K und JNK involviert sind. Somit konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass Tiam1 die Expression von gleich zwei wichtigen Tumorsuppressorgenen in verschiedenen Zellsystemen herab regulieren kann und dieser Mechanismus ganz wesentlich für die Vermittlung der verschiedenen zellbiologischen Tiam1-Effekte ist. Diese wichtige Erkenntnis unterstreicht die Bedeutung von Tiam1 für die Tumorentstehung.Tiam1-Rac signaling plays an important role in regulation of adhesion, migration, invasion and metastasis. Despite the established role of Tiam1-Rac-signaling just a little is known about the molecular mechanisms regulating these important functions. Therefore the expression profiles of mock- and C1199-Tiam1 transfected carcinoma cells were compared in a cDNA Microarray. This analysis revealed that the tumor suppressor gene BRCA2 could be a target of Tiam1. In this study the functional relevance and molecular mechanisms of Tiam1 induced downregulation of BRCA2 were investigated. Further on a BRCA1 and Tiam1 correlation was analyzed. In the first part of the work the C1199-Tiam1 induced downregulation of BRCA2 was confirmed in different human epithelial cells. These results provide evidence that downregulation of BRCA2 is a general mechanism, which seems to be of higher importance. Furthermore, expression analysis with Tiam1 knock-down DusCol-1B cells showed increased BRCA2 expression, showing a reverse correlation of Tiam1 and BRCA2 expression, indicating a specific effect. Further investigations revealed a decreased BRCA2 expression in prostate carcinomas compared to the benign secretory epithelium, indicating this mechanism is valid also in vivo. Moreover, the functional analyses with BRCA2 and C1199-Tiam1 transfected DusCol-1B cells revealed a functional relevance of downregulation of BRCA2 for the Tiam1-dependend effects. The reexpression of BRCA2 in C1199-Tiam1 transfected DusCol-1B cells has reverted the C1199-Tiam1 induced effects on adhesion and migration. In addition, Reexpression of BRCA2 has inverted the Tiam1 induced effects on invasion, independent if the Tiam1-induced effects on invasion were inhibitive or stimulating. In contrast, the C1199-Tiam1 induced effects on proliferation, localization of β-catenin, membrane ruffling and transformation assays were not affected by reexpression of BRCA2. These Tiam1 induced effects seem to be mediated by other mechanisms than the downregulation of BRCA2. Taken together, the results hint at an important role of the downregulation of BRCA2 for some but not all of Tiam1 affected biological functions. Above all, this work also reveals an important role for BRCA2 in invasion and metastasis relevant signaling beside its important role in DNA-damage repair. The analyses of the molecular mechanisms demonstrated that JNK is involved in the signaling of the C1199-Tiam1-induced downregulation of BRCA2. While the downregulation of BRCA2 in BPH-1 cells seems to be mediated by generation of reactive oxygen species and activation of JNK-pathway, in DusCol-1B cells p38 and PI3K seem to be involved in this mechanism in addition to JNK. Investigation of BRCA1 expression in different transfected human epithelial cells demonstrated a decreased BRCA1 expression in C1199-Tiam1 transfected cells, indicating a general mechanism of higher importance. Further anylyses could show that downregulation of BRCA1 seems to be mediated by activation of p38, PI3K and JNK whereas activation of E-cadherin dependent cell-cell contacts plays no important role in this context. In conclusion, the downregulation of BRCA1 and BRCA2 is a completely new functional relevant mechanism in Tiam1-signaling. Given the well established roles of BRCA1 and BRCA2 as tumor suppressor genes, this newly identified mechanism might play a major role in Tiam1 dependent tumor development and progression. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 28.01.2011 | |||||||
| Dateien geändert am: | 28.01.2011 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 09.11.2010 | |||||||
| Datum der Promotion: | 20.01.2011 |
