Dokument: Expressions- und Funktionsanalyse von Progranulin (GRN) in glialen Hirntumoren
| Titel: | Expressions- und Funktionsanalyse von Progranulin (GRN) in glialen Hirntumoren | |||||||
| Weiterer Titel: | Expression and functional analysis of progranulin (GRN) in glial brain tumors | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=21804 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20120709-084237-4 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Neß, Julia [Autor] | |||||||
| Dateien: |
| |||||||
| Beitragende: | Prof. Dr. Weggen, Sascha [Gutachter] Prof. Dr. Willbold, Dieter [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Maligne Gliome sind die häufigsten primären Tumore des zentralen Nervensystems. Obwohl das Verständnis der molekularen Ursachen der Pathologie dieser Tumore stetig zunimmt, konnte die Prognose für Patienten bislang nicht verbessert werden. Die meisten Patienten mit Glioblastomen versterben innerhalb der ersten 1-2 Jahre nach der Diagnose. Neue therapeutische Ansätze sind daher von dringender Notwendigkeit. Progranulin (GRN) ist ein sekretiertes Protein mit Wachstumsfaktor ähnlichen Eigenschaften. Eine Überexpression dieses Proteins wurde bereits in vielen Tumorarten beschrieben, wo es Wachstum und Invasivität der Tumorzellen autokrin stimulieren soll. Für gliale Hirntumore wurde eine Überexpression von GRN bislang in zwei Studien beschrieben, wobei nur eine sehr geringe Anzahl von Tumorproben ausschließlich auf RNA-Ebene analysiert wurde.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Überexpression von GRN in glialen Hirntumoren in einer größeren Anzahl von Proben, sowohl auf RNA- als auch auf Proteinebene, bestätigt. Während die Expression in normalem Hirngewebe sehr gering und auf Neurone und Mikroglia beschränkt war, konnte eine signifikante Überexpression in den Tumorproben mittels quantitativer RT-PCR (48 Proben) und Genexpressionsanalyse (74 Proben) gezeigt werden. Zusätzlich wurden erhöhte Expressionslevel per Western Blot und Immunhistochemie auch auf Proteinebene festgestellt. Die höchsten Expressionswerte wurden übereinstimmend in primären Glioblastomen, die sich de novo entwickeln gefunden, wohingegen die Progression von Astrozytomen zu sekundären Glioblastomen nicht mit steigenden Expressionswerten korrelierte. Um funktionelle Studien zu ermöglichen wurden Gliom-Zelllinien mit induzierbarer Überexpression oder stabilem knockdown von GRN hergestellt. Überraschenderweise konnten jedoch abhängig vom Expressionslevel keine Unterschiede in Zellproliferation, Migration, Sensitivität gegenüber chemotherapeutischen und Apoptose induzierenden Substanzen oder der Fähigkeit zu Adhäsions-unabhängigem Wachstum gefunden werden. Die Tumorigenität einer murinen Glioblastom-Zelllinie nach intracranialer Injektion in syngenen Mäusen war dagegen signifikant erhöht, wenn die operierten Tiere mit Doxycyclin behandelt wurden um die Überexpression von GRN in den injizierten Zellen zu induzieren. Zusammenfassend konnte diese Studie die Überexpression von GRN in humanen Gliomen bestätigen. Anders als bereits für verschiedene periphere Tumorarten beschrieben, wurden in funktionellen Studien dieser Arbeit allerdings keine Hinweise auf einen autokrinen, Wachstum stimulierenden Effekt von GRN auf Gliomzellen gefunden. Im Gegensatz dazu wurde das Tumorwachstum nach intracranialer Transplantation von Zellen durch GRN-Überexpression stark erhöht. Wechselwirkungen des Proteins mit dem umliegenden Gewebe sind daher ein wahrscheinlicher, alternativer Mechanismus mit dem GRN das Tumorwachstum fördert.High-grade gliomas of the brain belong to the most malignant human cancers. Despite substantial progress in the understanding of their molecular pathology, the prognosis of these tumors remains very poor with most glioblastoma patients dying within 1-2 years after diagnosis. Therefore, the characterization of novel therapeutic targets is urgently needed. Progranulin (GRN) is a secreted protein with growth factor-like properties that is upregulated in a variety of cancers and functions as an autocrine stimulant of tumor growth and invasive behavior. At the beginning of this thesis project, only minimal information was available about a potential role of GRN in human brain tumors. Two studies had suggested that GRN might be overexpressed in gliomas, and that peptides derived from GRN could have growth-promoting effects on glioma cells in vitro. However, these conclusions were based exclusively on RNA transcript analysis in a small number of gliomas and on very limited functional analysis. In this study, overexpression of GRN was validated both on the transcript and the protein level in much larger collections of human gliomas. While GRN expression in normal brain samples was low and restricted to neurons and microglial cells, significant overexpression of GRN was demonstrated by quantitative RT-PCR and microarray gene expression analysis in both low and high-grade gliomas in two independents sets of tumor samples. Interestingly, the highest GRN mRNA expression levels were consistently found in primary glioblastomas. Overexpression of GRN was further confirmed on the protein level by Western blotting and screening of a tissue microarray, in which 55/56 glioma samples displayed GRN expression. Collectively, these data suggested that upregulation of GRN expression might be important rather early in glioma development, and particularly in primary glioblastomas, which develop without a prior history of lower grade gliomas and constitute a distinct genetic entity. As tools to enable functional studies, both human and murine glioma cell lines with inducible overexpression or stable miRNA-mediated knockdown of GRN expression were developed. Surprisingly, no differences in the cellular proliferation, migration, sensitivity to chemotherapeutic and apoptosis inducing agents, or in the anchorage-independent growth of these glioma cell lines with elevated or reduced GRN expression were observed. Importantly, in vivo, a murine glioblastoma cell line formed significantly larger tumors after intracranial injection into syngenic mice when GRN overexpression was induced by doxycycline treatment of the animals. Taken together, the presented work verifies that GRN is overexpressed in human gliomas. In contrast to previous studies in peripheral malignancies, functional assays did not provide evidence that GRN acts as an autocrine growth factor in gliomas. However, a growth promoting effect of GRN was observed in an intracranial glioma model in vivo, suggesting that GRN exerts its tumor promoting function in a non-cell autonomous fashion through effects on the tumor microenvironment. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 09.07.2012 | |||||||
| Dateien geändert am: | 09.07.2012 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 26.04.2012 | |||||||
| Datum der Promotion: | 19.06.2012 |
