Dokument: Die Bedeutung der Histondemethylasen UTX und JMJD3 im Harnblasenkarzinom

Titel:	Die Bedeutung der Histondemethylasen UTX und JMJD3 im Harnblasenkarzinom
Weiterer Titel:	The function of the histone demethylases UTX and JMJD3 in bladder cancer
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=45458
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20180419-112216-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Kunz, Xenia [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1021 KB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 03.04.2018 / geändert 03.04.2018
Beitragende:	Prof. Dr. Schulz, Wolfgang A. [Gutachter] Prof. Dr. Wieczorek, Dagmar [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die Bedeutung der Epigenetik bei der Entstehung von Karzinomen wurde insbesondere in den letzten zwei Jahrzehnten durch viele wissenschaftliche Arbeiten unterstrichen. So konnten beim Harnblasenkarzinom durch umfassende Sequenzierungsanalysen häufige Mutationen in bis dahin wenig bekannten Genen festgestellt werden, von denen viele für posttranslationale Modifikationen von Histonen zuständig sind. Das am häufigsten mutierte Gen war dabei UTX; eine Histondemethylase. In einer vorangegangenen Arbeit des urologischen Forschungslabors der HHU Düsseldorf wurde UTX und möglicherweise auch der verwandten Histondemethylase JMJD3 eine tumorsuppressive Eigenschaft zugeschrieben, da deren Expression in den untersuchten Urothelkarzinomzelllinien deutlich vermindert war. Zudem konnten in einigen Zelllinien somatische Mutationen nachgewiesen werden. Vor diesem Hintergrund befasst sich diese Arbeit mit der funktionellen Bedeutung der Histondemethylasen UTX und JMJD3 im Urothelkarzinom. Hierfür wurden die Auswirkungen einer Überexpression und eines Knockdowns auf verschiedene Zellparameter untersucht. Für die tumorsuppressive Eigenschaft der beiden Enzyme wurden weitere Anhaltspunkte gewonnen. So verminderte eine Überexpression von UTX und in geringerem Maße von JMJD3 in mehreren Urothelkarzinomzelllinien deren Klonogenität. Zudem lässt sich eine gegenseitige Beeinflussung zwischen UTX und JMJD3 vermuten, da bei niedriger Expression von UTX die JMJD3 Expression zunahm. Transiente Überexpression oder siRNA vermittelter Knockdown von UTX führten im Zeitraum von 3 Tagen zu keinen signifikanten Veränderungen der Zellvitalität und der Proliferation der untersuchten Urothelkarzinomzelllinien. Ebenso wurde kein signifikanter Unterschied in der Expression der untersuchten Zielgene RBBP4, HBP1, HOXC6, HOXC11 und HOXC13 festgestellt. Tendenziell nahm die Expression von RBBP4 wie erwartet ab; den Erwartungen entgegengesetzt nahm die Expression von HBP1 jedoch zu. Es lässt sich vermuten, dass die Ergebnisse bei einem länger gewählten Versuchszeitraum - wie beim Klonogenitätsassay - deutlicher ausgefallen wären, sodass das Augenmerk in weiterführenden Arbeiten auf die Auswirkungen eines langfristigen Knockdowns, beispielsweise mittels shRNA beziehungsweise einer langfristigen Überexpression, beispielsweise mittels lentiviralen Vektoren, gelegt werden sollte. Dabei sollten auch andere Parameter wie Zellmigration und Invasion untersucht werden. Eine genaue Charakterisierung der Wirkung von UTX und JMJD3 kann zur Entwicklung von neuen therapeutischen Ansätzen über „epigenetische Inhibitoren“ beitragen, beispielsweise über Inhibitoren der zu diesen Histondemethylasen antagonistischen Methyltransferase EZH2. The relevance of epigenetics for the development of carcinomas has been highlighted by many scientific studies especially in the last decades. In bladder cancer, in particular, comprehensive genome sequencing has identified recurrent mutations in previously poorly studied genes encoding factors involved in the post-translational modification of histones. The most frequently mutated gene in this category is UTX (KDM6A). A previous thesis performed in the urology research lab provided preliminary evidence for a tumor-suppressive function of UTX and possibly, the related histone demethylase JMJD3. Expression of UTX was diminished and the gene was mutated in several urothelial carcinoma cell lines. Therefore, the present thesis addressed the function of these two histone demethylases in urothelial carcinoma cells. To that end, the effects of experimental overexpression and siRNA-mediated knockdown on various cell parameters were investigated. The tumor-suppressive character of both enzymes was most apparent in the suppression of clone formation by UTX and to a lesser extent JMJD3 overexpression. JMJD3 expression increased following a decreased UTX expression, suggesting mutual regulation or compensation. However, transient overexpression or knockdown of UTX did not significantly affect cell viability or proliferation of the investigated urothelial carcinoma cell lines over the course of three days. Likewise, expression of the likely target genes RBBP4, HBP1, HOXC6, HOXC11 und HOXC13 was not significantly changed within this period, although RBBP4 tended towards downregulation and HBP1, unexpectedly, towards upregulation. Conceivably, changes affected by UTX modulation would have become more pronounced over a longer experimental period, as suggested by the clone formation assays. In future experiments, therefore, long-term stable knockdown, e.g. by shRNA, and stable overexpression, e.g. by lentiviral vectors, should be employed. In addition, further cellular parameters, e.g. cell migration and invasion might be investigated. The characterization of the biological action of UTX and JMJD3 may contribute to the development of novel therapeutic approaches based on epigenetic inhibitors, notably of inhibitors targeting the histone methylase EZH2, which antagonizes UTX and JMJD3.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	19.04.2018
Dateien geändert am:	19.04.2018
Promotionsantrag am:	25.04.2017
Datum der Promotion:	30.01.2018