Dokument: Expression und Funktion der CXCR4/CXCR7/CXCL12-Achse in Schilddrüsenkarzinomen
| Titel: | Expression und Funktion der CXCR4/CXCR7/CXCL12-Achse in Schilddrüsenkarzinomen | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=52257 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20200212-105623-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Forster, Christina [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. Krieg, Andreas [Gutachter] Prof. Dr. med. Keitel-Anselmino, Verena [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | CXCR4, CXCR7, CXCL12, Schilddrüsenkarzinom | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Patienten mit metastasiertem Schilddrüsenkarzinom weisen durch limitierte Therapie-optionen und eingeschränktes Ansprechen auf aktuelle Chemotherapeutika auch heute noch ein schlechtes Outcome auf. Für diese Kohorte ist eine Identifikation neuer Biomarker zur ansatzorientierten medikamentösen Behandlung unerlässlich. Ein solcher Marker wäre zum Beispiel die CXCR4/CXCR7/CXCL12-Achse, die in den letzten Jahren in der Tumorforschung zunehmend an Bedeutung gewonnen hat. Daher untersucht die vorliegende Arbeit die Expression der CXC-Motiv-Chemokinrezeptoren 4 (CXCR4) und 7 (CXCR7) in Schilddrüsenkarzinomen und deren biologische und prognostische Bedeutung im Metastasierungsprozess. Ferner wurde evaluiert, ob durch Inhibition bzw. Stimulation der Rezeptoren Veränderungen der Zellzyklusaktivität und der Zellmigration in vitro erfolgen. Für die Expressionsanalyse wurden zunächst Tissue Microarrays mit Gewebeproben von 86 medullären und 44 follikulären Schilddrüsenkarzinomen sowie korrespondierendem Normalgewebe und Metastasen, falls verfügbar, immunhistochemisch für CXCR4 und CXCR7 gefärbt. Die Expressionslevel wurden anhand des Immunreaktiven Scores nach Remmele quantifiziert, mit klinisch-pathologischen Variablen korreliert und anschließend mit dem Gesamt- und Rezidiv-freien Überleben verglichen. Nach dem strukturellen Nachweis der Rezeptoren mittels Western Blot und Immunzytochemie wurden in Zellkulturversuchen zur Untersuchung der funktionellen Auswirkung verschiedene Schilddrüsenkarzinom-Zelllinien mit dem aktivierenden Liganden CXC-Motiv-Chemokin 12 (CXCL12) und den CXCR4-Antagonisten AMD3100 und WZ811 behandelt. Unterschiede der Tumorzellinvasion wurden mit Hilfe von Matrigel Invasion Chambers untersucht, während Modifikationen der Zellzyklusaktivität mittels Durchflusszytometrie bestimmt wurden. Abschließend wurde die Veränderung der mRNA-Expression spezifischer Gene der epithelial-mesenchymalen Transition (EMT) durch qPCR überprüft. Es zeigte sich eine im Gegensatz zum Normalgewebe verstärkte Expression der Rezeptoren in den Primärtumoren sowie eine zunehmende Expression in den Metastasen. Im follikulären Schilddrüsenkarzinom war eine hohe CXCR4- und CXCR7-Expression mit größeren Tumoren und fortgeschrittenem UICC-Stadium assoziiert. Beim medullären Schilddrüsenkarzinom zeigte eine hohe CXCR4-Expression eine signifikante Assoziation mit größeren Tumoren und metastatischem Phänotyp. Beide Tumorarten wiesen bei hoher CXCR4-Expression ein verkürztes Gesamt- sowie Rezidiv-freies Überleben der Patienten auf. In vitro reduzierten CXCR4-Antagonisten signifikant die Zellinvasivität, während sich nach Stimulation mit CXCL12 eine signifikante Zunahme des invasiven Wachstums und Zellzyklusaktivierung darstellt. Zudem führte die Stimulation der Zellen mit CXCL12 zu einer signifikanten Zunahme der Expression EMT-spezifischer Gene wie BST2, FGF9 und Vimentin, während es zur typischen Abnahme des Adhäsionsproteins E-Cadherin kam. Zusammenfassend erbringt diese Arbeit den Nachweis der biologischen und prognostischen Bedeutung der CXCR4/CXCR7/CXCL12-Achse in Schilddrüsenkarzinomen und deren Metastasierungsprozess. Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial der Achse als neue Zielstruktur medikamentöser Therapieansätze und bieten weitere Einsicht in die molekularen Mechanismen metastasierender Schilddrüsenkarzinome.Patients with metastasized thyroid carcinoma continue to demonstrate poor outcome due to limited therapeutic options and restricted response to current chemotherapeutics. For this cohort of patients, the identification of new biological markers is essential for a novel adjuvant therapeutic regime. Such a marker could be, for example, the CXCR4/CXCR7/CXCL12-axis, which gained importance in tumour research over the last few years. Hence, the aim of this study was to investigate the expression of C-X-C chemokine receptor type 4 (CXCR4) and 7 (CXCR7) in thyroid carcinomas and their biological and prognostic relevance in metastatic process. Furthermore, the changes in cell cycle activity and cell migration after inhibition or stimulation of these receptors were evaluated in vitro. For expression analysis, Tissue Microarrays with samples from 86 medullary and 44 follicular thyroid carcinomas as well as corresponding normal tissues and metastases, if available, were immunohistochemically stained for CXCR4 and CXCR7. Expression levels have been quantified by the Immunoreactivity Score according to Remmele and correlated with clinicopathological variables. Subsequently, they were compared with overall- and recurrence-free survival. After the structural demonstration of the receptors via western blot and immunocytochemistry, various thyroid carcinoma cell lines have been treated in cell culture experiments with the activating ligand C-X-C motif chemokine 12 (CXCL12) and the CXCR4-antagonists AMD3100 and WZ811 to investigate their functional effects. Differences in tumour cell invasion were explored with the aid of Matrigel Invasion Chambers, whereas modifications of cell cycle activity were determined via flow cytometry. Finally, alterations of mRNA expression of specific genes associated with epithelial-mesenchymal transition (EMT) were examined by qPCR. In contrast to normal tissues, increased expression levels of the receptors could be demonstrated in primary tumours as well as in the metastases. In follicular thyroid carcinoma, a high CXCR4- and CXCR7-expression was associated with an increased tumour size and advanced UICC stage. In medullary thyroid carcinoma, a high CXCR4-expression demonstrated a significant correlation with bigger tumours and metastatic phenotype. Both tumour entities showed at high CXCR4 expression a reduced overall- as well as recurrence-free survival of the patients. In vitro, CXCR4-antagonists significantly reduced cell invasiveness whereas stimulation with CXCL12 significantly increased invasive growth and cell cycle activation. Moreover, the stimulation of the cells with CXCL12 induced a significant increase of EMT-specific genes like BST2, FGF9 and Vimentin while it came to the typical decrease of the focal adhesion protein E-Cadherin. In summary, this study provides first evidence of the biologic and prognostic relevance of the CXCR4/CXCR7/CXCL12-axis in thyroid carcinoma and their metastatic process. The results underline the potential of this axis as a target structure for novel therapeutic approaches and offer new insights in the molecular mechanism of metastatic thyroid carcinoma. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 12.02.2020 | |||||||
| Dateien geändert am: | 12.02.2020 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 24.04.2019 | |||||||
| Datum der Promotion: | 11.02.2020 |
