Dokument: Impact of Progesterone Receptor Membrane Component 1 on Lipid Metabolism and Oncogenic Signaling in Breast Cancer

Titel:	Impact of Progesterone Receptor Membrane Component 1 on Lipid Metabolism and Oncogenic Signaling in Breast Cancer
Weiterer Titel:	Der Einfluss der Progesteronrezeptor-Membrankomponente 1 auf Lipidmetabolismus und onkogene Signaltransduktion in Brustkrebs
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=63638
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20230915-111417-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Asperger, Hannah Christine [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 61,46 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 11.09.2023 / geändert 11.09.2023
Beitragende:	Prof. Dr. Hans Neubauer [Gutachter] Prof. Dr. Björn Stork [Gutachter]
Stichwörter:	breast cancer hormone receptor PGRMC1 lipid metabolism
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	PGRMC1 ist ein hoch konserviertes, Häm bindendes Protein, das in unterschiedliche Signalwege und metabolische Vorgänge involviert und in Krebszellen hochreguliert ist. Im Mammakarzinom ist PGRMC1 unter anderem mit erhöhtem Tumorwachstum, verstärkter Metastasierung, Therapieresistenz und einer schlechten Prognose assoziiert. Überexpression von PGRMC1 steigert die Zellproliferation im Mammakarzinom des Luminal A Subtyps, was darauf hinweist, dass die Wirkungsweise von PGRMC1 zumindest teilweise mit dem Hormonrezeptorstatus der Zelle zusammenhängt. Die Mechanismen, durch die PGRMC1 die Tumorprogression vorantreibt, sind jedoch nach wie vor unklar. Ziel dieser Arbeit ist es, Funktionen von PGRMC1 im Bereich der Lipidhomöostase zu identifizieren und neue Prozesse zu erschließen, mittels derer PGRMC1 den Krebsstoffwechsel und die Signalübertragung verändert. In Fortsetzung unserer früheren Arbeiten zur Rolle von PGRMC1 im Mevalonatweg wurde die Interaktion von PGRMC1 mit CYP51A1 in verschiedenen Zelllinien untersucht. Außerdem wurde die mRNA- und Protein-Expression von wichtigen Genen des Lipidstoffwechsels mittels real-time RT-PCR und Western Blot in Brustkrebszellen bestimmt. Um funktionelle Auswirkungen der PGRMC1-Überexpression auf die Lipid-Homöostase zu ermitteln, wurde der zelluläre Lipidgehalt mittels Durchflusszytometrie analysiert und der Cholesterin- und Lathosterolgehalt mittels Massenspektrometrie quantifiziert. Im Hinblick auf die Rolle von Cholesterin als Vorläufer für Steroidhormone wurde die Wirkung von PGRMC1 auf den E2-Spiegel und die ERα-Signalgebung unter anderem durch ELISA-Analysen, IF-Färbung und real-time RT-PCR untersucht. Verschiedene Studien konnten die regulierende Wirkung unterschiedlicher Phosphorylierungen von PGRMC1 auf dessen Funktionsweise zeigen, sodass im Weiteren untersucht wurde, ob der zelluläre Cholesterin- und E2-Gehalt mit dem Phosphorylierungsstatus von PGRMC1 zusammenhängt. Der Einfluss von PGRMC1 auf die Bildung von Lipid Rafts wurde anschließend mittels Durchflusszytometrie beurteilt. Da Wachstumshormonrezeptoren häufig in Lipid Rafts angereichert sind, wurde die Co-Lokalisation von HER2 und Lipid Rafts mit Hilfe von IF-Färbungen ermittelt. Außerdem konnte gezeigt werden, dass PGRMC1 die EGFR/HER2-Signalübertragung im Mammakarzinom verändert. Anknüpfend wurde die Auswirkung von PGRMC1 auf die Viabilität von Brustkrebszellen im Rahmen einer Simvastatin-Behandlung analysiert. Zusammenfassend konnte im Rahmen dieser Arbeit gezeigt werden, dass PGRMC1 mit Enzymen des Mevalonatstoffwechsels interagiert und die Expression von Schlüsselproteinen der Lipidhomöostase, Lipidaufnahme und Lipidsynthese verändert, was verbunden ist mit höheren zellulären Spiegeln von neutralen Lipiden, Cholesterin, Steroidhormonen und Lipid Rafts im ER+ Mammakarzinom. Darüber hinaus verändert PGRMC1 die Signalübertragung von ERα und EGFR. PGRMC1-Überexpression erhöht die Empfindlichkeit gegenüber der Behandlung mit Simvastatin, sodass PGRMC1 als Target für lipidsenkende Therapieansätze im Rahmen multimodaler Behandlungsregime in den Fokus rückt. PGRMC1, a highly conserved heme binding protein, is comprehensively involved in cell signaling and metabolism and often upregulated in cancer. In breast cancer, PGRMC1 is associated with enhanced tumor growth, increased metastasis, therapy resistance and poor prognosis, which indicates the protein’s role in carcinogenesis. Overexpression of PGRMC1 promotes proliferation in luminal A breast cancer cells, indicating that the mode of action of PGRMC1 depends on the ERα status of these cells. However, the mechanisms by which PGRMC1 drives tumor progression are not well understood. Previ- ous research showed that PGRMC1 is involved in processes related to cholesterol and fatty acid synthesis, which are often disrupted during cancer progression. The aim of this study was to investigate the involvement of PGRMC1 in lipid homeostasis to detect new mecha- nisms by which PGRMC1 alters cancer metabolism and signaling. In an extension of our previous results on the interplay of PGRMC1 with SCD1 and FDFT1, we examined the interaction of PGRMC1 with CYP51A1 in different breast cell lines. In addition, we deter- mined the mRNA and protein expression of essential genes involved in lipid metabolism by real-time RT-PCR and western blot analysis. To explore the functional impact of PGRMC1 overexpression on lipid homeostasis, IF-staining for lipid droplets followed by flow cytometry was used to assess cellular lipid content. Additionally, mass spectrome- try was used to quantify levels of cholesterol and lathosterol. With regard to the role of cholesterol as a precursor for steroid hormones, we studied the effect of PGRMC1 on E2 levels and ERα downstream signaling among others using ELISA analysis, IF-staining and real-time RT-PCR. Supplementary, a possible dependence of cholesterol and E2 content on PGRMC1 phosphorylation-status was investigated. Moreover, the influence of PGRMC1 on lipid raft formation was analyzed via flow cytometry. Since many studies show that growth hormone receptors are enriched in lipid rafts, IF-staining was used to determine co-localization of HER2 and lipid rafts. Furthermore, alteration of EGFR/HER2 signaling through PGRMC1 overexpression was explored via western blot. Finally, the impact of PGRMC1 on cell viability upon depletion of cholesterol and fatty acids induced by sim- vastatin was investigated. This work demonstrated that PGRMC1 interacts with enzymes of the mevalonate pathway and alters the expression of pivotal proteins involved in lipid homeostasis, lipid uptake and lipid synthesis, possibly leading to higher levels of neutral lipids, cholesterol, steroid hormones and lipid rafts in HR+ breast cancer. Furthermore, PGRMC1 modifies ERα and EGFR signaling. Overexpression of PGRMC1 results in a greater sensitivity to a treatment with simvastatin, suggesting PGRMC1 as a target for lipid lowering therapeutic approaches. In summary, PGRMC1 may play an important role in the proliferation and progression of cancer by altering lipid metabolism and activating key oncogenic signaling pathways, such as ERα and EGFR signaling. This work under- lines the potential of PGRMC1 as a target for anti-cancer therapy.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	15.09.2023
Dateien geändert am:	15.09.2023
Promotionsantrag am:	17.11.2022
Datum der Promotion:	29.08.2023