Dokument: Progesterone Receptor Membrane Component 1: Cellular Mechanisms and Involvement in Breast Cancer Pathology and Endometrial Decidualization

Titel:	Progesterone Receptor Membrane Component 1: Cellular Mechanisms and Involvement in Breast Cancer Pathology and Endometrial Decidualization
Weiterer Titel:	Progesteron Receptor Membrane Component 1: Zelluläre Mechanismen und Beteiligung an der Progression des Mammakarzinoms und an der Dezidualisierung des Endometriums
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=69748
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20250602-105250-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Stamm, Nadia [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 49,87 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 28.05.2025 / geändert 28.05.2025
Beitragende:	Prof. Dr. rer. nat. Neubauer, Hans [Gutachter] Prof. Dr. Heinzel, Thomas [Gutachter]
Stichwörter:	PGRMC1, breast cancer, decidualization, prohibitins
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Progesterone receptor membrane component 1 (PGRMC1) ist ein multifunktionales hochkonserviertes Protein, das an grundlegenden zellulären Funktionen beteiligt ist. Die Deregulation von PGRMC1 trägt zur Tumorprogression des Mammakarzinoms und anderer Karzinome sowie zur weiblichen Infertilität bei. Während bei Ersterem eine erhöhte Expression mit einer schlechteren Prognose einhergeht, ist bei Letzterem PGRMC1 häufig vermindert exprimiert. Um den funktionalen Zusammenhang zwischen PGRMC1-Expression und den oben genannten Störungsbildern zu adressieren, wurden in vorangegangenen Untersuchungen PGRMC1-Interaktionspartner analysiert und Enzyme der Cholesterol-Biosynthese sowie negative Estrogenrezeptor α (ERα) -Regulatoren Prohibitin 1 und 2 (PHB1, PHB2) als Interaktionspartner identifiziert. Ziel dieser Arbeit war die weitere Untersuchung der Beteiligung von PGRMC1 an der Cholesterol-Biosynthese und des möglichen Zusammenspiels von PGRMC1 mit ERα, um neue Erkenntnisse über die Rolle von PGRMC1 in der Brustkrebsprogression und in der Infertilität zu gewinnen. Im ersten Teil der Arbeit wurden potenzielle PGRMC1-Interaktionspartner in der Cholesterol- und Lipid-Biosynthese bestätigt und die Menge an Cholesterol und Estradiol in PGRMC1-überexprimierenden Zellen gemessen. PGRMC1-Überexpression ging mit erhöhter Produktion beider Verbindungen einher, was möglicherweise die Proliferation ERα-positiver Brustkrebszellen intrinsisch stimuliert. Im zweiten Teil des Projektes wurden CRISPR/Cas9-basierte PGRMC1-Knockout (KO) Zellen für drei verschiedene Brustkrebszelllinien erzeugt und charakterisiert. Die Abwesenheit des PGRMC1-Proteins wurde bestätigt, sowie die genetischen Veränderungen über Sanger-Sequenzierung adressiert. Interessanterweise deckte sich der PGRMC1-KO Phänotyp nicht mit dem des transienten PGRMC1-Silencing, was auf eine mögliche Kompensation des PGRMC1-Verlustes hindeutet. Im dritten Teil wurden Interaktionen zwischen PGRMC1 und PHB1/2 analysiert, die von der PGRMC1-S181-Phosphorylierung nach Behandlung mit spezifischen Progestinen (z.B. Norethisteron, NET) abhängig sind. Bei Vorliegen der PGRMC1-PHB-Interaktionen nach Behandlung mit NET wurde die Assoziation zwischen ERα und PHBs schwächer, was möglicherweise eine indirekte Aktivierung von ERα zur Folge haben könnte. In PGRMC1-KO Zellen blieben die ERα-PHB-Interaktionen nach Behandlung mit NET unverändert, was eine PGRMC1-Abhängigkeit dieses Effekts nahelegt. Im letzten Teil dieser Arbeit wurden die PGRMC1-PHB-Interaktionen in dem zusätzlichen Modell der dezidualisierten Stromazellen des Endometriums untersucht, um den Zusammenhang zwischen PGRMC1-Expression und Infertilität zu beleuchten. PGRMC1- Expression folgte während der Dezidualisierung einem zunächst ansteigenden und später abfallenden Expressionsmuster. PGRMC1-Silencing vor Dezidualisierung verhinderte den Prozess, was eine wichtige Beobachtung im Hinblick auf die tendenziell geringere Expression von PGRMC1 bei Infertilität darstellt. Die Ergebnisse dieser Studie deuten auf eine Beteiligung von PGRMC1 an der Tumorprogression ERα-positiver Mammakarzinome, was mutmaßlich durch die Aktivierung von ERα vermittelt wird. Somit stellt PGRMC1 einen wichtigen Faktor in der Progression ERα-positiver Mammakarzinome dar und sollte im Hinblick auf Therapieresistenzen weiter untersucht werden. Progesterone receptor membrane component 1 (PGRMC1) is a highly conserved multifunctional protein which is involved in key cellular pathways and associated with pathology. In breast cancer, PGRMC1 overexpression aligns with worse prognosis and overall survival, while in infertility-related diseases, PGRMC1-downregulation is often observed. Previous studies conducted in PGRMC1-overexpressing breast cancer cells revealed that PGRMC1 interacts with enzymes of the mevalonate pathway and the estrogen receptor α (ERα)-regulating proteins prohibitin 1 and prohibitin 2 (PHB1 and PHB2). The aim of this study was to gain deeper insights into the association of PGRMC1 with cholesterol biosynthesis and into its crosstalk with ERα and thereby to elucidate potential implications in breast cancer and infertility. In the first part, PGRMC1 interaction partners within the cholesterol synthesis pathway were confirmed at endogenous expression levels, and the abundance of cholesterol and neutral lipids was determined in PGRMC1-overexpressing cells. PGRMC1-overexpression was found to be associated with increased cholesterol and estradiol production, potentially intrinsically stimulating ERα signaling. Consequently, treatment with cholesterol-lowering statins reverted the proliferative benefit conveyed by PGRMC1. In the second part of this work, CRISPR/Cas9-based PGRMC1-deficient breast cancer cell models were generated and characterized on genetic and functional levels. Importantly, deficiency of PGRMC1-protein was confirmed for at least two cell clones for each CRISPR/Cas9-treated cell line and the introduced mutations were assessed. Functionally, the PGRMC1-null cells did not display phenotypes observed in transient PGRMC1-knockdown cell models, indicating a possible compensation of PGRMC1-deficiency. In the third part of this dissertation, PGRMC1 interactions with negative ERα-regulators, PHB1 and PHB2, were addressed. The interactions were found to be dependent on PGRMC1-S181 phosphorylation. Importantly, PGRMC1-PHB-interactions prevented PHB-binding to and negative regulation of ERα, potentially increasing oncogenic signaling. In the fourth part, the PGRMC1-PHB-interactions were analyzed in another cellular system: decidualized endometrial stromal cells, following the hypothesis that this interaction axis will also affect this hormone-dependent process. PGRMC1-expression was found to follow a rise-to-decline expression pattern during decidualization, accompanied by PGRMC1-PHB-interactions in the process. PGRMC1-downregulation before decidualization induction resulted in abrogation of the process, potentially mirroring PGRMC1-deficiency in infertility-related diseases. Taken together, this work provides new insights into PGRMC1-implications in breast cancer pathology and impaired decidualization as a common feature of several infertility-related diseases. The collected evidence points towards a functional connection between PGRMC1 expression and ERα activation in breast cancer, through both deregulated sterol metabolism and through PHB-inhibition. The generated PGRMC1-knockout models may serve as a useful tool to understand compensation for PGRMC1-deficiency and thereby gain further insights into key PGRMC1 functions. This study emphasizes the implication of PGRMC1 in cancer hallmark-related mechanisms and might represent a new avenue to target hormone-dependent breast cancer in the future.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	02.06.2025
Dateien geändert am:	02.06.2025
Promotionsantrag am:	27.03.2025
Datum der Promotion:	20.05.2025