Dokument: Molekulargenetische Charakterisierung pleomorpher Xanthoastrozytome
| Titel: | Molekulargenetische Charakterisierung pleomorpher Xanthoastrozytome | |||||||
| Weiterer Titel: | Moleculargenetical characterisation of pleomorphic xanthoastrocytomas | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=8286 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20080703-114025-6 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. Kaulich, Kerstin [Autor] | |||||||
| Dateien: |
| |||||||
| Beitragende: | Prof. Dr. Reifenberger, Guido [Gutachter] Prof. Dr. Rüther, Ulrich [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Pleomorphes Xanthoastrozytom; Tumor | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Das pleomorphe Xanthoastrozytom (PXA) ist ein relativ seltener astrozytärer Tumor des zentralen Nervensystems, der vornehmlich bei Kindern und jungen Erwachsenen auftritt, typischerweise oberflächlich in der Großhirnrinde lokalisiert ist und relativ gut begrenzt wächst. Trotz eines sehr pleomorphen histologischen Erscheinungsbildes ist das PXA im Regelfall mit einer günstigen Prognose assoziiert. Histologisch werden diese Tumoren dementsprechend gemäß der von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) herausgegebenen Klassifikation in den WHO-Grad II eingestuft. Über die diesen Tumoren ursächlich zugrunde liegenden molekulargenetischen Veränderungen ist bislang erst sehr wenig bekannt. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde eine große Serie von PXA auf Veränderungen in solchen Genen hin untersucht, die in anderen, häufigeren glialen Tumoren, wie z.B. den diffusen Astrozytomen und Oligodendrogliomen, typischerweise Veränderungen zeigen. Hierzu gehörte die molekulare Analyse von PXA auf Mutationen im Tumorsuppressorgen TP53, Aberrationen in den Tumorsuppressorgenen CDKN2A, p14ARF und CDKN2B, Genamplifikationen der Proto-Onkogene CDK4, MDM2 und EGFR und Allelverluste auf den chromosomalen Armen 1p, 9p, 10p, 10q, 17p, 19q und 22q. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden Expressionsprofile von PXA und den ebenfalls dem WHO Grad II angehörenden diffusen Astrozytomen mittels Hybridisierung von cDNA-Arrays erstellt und miteinander verglichen, um Unterschiede zwischen diesen beiden Tumorentitäten festzustellen und neue Kandidatengene zu identifizieren, die an der Pathogenese der PXA beteiligt sind. Der dritte Teil der Arbeit fokussierte auf die Charakterisierung der Expression des CD34 Antigens als möglicher diagnostischer Marker für PXA.
Homozygote Deletionen der Tumorsuppressorgene CDKN2A, p14ARF und CDKN2B, die zu einer Inaktivierung der p53- bzw. pRB-abhängigen Wachstumskontrolle führen, wurden als häufige und wichtige genetische Veränderungen in PXA identifiziert. Andere genetische Alterationen, die typischerweise in diffusen Astrozytomen oder Oligodendrogliomen zu finden sind, wie z.B. Mutationen des TP53-Gens oder kombinierte Allelverluste auf den Chromosomenarmen 1p und 19q, sind dagegen in PXA selten oder gar nicht nachweisbar. Unterschiede zwischen PXA und diffusen Astrozytomen wurden nicht nur auf genomischer Ebene, sondern auch auf transkriptioneller Ebene beobachtet. Hierdurch wurde eine Reihe von Genen identifiziert, die in den beiden Tumorentitäten differentiell exprimiert werden. Die in PXA verstärkt exprimierten Gene kodieren für Genprodukte verschiedener Funktionalitäten, wobei insbesondere solche Gene gefunden wurden, deren Proteine in die Matrixregulation und/oder in Zell-Zell- bzw. Zell-Matrix-Interaktionen involviert sind. Hierzu gehören u.a. die Gene für Decorin (DCN), Matrix-Gla-Protein (MGP), Tissue Inhibitor of Metalloproteinase 1 (TIMP1), Connective Tissue Growth Factor (CTGF), Ephrinrezeptor EphA1 (EPHA1) und Serpin 1/Plasminogenaktivator-Inhibitor 1 (PAI1). Die Hochregulation dieser Gene in Kombination mit einer im Vergleich zu diffusen Astrozytomen verminderten Expression der Gene für den Plättchenwachstumsfaktorrezeptor alpha (PDGFRA) und den neurotrophen Tyrosinkinase-Rezeptor (NTRK2) ist vermutlich mitverantwortlich für das vergleichsweise weniger infiltrative Wachstum der PXA. Diese Hypothese sowie die funktionelle Bedeutung der in dieser Arbeit ebenfalls als differentiell exprimiert gefundenen Gene für die Proteine Pleiotrophin (PTN), Adhäsionsmolekül auf Glia (AMOG/ATP1B2) und den Transkriptionsfaktor SOX4 in PXA, bedarf der Abklärung in weitergehenden Analysen. Weder auf genetischer noch auf transkriptioneller Ebene wurden eindeutige Unterschiede zwischen klassischen PXA des WHO-Grades II und sogenannten PXA mit Anaplasiezeichen festgestellt. Schließlich fand sich in PXA im Vergleich zu anderen Gliomen eine immunhistochemisch deutlich häufiger nachweisbare Expression des CD34 Antigens, das bekanntermaßen in Endothelzellen und hämatopoetischen Stammzellen exprimiert wird. Die häufige CD34-Immunreaktivität in PXA kann somit als neuer diagnostischer Marker in der neuropathologischen Differentialdiagnose dieser Tumoren herangezogen werden. Insgesamt wurden in der vorliegenden Arbeit die sehr seltenen PXA erstmalig systematisch im Hinblick auf die assoziierten genetischen Veränderungen und Expressionsprofile hin analysiert. Die erzielten Ergebnisse sprechen dafür, dass sich PXA von den häufigeren, diffusen astrozytären und oligodendroglialen Gliomen sowohl auf genetischer als auch auf transkriptioneller Ebene eindeutig unterscheiden. Zusätzlich konnte eine Reihe neuer Kandidatengene identifiziert werden, deren verstärkte Expression wahrscheinlich zur Entstehung und zum Wachstumsverhalten der PXA beiträgt. Mit dem CD34-Antigen wurde zudem ein neuer in der neuropathologischen Routinediagnostik einsetzbarer diagnostischer Marker für diese Tumoren identifiziert.Pleomorphic xanthoastrocytoma (PXA) is a rare astrocytic neoplasm of the central nervous system that predominantly develops in children and young adults, usually shows a well-demarcated growth pattern, and histologically corresponds to low-grade glioma of World Health Organization (WHO) grade II. Despite a rather pleomorphic histology, PXA is usually associated with a favorable prognosis. Knowledge about the molecular aberrations that are associated with the pathogenesis of these tumors is still very limited. In the first part of the thesis, a large series of PXA tumors were screened for alterations of genes known to be frequently aberrant in other, more common types of gliomas, such as diffuse astrocytomas and oligodendrogliomas. These studies comprised molecular analyses for mutations in the TP53 tumor suppressor gene, aberrations in the CDKN2A, p14ARF and CDKN2B tumor suppressor genes, amplification of the proto-oncogenes CDK4, MDM2 and EGFR, as well as loss of heterozygosity on the chromosomal arms 1p, 9p, 10p, 10q, 17p, 19q and 22q. In the second part of the thesis, cDNA-array hybridization was used to compare the mRNA expression profiles of PXA with those of diffuse astrocytomas WHO grade II in order to identify differentially expressed genes that might be specifically involved in the pathogenesis of PXA. The third part of the thesis focussed on the characterization of CD34 expression in PXA. Homozygous deletion of the tumor suppressor genes CDKN2A, p14ARF and CDKN2B, leading to inactivation of the p53- and pRB-dependent growth control, was identified as an important molecular alteration in PXA. In contrast, other genetic alterations typically found in diffuse astrocytomas or oligodendrogliomas, such as TP53 mutation or deletion of chromosomal arms 1p and 19q, were rare or absent in PXA. Differences between PXA and diffuse astrocytoma were also found at the transcriptional level. A number of different genes, whose gene products exhibit diverse functionality, most notably involvement in matrix regulation and/or cell-cell- or cell-matrix-interaction, were found to be expressed at higher levels in PXA as compared to diffuse astrocytomas and non-neoplastic brain tissue. These included the genes for decorin (DCN), tissue inhibitor of metalloproteinase 1 (TIMP1), connective tissue growth factor (CTGF), ephrin receptor EphA1 (EPHA1), matrix-Gla protein (MGP) and serpine 1, also known as plasminogen activator inhibitor 1 (PAI1). The increased expression of these genes together with decreased expression of the genes encoding platelet-derived growth factor receptor alpha (PDGFRA) and neurotrophic tyrosine kinase receptor 2 (NTRK2) likely contribute to the less infiltrative growth behaviour of PXA as compared to diffuse astrocytoma. Further functional analysis should uncover the precise roles of the differential expression of these and certain other differentially expressed genes, such as the genes encoding pleitrophin (PTN), adhesion molecule on glia (AMOG/ATP1B2) and SRY-box 4 (SOX4), in PXA development. Significant differences between classic PXA of WHO grade II and so-called PXA with anaplastic features were neither detected at the genetic nor at the transcriptional level. Finally, PXA were found to frequently express the endothelial and hematopoietic stem cell-associated antigen CD34, which thus may serve as a novel marker in the differential diagnosis towards other types of gliomas that are usually CD34-negative. In summary, the thesis reports for the first time on a systematic molecular analysis of the genetic alterations and expression profiles associated with PXA. The results indicate that the genetic and transcriptional alterations in PXA are clearly distinct from those in the more common diffuse astrocytic and oligodendroglial gliomas, which may explain the different growth behavior and more favorable prognosis of PXA. Furthermore, several interesting new candidate genes were found that show up-regulated expression in PXA and thus likely contribute to PXA development. In addition, CD34 was identified as a novel diagnostic immunohistochemical marker for PXA. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Neuropathologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 03.07.2008 | |||||||
| Dateien geändert am: | 03.07.2008 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 16.05.2008 | |||||||
| Datum der Promotion: | 23.06.2008 |
