Dokument: Untersuchungen zur Regulation und Funktion des Hyaluronsäuresystems in humanen Ösophaguskarzinomzellen

Titel:	Untersuchungen zur Regulation und Funktion des Hyaluronsäuresystems in humanen Ösophaguskarzinomzellen
Weiterer Titel:	A Study on Regulation and Function of the Hyaluronic Acid System in Esophageal Squamous Cell Carcinoma
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=9979
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20090112-120514-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. Twarock, Sören [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 13,97 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 22.12.2008 / geändert 13.01.2009
Beitragende:	Prof. Dr. Fischer, Jens Walter [Gutachter] Prof. Dr. Läer, Stephanie [Gutachter]
Stichwörter:	Hyaluronsäure, Ösophaguskarzinomzellen, FAK
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Eine überschießende Produktion an Hyaluronsäure in der Umgebung von gastrointestinalen Tumorzellen ist ein wichtiges Merkmal dieser Erkrankung. Hyaluronsäure ist für eine Vielzahl an malignen Eigenschaften von Krebszellen verantwortlich wie ein erhöhtes invasives Potential, Proliferation, Neigung zur Metastasierung und einer Anheftung an nicht transformiertes Stromagewebe. Das Ösophaguskarzinom ist ein seltener aber schwerwiegender Tumor des Gastrointestinaltraktes und wird in Plattenepithel- und Adenokarzinom unterteilt. 4 Methylumbelliferon (4 MU) ist ein Inhibitor der Hyaluronsäuresynthasen (HAS1-3). Um die spezifischen Effekte von 4-MU auf die Hyaluronsäurematrix von Krebszellen und die diesen zugrunde liegenden Signalwege zu untersuchen, wurde eine Ösophagus-Krebszelllinie mit einem distinkten HAS-Expressions¬muster ausgewählt (HAS3>HAS2>>>HAS1). OSC1-Zellen zeigten eine starke Anhäufung an Zellfort¬sätzen auf der Zelloberfläche, die mit perizellulärer Hyaluronsäurematrix umhüllt waren. 4-MU führte zu einer Auflösung dieser Strukturen und darüber hinaus zu einem eindrucksvollen morphologischen Phänotyp, der eine Abflachung und eine Zusammenballung der Krebszellen einschloss. Als mögliche Ursache konnten eine Dephosphorylierung der fokalen Adhäsionskinase (FAK) und eine Calpain-induzierte FAK-Degradation festgestellt werden. Diese Vorgänge führten zu einem Zusammenbruch des Zellgerüstes und zu einer Auflösung der fokalen Adhäsions¬komplexe. Außerdem resultierte die Behandlung mit 4-MU in einer erniedrigten Phosphorylierung von ERK1/2 und AKT, die nachgeschaltete Signaltrans¬duktionswege der FAK kontrollieren. Die Effekte von 4-MU waren nicht CD44- abhängig, wie mit einem blockierenden Antikörper gegen CD44 gezeigt werden konnte. Eine lentivirale Ausschaltung der Genexpression von HAS3 mit Interferenz-RNA verursachte hingegen alle Auswirkungen einer 4-MU-Behandlung. Damit ist belegt, dass die beobachteten Effekte unter 4-MU hyaluronsäureabhängig waren. Die genannten Mechanismen führen schließlich zu einer Hemmung von Proliferation und Migration der Krebszellen. Darüber hinaus wurde unter Behandlung mit 4-MU das aggressive Wachstum der OSC1-Zellen in Ko-Kultur-Versuchen mit Stromazellen eingeschränkt. 4-MU könnte daher therapeutisches Potential in der Behandlung von Tumorerkrankungen aufweisen. Daher erscheint es interessant, in zukünftigen Tierversuchen und gegebenenfalls klinischen Untersuchungen 4-MU weiter für eine Indikation in der Onkologie zu untersuchen. Abundant production of hyaluronic acid (HA) in the vicinity of gastrointestinal cancer cells is a hallmark of tumor development. Hyaluronan accounts for a plethora of malignant properties of cancerous phenotype such as invasive potential, proliferation, metastatic spread and adhesion to stroma tissue. Esophageal cancer is a rare but severe kind of gastrointestinal cancer which is differentiated in adenocarcinoma and squamous cell carcinoma of the esophagus. 4-methylumbelliferone (4-MU) is an inhibitor of the hyaluronan synthases (HAS1-3) and is thought to have promising properties as an anticancer agent. We used a squamous cancer cell line (OSC1) expressing HAS3>HAS2>>>HAS1 to evaluate the specific effects of 4-MU on the phenotype of OSC1 and the underlying pathways. OSC1 exhibit a unique and strong expression of microvillus-like structures, which are associated with the hyaluronan matrix. These structures were shown to be involved in cancer cell invasion. 4-MU induced resolution of these structures and caused a distinct morphological change in OSC1 which was at least partly basd on a calpain-mediated cleavage of focal adhesion kinase (FAK). These actions subsequently led to a resolution of focal adhesions and a collapse of the cytoskeleton. Moreover, treatment with 4-MU resulted in a decreased phosphorylation of ERK1/2 and AKT, two downstream targets of FAK. The effects of 4-MU were not CD44 dependent as shown by use of a CD44-blocking antibody. A lentiviral delivered knockdown of HAS3 expression mimicked all effects of 4-MU treatment, showing that the observed effects were dependent on hyaluronan depletion. As a consequence, 4-MU inhibited proliferation and migration of the cancer cells. In addition, 4-MU diminished invasive growth of the cancer cells under co-culture conditions. We conclude that 4-MU leads to a breakdown of the cancer matrix interactions and therefore might be useful in the control of esophageal cancer.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie
Dokument erstellt am:	12.01.2009
Dateien geändert am:	13.01.2009
Promotionsantrag am:	04.12.2007
Datum der Promotion:	18.01.2008