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Titel:Funktionelle Charakterisierung der Kinasen IRAK1, TTK, SGK1, TBK1 und PRKDC im Pankreaskarzinom
Autor:Bielak-Würzer, Sabrina
Weitere Beteiligte: Buchholz, M. (PD Dr.)
Veröffentlicht:2014
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2014/0331
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2014-03312
DOI: https://doi.org/10.17192/z2014.0331
DDC: Medizin
Titel (trans.):Functional characterization of the kinases IRAK1, TTK, SGK1, TBK1 and PRKDC in pancreatic cancer
Publikationsdatum:2014-04-30
Lizenz:https://rightsstatements.org/vocab/InC-NC/1.0/

Dokument

Schlagwörter:
TTK, PRKDC, SGK1, IRAK1, IRAK1, TBK1, PRKDC, pancreatic cancer, SGK1, TBK1, TTK, Pankreaskarzinom

Zusammenfassung:
Zusammenfassung Die Diagnose eines Pankreaskarzinoms ist auch heute noch aufgrund von seiner frühen Metastasierung, der späten Diagnosestellung und insuffizienter Therapieoptionen mit einer infausten Prognose vergesellschaftet. Daher ist es wichtig an neuen Therapieansätzen zu forschen. In dieser Arbeit wurden fünf verschiedene humane Kinasen, IRAK1, TTK, SGK1, TBK1 und PRKDC auf ihre Funktion und ihren Einfluss in Zellen des duktalen Adenokarzinom des Pankreas hin untersucht. Dabei wurde ein besonderer Wert auf karzinomspezifischen Eigenschaften wie verstärkte Proliferation, die Fähigkeit zu migrieren und Metastasen zu bilden, sowie die Hemmung der Apoptose gelegt. Ziel war es, eine Kinase zu finden, dessen Hemmung in der „targeted-therapy“ genutzt werden konnte. Während die Kinasen TBK1 und PRKDC keinen wünschenswerten Einfluss auf die Proliferation zeigten und somit verworfen wurden, führte eine Herunterregulation von SGK1 zu einem negativen Effekt auf sowohl maligne wie auch auf benigne Zelllinien. Da dies auch nicht das Ziel einer „targeted-therapy“ ist, wurde auch diese Kinase als Kandidat verworfen. Übrig blieben die Kinasen IRAK1 und TTK. Beide zeigten jeweils nach Herunterregulation eine Hemmung der Zellvitalität, wobei diese Hemmung nach Herunterregulation von TTK signifikant stärker ausfiel als unter Herunterregulation von IRAK1. Dass beide Kinasen für das Zellüberleben nötig zu sein scheinen, zeigte auch das Ergebnis des Apoptoseassays. Festzustellen ist jedoch, dass TTK in allen Versuchen, außer dem Migrationsassay, den größten Effekt aufwies. Folglich scheint die Kinase TTK sowohl in der Proliferation und der Hemmung der Apoptose, als auch in der Fähigkeit Metastasen zu bilden eine wichtige Rolle zu spielen. Dies macht TTK als Ziel einer „targeted-therapy“ gegen das duktale Adenokarzinom des Pankreas interessant und sollte daher weiter verfolgt werden.

Bibliographie / References

  1. Yager, Kraig et al. (2012): Lead optimization of purine based orally bioavailable Mps1 (TTK) inhibitors. In: Bioorg Med Chem Lett 22 (13), S. 4377–4385.
  2. Sahoo, Sunati; Brickley, Deanna R.; Kocherginsky, Masha; Conzen, Suzanne D. (2005): Coordinate expression of the PI3-kinase downstream effectors serum and glucocorticoid- induced kinase (SGK-1) and Akt-1 in human breast cancer. In: Eur J Cancer 41 (17), S. 2754– 2759.
  3. Ellen; Inoue, Jun-Ichiro et al. (2003): Epstein-Barr virus latent membrane protein 1 activation of NF-kappaB through IRAK1 and TRAF6. In: Proc Natl Acad Sci U S A 100 (26), S. 15595– 15600.
  4. Niu, Jiangong; Li, Zhongkui; Peng, Bailu; Chiao, PaulJ (2004): Identification of an autoregulatory feedback pathway involving interleukin-1alpha in induction of constitutive NF-kappaB activation in pancreatic cancer cells. In: J Biol Chem 279 (16), S. 16452–16462.
  5. Wei, Jen-Hsuan; Chou, Yi-Fan; Ou, Yi-Hung; Yeh, Yen-Hsiu; Tyan, Shiaw-Wei; Sun, Te-Ping et al. (2005): TTK/hMps1 participates in the regulation of DNA damage checkpoint response by phosphorylating CHK2 on threonine 68. In: J Biol Chem 280 (9), S. 7748–7757.
  6. Martin, L. K.; Li, X.; Kleiber, B.; Ellison, E. C.; Bloomston, M.; Zalupski, M.; Bekaii-Saab, T. S. (2012): VEGF remains an interesting target in advanced pancreas cancer (APCA): results of a multi-institutional phase II study of bevacizumab, gemcitabine, and infusional 5-fluorouracil in patients with APCA. In: Ann Oncol.
  7. Niittymaki, Iina; Gylfe, Alexandra; Laine, Leena; Laakso, Marko; Lehtonen, Heli J.; Kondelin, Johanna et al. (2011): High frequency of TTK mutations in microsatellite-unstable colorectal cancer and evaluation of their effect on spindle assembly checkpoint. In: Carcinogenesis 32 (3), S. 305–311.
  8. Madden, M. E.; Sarras, MPJr (1988): Morphological and biochemical characterization of a human pancreatic ductal cell line (PANC-1). In: Pancreas 3 (5), S. 512–528.
  9. McKinnon, Rena et al. (2011): Characterization of the cellular and antitumor effects of MPI- 0479605, a small-molecule inhibitor of the mitotic kinase Mps1. In: Mol Cancer Ther 10 (12), S. 2267–2275.
  10. Nitsche, Claudia; Simon, Peter; Weiss, FUlrich; Fluhr, Gabriele; Weber, Eckhard; Gartner, Simone et al. (2011): Environmental risk factors for chronic pancreatitis and pancreatic cancer. In: Dig Dis 29 (2), S. 235–242.
  11. Kolonel, LaurenceN (2007b): Body mass index and physical activity as risk factors for pancreatic cancer: the Multiethnic Cohort Study. In: Cancer Causes Control 18 (2), S. 165– 175.
  12. Cleavage of poly(ADP-ribose) polymerase by a proteinase with properties like ICE. In: Nature 371 (6495), S. 346–347.
  13. Anhang Sabrina Bielak-Würzer 74
  14. Anhang Sabrina Bielak-Würzer 75
  15. Anhang Sabrina Bielak-Würzer 76
  16. Anhang Sabrina Bielak-Würzer 77
  17. Anhang Sabrina Bielak-Würzer 78
  18. Anhang Sabrina Bielak-Würzer 79
  19. Anhang Sabrina Bielak-Würzer 82
  20. Lynch, ShannonM; Vrieling, Alina; Lubin, JayH; Kraft, Peter; Mendelsohn, JulieB; Hartge, Patricia et al. (2009): Cigarette smoking and pancreatic cancer: a pooled analysis from the pancreatic cancer cohort consortium. In: Am J Epidemiol 170 (4), S. 403–413.
  21. Lang, Florian; Perrotti, Nicola; Stournaras, Christos (2010): Colorectal carcinoma cells— Regulation of survival and growth by SGK1 (10). Online verfügbar unter http://ac.els- cdn.com/S1357272510001974/1-s2.0-S1357272510001974- main.pdf?_tid=7aa8363681b59aa493d0bd6fae3aa3f9&acdnat=1343639839_badc80aa9482 e4e1668d7a8b71b88673, zuletzt geprüft am 30.07.2012.
  22. You, Lei; Chen, Ge; Zhao, Yu-pei (2010a): Core signaling pathways and new therapeutic targets in pancreatic cancer. In: Chin Med J (Engl) 123 (9), S. 1210–1215.
  23. Nothlings, Ute; Murphy, SuzanneP; Wilkens, LynneR; Henderson, BrianE; Kolonel, LaurenceN (2007a): Dietary glycemic load, added sugars, and carbohydrates as risk factors for pancreatic cancer: the Multiethnic Cohort Study. In: Am J Clin Nutr 86 (5), S. 1495–1501.
  24. Smith, G. C.; Divecha, N.; Lakin, N. D.; Jackson, S. P. (1999): DNA-dependent protein kinase and related proteins. In: Biochem Soc Symp 64, S. 91–104.
  25. Lee, Suk-Hee; Kim, Chung-Hui (2002): DNA-dependent protein kinase complex: a multifunctional protein in DNA repair and damage checkpoint. In: Mol Cells 13 (2), S. 159– 166.
  26. Yu, Y.; Okayasu, R.; Weil, M. M.; Silver, A.; McCarthy, M.; Zabriskie, R. et al. (2001): Elevated breast cancer risk in irradiated BALB/c mice associates with unique functional polymorphism of the Prkdc (DNA-dependent protein kinase catalytic subunit) gene. In: Cancer Res 61 (5), S. 1820–1824.
  27. Verbreitung von Krebserkrankungen in Deutschland. Entwicklung der Prävalenzen zwischen 1990 und 2010 ; eine Veröffentlichung des Zentrums für Krebsregisterdaten am RKI (2010).
  28. Sharma, Sreenath V.; Settleman, Jeff (2010): Exploiting the balance between life and death: targeted cancer therapy and "oncogenic shock". In: Biochem Pharmacol 80 (5), S. 666–673.
  29. Expression of TTK, a novel human protein kinase, is associated with cell proliferation. In: J Biol Chem 267 (22), S. 16000–16006.
  30. PhilipA; Sarkar, FazlulH (2010): miR-146a suppresses invasion of pancreatic cancer cells. In: Cancer Res 70 (4), S. 1486–1495.
  31. Oberstein, PaulE; Saif, MuhammadWasif (2011): First-line treatment for advanced pancreatic cancer. Highlights from the "2011 ASCO Gastrointestinal Cancers Symposium". San Francisco, CA, USA. January 20-22, 2011. In: JOP 12 (2), S. 96–100.
  32. Waldegger, S.; Erdel, M.; Nagl, U. O.; Barth, P.; Raber, G.; Steuer, S. et al. (1998): Genomic organization and chromosomal localization of the human SGK protein kinase gene. In: Genomics 51 (2), S. 299–302.
  33. Schmandt, R.; Hill, M.; Amendola, A.; Mills, G. B.; Hogg, D. (1994): IL-2-induced expression of TTK, a serine, threonine, tyrosine kinase, correlates with cell cycle progression. In: J Immunol 152 (1), S. 96–105.
  34. Thomas, J. A.; Allen, J. L.; Tsen, M.; Dubnicoff, T.; Danao, J.; Liao, X. C. et al. (1999): Impaired cytokine signaling in mice lacking the IL-1 receptor-associated kinase. In: J Immunol 163 (2), S. 978–984.
  35. Oliver, F. J.; La Rubia, G. de; Rolli, V.; Ruiz-Ruiz, M. C.; Murcia, G. de; Murcia, J. M. (1998): Importance of poly(ADP-ribose) polymerase and its cleavage in apoptosis. Lesson from an uncleavable mutant. In: J Biol Chem 273 (50), S. 33533–33539.
  36. Liu, Gang; Park, Young-Jun; Abraham, Edward (2008): Interleukin-1 receptor-associated kinase (IRAK) -1-mediated NF-kappaB activation requires cytosolic and nuclear activity. In: FASEB J 22 (7), S. 2285–2296.
  37. Singh, Puneet; Srinivasan, Radhika; Wig, Jai Dev (2011): Major molecular markers in pancreatic ductal adenocarcinoma and their roles in screening, diagnosis, prognosis, and treatment. In: Pancreas 40 (5), S. 644–652.
  38. Sclabas, GuidoM; Fujioka, Shuichi; Schmidt, Christian; Evans, DouglasB; Chiao, PaulJ (2003): NF-kappaB in pancreatic cancer. In: Int J Gastrointest Cancer 33 (1), S. 15–26.
  39. Luftig, Micah; Prinarakis, Efthimios; Yasui, Teruhito; Tsichritzis, Theodore; Cahir-McFarland,
  40. Mosmann, T. (1983): Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. In: J Immunol Methods 65 (1-2), S. 55–63.
  41. Sabrina Bielak-Würzer 73
  42. Meek, Katheryn; Gupta, Shikha; Ramsden, Dale A.; Lees-Miller, Susan P. (2004): The DNA- dependent protein kinase: the director at the end. In: Immunol Rev 200, S. 132–141.
  43. Weiterhin gilt ein ganz besonderer Dank meinem Doktorvater PD Dr. rer. nat. Malte Buchholz für das Thema meiner Doktorarbeit, seine großartige Hilfe bei allen Fragen und seine ständige Erreichbarkeit.
  44. Nothlings, Ute; Wilkens, LynneR; Murphy, SuzanneP; Hankin, JeanH; Henderson, BrianE;
  45. Rao, Navin; Nguyen, Steven; Ngo, Karen; Fung-Leung, Wai-Ping (2005): A novel splice variant of interleukin-1 receptor (IL-1R)-associated kinase 1 plays a negative regulatory role in Toll/IL-1R-induced inflammatory signaling. In: Mol Cell Biol 25 (15), S. 6521–6532.
  46. Mihaljevic, AndreL; Michalski, ChristophW; Friess, Helmut; Kleeff, Jorg (2010): Molecular mechanism of pancreatic cancer--understanding proliferation, invasion, and metastasis. In: Langenbecks Arch Surg 395 (4), S. 295–308.
  47. Maitra, Anirban; Hruban, RalphH (2008): Pancreatic cancer. In: Annu Rev Pathol 3, S. 157– 188.
  48. Krell, Jonathan; Frampton, Adam E.; Jiao, Long R.; Stebbing, Justin (2012): Can pharmacogenomics guide effective anticancer therapy in pancreatic ductal adenocarcinoma? In: Pharmacogenomics 13 (9), S. 977–979.
  49. Vrieling, Alina; Bueno-de-Mesquita, HBas; Boshuizen, HendriekC; Michaud, DominiqueS; Severinsen, MarianneT; Overvad, Kim et al. (2010): Cigarette smoking, environmental tobacco smoke exposure and pancreatic cancer risk in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition. In: Int J Cancer 126 (10), S. 2394–2403.
  50. Stathis, Anastasios; Moore, Malcolm J. (2010): Advanced pancreatic carcinoma: current treatment and future challenges. In: Nat Rev Clin Oncol 7 (3), S. 163–172.
  51. Park, BaeKeun; Zhang, Honglai; Zeng, Qinghua; Dai, Jinlu; Keller, EvanT; Giordano, Thomas et al. (2007): NF-kappaB in breast cancer cells promotes osteolytic bone metastasis by inducing osteoclastogenesis via GM-CSF. In: Nat Med 13 (1), S. 62–69.
  52. Park, J.; Leong, M. L.; Buse, P.; Maiyar, A. C.; Firestone, G. L.; Hemmings, B. A. (1999): Serum and glucocorticoid-inducible kinase (SGK) is a target of the PI 3-kinase-stimulated signaling pathway. In: EMBO J 18 (11), S. 3024–3033.
  53. Pomerantz, J. L.; Baltimore, D. (1999): NF-kappaB activation by a signaling complex containing TRAF2, TANK and TBK1, a novel IKK-related kinase. In: EMBO J 18 (23), S. 6694– 6704.
  54. Ouyang, H.; Mou, Lj; Luk, C.; Liu, N.; Karaskova, J.; Squire, J.; Tsao, M. S. (2000): Immortal human pancreatic duct epithelial cell lines with near normal genotype and phenotype. In: Am J Pathol 157 (5), S. 1623–1631.
  55. Lee, D.-F; Hung, M.-C (2008): Advances in Targeting IKK and IKK-Related Kinases for Cancer Therapy. In: Clinical Cancer Research 14 (18), S. 5656–5662.
  56. Ou, Yi-Hung; Torres, Michael; Ram, Rosalyn; Formstecher, Etienne; Roland, Christina; Cheng, Tzuling et al. (2011): TBK1 directly engages Akt/PKB survival signaling to support oncogenic transformation. In: Mol Cell 41 (4), S. 458–470.
  57. Yang, Zu-Yao; Yuan, Jin-Qiu; Di, Meng-Yang; Zheng, Da-Yong; Chen, Jin-Zhang; Ding, Hong et al. (2013): Gemcitabine plus erlotinib for advanced pancreatic cancer: a systematic review with meta-analysis. In: PLoS One 8 (3), S. e57528.
  58. Webster, M. K.; Goya, L.; Ge, Y.; Maiyar, A. C.; Firestone, G. L. (1993): Characterization of sgk, a novel member of the serine/threonine protein kinase gene family which is transcriptionally induced by glucocorticoids and serum. In: Mol Cell Biol 13 (4), S. 2031–2040.
  59. Morgan, KatherineA; Adams, DavidB (2010): Solid tumors of the body and tail of the pancreas. In: Surg Clin North Am 90 (2), S. 287–307.
  60. Miele, Evelina; Spinelli, Gian Paolo; Miele, Ermanno; Di Fabrizio, Enzo; Ferretti, Elisabetta; Tomao, Silverio; Gulino, Alberto (2012): Nanoparticle-based delivery of small interfering RNA: challenges for cancer therapy. In: Int J Nanomedicine 7, S. 3637–3657.


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