"BMI-1 ist ein direktes Zielgen von E2F-1 in primären Neuroblastomen"

Zusammenfassung Das Neuroblastom ist der dritthäufigste maligne Tumor des Kindesalters (9% aller Tumore dieser Altersgruppe). Klinisch und molekularbiologisch weist das Neuroblastom eine große Heterogenität auf. Die Prognose der Patienten hängt im Wesentlichen vom Zeitpunkt der Diagnosestellung u...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Kerl, Kornelius Tobias
Beteiligte: Prof. Dr. Eilers, Martin (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2007
Molekularbiologie und Tumorforschung
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Zusammenfassung Das Neuroblastom ist der dritthäufigste maligne Tumor des Kindesalters (9% aller Tumore dieser Altersgruppe). Klinisch und molekularbiologisch weist das Neuroblastom eine große Heterogenität auf. Die Prognose der Patienten hängt im Wesentlichen vom Zeitpunkt der Diagnosestellung und der Amplifikation des MYCN-Onkogens ab. In Neuroblastomen wird MYCN durch E2F-1 reguliert. E2F-1 gehört zur E2F-Genfamilie, die bis zu 5% aller Gene reguliert. E2F-1 wird in Neuroblastomen v.a. zwei genetischen Programmen zugeordnet: 1. Induktion der S-Phase und DNA-Reparatur 2. Induktion von Apoptose Durch Microarray-Analysen im eigenen Labor wurde gezeigt, dass E2F-1 das Polycombgruppen-Gen BMI1 induziert. Die Interaktion zwischen E2F- und Polycombproteinen ist aus vielen anderen Tumoren bekannt. Polycombproteine lagern sich im Wesentlichen zu zwei unterschiedlichen Komplexen zusammen: 1. PcGi=initiating complex besteht aus Eed (embryonic ectoderm development), Enx1/EzH2 und Enx2/EzH1. 2. PcGm=maintenance complex enthält: PSC (posterior sex combs), PH (polyhomeotic), PC Polcomb, RING. In humanen Zellen besteht dieser Komplex auch aus Bmi1, Mel18, Mph1, M33, Mpc2. Die beiden Komplexe haben bei der Regulation der HOX-Gene, die bei der Differenzierung eine Rolle spielen, eine redundante Funktion. Bei der Proliferation der hämatopoetischen Stammzellen verhalten sich die beiden Komplexe allerdings antagonistisch: der EED/EZH-Komplex inhibiert, während der Bmi1-enthaltende Komplex die Proliferation der hämatopoetischen Stammzellen stimuliert. Es gibt mehrere Hinweise, dass BMI1 als Onkogen in verschiedenen Tumoren agiert: 1. In Lymphomen kooperiert BMI1 mit CMYC. BMI1 hemmt hier den INK4a/ARF-Lokus und hemmt dadurch die p53-abhängige Induktion der Apoptose durch Myc. 2. In Mausembryofibroblasten verlangsamt die Überexpression von BMI1 die Seneszenz. BMI1 reprimiert auch hier den INK4a/ARF-Genort. 3. BMI1 wird in vielen Tumoren überexprimiert gefunden: Mantelzelllymphomen, nicht-kleinzelligen Bronchial-Karzinomen, Kolonkarzinomen, Multiplen Myelomen und Medulloblastomen. In Neuroblastomen ist die Rolle, die Bmi1 in der Tumorenstehung spielt weitgehend ungeklärt. Bmi1 wird in primären Neuroblastomen stark exprimiert. Ich habe in der vorliegenden Arbeit die Regulation von Bmi1 durch E2F-1 und die Rolle von Bmi1 für die Funktion von E2F-1 im Neuroblastom untersucht. Ich habe zunächst gezeigt, dass die Induktion von Bmi1 durch E2F-1 auch auf Proteinebene stattfindet. Ich habe anschließend nachgewiesen, dass die Regulation von Bmi1 durch E2F-1 direkt ist. Durch Reporterassays konnte ich die E2F-1-Bindungsstelle im Bmi1-Promotor lokalisieren. Des Weiteren habe ich Zellklone hergestellt, bei denen durch RNA-Interferenz bzw. Überexpression eines dominant negativen Allels die Funktion von Bmi1 gehemmt werden kann. Erste Experimente deuten darauf hin, dass die Hemmung von Bmi1 zu einem Wachstumsarrest führt. Es zeigte sich in den Klonen, in denen Bmi1 herunterreguliert vorlag, kein Effekt auf S-Phase-Induktion und Apoptose. Eine mögliche Erklärung für den Wachstumsarrest der Neuroblastomzellen bei Repression von Bmi1 ist der Verlust des Potentials der Zelle zur Selbsterneuerung. In weiteren Experimenten wurde überprüft, ob Bmi1 in Neuroblastomen an der Regulation des MYCN-Gens beteiligt ist. In einem Luciferaseassay zeigte sich dabei, dass Bmi1 MYCN nicht induziert. Bmi1 stabilisiert und induziert in Brustepithelzellen hTERT. hTERT ist der regulierende Anteil der Telomerase und liegt in vielen Zellen nicht exprimiert vor. Die Expression von hTERT führt zur Induktion der Telomerase und damit zur Stabilisierung der Telomerlänge. Telomere verkürzen sich in humanen Körperzellen im Laufe mehrerer Zellteilungen. Durch die Telomerverkürzung kann Seneszenz in den Zellen eingeleitet werden. Durch die Stabilisierung der Telomerlänge wird die Seneszenzeinleitung verhindert und ein wichtiger Schritt in Richtung Tumorentstehung begangen. Durch eine PCR im Echtzeitgerät in 1A3-Zellen konnte ich zeigen, dass BMI-1 im transienten Ansatz in Neuroblastomzellen hTERT nicht induziert. Zusammenfassend konnte ich durch meine Arbeit folgende wesentliche Punkte zeigen: 1.) E2F-1 reguliert Bmi1 in Neuroblastomzellen sowohl auf RNA-, als auch auf Proteinebene. 2.) Die Regulation von Bmi1 durch E2F-1 erfolgt auf direktem Weg. 3.) Die Induktion von Bmi1 durch E2F-1 erfolgt durch eine einzelne E2F-1-Bindungsstelle im proximalen Promotor des BMI1-Gens. 4.) Die funktionelle Bedeutung von Bmi1 in Neuroblastomen v.a. in Hinblick auf die Zellzyklusregulation bleibt zunächst nicht geklärt. Nach den Ergebnissen meiner Arbeit, führt der Verlust von Bmi1 zwar zum Wachstumsarrest von Neuroblastomzellen, hat aber weder Einfluss auf die Regulation von S-Phase, noch auf die Induktion von Apoptose.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2008.0592