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Titel:Untersuchungen zu einem tumorrelevanten, FGF-bindenden Protein (FGF-BP)
Autor:Butscheid, Moritz
Weitere Beteiligte: Czubayko, Frank (Professor)
Veröffentlicht:2003
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2003/0746
DOI: https://doi.org/10.17192/z2003.0746
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2003-07461
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):Studies of a tumorrelevant, FGF-binding protein (FGF-BP)
Publikationsdatum:2003-12-22
Lizenz:https://rightsstatements.org/vocab/InC-NC/1.0/

Dokument

Schlagwörter:
Krebs <Medizin>, fibroblast growth factor, Angiogenese, FGF-2 , FGF-BP, FGF-2, FGF-BP, angiogenesis, cancer, Fibroblastenwachstumsfaktor

Zusammenfassung:
Die nahezu ubiquitär vorkommenden Wachstumsfaktoren FGF-1 und FGF-2 spielen neben ihren physiologischen Funktionen auch eine wichtige Rolle beim Wachstum vieler neoplastischer Erkrankungen. Allerdings werden FGF-1 und FGF-2 nach ihrer Sekretion aus der Zelle in der extrazellulären Matrix immobilisiert und dadurch daran gehindert, ihre Wirkung durch das Binden an spezifische extrazelluläre Rezeptoren zu entfalten. Ein sekretiertes Protein, FGF-Bindeprotein (FGF-BP), bindet reversibel und nicht-kovalent an FGF-1 und FGF-2, löst sie aus der extrazellulären Matrix und ermöglicht ihnen so, mit ihren Rezeptoren zu interagieren. Gerade bei neoplastischen Erkrankungen kommt dieser FGF-BP-vermittelten Aktivität von FGF-1 und FGF-2 eine Schalterfunktion bei der Wachstumsförderung von Tumoren, auch bedingt durch die Induktion der Angiogenese, zu. Diese zentrale regulierende Rolle von FGF-BP in malignen Erkrankungen macht es zu einem eventuell vielversprechenden therapeutischen bzw. diagnostischen Ansatzpunkt in der Krebsbehandlung. Im ersten Teil dieser Arbeit sollte die biologische Aktivität von exogen zugesetztem rekombinantem FGF-BP auf Tumor- bzw. Endothel-Zelllinien näher definiert werden. Hierzu wurde rekombinantes, gereinigtes FGF-BP mittels eines Baculovirus-Expressions-System in Insektenzellen gewonnen (Bv-(FGF-BP)), die Suspensionskultur für dieses System etabliert und gezeigt, dass diese der Adhäsionskultur in Bezug auf Effizienz und Aufwand überlegen ist. Die parakrine, FGF-2-abhängige Bioaktivität des rekombinanten Bv-(FGF-BP) wurde mittels eines Softagar-Assays mit SW-13-Nebennieren-Karzinom- und DU-145-Prostata-Karzinom-Zellen nachgewiesen. Durch den Zusatz von Bv-(FGF-BP) konnte eine deutliche Steigerung der Wachstumsaktivität dieser Tumorzellen erreicht werden, welche sich durch den Zusatz von FGF-2-Antikörpern komplett blockieren ließ. Auch das Wachstum von HUVECs, humanen venösen Nabelschnur-Endothelzellen, konnte in Proliferations-Assays durch Bv-(FGF-BP) beschleunigt werden. Diese Ergebnisse zeigen, dass FGF-BP das Wachstum von Tumoren auf zwei verschiedene Arten anregt: direkt durch Stimulation der Tumorzellen und indirekt durch die Förderung der Blutversorgung des Tumors. Im zweiten Teil dieser Arbeit sollten die abnorme Molmasse des vollständigen, rekombinanten Bv-(FGF-BP) und das Auftreten höhermolekularer kovalenter FGF-BP-Komplexe, die auch schon in anderen Arbeiten beschrieben worden waren, untersucht werden. Nachdem eine mögliche Glykosilierung als Ursache für die zu hohe Molmasse ausgeschlossen werden konnte, wurden FGF-BP und FGF-2 in Insektenzellen koexprimiert, um Hinweise auf ein eventuelle intrazelluläre Komplexbildung zu erhalten. Trotz erfolgreicher Koexpression wurde unter den gewählten Bedingungen keine Komplexbildung beobachtet. Im dritten Teil gelang es erstmals, endogen exprimiertes FGF-BP mittels Immunhistochemie auf Prostata-Karzinom-Schnitten nachzuweisen und zu quantifizieren. Hierbei wurde bei allen 129 Schnitten von 88 Patienten eine immunhistochemische Reaktion beobachtet. Die Ergebnisse dieser Arbeit geben weiteren Aufschluss über die biologische Wirkung von FGF-BP, zeigen seine FGF-2-vermittelte, duale wachstumssteigernde Wirkung auf Tumoren und beweisen dessen Expression im Prostatakarzinom. Diese Erkenntnisse unterstreichen die mögliche Bedeutung dieses Proteins als therapeutisches Zielmolekül.

Summary:
The nearly ubiquitous growth factors FGF-1 and FGF-2 play next to their physiological functions also a important role in the growth of many neoplastic diseases. Upon secretion though, FGF-1 and FGF-2 are immobilized in the extracellular matrix (ECM) and are thus kept from activation of their high-affinity FGF receptors. A secreted FGF-binding protein (FGF-BP) binds non-covalently and reversible to FGF-1 and FGF-2, releases them from the ECM and makes thus an interaction with their receptors possible. This process of growth factor bioactivation seems to play a pivotal role in the growth of certain neoplastic diseases especially through induction of tumor angiogenesis. This central regulative role of FGF-BP in malignant diseases makes it a promising aim of therapeutic and diagnostic means. In the first part of this thesis the biologic activity of exogenous applied recombinant FGF-BP on tumor and endothelial cell lines was defined more closely. To accomplish this recombinant purified FGF-BP was produced through a baculovirus expression system in insect cells and a suspension culture for this system was established. The paracrine, FGF-2-dependend bioactivity of the recombinant Bv-(FGF-BP) was shown using a softagar assay with SW-13 and DU-145 cells. By adding (FGF-BP) a significant enhancement in growth was induced which was completely blockable by FGF-2 antibodies. The growhts of HUVECs in proliferation assays was also sped up by Bv-(FGF-BP). These results indicate a dual growth-supporting role of FGF-BP in tumors: Direct by stimulation of tumor cells and indirect by induction of angiogenesis. In the second part of this thesis a previously detected pattern of specific FGF-BP-immunoreactive high molecular weight forms, which presumably represent stable covalent complexes of FGF-BP, were examined. After ruling out a possible glycation as a reason for the occurence of these high molecular bands, FGF-BP and FGF-2 were coexpressed in insect cells to gain clues about intracellular complex formation. Despite succesful coexpression a complex formation was not seen under the chosen conditions. In the third part for the first time endogenous expressed FGF-BP was shown through immunhistochemistry in prostate carcinomas. In all 129 samples of 88 patients a positive immunhistochemical reaction was seen. These findings give further insight about the biological effect of FGF-BP, show its FGF-2-mediated, dual growth inducing action on tumors and its expression in prostate cancer. These results emphasize the possible relevance of this protein as a therapeutic target molecule.The nearly ubiquitous growth factors FGF-1 and FGF-2 play next to their physiological functions also a important role in the growth of many neoplastic diseases. Upon secretion though, FGF-1 and FGF-2 are immobilized in the extracellular matrix (ECM) and are thus kept from activation of their high-affinity FGF receptors. A secreted FGF-binding protein (FGF-BP) binds non-covalently and reversible to FGF-1 and FGF-2, releases them from the ECM and makes thus an interaction with their receptors possible. This process of growth factor bioactivation seems to play a pivotal role in the growth of certain neoplastic diseases especially through induction of tumor angiogenesis. This central regulative role of FGF-BP in malignant diseases makes it a promising aim of therapeutic and diagnostic means. In the first part of this thesis the biologic activity of exogenous applied recombinant FGF-BP on tumor and endothelial cell lines was defined more closely. To accomplish this recombinant purified FGF-BP was produced through a baculovirus expression system in insect cells and a suspension culture for this system was established. The paracrine, FGF-2-dependend bioactivity of the recombinant Bv-(FGF-BP) was shown using a softagar assay with SW-13 and DU-145 cells. By adding (FGF-BP) a significant enhancement in growth was induced which was completely blockable by FGF-2 antibodies. The growhts of HUVECs in proliferation assays was also sped up by Bv-(FGF-BP). These results indicate a dual growth-supporting role of FGF-BP in tumors: Direct by stimulation of tumor cells and indirect by induction of angiogenesis. In the second part of this thesis a previously detected pattern of specific FGF-BP-immunoreactive high molecular weight forms, which presumably represent stable covalent complexes of FGF-BP, were examined. After ruling out a possible glycation as a reason for the occurence of these high molecular bands, FGF-BP and FGF-2 were coexpressed in insect cells to gain clues about intracellular complex formation. Despite succesful coexpression a complex formation was not seen under the chosen conditions. In the third part for the first time endogenous expressed FGF-BP was shown through immunhistochemistry in prostate carcinomas. In all 129 samples of 88 patients a positive immunhistochemical reaction was seen. These findings give further insight about the biological effect of FGF-BP, show its FGF-2-mediated, dual growth inducing action on tumors and its expression in prostate cancer. These results emphasize the possible relevance of this protein as a therapeutic target molecule.


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