Wirkung von CUX1 und CD34 in Stromazellen auf das Migrations- und Proliferationsverhalten von Pankreaskarzinom-Zelllinien

Eine ausgeprägte desmoplastische Reaktion ist charakteristisch für das Adenokarzinom des Pankreas. Diese zeichnet sich durch ein komplexes Zusammenspiel von Tumorzellen und den Zellen des Stromas, wie z.B. Zellen mesenchymalen Ursprungs und Immunzellen, aus. Die Interaktion der Zellen hat einen Einf...

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Main Author: Renner, Silke
Contributors: Michl, Patrick (Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2012
Innere Medizin
Subjects:
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Description
Summary:Eine ausgeprägte desmoplastische Reaktion ist charakteristisch für das Adenokarzinom des Pankreas. Diese zeichnet sich durch ein komplexes Zusammenspiel von Tumorzellen und den Zellen des Stromas, wie z.B. Zellen mesenchymalen Ursprungs und Immunzellen, aus. Die Interaktion der Zellen hat einen Einfluss auf die Proliferation, Migration und nachfolgende Invasion der Pankreaskarzinomzellen und wird unter anderem durch die Ausschüttung von autokrin und parakrin wirksamen Signalmolekülen der Zellen gleichermaßen möglich. Ein besseres Verständnis der Interaktion der Zellen des Pankreaskarzinoms und seiner Mikroumgebung könnte zu neuen Therapieoptionen des Pankreaskarzinoms führen. In dieser Arbeit wurde in Kokulturexperimenten die Migration und Proliferation von Pankreaskarzinomzellen unter dem Einfluss von mesenchymalen Stromazellen und Makrophagen sowie den durch diese Zellen sezernierten Chemokinen untersucht. Zunächst konnte im durchgeführten Boyden-Kammer-Chemotaxis-Assay eine erhöhte Migrationsrate der Pankreaskarzinomzellen bei Kontakt mit sezernierten Überständen von mesenchymalen Stromazellen und Pankreaskarzinomzellen selbst gezeigt werden. Als erstes von zwei durch Stromazellen exprimierten Proteinen, die diese Effekte potenziell beeinflussen, wurde die parakrine Wirkung des Transmembranproteins CD34 untersucht. Dies ist vor allem auf Fibroblasten im am Tumorgewebe angrenzenden Parenchym exprimiert. Hierzu wurde das Boyden-Kammer-Chemotaxis-Assay zur Untersuchung der Migration der Pankreaskarzinomzellen unter dem Einfluss von sezernierten Chemokinen stabil transfizierter CD34+-NIH3T3-Zellen durchgeführt, zur Untersuchung der Proliferation das CellTiter-Glo® Luminescent Cell Viability Assay. Diese Experimente konnten keinen eindeutigen Einfluss der sezernierten Überstände von stabil mit CD34 transfizierten Fibroblasten auf die Migration und Proliferation der Pankreaskarzinomzellen zeigen, was nahelegt, dass die CD34-Expression nicht mit einer Modulation der Sekretion von Chemokinen assoziiert ist. Als zweites Protein wurde der Einfluss des Transkriptionsfaktors CUX1, welcher als wichtiger Modulator der Tumorinvasion im Pankreaskarzinom fungiert und durch TGF-β reguliert wird, auf die Migration von Pankreaskarzinomzellen untersucht. In Vorarbeiten konnte mittels Western-Blot-Analysen gezeigt werden, dass CUX1 sowohl in Zelllinien mesenchymalen Ursprungs, als auch in Makrophagen und Monozyten verstärkt exprimiert wird. Die Repression von CUX1 in den mesenchymalen Zellen ergab im Boyden-Kammer-Chemotaxis-Assay keine Veränderung des Migrationsverhaltens der Pankreaskarzinomzellen im oberen Kompartiment. In Makrophagen konnte zunächst die Regulation der Expression des Transkriptionsfaktors CUX1 durch TGF-β nachgewiesen werden. In den Kokulturexperimenten der CUX1-reprimierten U937-Makrophagen bzw. Kontrollzellen mit den Pankreaskarzinomzellen ergab sich kein Unterschied in der Migrationsrate der Pankreaskarzinomzellen, wohingegen sich eine verminderte Migrationsrate dieser Zellen bei Kontakt mit sezernierten Überständen von CUX1-reprimierten J774.A1-Makrophagen im Gegensatz zur Kontrolle zeigte. Die Proliferationsrate der Pankreaskarzinomzellen blieb im BrdU-Assay bei Inkubation mit konditioniertem Medium von CUX1 negativen J774.A1-Makrophagen im Gegensatz zur Kontrolle unverändert. Im Anschluss konnten mit Hilfe von Expressionsanalysen von den J774.A1-Makrophagen ausgeschüttete proinflammatorische Zytokine, Chemokine und deren Rezeptoren identifiziert werden, deren Expression durch CUX1 runterreguliert wird. Schlussfolgernd zeigen die Daten dieser Arbeit auf, dass die Interaktion zwischen Tumorzellen und mesenchymalen Stromazellen bzw. Makrophagen eine bedeutende Rolle bei der Tumorprogression spielt. Inwiefern sich die Expression von CD34 in mesenchymalen Stromazellen auf diese Interaktion auswirkt, konnte nicht eindeutig geklärt werden. Die CUX1-Expression in bestimmten Makrophagenzelllinien jedoch scheint die Migration von Pankreaskarzinomzellen durch Sekretion von Signalmolekülen positiv zu beeinflussen. Diese CUX1-Expression der Makrophagen wird durch TGF-β induziert. Gleichzeitig ist der Transkriptionsfaktor CUX1 für ein Genexpressionsmuster verantwortlich, das die Expression von antiproliferativ und antimigratorisch wirksamer Zytokine und Chemokine hemmt und so die Tumorzellinvasion und Proliferation parakrin fördern kann. Die Unterbrechung der CUX1 vermittelten Tumorinvasion könnte ein Ansatz für neue Therapieoptionen des Pankreaskarzinoms sein.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2012.0337