Function of the Myc-binding protein Miz1 in the mouse mammary gland

Die Analyse von Proteinen, die für die embryonale Entwicklung sowie für Erkrankungen relevant sind, stellen wertvolle Informationen für die Entwicklung neuer therapeutischer Konzepte zur Verfügung. Das Protooncogen Myc ist zum Beispiel ein vielversprechendes Zielprotein in einer Reihe von unterschiedlichen Tumoren einschließlich des sogenannten „triple negativen“ Brustdrüsenkarzinoms. In der vorliegenden Arbeit wurde zum ersten Mal die Funktion des Transkriptionsfaktors Miz1 in der Brustdrüse der Maus untersucht. Hierzu wurde ein konditionelles Miz1 knockout Mausmodell verwendet. Bei diesem Modell wird die POZ Domäne deletiert. Diese ist essentiell für die Ausbildung von Tetrameren, die dann stabil an das Chromatin binden können. Die Deletion wurde mit zwei unterschiedlichen Cre-Stämmen durchgeführt. Ein MMTV-Cre Stamm wurde verwand, um die POZ Domäne in nulliparen Mäusen zu deletieren, wobei die postnatale Morphogenese der Drüse, sowie die Brustdrüsenstammzellen untersucht wurden. Ein Wap-Cre Stamm wurde eingesetzt, um die Alveologenese und die Brustdrüsendifferenzierung während der Schwangerschaft und der anschließenden Laktation zu analysieren. Die Deletion der POZ Domäne mit MMTV-Cre erfolgt bereits im embryonalen Gewebe und führte zu einer Verzögerung der postnatalen Ausbildung und Verzweigung des Drüsenganges und einem zellärmeren Gangepithel. Weiterhin wurde eine von Myc unabhängige Anreicherung von Stamm- bzw. Vorläuferzellen in Miz1ΔPOZ Tieren beobachtet. Unterschiede in der Expression von luminalen und myoepithelialen Markern traten nicht auf. Die Verzögerung der postnatalen Gangentwicklung war in zwei Monate alten Tieren nicht mehr zu beobachten. Mit Hilfe der Immunhistochemie und mit Western Blots konnte gezeigt werden, dass die Expression von endogenem Miz1 in normalen Tieren während der Laktation stark erhöht ist, während am Ende der Schwangerschaft nur wenig Miz1 nachgewiesen werden konnte. Die Miz1 Expression wird also während bzw. kurz nach der Geburt sprunghaft erhöht. Wird die Involution eingeleitet, fällt die Miz1 Expression innerhalb von 48 Stunden auf Werte zurück, wie sie vor der Laktation beobachtet wurden. Die Deletion der POZ Domäne während der Schwangerschaft mit Hilfe von Wap-Cre erzeugte einen Laktationsdefekt während der ersten und der zweiten Schwangerschaft. Drüsen mit mutiertem Miz1 zeigte eine reduzierte Alveologenese, sowie eine verminderte Proliferation und Differenzierung. Dies konnte in der HC11 Zelllinie, die aus einer Maus-Brustdrüse isoliert wurde, verifiziert werden. HC11 Zellen mit geringer Miz1 Expression proliferieren langsamer und expremieren weniger β-Casein, wenn sie mit einem „laktogenen Hormoncocktail“, der u.a. Prolactin enthält, behandelt werden. Dabei zeigt sich weder in vivo noch in vitro eine Änderung der Apoptoserate , wenn die Miz1 POZ Domäne deletiert oder Miz1 ausgeschaltet wird. Brustdrüsen mit mutiertem Miz1 haben geringere Mengen an Stat5, was zu einer Reduktion der Expression entsprechender Zielgene wie α-Casein, β-Casein or whey acidic protein (Wap) führt. Negative Regulatoren des Jak2/Stat5 Signalwegs wie Socs (Socs1, Socs2, Socs3) oder Caveolin-1 (Cav1) waren in ihrer Expression nicht verändert. Im Gegensatz dazu wurde eine Verringerung des Prolactinrezeptors und von ErbB4 beobachtet. Beide Proteine sind wichtig für die Phosphorylierung von Stat5. Allerdings konnte mit Hilfe von CHIP-Seq Experimenten eine direkte Bindung von Miz1 an die Gene dieser beiden Proteine nicht gezeigt werden. Jedoch bindet Miz1 an verschiedene Gene, die für die Regulation des vesikulären Transportes, der Endozytose und der Autophagie entscheidend sind. Ein Modell, in dem die Störung des vesikulären Transportes der beiden Rezeptorproteine im Mittelpunkt steht, wird vorgeschlagen.