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Die PAC1-Agonisten und PACAP-Rezeptoren in murinen und humanen kleinzelligen Bronchialkarzinom Zelllinien
Zusammenfassung Die pleiotropen Neuropeptide PACAP (pituitary adenylate cyclase activating peptide) und VIP (vasoactive intestinal polypeptide) sind Mitglieder der VIP/PACAP/Glucagon/Secretin-Superfamilie und wirken über G-Proteingekoppelte-Rezeptoren. PACAP wirkt auf den PA...
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| Contributors: | |
| Format: | Doctoral Thesis |
| Language: | |
| Published: |
Philipps-Universität Marburg
2014
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| Subjects: | |
| Online Access: | PDF Full Text |
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| Summary: | Zusammenfassung
Die pleiotropen Neuropeptide PACAP (pituitary adenylate cyclase activating
peptide) und VIP (vasoactive intestinal polypeptide) sind Mitglieder der
VIP/PACAP/Glucagon/Secretin-Superfamilie und wirken über G-Proteingekoppelte-Rezeptoren. PACAP wirkt auf den PAC1-Rezeptor und wie VIP auf
VPAC1 und VPAC2. Der Nachweis pharmakologischer Wirkungen von
Agonisten und Antagonisten der VIP-/PACAP-Familie auf
Bronchialkarzinomzelllinien durch Terry Moody lieferte erste Evidenzen, dass
Bronchialkarzinomzellen funktionelle VIP-/PACAP-Rezeptoren exprimieren.
Allerdings wurde das differentielle PAC1-, VPAC1- und VPAC2-Rezeptorprofil
von Bronchialkarzinomzellen bisher noch nicht entschlüsselt.
Deshalb setzte sich die vorliegende Arbeit zum Ziel, die mRNAExpressionsprofile der PAC1-, VPAC1- und VPAC2-Rezeptoren inklusive der
PAC1-Splicevarianten in der murinen kleinzelligen Lewis-lung-carcinoma-1-(LLC1)-Zelllinie und deren subkutanen und pulmonalen Transplantaten sowie in
verschiedenen humanen kleinzelligen Bronchialkarzinomzelllinien und -karzinomen zu differenzieren.
Darüber hinaus sollten die Funktionalität des PAC1-Rezeptors in der LLC1-Zelllinie und die Wirkung von PAC1-Agonisten auf die Proliferation bzw.
Apoptoserate in der humanen kleinzelligen NCI-H82-BronchiallkarzinomZelllinie getestet werden. Ein weiteres Ziel war, die Expression der
tumorrelevanten PAC1-Zielgene Stanniocalcin 1 und Stathmin 1 in der murinen
und den humanen Zelllinien und im humanen kleinzelligen Bronchialkarzinom
zu bestimmen und den Einfluss PAC1-spezifischer Liganden auf ihre
Expression zu erfassen. Folgende wesentliche neue Erkenntnisse wurden
erzielt. Es gelang, die RNA-Expressionsprofile von PAC1, VPAC1 und VPAC2
und aller bekannten PAC1-Splicevarianten in der murinen LLC1-Tumorzelllinie
und ihren subkutanen und pulmonalen Transplantaten sowie im humanen
kleinzelligen Bronchialkarzinom zu differenzieren. Zwei Gruppen humaner
Zelllinien kleinzelliger Bronchialkarzinome mit reziproker Abundanz von PAC1
und PACAP mRNA wurden differenziert. In Gruppe 1 war PAC1 hoch exprimiert
und PACAP nicht detektierbar, in Gruppe 2 war PAC1 niedrig und PACAP hoch
exprimiert.
Mithilfe einer FRET-(Förster Resonanz Energie Transfer)-Messung konnte eine
funktionell relevante Aktivierung des PAC1-Rezeptors in LLC1-Zellen durch
subnanomolare Konzentrationen von PACAP38 nachgewiesen werden, welche
die Synthese von cAMP induzierte und zur Freisetzung von Ca
2+
führte.
Während die PAC1-Rezeptoraktivierung in der murinen LLC1-Zelllinie zu einer
mäßigen Reduktion der Proliferationsrate führte, resultierte eine PAC1-Rezeptoraktivierung in der humanen NCI-H82-Zelllinie nur in einer marginalen
Änderung der Proliferationsrate ohne nachweisbare Änderung der durch CisPt
induzierten Apoptoserate. Die PAC1-Liganden Maxadilan, PACAP38 und
PACAP27 schienen in LLC1-Zellen eine Rückkopplungshemmung der
Expression des PAC1-Rezeptors auf mRNA-Niveau zu verursachen.
Die murine LLC1-Zelllinie und das murine pulmonale LLC1 -Transplantat wiesen
mRNA-Koexpression des PAC1-Rezeptors und seiner putativen Zielgene
Stanniocalcin 1 und Stathmin 1 auf. Hingegen war das mRNA
Koexpressionsmuster von PAC1 und seinen putativen Zielgenen
Stanniocalcin 1 und Stathmin 1 in humanen kleinzelligen
Bronchialkarzinomzelllinien und kleinzelligen Bronchialkarzinomen heterogen.
Eine eindeutige Regulation der Transkription der genannten Zielgene durch
eine PAC1-Rezeptoraktivierung konnte weder für die murine noch für die
humanen kleinzelligen Bronchialkarzinomzelllinie(n) nachgewiesen werden.
Die Ergebnisse lassen folgende Schlussfolgerungen zu. Da PAC1 und seine
putativen Zielgene Stathmin 1 und Stanniocalcin 1 in murinen und humanen
Zelllinien kleinzelliger Bronchialkarzinome in der Regel stark exprimiert sind,
eignen sie sich sowohl in der präklinischen als auch klinischen Forschung als
Bio- bzw. Tumormarker. Zum einen bietet sich an, Maxadilan -PET-Liganden zu
entwickeln und für die diagnostische bzw. prognostische Tumorbildgebung
einzusetzen. Zum anderen könnten PAC1-Rezeptoren auf kleinzelligen
Bronchialkarzinomzellen für „Drug-targeting“ genutzt werden. Angesichts
heterogener Ko-Expressionsmuster von PAC1-Rezeptoren und seinen beiden
putativen Zielgenen Stanniocalcin 1 und Stathmin 1 in humanen kleinzelligen
Bronchialkarzinomzelllinien liegt es nahe, das jeweilige kombinatorische
Expressionsprofil von PAC1, PACAP, Stanniocalcin 1 und Stathmin 1 in
Tumorbiopsien, Metastasen und Blutproben als Biomarker zur diagnostischen
und prognostischen Differenzierung der Malignität von Bronchialkarzinomen im
3
Patienten zu nutzen. Insgesamt offerieren die hier erzielten Ergebnisse einen
Beitrag für neue translationale Ansätze in der personalisierten Krebsmedizin.
Schlüsselworte: kleinzelliges Bronchialkarzinom, kleinzellige Bronchialkarzinomzelllinien, LLC1-Zelllinie, PACAP, PAC1, VPAC1, VPAC2, PAC1-Splicevarianten, Stanniocalcin 1, Stathmin 1, Genexpression, Maxadilan |
|---|---|
| DOI: | 10.17192/z2014.0597 |