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Der Transkriptionsfaktor CUX1 beeinflusst epigenetisch induzierte zelluläre Stressreaktionen im hepatozellulären Karzinom
Das hepatozelluläre Karzinom rangiert hinsichtlich der malignomassoziierten Mortalität auf Platz zwei weltweit und zeigt im Rahmen ernüchternder systemischer Therapieoptionen bei fortgeschrittenem Krebsleiden die Grenzen bislang erforschter Therapieansätze auf. Ein zunächst eher symptomarmer Krankhe...
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| 1. Verfasser: | |
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| Beteiligte: | |
| Format: | Dissertation |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Philipps-Universität Marburg
2022
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| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | PDF-Volltext |
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| Zusammenfassung: | Das hepatozelluläre Karzinom rangiert hinsichtlich der malignomassoziierten Mortalität auf Platz zwei weltweit und zeigt im Rahmen ernüchternder systemischer Therapieoptionen bei fortgeschrittenem Krebsleiden die Grenzen bislang erforschter Therapieansätze auf. Ein zunächst eher symptomarmer Krankheitsverlauf und eine somit mehrheitliche Diagnosestellung in fortgeschrittenen Krankheitsstadien erschweren eine kurative Behandlung. In lokoregionär fortgeschrittenen oder fernmetastasierten Krankheitsstadien des HCCs der Child-Pugh-Klassifikation A gelten die Multikinaseinhibitoren Sorafenib (Nexavar) und Lenvatinib (Lenvima ) als bislang einzige von der European Medicines Agency (EMA) zugelassene, medikamentöse Therapieoptionen der Erstlinientherapie. Eine Überlegenheit anderer molekularer, therapeutischer Ansätze gegenüber diesen Multikinaseinhibitoren konnte bisher nicht gezeigt werden. Die Induktion epigenetischer Modifikation in Krebszellen stellt währenddessen einen neuen Ansatz bezüglich der Systemtherapie des metastasierten HCCs dar. Die Applikation von Histondeacetylaseinhibitoren (DACis) führt zu vermehrten Stressreaktionen des Endoplasmatischen Retikulums und einer konsekutiven Induktion autophagischer Prozesse, welche die HCC-Zellen in einen protrahierten Zelltod senden. Basierend auf dieser Grundlage wurde in dieser experimentellen Arbeit der evolutionär hoch konservierte und bislang unzureichend erforschte Transkriptionsfaktor CUX1 auf sein etwaiges regulatorisches Potential hinsichtlich der ER-Stress- und Autophagie-Induktion nach DACi-Behandlung von HCC-Zellen untersucht. Bisher werden CUX1 in maligne transformierten Zellen regulatorische Fähigkeiten bezüglich der Zellzyklusprogression, Zellmotilität und Zellinvasion sowie Induktion einer Apoptoseresistenz attestiert. Es galt als Ziel dieser Arbeit, das onkogene aber auch das tumorsuppressive Potential von CUX1 in HCC-Zellen unter Substanzbehandlung zu analysieren. Anhand zweier humaner HCC-Zelllinien mit p53-wildtyp Status (HepG2) und p53-defizientem Status (Hep3B) wurde über die Transfektion mit einer siRNA für CUX1 ein Knockdown erzielt. Nach 6- und nach 24-stündiger Applikation der DACis TSA, SAHA und Panobinostat sowie des Kalziumkanal-Inhibitors Thapsigargin wurde in Gegenüberstellung der CUX1-Knockdown-Gruppe und einer Kontrollgruppe die Expression der ER-Stress-Indikatoren BIP, CHOP, ATF4 und AT6 sowie die Expression der Autophagie-Marker BECN1, MAP1LC3B, TFEB und UVRAG durch qRT-PCR-Versuche und Western Blot-Analysen untersucht. Die fluoreszenzmikroskopische Darstellung des Effekts eines CUX1-Knockdowns auf die Autophagosomen-Reifung sowie die Echtzeit-Analyse der Zellproliferation unter CUX1-Defizienz nach ER-Stress- und Autophagie-Induktion sollten die Experimente vervollständigen. Die Ergebnisse der genannten Versuche lassen regulatorisches Potential von CUX1 bezüglich Thapsigarin- und DACi-getriggerter ER-Stress und Autophagie-Mechanismen vermuten. Onkogene Eigenschaften des Transkriptionsfaktors werden einerseits durch eine defizitäre Expression der ER-Stress-Marker BIP, ATF4 und ATF6 unter CUX1-Knockdown und kurzzeitiger Substanzbehandlung deutlich. CUX1 könnte die Bildung von Chemo-oder Strahlenresistenzen durch die Stimulation des ER-Stresses als Initiator zelleigener Reparaturmechanismen begünstigen. Andererseits wird onkogenes Potential von CUX1 in den Zellproliferationsmessungen deutlich. Die Hep3B-Zelllinie wies hierbei unter CUX1-Knockdown und Panobinostat-Behandlung eine signifikante Abnahme der Zellproliferation auf. Die Förderung von Apoptose-Resistenzen durch CUX1 könnte diesen Proliferations-Stopp in den xCELLigence®-Analysen begründen. Tumorsuppressive Eigenschaften von CUX1 wurden durch den Nachweis defizitärer Autophagie-Mechanismen und einer möglichen Verzögerung des autophagic cell death als antikanzerogener Mechanismus deutlich. In Abhängigkeit des p53-Status der untersuchten Zelllinie sowie der Inkubationsdauer mit den DACis konnte dabei eine herunterregulierte Transkript-Expression der Autophagie-Marker nachgewiesen werden. Die Akkumulation der autophagischen Proteine MAP1LC3B und Beclin1 in den Western Blot Analysen sowie Defizite der Autophagosomen-Formation und der Autolysosomen-Bildung in der Fluoreszenzmikroskopie stützten die These defizitärer Autophagie-Mechanismen unter CUX1-Knockdown. Bezüglich jüngster Erkenntnisse zur CUX1-vermittelten Resistenzentwicklung gegen die Apoptose erscheint die Zusammenschau des programmierten Zelltodes und des Autophagie-bedingten Zelltodes sinnvoll. Durch ein komplexes Netzwerk an Signalkaskaden können sich Apoptose und Autophagie gegenseitig verstärken, hemmen oder wechselseitig bedingen, sodass CUX1 als multifunktionaler Transkriptionsfaktor und regulatorischer Mediator agieren könnte. Dabei soll die mehrheitliche Auffassung von CUX1 als Onkogen keineswegs negiert werden, sondern vielmehr das Potential einer simultanen tumorsuppressiven Wirkung im Autophagie-bezogenen Therapieregime im HCC betont werden. Bereits initiierte klinische Studien zur Kombinationstherapie aus Sorafenib und Panobinostat im metastasierten Krankheitsstadium des HCCs bilden eine Grundlage für klinische Forschungsansätze unter Einbezug von CUX1. |
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| Umfang: | 146 Seiten |
| DOI: | 10.17192/z2022.0178 |