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Die Serin-Protease HtrA1 ist ein neuer Regulator der Zellteilung und spielt eine wichtige Rolle in der malignen Transformation
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Schmidt, Nina |
| Copyright Year | 2010 |
| Abstract | Die humane Serinprotease HtrA1 gehort zur hochkonservierten Familie der HtrA-Proteine, deren Mitglieder in vielen verschiedenen Organismen nachgewiesen wurden. Die Mitglieder der HtrA-Familie werden dabei haufig mit der zellularen Stressantwort in Verbindung gebracht. Die humanen HtrAs weisen mit Ausnahme von HtrA2 grose strukturelle Ahnlichkeiten auf. HtrA1 und HtrA3 wurden mit verschiedenen Tumorarten in Verbindung gebracht. HtrA1 wurde dabei vermehrt eine Rolle als Tumorsuppressor zugeschrieben und mit der malignen Transformation von Zellen in Verbindung gebracht. Intrazellular kann HtrA1 an Mikrotubuli nachgewiesen werden. Diese Lokalisation bleibt auch wahrend der Spindelbildung in der Mitose erhalten. In dieser Arbeit sollte die Auswirkung einer reduzierten HtrA1-Expression auf verschiedene Zellprozesse, die hinsichtlich einer Rolle als Tumorsuppressor und bei der malignen Transformation von Bedeutung sind, untersucht werden. Zunachst konnte gezeigt werden, dass die HtrA1-Expression in den verwendeten Modellsystemen reduziert ist. Auserdem ist HtrA1 sowohl extra- als auch intrazellular lokalisiert, wenn auch die Lokalisation an Mikrotubuli mit dem verwendeten Antikorper nicht gezeigt werden konnte. Anschliesend wurde der DNA-Gehalt der Zellen sowie das Zellteilungsverhalten von HtrA1-knockout-Fibroblasten untersucht. Dabei zeigten die Zellen nach einigen Passsagen eine deutliche Verschiebung des DNA-Gehalts von einem diploiden hin zu einem tetraploiden Chromosomensatz. Dieser wurde von einer erhohten Centrosomenzahl und dem Vorkommen von multipolaren Spindeln begleitet. Es konnte in dieser Arbeit nicht geklart werden, ob die Centrosomenanomalie eine Ursache oder eine Konsequenz der Tetraploidie ist. Allerdings sind sowohl die Tetraploidie als auch die erhohte Anzahl an Centrosomen ein deutlicher Hinweis fur eine chromosomale Instabilitat und konnen Merkmal einer beginnenden malignen Transformation sein. Weitere Hinweise auf den Einfluss der reduzierten HtrA1-Expression auf die maligne Transformation gaben auch die Untersuchungen bezuglich Proliferationsverhalten und Zellgrose. Zellen ohne HtrA1 proliferieren schneller als Zellen mit intakter HtrA1-Expression und zeigen auserdem eine verlangerte Lebensdauer. Zusatzlich ist die Zellgrose verringert. Dies gibt Hinweise darauf, dass sich HtrA1-knockout-Zellen den normalen zellularen Kontrollmechanismen fur Wachstum und Replikationspotential entziehen. Des Weiteren wurde das Migrationsverhalten der HtrA1-knockout-Fibroblasten untersucht. Dabei zeigte sich, dass in primaren Zellen der Verlust der HtrA1-Expression zu einem verringerten Migrationsvermogen der Zellen fuhrt. Dies steht allerdings im Widerspruch zu veroffentlichten Daten. Dieser Unterschied kann nur durch den genetischen Unterschied zwischen primaren und bereits transformierten Zellen erklart werden. Das verringerte Migrationsvermogen von HtrA1-knockout-Zellen widerspricht dem Phanotyp von transformierten Zellen. Auch in der Kolonkarzinomzelllinie SW480 wurde die Auswirkung des Verlusts der HtrA1-Expression untersucht. SW480-Zellen mit verminderter HtrA1-Expression zeigen ebenfalls eine ausgepragte Verschiebung von einem diploiden hin zu einem tetraploiden Chromosomensatz. Diese Verschiebung ist allerdings abhangig von der Zelldichte. Dies gibt einen Hinweis darauf, dass HtrA1 ein extrazellulares Sensormolekul fur die Zelldichte sein konnte. Des Weiteren zeigte sich, dass die HtrA1-Expression einen Einfluss auf die Hohe der p21-, p53- und Mdm2-Expression hat. Daraus wurde ein Modell fur die Regulation des p53-Signalwegs durch HtrA1 abgeleitet. Der proteolytische Abbau von Mdm2 durch HtrA1 erlaubt demnach eine Stabilisierung von p53 und damit die Transkription von p21. Zusatzlich wurde eine zellzyklusabhangige Regulation der HtrA1-Proteinmenge sowohl in primaren Mausfibroblasten als auch in der Kolonkarzinomzelllinie SW480 gefunden. Dies legt eine Regulation der HtrA1-Proteinmenge durch Ubiquitinligasen nahe. Durch Induktion der zellularen Stressantwort und Untersuchung der daraus resultierenden differentiellen Genregulation mittels eines cDNA-Microarrays sollten Gene identifiziert werden, die ein ahnliches Expressionsmuster wie HtrA1 zeigen. Aus den bekannten Regulationsmechanismen dieser Gene soll dann auf mogliche Regulationswege von HtrA1 geschlossen werden. Ein aussichtsreicher Kandidat hierfur ist Cyclin D1, da einige der Transkriptionsfaktoren, die die Cyclin D1-Expression induzieren, auch Bindungsstellen im moglichen HtrA1-Promotor aufweisen. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://duepublico2.uni-due.de/servlets/MCRFileNodeServlet/duepublico_derivate_00024403/doktorarbeit_Nina_Schmidt.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
