Entkopplung der Expressionsregulation der Basalmembran-Komponente Laminin-5: Funktionelle Konsequenzen eines Smad4 Verlustes

• Applicant: Privatdozentin Dr. Irmgard Schwarte-Waldhoff
• Subject Area: Hematology, Oncology
• Term: from 2009 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 157637483

Smad4 ist ein Tumorsuppressor, dessen funktionelle Inaktivierung während der Karzinogenese insbesondere des Pankreas und des Darmtraktes häufig den Übergang zum invasiven und zum metastatischen Wachstum markiert. Durch Reexpression von Smad4 in defizienten Kolon- und Pankreaskarzinomzellen haben wir Modelle etabliert, mit denen die Tumorsuppressorfunktion von Smad4 in vivo nachgewiesen und eine Smad4-vermittelte Unterdrückung angiogener und invasiver Eigenschaften gezeigt werden konnte. Kürzlich haben wir gefunden, dass Smad4 als Signaltransmitter und Transkriptionsfaktor alle drei Gene positiv reguliert, die für Laminin-332 (Laminin-5) codieren. Laminin-332 ist eine Hauptkomponente von Basalmembranen, die als Heterotrimer sezerniert wird. An der invasiven Front von Tumoren findet sich dagegen die gamma2-Kette von Laminin-332 häufig intrazellulär stark angereichert, ein Befund, der als entkoppelte Expressionsregulation als Antwort der genetisch veränderten Tumorzellen auf Signale des Tumorstromas gewertet wird. Smad4-positive Zellen, die mit den Zytokinen TGF-β und TNF-α behandelt werden, zeigen eine gleichsinnige synergistische Induktion aller drei Ketten von Laminin-332, in Smad4-negativen Zellen dagegen ist die Antwort auf diese typischen Stromasignale entkoppelt: Während die beta3 und gamma2 Ketten auch von Smad4-negativen Zellen verstärkt exprimiert werden, ist die Induktion der alpha3 Kette durch TNF- α von Smad4 abhängig. Überraschenderweise konnten wir zeigen, dass diese entkoppelte Regulation in Smad4-negativen Zellen nicht (bzw. nicht nachweisbar) zur intrazellulären Anreicherung der gamma2 Kette, sondern zur Freisetzung als Monomer führt. In diesem Projekt möchten wir konkret die funktionellen Konsequenzen der gamma2 Freisetzung untersuchen. Darüber hinaus soll die Relevanz veränderter zellulärer Antworten von Tumorzellen auf TNF-α und andere inflammatorische Zytokine nach Verlust von Smad4 weiter adressiert werden.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: France
• Participating Persons: Professor Dr. Stephan A. Hahn; Dr. Patricia Simon-Assmann; Professorin Dr. Bettina Warscheid