Die Bedeutung des Ets 1 Transkriptionsfaktors in der Regulation der Tumorinvasion
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das vorliegende Projekt hatte eine genaueres Verständnis der Bedeutung eines die Genaktivität regulierenden Faktors (des Ets 1 Transkriptionsfaktors) für die Regulation der invasiven Tumorausbreitung zum Ziel. Bei dieser Ausbreitung spielen sowohl die Tumorzellen als auch Zellen ihrer Mikroumgebung (sog. Stromafibroblasten) wichtige Rollen. Wesentlich ist hierbei u. a. die Produktion von Enzymen (Proteasen), welche das zwischen den Zellen gelegene Gerüst (die extrazelluläre Matrix) auflösen, was die Tumorausbreitung maßgeblich erleichtert. Zur Klärung dieser Fragen wurde der Ets 1 Transkriptionsfaktor in Fibroblasten und Tumorzellen experimentell gehemmt oder exprimiert. Daneben kamen auch Zellen aus einer transgenen Maus zum Einsatz, in der die Expression von Ets 1 experimentell ausgeschaltet wurde. Im Projekt konnte gezeigt werden, dass Ets-1 maßgeblich an der Regulation solcher Proteasen (wie der matrix-degradierenden Metalloproteinasen - MMPs 1, 2, 3, 9 und 13), des an ihrer Aktivierung beteiligten Plasminogenaktivators vom Urokinasetyp (uPA) sowie sog. Gewebsinhibitoren von Metalloproteinasen („tissue inhibitors of metailoproteinases - TIMPs") in Stromafibroblasten der Tumormikroumgebung bzw. in den Tumorzellen beteiligt ist. Ein weiteres Projektziel war die Identifikation anderer, für die invasive Tumorausbreitung wichtiger, vom Ets-1 Transkriptionsfaktor regulierter Gene. Hierzu wurden Zellen hergestellt, in denen wir die Expression von Ets-1 entweder herauf- oder herunterreguliert haben. Anschließend wurde die generelle Genexpression zwischen diesen Zellen über die sog. Suppressions-subtraktive Hybridisierung (SSH) verglichen, die in diesem Zusammenhang speziell dazu geeignet ist, die Expression von Genen mit oder ohne den Ets-1 Transkriptionsfaktor sichtbar zu machen. Wir fanden hierbei eine Reihe neuer Ets-1 Zielgene, deren Produkte ebenfalls eine Rolle für den Umbau der extrazellulären Matrix spielen (wie Cathepsin, Decorin), Rezeptoren für Faktoren sind, die das Zellwachstum und die Zellausbreitung fördern können (wie MET, stromal cell derived factor receptor 1. IGFBP-5) oder Komponenten der Signalübertragung in der Zelle darstellen (wie die Rho8/RAS-GTPase). Eine Reihe von Genen (unter ihnen das Efs-7-Gen) kodiert für mehrere Proteinprodukte, indem die von ihnen abgeschriebene Boten-RNA (mRNA) durch Herausschneiden bestimmter Stücke (sog. Spleißen) verändert wird. Vom Ets-1 Gen ist die Expression einer derartigen Spleißvariante ohne den Abschnitt des für bestimmte Proteinanteile kodierenden Exon VII bekannt („Ets-1 VII"). Zur Funktion dieser Spleißvariante (im Vergleich zum Volllängen Ets-1 Protein) in Fibroblasten weiß man allerdings nichts. Wir haben daher experimentell Fibroblasten hergestellt, die das Volllängen Ets-1 Protein sowie diese Spleißvariante exprimieren und ihre Eigenschaften verglichen. Wir fanden, dass die Ets-1 Volllängen- und VIl-Varianten in den Fibroblasten unterschiedliche Effekte auf die Induktion matrixdegradierender Proteasen sowie des Adhäsionsmoleküls Integrin ß-2 ausüben, das eine wichtige Rolle für die Wanderung von Tumorzellen spielt. Darüber hinaus fanden sich Expressionsunterschiede weiterer Gene. Wir konnten schließlich nachweisen, dass auch verschiedene Tumorzellen (C6-Gliomzellen aus Gehirntumoren sowie Heia-Zellen) Ets-1 exprimieren und dass Ets-1 die Tumorzellvermehrung, ihre invasive Ausbreitung, die Produktion matrix-abbauender Proteasen (MMPs 1 und 9) sowie das Tumorzellwachstum in einem in vivo Modell (Chorioallantoismembran-Assay des Huhns) fördert. Zusammenfassend konnten wir somit zeigen, dass dem Ets-1 Faktor wesentliche Rollen bei der Regulation von Tumor- und Stromazelleigenschaften zukommt, welche für das Wachstum und die Ausbreitung von Tumoren wichtig sind. In Zukunft ist auch eine medizinische Verwertung der erhaltenen Ergebnisse denkbar, da wir in Voruntersuchungen Substanzen identifizieren konnten (sog. Isoflavone, Kiriakidis et al. 2005), welche die Effekte von Ets-1 auf die Gefäßneubildung (eine wesentliche Voraussetzung für ein kontinuieriiches Tumonwachstum) hemmen. Der Effekt solcher Substanzen kann ebenso auf Eigenschaften der in diesem Projekt untersuchten Zellen analysiert und diese Substanzen in Zukunft ggf. in der Behandlung von Tumorerkrankungen verwendet werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Ets-1 expression promotes epithelial cell transformation by inducing migration, invasion and anchorage-independent growth. Oncogene 24, 5384-5388 (2005)
Hahne JC, Okuducu AF, Kaminski A, Florin A, Soncin F, Wernert N
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Inactivation of Ets 1 transcription factor by a specific decoy strategy reduces rat C6 glioma cell proliferation and mmp-9 expression. Int J Mol Med 15, 771-776(2005)
Sahin A, Veiten M, Knuefermann P, Pietsch T, Hahne JC, Wernert N
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Expression pattern of matrix metalloproteinase and TIMP genes in fibroblasts derived from Ets-1 knock-out mice compared to wild-type mouse fibroblasts. Int J Mol Med 18, 153-159 (2006)
Hahne JC, Fuchs T, Haddouti EM, Okuducu AF, Bories JC, Wernert N
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The transcription factor ETS-1: its role in tumour development and strategies for its inhibition. Mini Rev Med Chem. 8, 1095-1105 (2008)
Hahne JC, Okuducu AF, Sahin A, Fafeur V, Kiriakidis S, Wernert N
