Kooperative Schritte in der VHL-abhängigen Tumorentstehung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Projekts wurden verschiedene Mauslinien mit genetisch verändertem Vhl-Lokus generiert, die eine Rekapitulation der menschlichen VHL-Alterationen im Tier erreichen. Grundlage war dabei die Genotyp-Phänotyp-Korrelation des VHL-Syndroms, das mit hoher Penetranz mutationsabhängig zur Entstehung bestimmter Tumorarten führt. Zur Analyse potentiell verschiedener Tumorsuppressions-Mechanismen wurde zum Einen ein exogen regulierbares Modellsystem der Nierenkarzinogenese mit kompletter Ausschaltung von Vhl im proximalen Tubulus hergestellt, das dem Typ I der VHL-Erkrankung und der Situation sporadischer Tumoren entspricht. Zum Anderen wurden zwei knock-in Varianten der Typ II-Erkrankung konstruiert, die entweder mit dem gesamten Tumorspektrum (Typ IIB), oder ausschließlich mit dem Auftreten von Phäochromozytomen assoziiert sind (Typ IIC). Der nierenspezifisch induzierte knock-out von Vhl im proximalen Tubulus führte bei adulten Mäusen nicht zur Tumorentstehung, weder nach Inaktivierung des gesamten Gens (Vhl knock-out floxed Exon 1), noch bei gezielter Ausschaltung der HIF-Bindungsdomäne (Vhl knock-out floxed Exon 2). Die Analyse der knock-out-Tiere zeigte eine Fehlregulation der TGFbeta- Signalkaskade in proximalen Tubuluszellen als primäre Folge eines Vhl-Verlustes. Dieser Befund stimmt mit den Beobachtungen in humanen Primärtumoren überein und trägt zum Verständnis der molekularen Pathogenese bei. Darüber hinaus könnte es auf Grundlage der Ergebnisse möglich werden, durch die gezielte Veränderung sekundärer Schritte in der Tumorinitiation das unverändert wichtige Ziel eines Tiermodells der Nierenkarzinogenese doch zu erreichen. Mit Hilfe der VHL Typ II-assoziierten Vhl knock-in-Mäuse war es im Rahmen der Projektförderung möglich, bei einem Teil der Tiere Phäochromozytome zu induzieren. Damit gelang es erstmals, ein relevantes Tiermodell der VHL-abhängigen Tumorentstehung herzustellen. Murine Vhl-assoziierte Phäochromozytome zeigen morphologisch und molekulargenetisch die gleichen Eigenschaften wie menschliche Tumore, wie bei VHL Typ II-Patienten konnte darüber hinaus bei heterozygoten und homozygoten Vhl knock-in-Mäusen erhöhte Noradrenalin-Konzentrationen im Plasma und im Urin nachgewiesen werden. Vergleichende Transkriptom-Analysen von Tumor- und Normalgewebe erbrachten eine konstitutive Aktivierung der PI3-Kinase-AKT-mTOR Signalkaskade in fortgeschrittenen Tumorstadien. Deshalb wurde im Folgenden der Einfluss einer basalen Steigerung der PI3-Kinase-Aktivität auf die Vhl-induzierte Tumorinitiation durch zusätzliche hemizygote Deletion von Pten untersucht, einem zentralen Antagonisten in diesem Regelkreis. Inzidenz, Tumorgröße und Malignitätsgrad von PCC bei heterozygoten V2C- und V2B-Mäusen wurden durch Haploinsuffizienz von Pten stark erhöht, zudem traten Tumore in einem früheren Alter auf. In Vhl-assoziierten murinen PCC wurde schließlich eine Fehlregulation von Nedd4-1 nachgewiesen, der Ubiquitin-Ligase von Pten. Diese Interaktion konnte in Primärzellen und humanen Tumorzellinien verifiziert werden und liefert damit zum Einen eine mögliche Erklärung für die kooperative Wirkung von Vhl und Pten bei der Phäochromozytomentstehung, zum Anderen könnte eine indirekte Regulation von PTEN durch VHL dessen Tumorsuppressor-Funktion ausmachen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Prawitt D, Enklaar T, Gärtner-Rupprecht B, Spangenberg C, Oswald M, Lausch E, Schmidtke P, Reutzel D, Fees S, Lucito R, Korzon M, Brozek I, Limon J, Housman DE, Pelletier J, Zabel B
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Lausch E and Spangenberg C, Trost TM, Prawitt D, May A, Keppler R, Fees SA, Reutzel D, Bell C, Schmitt S, Schiffer IB, Weber A, Brenner W, Hermes M, Sahin U, Türeci O, Koelbl H, Hengstler JG, Zabel BU
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Spondylo-epiphyseal dysplasia, Maroteaux type (pseudo-Morquio syndrome type 2), and parastremmatic dysplasia are caused by TRPV4 mutations. Am J Med Genet A. 2010 Jun;152A(6):1443-9
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Norden J, Grieskamp T, Lausch E, van Wijk B, van den Hoff MJ, Englert C, Petry M, Mommersteeg MT, Christoffels VM, Niederreither K, Kispert A
