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KOBRA - Dokumentenserver der Universität Kassel  → Fachbereiche  → FB 10 / Mathematik und Naturwissenschaften  → Institut für Biologie  → Fachgebiet Zellbiologie  → Dissertationen 

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http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:34-2006041910066

Titel: Die Rolle des Zelladhäsionsmoleküls L1 in der Tumorprogression
Autor(en): Gast, Daniela
Klassifikation (DDC): 570 - Biowissenschaften, Biologie (Life sciences)
Erscheinungsdatum: 19-Apr-2006
Zusammenfassung: Das neuronale Adhäsionsmolekül L1 wird neben den Zellen des Nervensystems auf vielen humanen Tumoren exprimiert und ist dort mit einer schlechten Prognose für die betroffenen Patienten assoziiert. Zusätzlich zu seiner Funktion als Oberflächenmolekül kann L1 durch membranproximale Spaltung in eine lösliche Form überführt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von L1 auf die Motilität von Tumorzellen untersucht. Lösliches L1 aus Asziten führte zu einer Integrin-vermittelten Zellmigration auf EZM-Substraten. Derselbe Effekt wurde durch Überexpression von L1 in Tumorlinien beobachtet. Weiterhin führt die L1-Expression zu einer erhöhten Invasion, einem verstärkten Tumorwachstum in NOD/SCID Mäusen und zur konstitutiven Aktivierung der MAPK ERK1/2. Eine Mutation in der zytoplasmatischen Domäne von hL1 (Thr1247Ala/Ser1248Ala)(hL1mut) führte hingegen zu einer Blockade dieser Funktionen. Dies weist daraufhin, dass nicht nur lösliches L1, sondern auch die zytoplasmatische Domäne von L1 funktionell aktiv ist. Im zweiten Teil der Arbeit wurde der Mechanismus, der L1-vermittelten Signaltransduktion untersucht. Die zytoplasmatische Domäne von L1 gelangt nach sequenzieller Proteolyse durch ADAM und Presenilin-abhängiger γ-Sekretase Spaltung in den Zellkern. Diese Translokation im Zusammenspiel mit der Aktivierung der MAPK ERK1/2 durch L1-Expression führt zu einer L1-abhängigen Genregulation. Die zytoplasmatische Domäne von hL1mut konnte ebenfalls im Zellkern detektiert werden, vermittelte jedoch keine Genregulation und unterdrückte die ERK1/2 Phosphorylierung. Die L1-abhängige Induktion von ERK1/2-abhängigen Genen wie Cathepsin B, β3 Integrin und IER 3 war in Zellen der L1-Mutante unterdrückt. Die Expression des Retinsäure-bindenden Proteins CRABP-II, welches in hL1 Zellen supprimiert wird, wurde in der L1-Mutante nicht verändert. Weitere biochemische Untersuchungen zeigen, dass die zytoplasmatische Domäne von L1 Komplexe mit Transkriptionsfaktoren bilden kann, die an Promoterregionen binden können. Die dargestellten Ergebnisse belegen, dass L1-Expression in Tumoren an drei Funktionen beteiligt ist; (i) L1 erhöht Zellmotilität, (ii) fördert Tumorprogression durch Hochregulation von pro-invasiven und proliferationsfördernden Genen nach Translokation in den Nukleus und (iii) schützt die Zellen mittels Regulation pro- bzw. anti-apoptotischer Gene vor Apoptose. Die mutierte Phosphorylierungsstelle im L1-Molekül ist essentiell für diese Prozesse. Die Anwendung neuer Therapien für Patienten mit L1-positiven Karzinomen kann mit Hinblick auf die guten Erfolge der Antikörper-basierenden Therapie mit dem mAk L1-11A diskutiert werden.The neural adhesion molecule L1 is not only expressed on neural cells but also in many human tumors. L1 expression is correlated with poor prognosis for cancer patients. In addition to this function as a cell surface molecule, L1 can be released as a soluble form after membrane proximal cleavage by ADAM proteases. In the first part of the present thesis, the influence of L1 expression on cell motility of tumor cells is examined. Soluble L1 from ascites fluid stimulates integrin-mediated cell migration on ECM substrates. The same effect can be observed by overexpression of L1 in tumor cell lines. Furthermore, L1 expression leads to increased cell invasion, tumor progression in NOD/SCID mice and constitutive activation of MAPK ERK1/2. However, a mutation in the cytoplasmic domain of hL1 (Thr1247Ala/Ser1248Ala) (hL1mut) can block these functions. This points out that in addition to the soluble form of L1 the cytoplasmic domain of L1 is also functionally active. In the second part of my thesis, the mechanism of L1-mediated signaling is examined. The cytoplasmic domain of L1 translocates to the nucleus after sequential ADAM and presenilin-dependent γ-secretase proteolysis. This tranlocation, together with the L1-dependent activation of MAPK ERK1/2, leads to L1-mediated gene regulation. The cytoplasmic domain of hL1mut was also able to translocate to the nucleus, but did not mediate gene regulation. Furthermore, the mutant form of L1 decreases ERK1/2 phosphorylation. Therefore, induction of ERK1/2-dependent genes such as β3 integrin, cathepsin B and several transcription factors was repressed in cells expressing the mutant form of L1. The expression of the retinoic acid binding protein CRABP II that is suppressed in L1-wild-type expressing cells is reversed. Further biochemical analysis showed that the cytoplasmic domain of L1 can form transcription factor complexes which bind to several promoter regions. My results suggest that in tumors, L1 serves three functions. Firstly, L1 augments cell motility. In addition, L1 expression promotes tumor growth by upregulation of proinvasive genes after nucleus translocation and finally, L1 protects cells from apoptosis by means of regulation of pro- and anti-apoptotic genes. The Thr1247/Ser1248 phosphorylation site in L1 is crucial for both processes.
URI: urn:nbn:de:hebis:34-2006041910066
Sammlung(en):Dissertationen

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