NF-ĸB mediated signaling mechanisms in epidermal homeostasis and carcinogenesis

Abstract

Der Transkriptionsfaktor NF-κB ist von großer Bedeutung, da er verschiedene zelluläre Prozesse wie Proliferation, Apoptose, Invasion oder Inflammation beeinflusst. Im Gegensatz zu den meisten anderen Zelltypen ist in der humanen Epidermis ein wachstumsinhibierender Effekt mit der Aktivierung von NF-ĸB assoziiert. Die epidermale Homöostase dient der Aufrechterhaltung der intakten Hautbarriere und beschreibt das Gleichgewicht zwischen proliferierenden und differenzierenden epidermalen Keratinozyten. Schädliche äußere Einflüsse wie übermäßige Sonnenlichtexposition können die epidermale Homöostase stören, was zur Entstehung epidermaler Neoplasien wie aktinischer Keratosen oder Plattenepithelkarzinomen beiträgt. Das Ziel dieser Arbeit war die Expressions- und Funktionsanalyse der einzelnen NF-κB Proteinuntereinheiten in humanen Keratinozyten in vitro. Die siRNA-vermittelte transiente Reduktion von c-Rel beeinflusste deutlich das Zellschicksal von Keratinozyten. Obwohl vorangegangene Experimente durch eine stärkere Zellproliferation nach Inhibierung der NF-ĸB Proteine p50 und p65 das Gegenteil suggerierten, konnte für die Reduktion von c Rel ein inhibierender Effekt auf das Zellwachstum festgestellt werden. Außerdem zeigten sich eine veränderte Zellzyklusphasenverteilung sowie eine Akkumulation mitotischer Zellen mit aberranter, hauptsächlich monopolarer Spindelformation. Die zusätzlich detektierte Apoptose-Induktion könnte aus dem verlängerten mitotischen Arrest der c-Rel Knockdown Keratinozyten resultieren. Insgesamt lässt sich ein regulatorischer Effekt von c-Rel beim Eintritt in die Mitose oder der mitotischen Progression vermuten, wobei die beteiligten Zielgene noch zu identifizieren sind. Des Weiteren bewirkte der c-Rel Knockdown phänotypische Veränderung von HaCaT Keratinozyten mit tendenziell spindelzellartiger Elongation und einem insgesamt veränderten Wachstumsmuster. Die Adhäsion und besonders die Wundheilung von c-Rel reduzierten HaCaT Zellen war vermindert, möglicherweise bedingt durch ein reduziertes Stressfaservorkommen. Dieser Effekt zeigte sich allerdings nicht in c Rel herunter regulierten primären Keratinozyten, was auf Mutationen der spontan immortalisierten HaCaT Keratinozytenzelllinie zurückzuführen sein könnte. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit ein neuer Aspekt der einzelnen NF-ĸB Proteine aufgezeigt werden, besonders in Bezug auf die Proteinuntereinheit c-Rel. Hieraus resultiert ein besseres Verständnis der vielfältigen und komplexen Regulation von NF-κB abhängigen Funktionen und deren Effekte auf die epidermale Homöostase.