Die Interferenz des Tumorsuppressor-Homologen p63 mit dem kanonischen Wnt-Signalweg
The interference of the tumor suppressor homologue p63 with the canonical Wnt signalling pathway
by Isabella Drewelus
Date of Examination:2010-01-22
Date of issue:2010-02-16
Advisor:Prof. Dr. Matthias Dobbelstein
Referee:Prof. Dr. Ralf Ficner
Referee:Prof. Dr. Tomas Pieler
Persistent Address:
http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AD95-B
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Format:PDF
Description:Dissertation
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Abstract
English
The tumor suppressor homologue p63 has an essential role in the proper development of squamous epithelia, limb buds and skin appendages, like hair follicles, teeth and glands. Another requirement for the development of these tissues is the regulated activity of the canonical Wnt signaling pathway. Both Wnt and p63 were implicated in oncogenesis, whereas p63 is usually down-regulated during tumor progression, providing the cells with a mesenchymal and therefore more invasive phenotype. An interference of the p63 protein with the Wnt/β-catenin pathway seems feasible and was investigated in overexpression studies before. It was suggested that ΔNp63α, the predominant isoform of p63 in epithelia, has a positive effect on β-catenin levels through inhibition of GSK3β.In this report we show that, upon transient overexpression, ΔNp63α indeed promotes Wnt-inducible reporter gene activity in human cells, as well as secondary axis formation in Xenopus laevis embryos. However, the siRNA-mediated knockdown of endogenous p63 in cells derived from a bladder carcinoma equally enhanced the expression of the reporter gene as well as Wnt-responsive genes. p63 knockdown did not detectably affect β-catenin protein levels or phosphorylation. We observed physical interaction between ΔNp63α and the members of the TCF/LEF family of Wnt-responsive transcription factors. Based on the observations a model was drawn, according to which ΔNp63α functions as a bridging factor recruiting transcriptional repressors to promoters of Wnt-responsive genes. Thus, the overexpression of ΔNp63α as well as the knockdown of this bridging protein both result in the separation of the repressors from the promoter regions and therefore lead to the enhancement of transcription of β-catenin-responisve genes.The physiological function of ΔNp63α in the canonical Wnt signaling pathway apparently consists in negative regulation of the Wnt activity, affecting embryogenesis as well as tumor progression.
Keywords: p63; Wnt signalling; TCF/LEF; transcription; squelching
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Das Tumorsuppressorhomolog p63 hat eine essentielle Rolle in der korrekten Entwicklung des mehrschichtigen Epithels, der Extremitätenknospen und der Hautanhangsgebilde, wie Haarfollikel, Zähne und Drüsen. Ebenfalls notwendig für die Entwicklung dieser Gewebe ist die regulierte Aktivität des kanonischen Wnt-Signalwegs. Beide Faktoren wurden des Weiteren mit der Onkogenese in Zusammenhang gebracht, wobei p63 hier im Verlauf der Tumorprogression häufig herunterreguliert wird, was den Krebszellen zu einem mesenchymalen und damit invasiveren Phänotyp verhilft. Eine Interferenz des p63-Proteins mit dem Wnt/β-Catenin-Signalweg scheint daher plausibel und wurde bereits in Überexpressionsexperimenten untersucht. Es wurde vorgeschlagen, dass ΔNp63α, die am häufigsten exprimierte p63-Isoform in epithelialem Gewebe, die β-Catenin-Menge und somit die kanonische Wnt-Aktivität durch die Inhibition der GSK3β-Kinase positiv beeinflusst. Im Rahmen dieser Arbeit wurde nach transienter Überexpression des ΔNp63α-Proteins die verstärkte Aktivität eines Wnt-induzierbaren Reporters in humanen Zelllinien, sowie eine erhöhte Rate an Doppelachsenformationen in Xenopus laevis-Embryonen beobachtet. Der siRNA-vermittelte Knockdown des endogenen p63-Proteins in Zellen des Urothelkarzinoms führte jedoch ebenfalls zu einer verstärkten Expression des Reportergens, wie auch von Wnt-responsiven Genen, ohne einen detektierbaren Einfluss auf die β-Catenin Proteinmenge sowie den Phosphorylierungsstatus auszuüben. Durch Ko-Immunpräzipitation wurde eine Interaktion von ΔNp63α mit Mitgliedern der TCF/LEF-Transkriptionsfaktoren des kanonischen Wnt-Signalwegs nachgewiesen. Diese Beobachtungen sind vereinbar mit einem Modell, in welchem ΔNp63α als Brückenprotein Transkriptionsrepressoren an die Promotoren Wnt-responsiver Gene rekrutiert. Auf diese Weise würde sowohl die Überexpression von ΔNp63& #945; als auch der Knockdown dieses Brückenproteins die funktionelle Nähe der Repressoren mit den Promotoren unterbinden und so zu einer verstärkten Transkription β-Catenin-responsiver Gene führen.Die physiologische Funktion des ΔNp63α im kanonischen Wnt-Signalweg liegt daher offenbar in der negativen Regulation der Wnt-Aktivität und der damit einhergehenden spezifischen Steuerung sowohl der Embryogenese als auch der Tumorprogression.
Schlagwörter: p63; Wnt-Signalweg; TCF/LEF; Transkription; Squelching
