Charakterisierung von Leupaxin und seiner Interaktionspartner in Karzinomzellen

Abstract

Leupaxin (LPXN) wird im Rahmen dieser Arbeit als ein Protein identifiziert, welches das Wachstum von bestehenden TRAMP-Tumoren sowie von Fernmetastasen beschleunigt. Verschiedene Signalwege, die sich als LPXN-abhängig herausgestellt haben, geben Erklärungen für diese verstärkte Progression. Durch die Überexpression von LPXN in Prostatakarzinomzellen (PCa) ist sowohl die Migrations- als auch die Invasionsfähigkeit der Zellen erhöht. Untersuchungen des Zelladhäsionsmoleküls p120CTN in den PCa-Zelllinien PC-3 und DU 145 zeigen, dass die Überexpression von LPXN in einer reduzierten Expression von p120CTN resultiert. Außerdem weisen diese Zelllinien nach Herunterregulierung der p120CTN-Expression eine erhöhte Migrations- und Invasionsfähigkeit im Vergleich zu Kontrollzellen auf. Eine Herunterregulierung der LPXN-Expression resultiert hingegen in einer verminderten Migrations- und Invasionsfähigkeit der Zellen. Die simultane Herunterregulierung der LPXN- und p120CTN-Expression schließlich resultiert in einer Aufhebung der Einzel-Effekte. Untersuchungen zur subzellulären Lokalisation von β-Catenin und zur Expression des β-Catenin-Zielgens MMP-7 in PC-3-Zellen zeigen, dass der knockdown der LPXN-Expression in einer Lokalisation von β-Catenin an der Zellmembran resultiert sowie in einer Reduktion der MMP-7-Expression, während der knockdown der p120CTN-Expression eine Lokalisation von β-Catenin im Kern und eine erhöhte MMP-7-Expression zur Folge hat. Der simultane knockdown der LPXN- und p120CTN-Expression ergibt wiederum eine Aufhebung der Einzel-Effekte. Mit Hilfe eines Antikörper-Arrays sind die Kinasen TAK1 und Yes als herunterregulierte Gene nach LPXN-knockdown identifiziert worden. Abhängig von der Stärke der LPXN-Expression nimmt in PC-3-Zellen auch der Phosphorylierungsstatus der downstream von TAK1 stehenden Kinase JNK zu. Die TAK1-JNK-ATF-2-Zielgene Maspin und Presenilin1 zeigen in PCa-Zellen mit herunterregulierter LPXN-Expression eine signifikant herunterregulierte Expression. LPXN interagiert mit dem Aktin bindenden Protein Caldesmon. In PC-3-Zellen lokalisiert Caldesmon an den F-Aktin-Fasern sowie kolokalisiert mit LPXN an den focal adhesion sites. Die Herunterregulierung der Caldesmon-Expression in PC-3- und DU 145-Zellen resultiert in einer erhöhten Migrations- und Invasionsfähigkeit. Die LPXN-Expression hat keinen Effekt auf die Expression von Caldesmon, beeinflusst aber dessen Phosphorylierungsstatus. Bei einer verminderten LPXN-Expression zeigt sich eine verringerte Phosphorylierung von Caldesmon, was zu einer Reduktion der Migrationsfähigkeit der PCa-Zellen führt. Weiterhin führt eine verminderte LPXN-Expression in PC-3- und DU 145-Zellen sowie den murinen LPXN/TRAMP-Primärzellen im Vergleich zu Kontrollzellen zu einer veränderten Adhäsionsfähigkeit sowie Ausbreitung der Zellen. Da bei der für die Adhärenz und Ausbreitung der Zellen notwendigen Umstrukturierung des Zytoskeletts vor allem die Familie der kleinen Rho-GTPasen eine Rolle spielen, wurden die Aktivitäten von RhoA und Rac1 in PC-3-Zellen mit verminderter LPXN-Expression untersucht: Eine verminderte LPXN-Expression führt zu verringerter RhoA- und verstärkter Rac1-Aktivität.