Die Bedeutung von Dishevelled in der Wnt-5a-induzierten Signaltransduktion.

Abstract

Wnt-Proteine sind sezernierte Glykoproteine, die über hochkonservierte Signalkaskaden physiologische Prozesse in der Embryogenese und Migration steuern; in Tumorprogression und Invasivität konnten aber auch oft deregulierte Wnt-Kaskaden nachgewiesen werden. Als Schaltprotein in der Signaltransduktion der Wnt-Proteine wirkt Dishevelled, über dessen Domänen die einzelnen Signalwege reguliert werden. Pukrop et al. konnten 2006 zeigen, dass die Invasivität der Brustkrebszelllinie MCF-7 durch nicht-kanonisches Wnt 5a gesteigert wurde. Während der kanonische Wnt/β-Catenin-Signalweg eine permissive Aufgabe ausübte, schien der Planar Cell Polarity (PCP) -Signalweg den aktiven Anteil zu übernehmen. Aufbauend auf den gewonnenen Ergebnissen wurde in dieser Arbeit die Invasivität von MCF-7-Zellklonen überprüft, welche entweder ein Dishevelled-Wildtyp-Konstrukt (DVL wt) oder eine Dishevelled-Mutante mit einem Knockout in den für die Weiterleitung des PCP-Signalwegs essentiellen PDZ- und DEP-Domänen (DVL Δ PDZ Δ DEP) enthielten. Laut unserer Arbeitshypothese sollte der PCP-Signalweg im dominant-negativen Konstrukt DVL Δ PDZ Δ DEP nicht mehr weitergeleitet werden und dadurch eine Invasivitätssteigerung unter Wnt-5a-Stimulation nicht mehr stattfinden können. Interessanterweise kam es bei beiden Zellklonen zu einer Invasivitätszunahme unter Wnt 5a. In der Immunfluoreszenz fiel auf, dass die Konstrukte ein unterschiedliches subzelluläres Verteilungsmuster aufwiesen: Während die Lokalisation von DVL wt dem homogenen - vorwiegend membranständigen - Verteilungsmuster von endogenem Dishevelled entsprach, akkumulierte DVL Δ PDZ Δ DEP in Zellkernnähe und teilweise auch intranukleär. Die Darstellung weiterer Dishevelled-Konstrukte, welche sich jeweils durch unterschiedliche Domänen-Kombinationen auszeichneten, wies einen Zusammenhang von der subzellulären Lokalisation und der DEP-Domäne auf. Fehlte DEP bei den Konstrukten, traten die beschriebenen intra- und paranukleären Konglomerate auf. Aus den Ergebnissen lässt sich schlussfolgern, dass DVL Δ PDZ Δ DEP als kompetitiver Antagonist zu endogenem Dishevelled das Wnt-generierte Signal aufgrund seiner fehlenden Fähigkeit, an die Membran zu binden, nicht mehr inhibieren konnte. Weitere Untersuchungen ergaben, dass der Wnt 5a-induzierte Invasivitätsanstieg am ehesten durch den normalen Zellgehalt an endogenem Dishevelled erreicht wurde. So zeigte DVL Δ PDZ Δ DEP einen im Vergleich zur MCF-7-Kontrolle ähnlichen Invasivitätsanstieg nach Wnt-5a-Exposition. Die DEP-Domäne von Dishevelled ist somit notwendige Voraussetzung für dessen Membranbindung, damit eine Wnt-generierte Signaltransduktion ablaufen kann.