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Analyzing the Function of PTK7 in Cell Migration

Die Untersuchung der Funktion von PTK7 in der Zellmigration

by Martina Christine Podleschny
Doctoral thesis
Date of Examination:2011-11-09
Date of issue:2012-07-25
Advisor:Prof. Dr. Annette Borchers
Referee:Prof. Dr. Annette Borchers
Referee:Prof. Dr. Heidi Hahn
Referee:Prof. Dr. Andreas Wodarz
crossref-logoPersistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1579

 

 

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Name:podleschny.pdf
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Format:PDF
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Abstract

English

Cell migration is very important for embryonic development and maintenance of the adult organism. During development cell migration processes are involved in gastrulation, convergent extension movements and neural crest cell migration. PTK7 (protein tyrosine kinase 7) regulates embryonic cell migration and its expression correlates with the metastatic potential of different tumor cell lines, suggesting that it might play a role in tumor cell migration. In vertebrates PTK7 is required for cell movements like neural tube closure and neural crest migration. As the human ortholog of PTK7 was identified in colon carcinoma cell lines we wanted to analyze whether it also affects tumor migration and invasion. To investigate the function of PTK7 in the context of tumor cells and metastatic behavior we established inducible expression of PTK7 in the low-invasive breast cancer cell line MCF7. Analyzing the morphology of these cells and performing functional assays revealed that PTK7 overexpression led to an increase in filopodia-like cell protrusions and increased the invasiveness of MCF7 cells. As a very similar filopodia phenotype for overexpression of Ror2 was previously described we analyzed the relationship between PTK7 and Ror2 in vitro and in vivo in Xenopus neural crest migration. Indeed, we could show an interaction of PTK7 and Ror2 in immunoprecipitation experiments, which is also conserved in Xenopus neural crest migration. As it was shown for Xenopus PTK7 and its Drosophila ortholog otk (offtrack) to bind Wnt proteins we confirmed that PTK7 functions as a Wnt co-receptor to bind canonical Wnt3a and inhibits canonical Wnt signaling. With the knowledge we gained and the tools, which were established, our work opens further possibilities to study aspects of cell migration and invasion in development and cancer metastasis.
Keywords: Cell Migration; PTK7; Breast Cancer

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Zellmigration ist ein Prozess der sowohl während der Embryonalentwicklung als auch im adulten Organismus eine wichtige Rolle spielt. Während der Embryonalentwicklung findet Zellmigration bei der Gastrulation, der konvergenten Extension sowie der Neuralleistenzellmigration statt. PTK7 (Proteinthyrosinkinase 7) reguliert embryonale Zellmigration. Die Expression von PTK7 in verschiedenen Tumorzelllinien korreliert mit dem metastatischen Potential dieser Zellen und gibt dadurch Hinweise, dass PTK7 bei der Tumorzellmigration eine Rolle spielen könnte. In Vertebraten ist PTK7 für Zellbewegungsprozesse wie den Schluss des Neuralrohrs oder der Neuralleistenzellwanderung verantwortlich. Da das humane Ortholog von PTK7, Colon Carcinoma Kinase 4 (CCK4), in Darmkrebszellen identifiziert wurde, stellt sich die Frage ob PTK7 die Migration und Invasion von Tumorzellen beeinflussen kann. Um die Funktion von PTK7 im Zusammenhang mit Tumorzellmigration und Metastasierung zu untersuchen, haben wir PTK7 in der gering invasiven Brustkrebszelllinie MCF7 induzierbar exprimiert. Die Analyse dieser Zellen hat ergeben, dass die Überexpression von PTK7 zu einer Zunahme von Filopodia-artigen Zellausläufern führt, sowie zu einer gesteigerten Invasivität von MCF7 Zellen. Da auch für die Überexpression von Ror2 ein sehr ähnlicher Filopodien-Phenotyp beschrieben wurde, wurde die Interaktion von PTK7 und Ror2 in vitro und in vivo in Xenopus laevis Neuralleistenzellen untersucht. In Immunpräzipitationsanalysen konnten wir eine Interaktion von PTK7 und Ror2 zeigen, die auch in der Xenopus laevis Neuralleistenzellmigration konserviert ist. Weiterhin konnten wir, wie bereits für Xenopus PTK7 und Drosophila otk gezeigt wurde, in humanen Zelllinien bestätigen, dass PTK7 an Wnt-Proteine bindet und hier als Wnt Co-Rezeptor fungiert um Wnt3a zu binden und den kanonischen Wnt Signalweg zu inhibieren.
Schlagwörter: Zellmigration PTK7; Mammakarzinom
 

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