Identifizierung potentieller Onkogene und therapeutischer Zielgene auf Chromosom 13q beim Kolonkarzinom

Identification of candidate oncogenes and potential therapeutical targets in colorectal cancer

by Georg Emons
Doctoral thesis
Date of Examination:2013-02-05
Date of issue:2013-01-29
Advisor:Prof. Dr. Michael Ghadimi
Referee:Prof. Dr. Peter Burfeind
Referee:Prof. Dr. Martin Oppermann
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-3505

 

 

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Abstract

English

Colorectal carcinomas are characterized by a specific pattern of chromosomal imbalances accumulating during tumor progression. Among others, chromosome 13q is frequently gained. However, the genes representing targets of this recurrent chromosomal aberration still remain unknown. To detect potential oncogenes we conducted a high resolution analysis of these regions. First we performed Array-CGH of 25 primary colon carcinomas (UICC II/III) and 15 colorectal cancer cell lines. To identify deregulated genes mapping to these regions, we then profiled these tumors using whole-genome expression microarrays. 67 genes mapped to regions of recurrent amplifications and were over-expressed in primary tumors. Next, we validated the expression levels of the over-expressed genes in 25 colorectal cancer cell lines using real-time PCR. 44 of these genes were shown to be highly up-regulated in colorectal cancer cell lines. Subsequently, we conducted an RNAi screen to assess the resulting phenotypic consequences in the colorectal cancer cell line SW480. For 13 out of these 44 genes, we observed a decreased cellular viability as a consequence of mRNA silencing (ranging from a 20% to a 60% reduction). We surmise that these 13 genes represent potential oncogenes or therapeutical targets.
Keywords: Colorectal cancer; Chromosome 13q; Oncogenes; RNAi

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Kolorektale Karzinome sind durch ein spezifisches Muster chromosomaler Aberrationen charakterisiert, die im Verlauf der Tumorprogression akkumulieren. Obwohl die meisten Tumoren Sequenzgewinne oder Amplifikationen von Chromosom 13q aufweisen, sind die Zielgene dieser Aberration nach wie vor unbekannt. Um potentielle Onkogene bzw. therapeutische Zielgene auf Chromosom 13q zu identifizieren, wurde eine hochauflösende Analyse dieser Region durchgeführt. Dazu wurden 25 primäre Kolonkarzinome (UICC-II/III) und 15 kolorektale Zelllinien mittels Array-CGH untersucht. Zusätzlich wurden die Genexpressionsprofile dieser Tumoren und Zelllinien mittels Whole-Genome-Mikroarrays bestimmt. 67 Gene wiesen sowohl eine vermehrte Kopie-Anzahl als auch ein erhöhtes Expressionsniveau auf. Die Expressionsmuster dieser Gene wurden dann in 25 Kolonkarzinom-Zelllinien mittels Real-Time-PCR validiert, wobei 44 der 67 Gene eine deutliche Überexpression auch in den Zelllinien zeigten. Das Ausschalten von 13 dieser 44 Gene in der Kolonkarzinom-Zelllinie SW480 führte zu einer Reduktion der Zellviabilität von 20-60%. Diese 13 Gene könnten somit potentielle Onkogene oder mögliche therapeutische Zielgene darstellen. In Folgeexperimenten versuchen wir daher, die der Viabilitätsreduktion zugrundeliegenden Signalwege zu entschlüsseln. 
 
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