TY  - THES
A1  - Bahr, Chris
T1  - Untersuchungen zur Expression und subzellulären Lokalisation von Isoformen des Adaptorproteins Kanadaptin
T1  - Expression and subcellular localization of isoforms of the adaptor protein kanadaptin
N2  - Auf der Suche nach Bindeproteinen des renalen HCO3-/Cl- Anionenaustauschers 1 (renAE1) wurde 1998 von Chen et al. in der Maus das Protein Kanadaptin entdeckt. Immunzytochemisch ließ sich Kanadaptin in der Niere des Kaninchens nur im Zytoplasma des Sammelrohrepithels nachgewiesen. In renAE1-exprimierenden, säuresezernierenden Schaltzellen (A-Schaltzellen) beobachtete man eine zusätzlich vesikuläre Immunfluoreszenz. Eine Immunfluoreszenz der basolateralen Membran, wie sie für renAE1 typisch ist, wurde nicht entdeckt. Aufgrund der Tatsache, dass es sich bei den granulären Strukturen um renAE1-positive Vesikel handelte, wurde von Chen et al. postuliert, dass Kanadaptin am Transport von renAE1 zur basolateralen Plasmamembran säuresezernierender Schaltzellen beteiligt ist. Kanadaptin wurde wenige Jahre später in nicht renAE1-exprimierenden, kultivierten Zellen auch im Zellkern detektiert. Die nukleäre Translokation erfolgte abhängig von Importin a/b und von einer aminoterminalen Kernlokalisationssequenz (NLS). In der vorliegenden Arbeit wurde die Expression von Kanadaptin detailiert untersucht. In allen uns zur Verfügung stehenden humanen Zelllinien (z. B. U-373, SW-480 und Hep-G2, A-431, MCF-7, PC-3) wurde Kanadaptin sowohl auf Protein- als auch auf Transkriptionsebene (RT-PCR) nachgewiesen. In Mäuseembryonen wurde Kanadaptin im Western-Blot erstmals am 9. Embryonaltag detektiert. An gefriergetrockneten Epon-Semidünnschnitten der Rattenniere wurde bei immunzytochemischen Untersuchungen überraschenderweise eine besonders starke Immunreaktivität in epithelialen Zellen des proximalen Tubulus gefunden, nicht aber im Sammelrohrepithel, einschließlich der renAE1-exprimierenden A-Schaltzellen. In allen Kanadaptin-positiven Zellen war die Immunfluoreszenz von granulärer Struktur. Eine nukleäre Immunreaktion, wie sie für kultivierte Zellen beschrieben wurde, ließ sich nicht beobachten. Mit Hilfe eines gegen die Cytochromoxidase Untereinheit I gerichteten Antikörpers konnten die granulären Strukturen als Mitochondrien identifiziert werden. Durch Änderung der Fixierungs- und Permeabilisierungsbedingungen konnte in kultivierten Zellen neben der nukleären Lokalisation Kanadaptin immunzytochemisch auch in Mitochondrien nachgewiesen werden. Immunelektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten schließlich, dass Kanadaptin in Mitochondrien lokalisiert. Auch in Mitochondrien kultivierter Zellen und im Darmepithel der Ratte wurde Kanadaptin biochemisch nachgewiesen. Neben dem in verschiedenen Geweben/Zellen der Ratte und des Menschen detektierten Kanadaptin mit einem Molekulargewicht von 57 kD wurde aus retinsäure-behandelten menschlichen teratokarzinomen Hodenzellen (NT2/D1 Zellen) eine neue 89 kD-Isoform von Kanadaptin isoliert. Beide Kanadaptin-Isoformen sind stark homolog zueinander und besitzen eine fast identische Domänenstruktur. Gegenüber dem Kanadaptin der Maus enthält die menschliche Isoform jedoch eine aminoterminale Extension von 264 Aminosäuren sowie eine 25 Aminosäuren umfassende karboxyterminale Insertion. Innerhalb der aminoterminalen Extension konnte eine Gabelkopfdomäne (FHA-Domäne) identifiziert werden. FHA-Domänen sind phosphorylierungsabhängige Protein-Protein-Bindedomänen und finden sich hauptsächlich in nukleären Proteinen. Basierend auf diesen Erkenntnissen, lag der Fokus im zweiten Teil der Arbeit auf Untersuchungen zur subzellulären Lokalisation von humanem Kanadaptin, mit besonderer Berücksichtigung des FHA-Domänen-enthaltenen Aminoterminus. Hierzu wurde die humane Kanadaptin-cDNA aus retinsäurebehandelten NT2/D1-Zellen mit Hilfe der RT-PCR kloniert und in eukaryontische Expressionsvektoren inseriert. Subzelluläre Lokalisations-untersuchungen an transient transfektierten Zellen ergaben, dass die menschliche Isoform im Zellkern lokalisiert. Weitere Lokalisationsstudien zeigten, dass die nukleäre Akkumulation der Kanadaptin-Isoformen durch unterschiedliche NLSs reguliert wird. So zeigten frühere Untersuchungen, dass die Translokation vom Kanadaptin der Maus fast vollständig von der aminoterminalen NLS1 abhängig ist (Hübner et al., 2002). Im Gegensatz dazu war die nukleäre Lokalisation der humanen Kanadaptin-Isoform NLS1 unabhängig. Den größten Einfluß zeigte die karboxyterminale NLS2. Ein Grund dafür ist möglicherweise eine zusätzliche karboxyterminale Insertion, die die humane Kanadaptinisoform gegenüber dem Kanadaptin der Maus besitzt. Diese könnte dazu führen, dass die karboxyterminale NLS2 für die Kerntranslokationsmaschinerie besser zugänglich ist. Die Untersuchungen zeigten darüber hinaus, dass der FHA-Domäne enthaltene Aminoterminus möglicherweise an nukleäre Strukturen bindet.
N2  - Mouse kanadaptin (mKan) has recently been identified as a cytoplasmic adaptor protein reported to bind to the kidney HCO3-/Cl- anion exchanger 1 (kAE1). Interestingly, mKan was found in the nucleus of cultured cells. Nuclear translocation of mKan depends on a nuclear localization signal (NLS) and is mediated by members of the importin family. In this study we have shown by Western-blot analysis and RT-PCR that kanadaptin is expressed in all cultured cells tested (e. g. U-373, SW-480 and Hep-G2, A-431, MCF-7, PC-3). Expression of kanadaptin was also detected by Western-blot analysis early in embryonic development. In the kidney of the rat the most intense immunofluorescence for kanadaptin was found in cells of the proximal tubule. Immunostaining revealed strong signals for kanadaptin in association with mitochondria. However, nuclear staining, as it has been described for cultured cells, was not observed. In order to reveal mitochondrial localization of kanadaptin in cultured cells, the protocol for permeabilization was changed. Dependent on the type of the protocol used for fixation/permeabilization of cultured cells kanadaptin was found either in nuclei or in mitochondria. That kanadaptin is not simply attached to the mitochondrial surface was demonstrated by immunoelectron microscopy, which showed intra-mitochondrial localization of kanadaptin. Apart from the immunocytochemical studies, mitochondrial localization of kanadaptin was additionally demonstrated by immunoblotting of mitochondrial fractions obtained from cultured cells an epithelial cells of rat intestine. Recently, a new 85 kD isoform of mKan was isolated from retinoic acid (RA) treated human teratocarcinoma cells (NT2/D1 cells). HumKan and mKan display a conserved domain structure. Additionally, humKan contains an amino-terminal extension of 264 amino acids. This extension harbours a forkhead associated (FHA) domain. FHA domains are diverse protein-protein interaction modules known to be involved in nuclear signalling and DNA binding. This prompted us to isolate the cDNA encoding humKan from RA-induced NT2/D1 cells by RT-PCR and to assess its subcellular distribution in cultured cells, using full-length humKan with or without green fluorescent protein (GFP) as a fusion tag, as well as truncation derivatives thereof. We found full-length humKan with and without GFP-tag to be exclusively nuclear. Additionally, the studies revealed, that nuclear accumulation of humKan differs from that of mKan. While nuclear accumulation of mKan is dependent on the aminoterminal NLS, NLS1, nuclear translocation of humKan seems to occure through the carboxy-terminal NLS, NLS2. Beside the amino-terminal extension, humKan additionally contains a carboxy-terminal insertion of 25 amino acids near NLS2, which could possibly account for the differences of NLS-dependent nuclear translocation of humKan vs. mKan. The subcellular localization studies also revealed that the FHA-Domain containing amino-terminus of humKan may contain a nuclear retention sequence.
KW  - Kanadaptin
KW  - Genexpression
KW  - kanadaptin
KW  - renAE1
KW  - Retinsäure
KW  - teratokarzinome Zellen
KW  - FHA-Domäne
KW  - kanadaptin
KW  - kAE1
KW  - retinoic acid
KW  - teratocarcinoma cells
KW  - FHA domain
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5310
ER  - 
TY  - THES
A1  - Menth, Marianne
T1  - Expression und Regulation von Selenoproteinen in der humanen onkozytären Schilddrüsenkarzinom-Zelllinie XTC.UC1
T1  - Expression and Regulation of Selenoproteins in the human oncocytic thyroid carcinoma cell line XTC.UC1
N2  - Die Schilddrüse gehört zu den Organen mit dem höchsten Gehalt an Selen (Se). Dieses ist hauptsächlich in Form von Selenoproteinen gebunden. Hierzu gehören die 5'DI, die in den Stoffwechsel der Schilddrüsenhormone involviert ist, die TRxR, die unter anderem die Redoxstatus-abhängige Aktivität verschiedener Transkriptionsfaktoren reguliert, SePP, ein Protein, dem vor allem eine Funktion als Transportprotein zugeschrieben wird, und einige GPx, die während der H2O2-abhängigen Schilddrüsenhormonbiosynthese eine Rolle beim Abbau von H2O2 spielen. Die Zelllinie XTC.UC1 ist eine hoch differenzierte Schilddrüsenkarzinom-Zelllinie. Sie wurde aus der Weichteilmetastase eines onkozytären Schilddrüsenkarzinoms (Hürthle-Zell-Karzinoms). Hürthle-Zell-Karzinome weisen charakteristische Anomalien auf, wie z.B. eine hohe Zahl an Mitochondrien und verminderten Iodidtransport. Vermehrte Mitochondrien erzeugen eine erhöhte Belastung durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS). Dies wirft die Frage auf, ob die Expression von Selenoproteinen, die in erster Linie für den Schutz der Zellen vor oxidativer Schädigung verantwortlich sind, in Hürthle-Zell-Tumoren intakt ist. Im Rahmen der Arbeit wurde die Synthese der oben genannten Selenoproteine in XTC-Zellen überprüft. Retinsäure (RA) bewirkt bei mäßig differenzierten Schilddrüsenkarzinom-Zelllinien wie FTC 133 und 238 eine partielle Redifferenzierung. Aufgrund des seltenen Ansprechens auf eine Radioiodtherapie und der vergleichsweise hohen Tendenz oxyphiler Tumorzellen zur weiteren malignen Entartung wurde die Reaktion von XTC-Zellen auf eine Stimulation mit RA untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Aktivitäten der untersuchten Selenoproteine in XTC-Zellen mit den Aktivitäten in anderen Schilddrüsenzelllinien vergleichbar sind. Die GPx-Aktivität steigt nach Se-Behandlung bis zu einem Maximum bei 300 nmol/l Na2SeO3 an. In der Zeitkurve wird auch nach 144 h Inkubation kein Plateau erreicht. Sie ist klar von der Se-Konzentration im Kulturmedium abhängig und kann als Marker für den Se-Status betrachtet werden. Die Aktivität der TrxR wird in der Dosiskurve schon durch 1 nmol/l Na2SeO3 stimuliert und in der Kinetik nach 24 h. Beide Kurven steigen abrupt an und erreichen rasch ein Plateau. Höhere Na2SeO3-Konzentrationen oder längere Inkubation haben keinen zusätzlichen Effekt. GPx und TRxR können mittels Enzymassay auch in konditioniertem Medium nachgewiesen werden. Auch SePP kann im Western Blot aus konditioniertem Medium nachgewiesen werden, zeigt aber keine Reaktion auf Na2SeO3-Stimulation. Überraschende Ergebnisse zeigt die Untersuchung der 5'DI-Aktivität: Bei Passagenzahlen zwischen 20 und 22 wird die Aktivität der 5'DI zeit- und dosisabhängig durch Na2SeO3 stimuliert. Bei Passagenzahlen zwischen 28 und 31 reagiert die 5'DI nicht länger auf Stimulation mit Na2SeO3, kann aber durch zusätzliche Stimulation mit 1 µmol/l RA wieder induziert werden. Dieses ungleiche Ansprechen auf Se- und RA-Stimulation entspricht der unterschiedlichen Regulation des Enzyms in verschiedenen Schilddrüsenzelllinien: In differenzierten Zelllinien wie FRTL-5, wo eine hohe basale Aktivität an 5'DI vorhanden ist, zeigt RA keinen Einfluss. In eher entdifferenzierten follikulären Karzinom-Zelllinien wie FTC 133 und 238 ist die basale 5'DI-Aktivität niedrig, kann durch Behandlung mit RA aber induziert werden. Dieser Wechsel in der Reaktion auf Se und RA vollzieht vermutlich einen Teil der Veränderungen nach, die während der Entdifferenzierung normaler Thyrozyten zu follikulären Tumorzellen auftreten. Die Selenhierarchie unter den verschiedenen Selenoenzymen ist auch in XTC-Zellen intakt. Wie in anderen Systemen wird die 5'DI in XTC-Zellen im Vergleich zur cGPx bevorzugt mit Se versorgt. Bereits Konzentrationen von 1 nmol/l Na2SeO3 bewirken einen deutlichen Aktivitätszuwachs. Bei Se-Depletion kann man noch 5 Tage nach Beginn des Se-Entzugs 50 % der Maximalaktivität messen, Hinweis auf eine Umverteilung des Se zugunsten der 5'DI. Insgesamt sind also Expression und Aktivität der untersuchten Selenoenzyme in XTC-Zellen im Vergleich mit anderen Schilddrüsenzelllinien nicht erhöht, wie man es als Reaktion auf eine verstärkte Belastung durch ROS erwarten könnte. Andererseits ist die Aktivität auch nicht vermindert, was als Ursache für eine besonders ausgeprägte oxidative Zellschädigung inklusive DNA-Mutation und eine dadurch geförderte Tumorentstehung gewertet werden könnte. Diese Resultate bieten keinen Anhaltspunkt für eine Rolle von Selenoenzymen bei der Entstehung dieser Art von Schilddrüsentumoren. Ferner scheint die Responsivität verschiedener Selenoproteine auf Stimulation mit Na2SeO3 in XTC-Zellen von Passagenzahl oder Differenzierungsstadium abhängig zu sein. Diese Zelllinie könnte daher ein interessantes Modell darstellen, um das Ansprechen menschlicher Schilddrüsenkarzinome auf eine Redifferenzierungstherapie mit RA und evtl. Adjuvanzien wie Se weiter zu untersuchen.
N2  - The human thyroid is among the organs with the highest content in selenium, which is mainly incorporated in selenoproteins. Among them are the 5'deiodinase (5'DI), involved in thyroid hormone metabolism, thioredoxin reductase (TRxR), regulating the redox-status dependent activity of several transcription factors, Selenoprotein P (SePP), mainly acting as a transport protein, and several glutathionperoxidases (GPx), playing an important role in the degradation of H2O2 during the H2O2-dependent thyroid hormone biosynthesis. The cell line XTC.UC1 is a highly differentiated thyroid carcinoma cell line. It has been established from a metastasis of an oncocytic thyroid carcinoma (Hürthle cell carcinoma). Hürthle cell carcinoma display characteristic anomalies, e.g. a high amount of mitochondria and reduced iodide uptake. Amplified mitochondria generate a higher amount of reactive oxygen species (ROS). This raises the question, whether the expression of selenoproteins that are mainly responsible for protection of the cells from oxidative damage, is intact in Hürthle cell tumors. In this work the expression of the above mentioned selenoproteins has been analysed. Retinoic acid (RA) has a lot of positive effects in moderately differentiated thyroid carcinoma cell lines like FTC 133 and 238, leading to partial redifferentiation. Because of the rare positive responses to therapy with radioiodine and the relatively high tendency of oncocytic tumor cells to further dedifferentiation, the reaction of XTC cells to stimulation by RA has been analysed. Results: The activity of GPx showed a constant increase after treatment with Na2SeO3. In the time course even after 144 h of incubation the activity is still rising without reaching a plateau. So it is clearly dependent on the Na2SeO3 concentration in the culture medium and can therefore be regarded as a marker for the selenium status of the cell. The activity of TRxR is already stimulated by 1 nmol/l Na2SeO3 in the dose response experiments and after 24 h in the time course. Both curves are rapidly increasing and reaching a plateau very fast. Higher concentrations of Na2SeO3 or longer incubation do not have any additional effect. GPx and TRxR can be found also in conditioned media by enzymatic assays. SePP is found by western blot of conditioned medium however without showing any response to Na2SeO3. In conclusion, expression and activity of enzymes with antioxidative function are not augmented in XTC cells compared to other thyroid cell lines, what could be an expected reaction to an increased amount of ROS. On the other hand, the activity is neither decreased, what might be a cause for severe oxidative damage with mutation of the DNA and thus enhanced tumor initiation and progression. These results do not show any role of selenoenzymes in the development of this subspecies of thyroid cancer. The analysis of the activity of 5'DI, a differentiation marker for thyroid carcinoma, shows a very interesting result: at passages between 20 and 22 the activity of 5'DI is stimulated dependent on incubation time and concentration of Na2SeO3 comparable to GPx and TRxR. At passage numbers between 28 and 31, 5'DI does not react any longer to stimulation with Na2SeO3, but may be reinduced by additional stimulation with 1 µmol RA. This altered response to stimulation with Na2SeO3 and RA corresponds to the different regulation of the enzyme in different cell lines: In differentiated thyroid carcinoma like FRTL-5, 5'DI shows a high basal activity that cannot be influenced by retinoic acid. However, in less differentiated follicular carcinoma cell lines like FTC 133 and 238 with low basal 5'DI activity, the enzyme activity may be induced by additional treatment with RA. This change in the response to Se and RA is probably mimicking in part the alterations taking place during the dedifferentiation of normal thyrocytes to follicular tumor cells. The cell line XTC.UC1 may therefore be a useful model for studying the response of human thyroid carcinoma to redifferentiation therapy with RA and possible adjuvants such as Se. The selenium hierarchy among the different selenoenzymes is also intact in XTC cells. Like in other systems, 5'DI is preferentially supplied with Se compared to GPx. Concentrations of 0,1 nmol Na2SeO3 yield a significant increase in the enzyme activity. In Se-depleted cells, 5 days after begin of the withdrawal of Se 50 % of the maximum activity can still be detected. This can be regarded as a sign for redistribution of Se in the cell in advantage of 5'DI.
KW  - Selenoproteine
KW  - XTC
KW  - Retinsäure
KW  - Deiodase
KW  - Thioredoxinreduktase
KW  - selenoproteins
KW  - XTC
KW  - retinoic acid
KW  - deiodinase
KW  - thioredoxin reductase
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-9784
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wegert, Jenny
T1  - WTX-Mutationsscreen und funktionelle Analyse des Retinsäure-Signalwegs in Wilms Tumoren
T1  - WTX-mutation screening and functional analysis of the retinoic acid signaling pathway in Wilms tumors
N2  - Der Wilms Tumor (WT), auch Nephroblastom genannt, ist einer der häufigsten bösartigen Tumoren im Kindesalter. Er entsteht aus embryonalem undifferenziertem Nierengewebe und tritt meist als unilateraler und sporadischer Tumor auf. In 10-15% der Wilms Tumoren finden sich WT1- und/oder CTNNB1-Mutationen. Während diese schon länger als genetische Ursachen des Nephroblastoms bekannt sind, wurde erst kürzlich WTX als drittes Gen beschrieben, welches eine Rolle in der Tumorentstehung spielt. Für einen Großteil der WT ist die genetische Ursache jedoch unklar. Da die bisher publizierten WTX-Mutationsraten auf Untersuchungen kleiner Gruppen basieren und sich stark unterscheiden, sollten in dieser Arbeit WTX-, CTNNB1- und WT1-Mutationen in einem großen WT-Set bestimmt werden. Verluste genetischen Materials in der WTX-Region traten in 17% der Fälle auf und waren zwischen den Geschlechtern gleich verteilt. Die Sequenzierung von WT-Proben zeigte, dass nur 2% von WTX-Punktmutationen betroffen sind. In weiteren 11,5% der Proben konnte keine WTX-Expression nachgewiesen werden. Die WTX-Veränderungen traten z. T. gemeinsam mit WT1- und/oder CTNNB1-Mutationen auf. Die unvollständige WTX-Deletion in einigen WT legte die Vermutung nahe, dass innerhalb eines Tumors eine Heterogenität in Bezug auf den WTX-Status möglich ist. Dieser Verdacht konnte durch die detaillierte Untersuchung verschiedener Regionen solcher Tumoren erhärtet werden: Hierzu wurden histologisch unterschiedliche Bereiche auf den Anteil einer WTX-Mutation bzw. eines WTX-LOH hin untersucht. Obwohl alle Regionen des jeweiligen Tumors einen kompletten LOH auf Chromosom 11 aufwiesen, waren die WTX-Veränderungen unterschiedlich stark ausgeprägt. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass WTX-Veränderungen keine notwendigen und frühen Ereignisse in der Tumorentstehung sind, sondern erst später auftreten und nur einen Teil der Tumorzellen betreffen können. Die Vermutung, dass WTX-Mutationen keinen direkten Einfluss auf die Tumorentwicklung und prognose haben, wird durch das Fehlen eines signifikanten Zusammenhangs zwischen WTX-Deletion bzw. WTX-Expression und den klinischen Eigenschaften der WT gestützt. Um die Rolle von Genen, die potentiell an der Entstehung und Entwicklung des Nephroblastoms beteiligt sind, zu untersuchen oder mögliche neue Therapiestrategien zu überprüfen, sind in vitro-Modelle nötig. Da ein solches für Wilms Tumoren nicht etabliert ist, wurden Primärkulturen aus verschiedenen WT-Proben angelegt. Kulturen aus Tumorgewebe von 12 Patienten mit unterschiedlichen genetischen Veränderungen konnten als echte Tumorzellen validiert werden. Zwei Zelltypen ließen sich morphologisch und immunhistochemisch unterscheiden: Zum einen runde, langsam wachsende Zellen mit Epithelcharakter und zum anderen fibroblastenähnliche Zellen, welche weniger differenziert waren und häufig für viele Passagen kultiviert werden konnten. Somit wurde ein Set verschiedener WT-Primärkulturen etabliert, welches nun für in vitro-Experimente zur Untersuchung grundlegender Mechanismen der WT-Entstehung oder zum Test neuer Therapieansätze eingesetzt werden kann. Frühere Microarray-Analysen deuteten auf eine Deregulation des Retinsäure (RA)-Signalwegs in fortgeschrittenen Wilms Tumoren hin. Diese Ergebnisse sollten in einem großen unabhängigen Proben-Set mittels Realtime-RT-PCR validiert werden. Eine Deregulation des RA-Signalwegs und die Überexpression von NMYC wurden für Tumoren der Hochrisikogruppe im Vergleich zu Tumoren mit geringem/mittlerem Risiko nachgewiesen. So stellte sich die Frage, ob Patienten mit fortgeschrittenem WT von einem Retinsäure-Einsatz in der Therapie profitieren könnten. Um dies zu beantworten, wurde der Effekt von verschiedenen Retinoiden auf WT-Primärkulturen untersucht. Die WT-Zellen wurden mit all-trans RA (ATRA), 9cisRA, dem synthetischen Retinoid Fenretinid (4HPR) und Kombinationen von ATRA bzw. 4HPR und einem HDAC-Inhibitor (SAHA) behandelt. Gene, welche in Hochrisiko-WT differenziell reguliert waren, wurden untersucht und zeigten nach RA-Behandlung eine entgegengesetzte Expression. In sechs der sieben verwendeten Primärkulturen wurde eine RA-vermittelte Proliferationsreduktion nachgewiesen. Für die Kombinationen von Retinoiden mit SAHA wurden keine synergistischen Effekte beobachtet. Während Fenretinid in den meisten Kulturen Apoptose induzierte, verursachten ATRA und 9cisRA morphologische Veränderungen, welche auf Differenzierungsvorgänge hindeuteten. Eine Microarray-Analyse ATRA-behandelter WT-Zellen zeigte die differenzielle Regulation vieler Gene, welche eine Rolle in der Bildung der extrazellulären Matrix oder bei Differenzierungsvorgängen von Knochen-, Knorpel-, Nerven- oder Muskelgewebe spielen. Diese Befunde bieten einen weiteren Hinweis darauf, dass Retinoide für den Einsatz in der Therapie des Nephroblastoms geeignet sein könnten.
N2  - Wilms tumor (WT) – or nephroblastoma – is one of the most common solid tumors in childhood. It arises from embryonal blastema and most frequently presents as a unilateral and sporadic tumor. Mutations in WT1 and CTNNB1 are well established as causal alterations in about 10-15 % of cases. Recently, WTX (Wilms tumor gene on the X-chromosome), a gene implicated in WNT signaling, has been identified as a third WT gene, but for the majority of nephroblastomas the genetic etiology is still unclear. Published WTX mutation rates in Wilms tumors are still based on smaller cohorts and differ significantly. Therefore, the WTX, CTNNB1 and WT1 mutation state was determined in a large set of 429 Wilms tumors. Genomic WTX alterations were identified in 17% of WT, equally distributed between males and females. Analysis of 104 WT samples for WTX point mutations revealed a frequency of only 2%. An additional 11,5% of tumor samples lacked expression of WTX mRNA. These WTX alterations can occur in parallel to WT1 or CTNNB1 mutations. Incomplete deletion of WTX in several cases suggested heterogeneity of WTX alterations in tumors and this was corroborated by analysis of different regions of such tumors. In cases with heterozygous point mutations or LOH, separate tumor fragments or microdissected regions with different histology were analyzed. Despite complete allele losses at chromosome 11 varying ratios of WTX mutation were detected. This suggests that WTX alteration is not an essential and early mutation needed to drive tumorigenesis, but rather a late event that may affect only a fraction of cells with unclear clinical relevance. This hypothesis is supported by the fact that there is no significant correlation between WTX deletion status or expression level and clinical parameters suggesting that WTX mutations apparently have little direct impact on tumor behavior and presentation. As there is no in vitro model for nephroblastoma that could be used to investigate genes playing a role in development and progression of WT or to test new treatment strategies, primary cultures were generated from fresh tumor tissue. Cultures from tumor samples of 12 patients with different genetic alterations could be validated as tumor derived cells. Two different cell types could be distinguished by immunohistochemistry and cell morphology: large round, slowly growing cells with epithelial characteristics and fibroblast-like cells that are less differentiated and some of which could be kept in culture for many passages before getting senescent. In this way a set of primary WT-cells could be established that is suitable for in vitro approaches to study mechanisms of nephroblastoma development or to test new therapy strategies. Prior microarray analyses suggested a deregulation of the retinoic acid (RA) pathway in advanced Wilms tumors. This should be validated in a large independent tumor set of 163 WT by realtime-RT-PCR. Deregulation of RA signaling and overexpression of NMYC was found in high risk tumors as opposed to tumors with low/intermediate risk and suggested a beneficial impact of retinoic acid on advanced nephroblastoma. To investigate whether retinoids could be employed as a novel therapeutic agent in WT primary WT-cells were treated with all-trans-RA (ATRA), 9cisRA, the synthetic retinoid fenretinide and combinations of retinoids and the HDAC inhibitor SAHA. Expression of genes deregulated in high risk tumors were analyzed and showed opposite changes upon treatment suggesting a positive effect of retinoids. For six of seven primary cultures tested cell growth was reduced upon retinoid administration. No additional synergistic effect could be observed for the combination of retinoids with the HDAC inhibitor SAHA. While fenretinide induced apoptosis in several cultures tested, ATRA and 9cisRA caused morphological changes suggesting differentiation upon treatment. Microarray analysis of ATRA treated WT-cells revealed differential expression of many genes involved in the formation of the extracellular matrix and osteogenic, neuronal or muscle differentiation processes. These findings provide further evidence of a potential utility of retinoids in Wilms tumor treatment.
KW  - Nephroblastom
KW  - Genmutation
KW  - Retinoesaeure
KW  - Signaltransduktion
KW  - Wilms Tumor
KW  - WTX
KW  - Primärkultur
KW  - Nephroblastoma
KW  - Wilms tumor
KW  - WTX
KW  - primary cell culture
KW  - retinoic acid
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-52822
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wegert, Jenny
A1  - Bausenwein, Sabrina
A1  - Kneitz, Susanne
A1  - Roth, Sabine
A1  - Graf, Norbert
A1  - Geissinger, Eva
A1  - Gessler, Manfred
T1  - Retinoic acid pathway activity in Wilms tumors and characterization of biological responses in vitro
N2  - Background: Wilms tumor (WT) is one of the most common malignancies in childhood. With current therapy protocols up to 90% of patients can be cured, but there is still a need to improve therapy for patients with aggressive WT and to reduce treatment intensity where possible. Prior data suggested a deregulation of the retinoic acid (RA) signaling pathway in high-risk WT, but its mode of action remained unclear. Results: The association of retinoid signaling and clinical parameters could be validated in a large independent tumor set, but its relevance in primary nephrectomy tumors from very young children may be different. Reduced RA pathway activity and MYCN overexpression were found in high risk tumors as opposed to tumors with low/ intermediate risk, suggesting a beneficial impact of RA especially on advanced WT. To search for possible modes of action of retinoids as novel therapeutic options, primary tumor cell cultures were treated in vitro with all-trans-RA (ATRA), 9cis-RA, fenretinide and combinations of retinoids and a histone deacetylase (HDAC) inhibitor. Genes deregulated in high risk tumors showed opposite changes upon treatment suggesting a positive effect of retinoids. 6/7 primary cultures tested reduced proliferation, irrespective of prior RA signaling levels. The only variant culture was derived from mesoblastic nephroma, a distinct childhood kidney neoplasm. Retinoid/HDAC inhibitor combinations provided no synergistic effect. ATRA and 9cis-RA induced morphological changes suggestive of differentiation, while fenretinide induced apoptosis in several cultures tested. Microarray analysis of ATRA treated WT cells revealed differential expression of many genes involved in extracellular matrix formation and osteogenic, neuronal or muscle differentiation. The effects documented appear to be reversible upon drug withdrawal, however. Conclusions: Altered retinoic acid signaling has been validated especially in high risk Wilms tumors. In vitro testing of primary tumor cultures provided clear evidence of a potential utility of retinoids in Wilms tumor treatment based on the analysis of gene expression, proliferation, differentiation and apoptosis.
KW  - Krebs
KW  - Wilms tumor
KW  - nephroblastoma
KW  - primary tumor cell culture
KW  - tumor model
KW  - retinoic acid
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69137
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Adolfi, Mateus C.
A1  - Herpin, Amaury
A1  - Martinez-Bengochea, Anabel
A1  - Kneitz, Susanne
A1  - Regensburger, Martina
A1  - Grunwald, David J.
A1  - Schartl, Manfred
T1  - Crosstalk Between Retinoic Acid and Sex-Related Genes Controls Germ Cell Fate and Gametogenesis in Medaka
JF  - Frontiers in Cell and Developmental Biology
N2  - Sex determination (SD) is a highly diverse and complex mechanism. In vertebrates, one of the first morphological differences between the sexes is the timing of initiation of the first meiosis, where its initiation occurs first in female and later in male. Thus, SD is intimately related to the responsiveness of the germ cells to undergo meiosis in a sex-specific manner. In some vertebrates, it has been reported that the timing for meiosis entry would be under control of retinoic acid (RA), through activation of Stra8. In this study, we used a fish model species for sex determination and lacking the stra8 gene, the Japanese medaka (Oryzias latipes), to investigate the connection between RA and the sex determination pathway. Exogenous RA treatments act as a stress factor inhibiting germ cell differentiation probably by activation of dmrt1a and amh. Disruption of the RA degrading enzyme gene cyp26a1 induced precocious meiosis and oogenesis in embryos/hatchlings of female and even some males. Transcriptome analyzes of cyp26a1–/–adult gonads revealed upregulation of genes related to germ cell differentiation and meiosis, in both ovaries and testes. Our findings show that germ cells respond to RA in a stra8 independent model species. The responsiveness to RA is conferred by sex-related genes, restricting its action to the sex differentiation period in both sexes.
KW  - sex determination
KW  - retinoic acid
KW  - meiosis
KW  - gametogenesis
KW  - medaka
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-222669
SN  - 2296-634X
VL  - 8
ER  -