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Small cell lung cancers (SCLCs) and extrapulmonary small cell cancers (SCCs) are very aggressive tumors arising de novo as primary small cell cancer with characteristic genetic lesions in RB1 and TP53. Based on murine models, neuroendocrine stem cells of the terminal bronchioli have been postulated as the cellular origin of primary SCLC. However, both in lung and many other organs, combined small cell/non-small cell tumors and secondary transitions from non-small cell carcinomas upon cancer therapy to neuroendocrine and small cell tumors occur. We define features of "small cell-ness" based on neuroendocrine markers, characteristic RB1 and TP53 mutations and small cell morphology. Furthermore, here we identify a pathway driving the pathogenesis of secondary SCLC involving inactivating NOTCH mutations, activation of the NOTCH target ASCL1 and canonical WNT-signaling in the context of mutual bi-allelic RB1 and TP53 lesions. Additionaly, we explored ASCL1 dependent RB inactivation by phosphorylation, which is reversible by CDK5 inhibition. We experimentally verify the NOTCH-ASCL1-RB-p53 signaling axis in vitro and validate its activation by genetic alterations in vivo. We analyzed clinical tumor samples including SCLC, SCC and pulmonary large cell neuroendocrine carcinomas and adenocarcinomas using amplicon-based Next Generation Sequencing, immunohistochemistry and fluorescence in situ hybridization. In conclusion, we identified a novel pathway underlying rare secondary SCLC which may drive small cell carcinomas in organs other than lung, as well.
Cannabinoide zeigen komplexe kardiovaskuläre Effekte. Das endogene Cannabinoid Anandamid (Arachidonylethanolamid) induziert in verschiedenen Organsystemen eine hauptsächlich über periphere CB1-Rezeptoren vermittelte Vasodilatation. Der Einfluss von Cannabinoiden auf die pulmonale Strombahn ist jedoch unklar. Am Modell einer isolierten, perfundierten und ventilierten Kaninchenlunge konnte gezeigt werden, dass die endogenen Cannabinoide Anandamid und 2-Arachidonylglycerol (2-AG) dosisabhängig den pulmonalarteriellen Druck erhöhen. Cannabinoide, die abweichend zu Anandamid und 2-AG keine Arachidonsäurestruktur haben, z.B. das synthetische HU-210 oder das pflanzliche Δ9-THC, erhöhen den pulmonalarteriellen Druck nicht. Im Gegensatz zu Anandamid und 2-AG führen die stoffwechselstabilen, gegen enzymatischen Abbau geschützten Analoga von Anandamid und 2-AG, R-Methanandamid und Noladinäther, zu keinem Anstieg des pulmonalarteriellen Druckes. Blockade des CB1-Rezeptors durch den spezifischen Antagonisten AM-251 verhindert die pulmonalarterielle Druckerhöhung nach Anandamidgabe nicht. Wir folgern daraus, dass Abbauprodukte von Anandamid und 2-AG für die Druckerhöhung verantwortlich sind. Erstmalig konnten wir quantitativ Anandamid und 2-AG mittels Flüssigkeitschromatographie / Massenspektrometrie in der Kaninchenlunge nachweisen. Dies legt eine physiologische Relevanz der beiden Endocannabinoide bei der Tonus-Regulation des Lungenkreislaufes nahe.