Directly to content
  1. Publishing |
  2. Search |
  3. Browse |
  4. Recent items rss |
  5. Open Access |
  6. Jur. Issues |
  7. DeutschClear Cookie - decide language by browser settings

Wnt/Wingless dysregulation in small intestinal adenocarcinoma : Comparison with colorectal carcinoma

Singh, Sandhya

German Title: Wnt / Wingless Dysregulation in Dünndarm Adenokarzinom : Vergleich mit einem kolorektalen Karzinom

[img]
Preview
PDF, English
Download (5Mb) | Terms of use

Citation of documents: Please do not cite the URL that is displayed in your browser location input, instead use the persistent URL or the URN below, as we can guarantee their long-time accessibility.

Abstract

Die arretierte Aktivierung des wnt/wingless Signalweges durch eine Mutation ist eine der häufigsten Veränderungen bei intestinalen Karzinomen. Unabhängig von der wnt/wingless Komponente, die von der Mutation betroffen ist, kommt es zu einer Stabilisierung des transkriptionell aktiven wnt/wingless Mediators β-catenin. Die Stablisierung des β-catenin beim Karzinom des Dickdarms beruht in der Regel auf Mutationen des degradierenden APC, dies ist bei Karzinomen des Dünndarms, die ebenfalls eine Stabilisierung des β-catenin aufweisen, nicht der Fall. Ziel dieser Arbeit war zum einen, die Ursache der β-catenin Stabilisierung bei Tumoren ohne APC Mutationen zu identifizieren. Hierzu wurden 20 Adenokarzinome des Dünndarms und 20 früh manifestierte Kolonkarzinome, die ebenfalls häufig keine APC Mutation aufweisen, auf Mutationen im β-catenin Gen (CTNNB1) untersucht. Auf diese Weise fanden wir in beiden untersuchten Gruppen einen ungewöhnlichen Mutationstyp, der zu einem Verlust von Teilen der für die Degradierung des β-catenin essentiellen n-terminalen Domäne führte. Der Umfang der Deletionen war hierbei variabel und hatte einen Einfluß weniger auf die Intensität der β-catenin Stabilisierung als auf die Lokalisation des β-catenin im Zellkern und im Zytoplasma. Darüber hinaus fand sich, daß gleichartige Deletions-Mutanten des β-catenin in Dünn- und Dickdarmkarzinomen zu unterschiedlichen Akkumulations Typen führten. Dies weist auf eine divergente Regulierung des β-catenin in Dünn- und Dickdarmmukosa hin. Um die identifizierten, ungewöhnlichen Deletionsmutanten des β-catenin näher zu charakterisieren und einen Rückschluß auf die Auswirkungen von erweiterten Deletionen, die zusätzlich zu der Degradierungsdomäne noch c-terminal lokalisierte Domänen verloren haben, ziehen zu können, wurden entsprechende Mutanten mit Hilfe der „PCR-driven overlap extension“ Methode generiert und in die Zellkulturen SW480 (Kolonkarzinomzelllinie) und MDCK (Nierenepithel Zelllinie) transfiziert. Die Ergebnisse für die Deletionsmutanten wurden mit denen von Punktmutationen an Phosphorylierungsstellen der Degaradationsbox des β-catenin verglichen. Hierbei zeigte sich, daß das Akkumulationsverhalten von β-catenin im Zellkulturmodell den Befunden in den humanen Tumoren durchaus vergleichbar ist. In der Zelllinie SW480, die bereits eine APC Mutation besitzt, führte die Transfektion jedoch zur Apoptose. Dies ist ein Hinweis für einen negativen Seletionsdruck einer zu starken β-catenin Akkumulation und erklärt, warum tumorassoziierte Mutationen entweder im APC oder im β-catenin, niemals aber in beiden Molekülen gleichzeitig gefunden werden. In der MDCK Zelllinie hingegen, einer Zelllinie ohne β-catenin oder APC Mutation, zeigte sich eine onkogene Wirkung der Transfektion der Mutanten. Diese ließ sich einerseits in Form einer erhöhten Proliferation nachweisen, andererseits fanden sich phenotypische Zellveränderungen die unter dem Begriff des „metastasierungsfähigen Phänotyps“ summiert werden. Die onkogenen Veränderungen zeigten sich jedoch in gleicher Weise für Deletionsmutanten und Punktmutationen des β-catenin, so dass eine höhere onkogene Potenz von Deletionsmutanten nicht postuliert werden kann. Die Tumordaten und die molekularen Daten weisen jedoch darauf hin, daß funktionelle Unterschiede zwischen den Mutationstypen bestehen und dass eine Ursache für die Häufung der Deletionsmutanten des β-catenin existiert. Zukünftige Analysen der Deletionsmutanten könnten dabei helfen, eine neue, Domänen-abhängige Interaktion des β-catenin aufzudecken.

Translation of abstract (English)

Activation of the wnt/wingless pathway is one of the most important alterations associated with intestinal carcinogenesis. All tumor relevant mutations resulting in wnt/wingless activation cause a stabilization of its central downstream component, β-catenin. In this study we aimed in elucidating the molecular background of β-catenin stabilization in tumors that lack APC mutations, the most common reason for wnt/wingless activation in late age onset of large intestinal cancer. We therefore analysed tumors known to frequently lack APC mutations, 20 small bowel cancers and 20 early age of onset colon cancers, for alternative mechanisms of β-catenin stabilization. We demonstrate that in both tumor groups large genomic deletions in the β-catenin gene CTNNB1 resulting in an in frame loss of large n-terminal domains contribute to tumorigenesis. We also show that mutations with a different extent of N-terminal deletions display a different accumulation pattern in the cellular compartments and that despite of identical mutational types; the accumulation pattern of β-catenin differs between tumors derived from the large bowel and the small bowel indicating both intestinal segments to differentially regulate β-catenin. The combination of these mutations with lack of general types of genomic instability further suggests an as yet poorly characterized tumorigenic pathway in which large scale β-catenin mutations play a dominant role. To further characterize the mutations, we created mutant clones according to the sequence alterations found in the tumors. These were transfected into SW480 (Intestinal cell line) and MDCK (Kidney epithelial cell line) cell lines in order to determine their biologic properties in comparison to the wild type and missense point mutations in phosphorylation domains of β-catenin, the most frequent β-catenin mutations observed in human tumors. The large N-terminal deletion mutants were found to show a similar accumulation pattern in both cell lines as we saw in the tissue of small bowel adenocarcinoma. However, β-catenin overexpression (wild type less than mutant) was inducing apoptosis in SW480, a large intestinal adenocarcinoma cell line harbouring an APC mutation. This observation indicates that too large amounts of β-catenin negatively select tumor cells by inducing apoptosis, thus providing an explanation for the mutual exclusiveness of APC and β-catenin mutations in human tumors. β-catenin mutants, however, were oncogenic in MDCK, a cell line with wild type APC and β-catenin. They were found to push cells into metastable phenotype with higher proliferation but no elevated migration potential, a characteristic of stem cells. The results for large deletion mutants were comparable to those of β-catenin point mutations indicating that if a functional difference between these two mutational types exists, it is related to a biological process other than proliferation or phenotypic switch. Further analysis on β-catenin deletion mutants may help to highlight such novel domain dependant functional interactions of the protein.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Holstein, Prof. Dr. Thomas
Date of thesis defense: 19. September 2011
Date Deposited: 06. Oct 2011 14:53
Date: 2011
Faculties / Institutes: The Faculty of Bio Sciences > Dean's Office of the Faculty of Bio Sciences
Subjects: 570 Life sciences
Controlled Keywords: Wingless Dysregulation, Intestinal Karzinom
Uncontrolled Keywords: Wingless Dysregulation , Intestinal Cancer
About | FAQ | Contact | Imprint |
OA-LogoLogo der Open-Archives-Initiative