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Titelaufnahme

Titel
Die Rolle von Koaktivator NCOA1 und SOCS3 im humanen Prostatakarzinom
Weitere Titel
The Role of Coactivator NCOA1 and SOCS3 in Human Prostate Cancer
VerfasserLuef, Birgit
Begutachter / BegutachterinnenDoppler, Wolfgang ; Watson, Bill
Betreuer / BetreuerinnenCulig, Zoran
Erschienen2016
HochschulschriftInnsbruck, Med. Univ., Diss., 2016
Datum der AbgabeJuli 2016
SpracheEnglisch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Prostatakarzinom / NCOA1 / Koaktivator / PRKD1 / Androgenrezeptor / Migration
Schlagwörter (EN)prostate cancer / NCOA1 / coactivator / PRKD1 / androgen receptor / Migration
URNurn:nbn:at:at-ubi:1-9038 Persistent Identifier (URN)
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Die Rolle von Koaktivator NCOA1 und SOCS3 im humanen Prostatakarzinom [12.43 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Prostatakrebs ist die zweithäufigste Krebsart bei Männern weltweit. Lokalisierter Prostatakrebs kann erfolgreich behandelt und geheilt werden. Im Fall von lokal fortgeschrittenem und metastasierendem Prostatakrebs kommt die Androgenentzugstherapie zur Anwendung, die zuerst zur Tumorregression führt, sich aber innerhalb von 2-3 Jahren zu einem sehr aggressiven, kastrationsresistenten Krebs entwickelt. Obwohl einige gute und etablierte Behandlungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen, sind diese Maßnahmen nur palliative. Der Übergang vom androgen-abhängigen zum -unabhängigen Tumor wird durch AR-Überexpression, Mutationen in der Ligandenbindungsdomäne (LBD) oder sogar durch das Fehlen dieser und von Koaktivator-Überexpression, wie beispielsweise Nuclear receptor coactivator 1 (NCOA1), begleitet. Daher war es unser Ziel die besondere Rolle von NCOA1 im Fortschreiten von Prostatakrebs zu untersuchen. Weiterhin waren wir auch an Genen interessiert, die nach einer Reduktion von NCOA1 in Prostatakrebszelllinien betroffen sind. NCOA1 ist nicht nur ein Koaktivator von nukleären Hormonrezeptoren sondern regelt auch die Aktivität von nicht-steroidalen Transkriptionsfaktoren. Darüber hinaus haben wir uns die Frage gestellt, ob NCOA1 auch als therapeutisches Ziel von Bedeutung sein könnte.

Mit Lentiviren wurde eine stabile Runterregulation von NCOA1 in Prostatakrebszelllinien entwickelt. Anschließend wurde dieser Effekt in Bezug auf Proliferation untersucht. Mit zwei verschiedenen Methoden konnten wir zeigen, dass NCOA1 an der Zellproliferation in androgen-abhängigen sowie in kastrationsresistenten Zelllinien beteiligt ist. Aufgrund einer Zunahme an NCOA1 Protein im Voranschreiten des Prostatakarzinoms, untersuchten wir die Rolle in Migration und Invasion. Tatsächlich zeigten die Zelllinien eine reduzierte Wanderung in Abwesenheit von NCOA1. Die Reduktion von Migration und Invasion erwies sich als unabhängig vom AR-Status der verwendeten Zelllinie. Transkriptom-Analysen zeigten eine große Anzahl an signifikant unterschiedlich regulierten Genen nach der Runterregulation von NCOA1. PRKD1 stellte sich, aufgrund seiner bereits in anderen Krebsarten bekannten Rolle in der Migration, als ein vielversprechender Kandidat für weitere Untersuchungen heraus. Durch die Reduzierung des erhöhten PRKD1 Proteins in NCOA1 reduzierten Zellen, konnten wir den reduzierten Migrationseffekt aufheben und somit zeigen, dass PRKD1 eine prominente Rolle im Prostatakarzinom aufweist. Des Weiteren konnten wir zeigen, dass PRKD1 ein negativ reguliertes Zielgen vom AR/NCOA1 Komplex ist. Mit Immunhistochemie-Färbungen konnten wir schließlich beweisen, dass NCOA1 Protein im bösartigen Prostatatumor eine erhöhte Expression aufweist. Bezüglich der PRKD1 Färbung konnten wir keine endgültigen Schlüsse ziehen.

Zusammenfassend zeigen diese Ergebnisse eine wichtige Rolle für NCOA1 in der Zellproliferation, aber auch in anderen zellulären Ereignissen, wie beispielsweise Migration und Invasion, zwei wichtige Mechanismen, um Metastasenbildung zu fördern.

Darüber hinaus untersuchten wir den negativen Feedback-Regulator des IL6 / JAK / STAT3-Signalwegs, Suppressor of Cytokine Signaling 3 (SOCS3). Nicht nur, dass wir eine Erklärung für die sehr niedrige basale Expression von SOCS3 in AR positiven Prostatakrebs-Zelllinien gefunden haben, welche auf eine Promotor-Hypermethylierung zurückzuführen ist, sondern konnten auch einen massiven SOCS3 Anstieg nach der Behandlung mit IL6 demonstrieren. Runterregulation von SOCS3 führte zu einer erhöhten Aktivität des IL6-Signalwegs. Auffallend war, dass eine Anti-androgen-Behandlung in Anwesenheit von IL6 zur SOCS3 Induktion führte. Darüber hinaus führte die Runterregulation von SOCS3 bei gleichzeitiger Behandlung mit Enzalutamid und IL6 für die Dauer von 3 Wochen zu einer Zunahme der AR-Aktivität. Diese Ergebnisse zeigen die Rolle von SOCS3 als wichtiger Regulator des IL6 / JAK / STAT3-Signalwegs in Gegenwart von IL6 und AR-Hemmung.

Zusammenfassung (Englisch)

Prostate cancer is the second most common type of cancer in men worldwide. Localized PCa can be successfully treated and hence the patient has good prognosis and can be cured. In the case of locally advanced and metastatic prostate cancer the treatment of choice is ADT which leads to tumor regression. However, within 2-3 years a very aggressive, castration resistant phenotype develops. Although several treatment options are available, they are only palliative. The switch of the tumor from androgen-dependent to independent stage is accompanied by AR overexpression, mutations in the LBD or even lack of the LBD, and coactivator overexpression (for example NCOA1). Therefore, our aim was to investigate the specific role of NCOA1 in PCa progression. Furthermore we were also interested in genes that are regulated upon the stable knockdown of NCOA1 in prostate cancer cell lines, due to its known interaction with non-steroidal transcription factors besides nuclear hormone receptors. Moreover, we raised the question whether NCOA1 could be relevant as a therapeutic target.

By using a lentiviral approach we established stable NCOA1 knockdown prostate cancer cells and investigated proliferation. With two different methods we could show that NCOA1 is involved in cell proliferation in androgen-dependent as well as in castration-resistant cell line models. Due to increased NCOA1 expression in metastatic lesions we studied its role in migration and invasion. Indeed, NCOA1 silencing decreased the migratory and invasive capability independent of the cell lines AR status. Transcriptome analysis revealed a huge number of significantly differentially regulated genes upon NCOA1 downregulation and PRKD1 revealed to be a hot candidate due to its implication in cell motility in other types of cancer. By reducing the increased PRKD1 expression in NCOA1 depleted cells, we could successfully revert the reduced migratory effect and revealed a prominent role for PRKD1 also in PCa. Furthermore, we could demonstrate that PRKD1 is a negatively regulated target gene of the AR/NCOA1 axis. Finally, with IHC we could prove that NCOA1 expression is increasing with malignancy. However, with regard to PRKD1 staining, we could not draw any final conclusions.

In summary, these findings demonstrate a prominent role for NCOA1 in cell proliferation but also in other cellular events such as migration and invasion, two important mechanisms to form metastases.

Moreover, we investigated the negative feedback regulator of the IL6/JAK/STAT3 pathway, suppressor of cytokine signaling 3 (SOCS3). We found an explanation for the very low basal expression of SOCS3 in AR positive PCa cell lines which is due to promoter hypermethylation and could demonstrate a massive SOCS3 increase upon treatment with IL6. Knockdown of SOCS3 led to an increased IL6 signaling indicated by STAT3 activation. Strikingly, SOCS3 is upregulated upon anti-androgen treatment in an inflammatory environment. Additionally, the knockdown of SOCS3 upon simultaneous treatment with enzalutamide and IL6 for 3 weeks, increased the AR activity. These findings demonstrate the role of SOCS3 as an important regulator of IL6/JAK/STAT3 pathway in the presence of IL6 and AR inhibition.

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