Universität zu Köln

Molekulare RNAinterference-Analysen zur Funktion des insulin-like growth factor (IGF)-II Signalweges in der humanen Hepatokarzinogenese

Nußbaum, Tanja (2006) Molekulare RNAinterference-Analysen zur Funktion des insulin-like growth factor (IGF)-II Signalweges in der humanen Hepatokarzinogenese. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    IGF-II ist in einigen humanen HCCs, eines der haeufigsten humanen Malignome mit sehr schlechten Therapieoptionen, stark ueberexprimiert. Aufgrund der protumorigenen Wirkung stellt die IGF-Signalachse eine moegliche therapeutische Zielstruktur dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurden in Huh-7- und Hep3B-Zellen die Funktion und Relevanz von IGF-II und den signaltransduzierenden Rezeptoren, INSR und IGF1R, mittels RNAi untersucht. Funktionelle Tests und �Gene Chip®Expression Arrays� ermoeglichten, die Auswirkungen der verschiedenen Inhibierungen zu analysieren. Sowohl nach der IGF-II- wie auch der IGF1R- und der kombinierte Rezeptorinhibierung konnten eine reduzierte Proliferation und Zellvitalitaet sowie eine Apoptoseinduktion nachgewiesen werden. Die deutlichsten Effekte in der Modifikation der Downstream-Signalmolekuele wurde durch die IGF-II-Reduktion erzielt, außerdem ergaben sich deutliche Hinweise, dass neben dem auch der INSR IGF-II-Signale vermittelt. Die Analyse der Signalmolekuele und die Array-Auswertungen belegen, dass die IGF-Achse in die Zelladhaesion involviert ist und die Inhibierung zu einer Zunahme der Zelladhaesion fuehrt. Zudem konnte der Faktor C5 identifiziert werden, der protumorigen wirken kann und der ausschließlich nach IGF-II-Inhibierung in seiner Expression reduziert war. C5 koennte der diskriminierende Faktor zwischen Liganden- und Rezeptorinhibierung sein, der fuer die deutlicheren Effekte bei der Modifikation der Signalmolekuele verantwortlich ist. Die Daten zeigen, dass eine alleinige Inhibierung des IGF1R zur Unterdrueckung der IGF-II-vermittelten protumorigenen Effekte nicht ausreichend ist, da IGF-II alternativ an den INSR binden kann. Zudem gibt es Hinweise auf weitere protumorigene, IGF-II-regulierte Faktoren wie C5. Die IGF-II-Inhibierung stellt eine potentielle, therapeutische Option dar, da sie zum Teil deutlichere Effekte als die Rezeptorreduktion zeigt und aufgrund der hohen Spezifitaet keine essentiellen Signalwege beeintraechtigt werden.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Insulin-like growth factor (IGF)-II is known to be overexpressed in numerous tumor entities and involved in proliferation and anti-apoptosis of hepatocellular carcinoma (HCCs). Therefore the IGF signalling axis represents a molecular target for therapeutic options. To elucidate the possible role of this growth factor axis in hepatocarcinogenesis the IGF-II, INSR and IGF1R-expression is reduced by RNAinterference. The transient inhibition of IGF-II and IGF1R as well as the combined receptor inhibition is associated with reduced cell vitality which is due to increased apoptosis and decreased proliferation. Furthermore a reduced activation of cytoplasmic signalling components was observed. Separate inhibition of IGF1R or INSR did not lead to a distinct modification of downstream effector activity, while combined reduction of receptor expression was associated with decreased phosphorylation as significant as caused by IGF-II-inhibition. This observation indicates an alternative IGF-II-signaltransduction via INSR. The analysis of the expression profiles confirmed the involvement of IGF signaltransduction in DNA-replication, DNA-repair, metabolism, apoptosis, cell-growth, cell-adhesion and protein-biosynthesis. Since DNA-repair, metabolism and protein-biosynthesis is not affected by IGF-II-inhibition, IGF1R and INSR provable mediate IGF-II-independent signals. The combinatorial treatment of HCC-cells with IGF-II-specific siRNA and anti-neoplastic agents (selective Cyclooxygenase-2 inhibitor Celecoxib) revealed super-additive effects concerning tumor cell viability. In conclusion, IGF-II-expression can be specifically reduced by RNAi without effecting cognate metabolic pathways (glucose metabolism via insulin) or still essential IGF axis components (IGF-I). Reduced IGF-II-bioavailability leads to reduced tumor cell vitality due to diminished proliferation and elevated apoptosis. However, these results indicate, that both receptors are responsible for IGF-II-mediated signalling. Furthermore, tumor cells transfected with IGF-II-specific siRNA become sensitized against additional pro-apoptotic stimuli. Because of the functional receptor redundancy, highly specific inhibition of IGF-II-bioactivity by RNAinterference is a promising approach in the treatment of HCC as compared to receptor specific approaches.English
    Creators:
    CreatorsEmail
    Nußbaum, TanjaTanja.Nussbaum@med.uni-heidelberg.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-18392
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    insulin-like growth factor II, hepatozelluläres Karzinom, siRNA, RNAinterference, IGF-AchseGerman
    insulin-like growth factor II, hepatocellular carcinoma, siRNA, RNAinterference, IGF-axisEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Keine Angabe
    Language: German
    Date: 2006
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 09 July 2006
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 07 Sep 2006 12:18:26
    Referee
    NameAcademic Title
    Helmut W., KleinProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1839

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