Universität zu Köln

Ackermann, Philipp Justus (2015). Characterization of inflammatory signaling in the tumor microenvironment using SOCS3-U mice. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Inflammatory signaling in the tumor microenvironment has been increasingly recognized to be a common, critical driving force for cancerogenesis. Unraveling inflammatory signaling in cancer initiation might give further insights into cancer formation to develop novel therapeutic treatment possibilities. This study introduces SOCS3-U, a novel reporter mouse line to conditionally visualize inflammatory signaling. The SOCS3-U modification was targeted to the endogenous suppressor of cytokine signaling 3 (SOCS3) locus, a negative feedback regulator of the JAK/STAT pathway highly upregulated by a variety of key inflammatory mediators. Here, a loxP flanked stop cassette in the first intron of SOCS3-U prevents the compound expression of SOCS3 and IRES-GFP. Thus, Cre-mediated recombination of the loxP flanked stop cassette leads to GFP expression in those cells that have upregulated SOCS3 expression. Moreover, the SOCS3 ORF has been flanked by rox sites to generate conditional SOCS3 knock-out mice in a Dre/rox-dependent manner, and the GFP configuration of SOCS3-U can be switched to firefly luciferase. In first experiments, SOCS3-U mice were used in mouse models of chemically induced colorectal and hepatocellular carcinoma to identify activation of distinct immune cell populations. These experiments demonstrate that SOCS3 negative M2 macrophages specifically upregulate CCL20 that attracts CCR6 expressing lymphocytes to the inflamed colon as a driving force for colorectal cancerogenesis. In the liver, inflammation promotes the formation of a hitherto unknown NK-T cell subpopulation that specifically upregulates IL-6Rα. Moreover, a novel generated AlbDre BAC transgenic mouse line creates hepatocyte specific SOCS3 knock-out mice via the Dre/rox system, providing the opportunity for sophisticated combinatory mouse models using more than one recombinase. Taken together, this study provides a novel genetic tool for the universal visualization of inflammatory signaling in vivo.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Entzündungsreaktionen im Tumormikromilieu werden mehr und mehr als gemeinsamer, entscheidender Katalysator in der Krebsentstehung erkannt. Die Netzwerke dieser Entzündungsreaktionen zu entschlüsseln verspricht daher neue Einblicke in die Krebsentstehung und könnte neue Behandlungswege eröffnen. In dieser Arbeit wird SOCS-U vorgestellt, eine neue Mauslinie um Entzündungsreaktionen konditional sichtbar zu machen. Die SOCS-U Modifikation wurde in den endogenen suppressor of cytokine signaling 3 (SOCS3) lokus getargetet, einen sensitiven Rückkopplungshemmer des JAK/STAT Signalweges. Hier verhindert eine loxP flankierte stop Kassette im ersten Intron von SOSC3-U die kombinierte Expression von SOCS3 und IRES-GFP. Cre-abhängige Rekombination der loxP flankierten stop Kassette führt daher zu GFP Expression in Zellen, die SOCS3 hochreguliert haben. Zudem wurde der SOCS3 ORF mit rox Stellen flankiert, um Dre/rox abhängig konditionale SOCS3 Knock-out Mäuse zu erhalten. Darüber hinaus kann die GFP Konfiguration von SOCS3-U in eine Luziferase Konfiguration geändert werden. In ersten Experimenten wurden SOCS-U Mäuse in Mausmodellen von chemisch induziertem Darm- oder Leberkrebs eingesetzt, um eigenständige Untergruppen innerhalb verschiedener Immunzellarten zu identifiziert. Diese Experimente konnten zeigen, dass SOCS3-negative M2 Makrophagen spezifisch die Expression von CCL20 erhöhen, wodurch CCR6 exprimierende Lymphozyten in den entzündeten Darm angezogen werden und die Krebsentstehung fördern. In der Leber befördert eine Entzündung die Ausbildung einer bisher unbekannten NK-T-Zell Untergruppe, die spezifisch IL-6Rα hochreguliert. Des Weiteren kann eine neue Alb-Dre BAC transgene Mauslinie genutzt werden um Hepatozyten-spezifische SOCS3 Knock-out Mäuse mittels des Dre/rox Systems zu generieren, was die Möglichkeit für elegante Mausmodelle mit mehr als einer Rekombinase ermöglicht. Zusammengenommen stellt diese Arbeit ein neues, genetisches Werkzeug zur universellen Identifizierung von Entzündungsreaktionen in vivo bereit. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Ackermann, Philipp Justus j.ackermann@uni-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-66058
Date:	May 2015
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Biology > Institute for Genetics
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language SOCS3, HCC, CRC English
Date of oral exam:	15 June 2015
Referee:	Name Academic Title Wunderlich, F. Thomas PD Dr. Schwarz, Guenter Prof. Dr. Kloppenburg, Peter Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/6605