Funktionelle Charakterisierung des Tumor-assoziierten Antigens EpCAM in embryonalen Stammzellen

• Applicant: Professor Dr. Olivier Gires
• Subject Area: Otolaryngology, Phoniatrics and Audiology
• Term: from 2010 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 163413005

Das epitheliale Zelladhäsionsmolekül EpCAM ist ein Transmembranprotein, welches in einer Vielzahl von humanen Karzinomen stark exprimiert vorliegt und mit einer schlechten Prognose korreliert. Die erste beschriebene Funktion von EpCAM als Zelladhäsionsmolekül wurde kürzlich durch Arbeiten aus dem Labor des Antragstellers maßgeblich ergänzt. EpCAM ist ein signaltransduzierender Rezeptor mit onkogenem Potential. Die Aktivierung des Signalweges erfolgt durch eine regulierte proteolytische Spaltung EpCAMs, einhergehend mit der Translokation des intrazellulären Anteils EpICD in den Zellkern. In einem hochmolekularen Komplex mit FHL2, β-Catenin und Lef-1 bindet EpICD an DNA und steuert auf diese Weise die Expression von Zielgenen wie c-myc. Diese onkogene Funktion ist im Einklang mit einer beschriebenen starken Überexpression von EpCAM in Krebs-initiierenden, Stammzell- ähnlichen Zellen in diversen Karzinomentitäten (Cancer Stem Cells).Kürzlich gelang dem Labor des Antragstellers der Nachweis einer essenziellen Funktion von murinem EpCAM (mEpCAM) in Maus embryonalen Stammzellen (ES Zellen). mEpCAM ist sehr stark an der Oberfläche von ES Zellen exprimiert und wird im Verlauf der Differenzierung von ES Zellen herunterreguliert. Unter Kulturbedingungen, welche eine Aufrechterhaltung des ES Zellphänotyps gewährleisten, führte die siRNA-vermittelte Hemmung der mEpCAM Expression zu einem deutlichen Verlust der Proliferationskapazität, zur Differenzierung und zu verminderten Expression von klassischen Stammzellmarkern wie Oct3/4 und c-Myc. Umgekehrt induzierte die konstitutive Expression von mEpCAM unter Differenzierungsbedingungen eine Stabilisierung von ES Zellmarkern und von der Proliferation.Im Rahmen des vorliegenden Antrages sollen Signalwege, welche durch mEpCAM in ES Zellen angesteuert werden, molekularbiologisch definiert werden. Erkenntnisse über die Signalwege von Ep- CAM in Tumorzellen und über angesteuerte Zielgene sollen in murinen ES Zellen untersucht werden. Die Bildung eines EpICD/Protein/DNA Komplexes und die Funktion von EpICD in der Regulation des ES Zellphänotyps wird in vitro und in vivo analysiert. Das Wissen um die Funktion von EpCAM in ES Zellen erlaubt eine Optimierung von ES Zellkultur Bedingungen, eine gezielte Steuerung deren Differenzierungsprogramms und nicht zuletzt ein Eingreifen in die Biologie von Cancer Stem Cells.

• DFG Programme: Research Grants