Bedeutung der Cullin7 E3 Ubiqutiinligase in der Wachstums- und Proliferationskontrolle
Final Report Abstract
Ziel des Projekts war die Charakterisierung von CRL7 in der Wachstums- und Proliferationskontrolle. In Teilprojekt I wurde die Bedeutung von CRL7 für den IGF1 Signalweg untersucht. CUL7 wurde in früheren Studien als zellulärer Interaktionspartner des viralen Onkoproteins Large T (LT)-Antigen des Simian Virus 40 (SV40) identifiziert, das die onkogene Transformation von Säugetierzellen induzieren kann. Wir konnten erstmalig zeigen, dass Bindung von LT-Antigen an CUL7 die CRL7-vermittelte Ubiquitinierung von IRS1 hemmt, was zur Deregulation der IRS1-nachgeschalteten Signalwege PI3K/AKT und ERK MAPK führt. Expression von SV40 LT-Antigen, nicht aber der CUL7-bindungsdefizienten Mutante LT Δ69-83, resultierte in einer verlängerten Proteinhalbwertszeit und Akkumulation von IRS1. Darüber hinaus hemmte SV40 LT-Antigen die CRL7-vermittelte Polyubiquitinierung von IRS1 in vitro. In Übereinstimmung mit diesen Befunden resultierte die Überexpression von SV40 LT-Antigen oder die siRNA-vermittelte Depletion von CUL7 in einer verstärkten Aktivierung der IRS1- nachgeschalteten Signalwege AKT und ERK MAPK mit Hochregulation des ERK Zielgens c-fos. Ferner konnten wir als Interaktionsdomäne für SV40 LT-Antigen den C-terminalen Abschnitt von CUL7 (Aminosäuren 1391-1698) identifizieren. Schließlich konnten wir im Tiermodell darlegen, dass Tumorgewebe von transgenen CEA424/SV40 LT-Mäusen erhöhte IRS1 Proteinspiegel und eine verstärkte ERK pT202/pY204 Phosphorylierung aufweist. Basierend auf diesen experimentellen Befunden postulieren wir, dass Modulation der CRL7-kontrollierten IRS1 Homöostase durch LT-Antigen und die daraus resultierende verstärkte Aktivierung IRS1- vermittelter pro-mitogener Signalwege einen bisher uncharakterisierten Pathomechanismus der SV40 Transformation darstellt. In Teilprojekt II wurde die pathophysiologische Funktion und molekulare Mechanismen von Zellseneszenz im Kontext der kardialen Fibrose untersucht. Zusammenfassend zeigen unsere in vitro und in vivo erhobenen Daten, dass i) die myokardiale Fibrosierung mit dem Auftreten vorzeitiger Zellseneszenz verbunden ist, ii) Myofibroblasten die quantitativ wichtigste seneszente Zellpopulation im Herzen darstellen, und iii) die Induktion von Seneszenz in einer signifkanten Fibrosereduktion bei verbesserter Herzfunktion resultiert. Diese Daten deuten erstmalig auf eine antifibrotische Funktion vorzeitiger Zellseneszenz von Myofibroblasten im Kontext der Herzfibrogenese hin und identifizieren das kardiale Seneszenzprogramm als neuen potentiellen therapeutischen Angriffspunkt für anti-fibrotische Therapien.
Publications
- The cullin protein family. Genome Biol. 2011; 12: 220
Sarikas A, Hartmann T, Pan ZQ
- Inhibition of Cullin-RING E3 ubiquitin ligase 7 by simian virus 40 large T antigen. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014; 111: 3371-3376
Hartmann T, Xu X, Kronast M, Muehlich S, Meyer K, Zimmermann W, Hurwitz J, Pan ZQ, Engelhardt S, Sarikas A
(See online at https://doi.org/10.1073/pnas.1401556111) - Essential role for premature senescence of myofibroblasts in myocardial fibrosis (J Am Coll Cardiol; Volume 67, Issue 17, May 2016. 11 S.)
Meyer K, Hodwin MS, Ramanujam D, Engelhardt, S, Sarikas A
(See online at https://doi.org/10.1016/j.jacc.2016.02.047)
