Effekte von Galectin-1 induzierten Signalwegen auf die Proliferation, Differenzierung und Apoptose von Trophoblasten und aktivierten T-Zellen
Final Report Abstract
Das ß-Galaktosid-bindende und immunsuppressiv wirksame Protein, Galectin-1, erkennt auf T-Zellen Galß1-4GlcNAc-Sequenzen von CD-Antigenen (CD2, CD3, CD7, CD43, CD45, CD95) mit Relevanz für die Signalweiterleitung. Gal-1 induziert Glykoepitop-vermittelt eine partielle zu Apoptose führende T-Zell Aktivierung und parallel dazu über die Bindung an Fas (Apo-1/CD95) den apoptotischen Rezeptorsignal weg. Die Hemmung der Gal-1 stimulierten DNA-Fragmentierung von T-Zellen mit dem Caspase-8 Inhibitor Z-IETD-FMK und einem neutralisierenden Fas-mAk lieferte Hinweise zur Aktivierung des Rezeptorsignalweges. Durch Immunfluoreszenz, Bindung des Rezeptor- Glykoproteins an immobilisiertes Gal-1 und Analyse durch Immunoblotting sowie durch Flüssigkeitschromatographie-Tandemmassenspektrometrie (LC-MS/MS) konnte Fas als ein Target der Gal-1 Erkennung identifiziert werden. Immunoblotting und zelluläre Caspaseassays zeigten, dass Gal-1 die Aktivierung und proteolytische Prozessierung der Procaspase-8 und der „downstream"-Procaspase-3 stimuliert. Die Hemmung der Gal-1-induzierten Procaspase-8-Aktivierung durch einen neutralisierenden Fas-mAk demonstriert, dass Gal-1-Erkennung von Fas und Caspase-8-Aktivierung assoziiert sind. Gal-1 induziert in Jurkat T-Zellen die proteolytische Fragmentierung und Aktivierung des Apoptoseagonisten Bid, die mitochondriale Cytochrom c-Freisetzung und die Aktivierung der Initiatorprocaspase-9. Die Hemmung dieser Effekte mit dem Caspase-8-Inhibitor Z-IETD-FMK zeigt die Verknüpfung von Rezeptor- und mitochondrialem Apoptosesignalweg. Beide Signalwege konvergieren bei der Aktivierung der Effektorprocaspase-3 und tragen zur Prozessierung der Effektorprocaspase-6 und -7 bei. Western Blot-Analysen und Immunfluoreszenz-Färbungen zeigten, dass Gal-1 die Fragmentierung des DNA-Reparaturenzyms poly-(ADP-Ribose)-PoIymerase, des Zytoskelettproteins a-Fodrin und von nuklearem Lamin A als Substrate der aktivierten Effektorcaspasen stimuliert. Es wurde weiterhin gezeigt, dass die Aktivierung des JNK-c-Jun-AP-1 Signalweges für T- Zell Apoptose bedeutungsvoll ist und Gal-1 diesen, zeitgleich mit dem Rezeptor- und mitochondrialen Signalweg, aktiviert. Die Zell Stimulation mit Gal-1 induziert eine schnelle Phosphorylierung der Mitogen-aktivierten Protein-Kinase-Kinase 4 (MKK4), der MKK7, MKK3 und MKK6, die die SAP-Kinasen p38 und JNK aktivieren. In Gal-1 stimulierten Zellen tragen beide SAP-Kinasen zu stark erhöhter Phosphorylierung von c-Jim, erhöhter AP- 1-Luciferase-Reporteraktivität und verstärkter AP-1/DNA-Bindung bei. Die zentrale Rolle des JNK/c-Jun/AP-1-Signalweges bei der Apoptoseinduktion durch Gal-1 wurde durch Hemmung der DNA-Fragmentierung mit dem ATP-kompetitiven Inhibitor der JNK SP600125 (20 pM) und mit dem Inhibitor der AP-1 Aktivierung Curcumin (2 pM) dokumentiert. In Jurkat T-Zellen induziert Gal-1 ein pro-apoptotisches Signalmuster, das durch Induktion von pro-apoptotischem Bad und eine erhöhte Phosphorylierung von antiapoptotischem Bcl-2 charakterisiert ist. Die parallele Aktivierung apoptotischer Signalwege erklärt die Effizienz mit der Gal-1 aktivierte T-Zellen durch Apoptose depletiert und immunsuppressiv wirksam wird.
Publications
-
Binding of galectin-1 (gal-1) to the Thomsen-Friedenreich (TF) antigen on trophoblast cells and inhibition of proliferation of trophoblast tumor cells in vitro by gal-1 or an anti-TF antibody. Histochem. Cell Biol. 126 (2006) 437-444
Jeschke U, Karsten U, Wiest I, Schulze S, Kuhn C, Friese K, Walzel H
-
Effects of N-glycan processing inhibitors on signaling events and induction of apoptosis in galectin-1-stimulated Jurkat T lymphocytes. Glycobiology 16 (2006) 1262-1271
Walzel H, Fahmi AA, Eldesouki MA, Abou-Eladab EF, Waitz G, Brock J, et al.
-
Expression of galectin-1, -3 (gal-1, gal-3) and the Thomsen-Friedenreich (TF) antigen in normal, IUGR, preeclamptic and HELP placentas. Placenta 28 (2007) 1165-1173
Jeschke U, Mayr D, Schiessl B, Mylonas I, Schulze S, Kuhn C, Friese K, Walzel H
-
Mucin I, Thomsen-Friedenreich expression and galectin-1 binding in endometrioid adenocarcinoma: an immunohistochemical analysis. Anticancer Res. 27 (2007) 1975-1980
Mylonas I, Mayr D, Walzel H, Shabani N, Dian D, Kuhn C, Kunze S, Jeschke U, Friese K
-
Galectin-1 induced activation of the apoptotic death-receptor pathway in human Jurkat T lymphocytes. Histochem. Cell Biol. 129 (2008) 599-609
Brandt B, Büchse T, Abou-Eladab EF, Tiedge M, Krause E, Jeschke U, Walzel H
-
Galectin-1 induced activation of the mitochondrial apoptotic pathway: evidence for a connection between death-receptor and mitochondrial pathways in human Jurkat T lymphocytes. Histochem. Cell Biol. 132 (2009) 211-223
Lange F, Brandt B, Tiedge M, Jonas L, Jeschke U, Pöhland R, Walzel H
-
Inhibition of RET and JAK2 signals and upregulation of VEGFR3 phosphorylation in vitro by galectin-1 in trophoblast tumor cells BeWo. Placenta 30 (2009) 1078-1082
Fischer I, Schulze S, Kuhn C, Friese K, Walzel H, Markert UR, Jeschke U
-
The human endometrium expresses the glycoprotein mucin-1 and shows positive correlation for Thomsen-Friedenreich epitope expression and galectin-1 binding. J. Histochem. Cytochem. 57 (2009) 871-881
Jeschke U, Walzel H, Mylonas I, Papadopoulos P, Shabani N, Kuhn C, Schulze S, Friese K, Karsten U, Anz D, Kupka MS
-
Role of the JNK/c-Jun/AP-1 signaling pathway in galectin-1-induced T-cell death. Cell Death and Disease 1 e23 (2010) 1-10
Brandt B, Abou-Eladab EF, Tiedge M, Walzel H
-
Stimulation of syncytium formation in vitro in human trophoblast cells by galectin-1. Placenta 31 (2010) 825T832
Fischer I, Redel S, Hofmann S, Kuhn C, Friese K, Walzel H, Jeschke U
