Die Rolle von RIP2 in der Aktivierung von NF-kappaB und der Regulation der Metastasierung durch XIAP
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Inhibitor of Apoptosis (IAP)-Proteine tragen wesentlich zur Tumorprogression bei, wobei die molekularen Signalwege noch nicht vollständig entschlüsselt sind. In diesem Zusammenhang spielt eine intermolekulare Interaktion zwischen XIAP und Survivin, die wiederum NF-κB aktiviert, für die Invasion von Tumorzellen mit konsekutiver Metastasierung eine wesentliche Rolle. Dieser Weg ist unabhängig von der IAP-induzierten Hemmung des programmierten Zelltodes. Die NF-κB-Aktivierung durch XIAP scheint dabei über TAB1 gesteuert zu werden, wobei erste Untersuchungen vermuten lassen, dass der Rezeptorinteragierenden Kinase RIP2 in diesem Zusammenhang eine Schlüsselfunktion zukommt. Daher sollte die Rolle von XIAP als Tumorpromoter und prognostischer Faktor untersucht werden. Im Zentrum der Untersuchung stand dabei auch, die Relevanz der beiden Adaptermoleküle RIP2 und TAB1 für die XIAP-induzierte NF-κB Aktivierung zu beleuchten. Hierzu wurden TMA-Proben von 273 Kolonkarzinomen, 77 gastroenetropankreatischen neuroendokrinen Neoplasien (GEP-NEN), 79 medullären (MTC) und 44 follikulären (FTC) Schilddrüsenkarzinomen hinsichtlich der Proteinexpression von XIAP immunhistochemisch untersucht. Zudem wurde die Expression der Bindungspartner RIP2 und TAB1 auch im Kolonkarzinom ausgewertet. Es zeigte sich hierbei, dass alle 3 Proteine unabhängig von der Tumorentität durch eine Überexpression im Tumorgewebe gekennzeichnet waren. Insbesondere war eine hohe Expression von XIAP mit einem fortgeschrittenen Tumorstadium oder einer Lymphknotenmetastasierung in GEP-NEN und MTCs vergesellschaftet. Ebenso kristallisierte sich XIAP als ungünstiger prognostischer Marker für das Kolonkarzinom heraus. Ein lentiviral transduzierter knock-down von XIAP führte in Zelllinien aus GEP-NEN und FTC zur Reduktion des Tumorwachstums in vitro und in vivo. Hingegen zeigte die Gabe von XIAP-antagonisierenden SMAC-Mimetika als Monotherapie keinen Einfluss auf die Zellviabilität in den untersuchten Zelllinien. Die gleichzeitige Zugabe von rekombinantem humanen (rh) TRAIL führte aber in FTC-Zellen zu einer synergistischen Induktion des apoptotischen Zelltodes und Inhibition der Proliferation. Unter Zuhilfenahme des Zinkfinger-Nuklease-Systems konnten verschiedene RIP2-/- und TAB1-/- Klone aus der Zelllinie HCT116 generiert werden. Mithilfe eines RNA-Microarrays wurde parallel ein Zielgenpanel etabliert, dessen Expression durch die XIAP-abhängige NF-κB-Aktivierung innerhalb des NOD-like Rezeptor NOD1/NOD2-Signalweges kontrolliert wird. Dieses diente in den folgenden Versuchen als ein „Read-Out“-System. In den durchgeführten Stimulationsversuchen sowie in funktionellen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass die NOD1/NOD2- und XIAP-vermittelte Signalweiterleitung auch in TAB1-/- Zellen weiterhin, wenn auch in verminderter Intensität, gegeben war. Hingegen wurde die NF-κB-Aktivität sowie die Expression der entsprechenden XIAP-abhängigen Zielgene in RIP2-/- Zellen auch nach Stimulation der NOD-Signalkaskade unterbrochen. Weiterhin wiesen diese Zellen eine verminderte Invasionsfähigkeit auf, die auch durch eine stabile XIAP-Überexpression nicht verstärkt werden konnte. In Rekonstitutionsversuchen wurde deutlich, dass die Interaktion von RIP2 mit XIAP für die NF-κB-Aktivierung von essentieller Bedeutung ist. In der hier vorliegenden Arbeit konnte somit gezeigt werden, dass RIP2 ein essentieller Faktor der XIAP-abhängigen Signalweiterleitung ist und die Invasivität von Tumorzellen in vitro reguliert. Daher sollte diese molekulare Interaktion als potenzielle therapeutische Zielstruktur verstärkt betrachtet und untersucht werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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New model for gastroenteropancreatic large-cell neuroendocrine carcinoma: establishment of two clinically relevant cell lines. PLoS One. 2014 Feb 14;9(2):e88713
Krieg A, Mersch S, Boeck I, Dizdar L, Weihe E, Hilal Z, Krausch M, Möhlendick B, Topp SA, Piekorz RP, Huckenbeck W, Stoecklein NH, Anlauf M, Knoefel WT
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Survivin and XIAP: two valuable biomarkers in medullary thyroid carcinoma. Br J Cancer. 2016 Feb 16;114(4):427-34
Werner TA, Tamkan-Ölcek Y, Dizdar L, Riemer JC, Wolf A, Cupisti K, Verde PE, Knoefel WT, Krieg A
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Preclinical assesement of survivin and XIAP as prognostic biomarkers and therapeutic targets in gastroenteropancreatic neuroendocrine neoplasia. Oncotarget. 2017 Jan 31;8(5):8369-8382
Dizdar L, Oesterwind KA, Riemer JC, Werner TA, Mersch S, Möhlendick B, Schütte SC, Verde PE, Raba K, Topp SA, Stoecklein NH, Esposito I, Knoefel WT, Krieg A
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Survivin and XIAP - two potential biological targets in follicular thyroid carcinoma. Sci Rep. 2017 Sep 12;7(1):11383
Werner TA, Dizdar L, Nolten I, Riemer JC, Mersch S, Schütte SC, Driemel C, Verde PE, Raba K, Topp SA, Schott M, Knoefel WT, Krieg A
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CXCR4/CXCR7/CXCL12-Axis in Follicular Thyroid Carcinoma. J Cancer. 2018 Feb 27;9(6):929-940
Werner TA, Forster CM, Dizdar L, Verde PE, Raba K, Schott M, Knoefel WT, Krieg A
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IAPs cause resistance to TRAIL-dependent apoptosis in follicular thyroid cancer. Endocr Relat Cancer. 2018 Mar;25(3):295-308
Werner TA, Nolten I, Dizdar L, Riemer JC, Schütte SC, Verde PE, Raba K, Schott M, Knoefel WT, Krieg A
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BRAFV600E mutation: A promising target in colorectal neuroendocrine carcinoma. Int J Cancer. 2019 Mar 15;144(6):1379-1390
Dizdar L, Werner TA, Drusenheimer JC, Möhlendick B, Raba K, Boeck I, Anlauf M, Schott M, Göring W, Esposito I, Stoecklein NH, Knoefel WT, Krieg A
