Die Bedeutung der Yes-associated protein Kinase YAP1 im kanonischen und nicht kanonischen Hippo Signalweg bei der Disintegrin Metalloproteinase ADAM15-vermittelten Anoikis Resistenz von Synovialfibroblasten in der rheumatoiden Arthritis
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die rheumatoide Arthritis (RA) ist die häufigste entzündlich-rheumatische Gelenkerkrankung. Die auf dem Hintergrund genetischer Prädispositionen fehlregulierten immunologischen Effektorkaskaden unterhalten chronische Inflammationsreaktionen und bedrohen durch aktivierte proteolytische Prozesse die Integrität der gelenkbildenden Knorpel- und Knochenstrukturen. Eine für die unmittelbare Gewebedestruktion kritische Effektorzell-Population stellen die Fibroblasten dar, die in der entzündeten Synovialmembran einen aktivierten Phänotyp aufweisen und Matrix degradierende Proteinasen freisetzen. Die in der Synovialmembran residenten RA Synovialfibroblasten (RASFs) zeichnen sich durch eine pathophysiologisch bedeutsam erhöhte Apoptose Resistenz aus. So weisen auch die in entzündlichen Gelenkergüssen frei schwimmenden RASFs keine Vitalitätseinschränkung nach dem Apoptoseinduzierenden Verlust ihres Matrix-Kontaktes, d.h. unter Anoikis Bedingungen, auf. Obgleich die Expansionsfähigkeit der RASFs zur multilokulären Infiltration in verschiedene Gewebekompartimente innerhalb eines betroffenen Gelenkes und darüber hinaus für ihr tierexperimentell belegtes Potenzial zur Ausbreitung über die Zirkulation in fern gelegene gesunde Gelenkstrukturen dokumentiert ist, sind die zugrundeliegende Mechanismen ihrer stark erhöhten Anoikis Resistenz erst fragmentarisch verstanden. Unsere Untersuchungen ergaben, dass die Herabregulation von ADAM15, einer Disintegrin Metalloproteinase, und von der Yes-associated protein Kinase YAP1, in RASFs in einer signifikant erhöhten Caspase 3 Aktivität nach Anoikis Induktion resultiert. In ADAM15- exprimierenden RASFs führt der Matrixentzug zeitgleich zur Phosphorylierung sowohl an Ser127 - ein Marker für die zytoplasmatische Lokalisation von YAP1 - als auch zu einer ADAM15-mediierten Src-abhängigen Phosphorylierung an Tyrosin Y357. Nach Matrixentzug transloziert zwar ein Grossteil von YAP1 vom Nukleus in das Zytoplasma, jedoch führte eine Zell-Ablösung für längere Zeitpunkte zu einem Wiedereintritt von YAP1 in den Nukleus, was zu einer signifikant erhöhten Synthese des connective tissue growth factors (CTGF) führte. Das neu-synthetisierte CTGF ist jedoch nicht im Zellkultur-Überstand nachweisbar, sondern bleibt an der Aussenseite der Plasmamembran gebunden. Zudem zeigten in vitro Studien eine autokrine Bindung von CTGF an den EGF-Rezeptor und β1-Integrin mit gleichzeitiger Aktivierung von Überlebenskinasen, AKT1, ERK1/2, Src und Fokaler Adhäsionskinase. In weiteren funktionellen Studien konnte sowohl die anti-apoptotische Wirkung von CTGF auf abgelöste, schwimmende RASFs als auch eine signifikant verstärkte Transmigration durch Endothelzell (HUVEC)-beschichtete Transwells. Die Aufklärung eines neuen molekularen Mechanismus, der RASFs in der stark proapoptotischen Umgebung entzündeter RA-Gelenke schützt, indem er die Anoikis Resistenz und die transendotheliale Migration über die ADAM15/YAP-vermittelte CTGF-Hochregulierung fördert, zeigt potentiell neue Ziele für zukünftige therapeutische Interventionen auf. Zusammenfassend tragen unsere Ergebnisse zu einem besseren Verständnis bei, wie mesenchymale Zellen nach dem Austritt aus Synovialgewebe Mechanismen erwerben, um in den Blutkreislauf zu gelangen und dort lange genug zu überleben, um so eine Ausbreitung ihrer pathogenen Eigenschaften auf entfernte Gelenke auszulösen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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A Novel Pro-Inflammatory Mechanosensing Pathway Orchestrated by the Disintegrin Metalloproteinase ADAM15 in Synovial Fibroblasts. Cells, 10(10), 2705.
Janczi, Tomasz; Meier, Florian; Fehrl, Yuliya; Kinne, Raimund W.; Böhm, Beate & Burkhardt, Harald
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Detachment promotes RA synovial fibroblast survival and invasiveness. Nature Reviews Rheumatology, 18(8), 432-432.
Phillips, Robert
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The role of YAP1 target gene CTGF in the anoikis resistance of rheumatoid arthritis synovial fibroblasts. Rheumatology, 62(2), 850-860.
Janczi, Tomasz; Fehrl, Yuliya; Kinne, Raimund W.; Böhm, Beate & Burkhardt, Harald
