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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-48962
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2010/4896/


Vergleichende Untersuchungen zur Regulation und Funktion des Adhäsionsmoleküls CEACAM1 in dem extravillösen Trophoblasten der Plazenta und in leukämischen T- Lymphozyten

12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA) and Calcium Ionophore A23187 stimulate CEACAM1 expression and the invasiveness of placental cells. A comparison with malignant t- lymphocyts

Heilmann, Thorsten

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Plazenta, CEACAM1, Jurkat, T-Lymphozyten, Extravillöser Trophoblast
Freie Schlagwörter (Englisch): CEACAM1, placenta, EVT, extravillous trophoblast, tumorigenesis
Basisklassifikation: 44.46 , 44.61 , 44.92 , 44.89
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Bamberger, Christoph (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 10.11.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 30.11.2010
Kurzfassung auf Deutsch: In der vorliegenden Arbeit wurden Expression, Regulation und Funktion des
Adhäsionsmoleküls CEACAM1 untersucht. Grundlage für diese
Untersuchungen war die Beobachtung, dass dieses Adhäsionsmolekül
spezifisch von dem Extravillösen Trophoblasten der Plazenta exprimiert wird,
d.h. dem Teil, der für das invasive, tumorartige Eindringen der Plazenta in die
Gebärmutter verantwortlich ist. Zudem ist eine Dysregulation dieses Proteins
bei einer Vielzahl von Tumorentitäten beschrieben. Ziel dieser Promotionsarbeit
war deshalb die Untersuchung von CEACAM1 auf Proteinebene mittels
Western- Blot und auf Promotorebene mittels Luciferase- Assays, jeweils im
Vergleich der „physiologisch“ wachsenden Trophoblastzellen mit einer malignen
Tumorzelle, in diesem Fall eine leukämischen T- Lymphozytenklons. Zudem
sollte untersucht werden, inwiefern sich eine Mehrinduktion von CEACAM1 auf
das invasive Wachstum von Trophoblastzellen auswirkt.
Im ersten Teil der Promotionsarbeit wurde die Expression und Stimulierbarkeit
von CEACAM1 auf Trophoblastzellen untersucht. Hierbei zeigte sich, dass die
beiden Plazentazellklone über nur eine geringe endogene CEACAM1-
Expression verfügten. Diese basale Expression liess sich deutlich steigern
durch die Inkubation der Zellen mit TPA (Tetraphorbolester), einem Substrat der
Proteinkinase C. Eine weitere Expressionszunahme konnte durch die Zugabe
von Ionomycin (Calcium Ionophore) erreicht werden, wobei sich ein maximaler
Effekt bei einer Dosis von 0,01μg/ml und einer 24stündigen Inkubationszeit
zeigte. Die Stimulation mit Ionomycin alleine hatte jedoch keinen deutlichen
Einfluss auf die CEACAM1- Expression. Während eine Stimulation der Zellen
mit Estradiol und Dexamethason keinen zusätzlichen Effekt erbrachte liess sich
für Progesteron in physiologischen Konzentrationen ein hemmender Einfluss
auf die Proteinexpression nachweisen. Diese Ergebnisse liessen sich nur mit
Einschränkungen auf die Jurkat- Zellen übertragen. Zwar hatte auch hier TPA
bei einer geringen Basalexpression einen steigernden Einfluss auf die
CEACAM1- Expression. Die Effekte von Ionomycin und Progesteron konnten
hier aber nicht gezeigt werden, Ionomycin hatte in diesem Zellsystem sogar
einen eher gegensätzlichen Effekt.
Nachdem man auf Proteinebene nachgewiesen hatte, welche Stimulantien die
CEACAM1- Expression beeinflussten, wurden im zweiten Teil der Arbeit
molekulare Mechanismen dieser Effekte auf Promotorebene untersucht. Zu
diesem Zweck wurden unterschiedlich lange Abschnitte des CEACAM1- Promotors auf ihre Basalaktivität und Stimulierbarkeit getestet. Hierbei stellte
sich heraus, dass die Basalaktivität der einzelnen Konstrukte zwar mit deren
Länge abnahm, jedoch selbst die kleinsten Promotorabschnitte auf die jeweilige
Stimulation ansprachen. Bei dem Abgleich der Basensequenz des Promotors
fand sich eine Bindungsstelle für die AP-1- Transkriptionfaktoren unmittelbar vor
dem Gen. Die Regulation der Aktivität des CEACAM1- Gens durch diese
Faktoren könnten das Aktivierungsmuster gut erklären. Die Induktion der
Promotoraktivität durch Stimulation mit TPA konnte in beiden Zellsystemen
gezeigt werden, während Ionomycin in den Hybridomzellen einen fördernden, in
den Jurkat- Zellen einen konzentrationsabhängig hemmenden Einfluss hatte.
Ein Einfluss von Progesteron auf die Aktivität des Promotors konnte nicht
nachvollzogen werden.
Mit Hilfe von „Invasions- Assay“- Kits wurde weiterhin das invasive Potential von
Hybridomzellen in Abhängigkeit von der CEACAM1- Expression untersucht.
Während die unstimulierten Plazentazellen ein geringes invasives Verhalten
aufwiesen, durchwuchsen deutlich mehr Zellen die künstliche Basalmembran,
nachdem sie mit TPA vorbehandelt wurden. Analog zu den Western- Blot-
Versuchen steigerte sich die Invasivität nach Stimulation mit Ionomycin,
während Progesteron einen hemmenden Einfluss hatte. Durch Zugabe eines
spezifischen Antikörpers wurde der Nachweis erbracht, dass dieser Effekt
massgeblich durch CEACAM1 vermittelt wurde.
In der Zusammenschau der Ergebnisse lässt sich festhalten, dass sich die
CEACAM1- Expression sowohl in den Plazentazell- Klonen als auch in den
malignen Jurkat- Zellen durch die Stimulation von mittels TPA steigern lässt.
Ein Unterschied von physiologischer zur pathologischen Regulation lässt sich
hierbei nicht ausmachen. Die Muster der Induzierbarkeit von CEACAM1 auf
Protein- und auf Promotorebene sprechen am ehesten für eine Aktivierbarkeit
des Gens durch den Stoffwechselweg über die Proteinkinase C. Vermittelt wird
dieser Effekt vermutlich durch die AP1- Transkriptionsfaktoren, für die sich eine
entscheidende Bindungsstelle auf dem CEACAM1- Promotor findet. Die
Abweichungen bzgl. der Regulation in den verschiedenen Zellreihen könnten
sich am ehesten durch zelltypspezifische Eigenschaften erklären lassen.
Kurzfassung auf Englisch: Human embryo implantation is a complex process, requiring synchronous development of a receptive endometrium and an activated blastocyst. Cross-communication between maternal and fetal cells is essential for successful implantation. CEACAM1, which is expressed in the extravillous trophoblast (EVT) of the placenta and increases invasiveness of EVT hybridoma cells after transfection with CEACAM1, may also play a role in endometrial/trophoblast interactions. The mechanisms for the implantation and the role of hormones for the expression of CEACAM1 in the utero-placental system are not fully understood. In the present study we investigated for the first time the potential role of TPA and calcium ionophore for CEACAM1 expression and the effect on the invasiveness of placental hybridoma cells using Western blot, luciferase and invasion assays. Treatment with TPA and calcium ionophore A23187 resulted in a strong re-expression of CEACAM1 in trophoblast cells on protein level. Addition of MPA to TPA and calcium ionophore A23187 resulted in a reduction of stimulation. Luciferase reporter assays with CEACAM1 promoter constructs demonstrated that the re-expression of CEACAM1 is regulated at the transcriptional level. In addition, we could show that TPA and ionomycin enhanced the invasiveness of EVT hybridoma cells, which was inhibited through MPA and blocked by monoclonal antibody against CEACAM1. This is the first report demonstrating that activators of AP-1 are able to specifically induce the expression of CEACAM1 in human placental cells and also could be responsible for increasing invasiveness in these cells.


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