Rolle der ERK/MAP-Kinasen und des Egr-1-Transkriptionsfaktors in der TPA-induzierten monozytären Differenzierung von HL-60 Zellen

Abstract

Der Krebs der weißen Blutzellen, die Leukämie, entsteht durch einen Arrest der Reifung von aus pluripotenten Stammzellen hervorgehenden Tochterzellen. Durch die Vielzahl der einzelnen Entwicklungsstufen, die eine Vorläuferzelle auf dem Weg der terminalen Differenzierung durchläuft, sind ebeso viele Ebenen denkbar, auf denen die Blockade erfolgen kann. Eine dieser Leukämiezelllinien stellen HL-60 Zellen dar, die von einem Patienten mit akuter Myeloblastenleukämie isoliert wurden. Sie sind in einem frühen Stadium der Differenzierung arretiert, besitzen jedoch die Fähigkeit, unter entsprechender Stimulation zu Monozyten und Granulozyten auszureifen. Durch welche intrazellulären Prozesse die monozytäre Reifung von HL-60 Zellen unter TPA, einem bekannten Induktor der monozytären Differenzierung, induziert wird, ist Gegenstand der Dissertation. Die formulierte Arbeitshypothese besagt, dass die TPA-induzierte monozytäre Differenzierung von HL-60 Zellen über die ERK/MAP-Kinasen vermittelte Aktivierung des egr-1-Gens eingeleitet wird. Es konnte aufgezeigt werden, dass die TPA-induzierte Differenzierung von promyelozytären HL-60 Zellen zu Monozyten über die ERK/MAP-Kinasen vermittelte Expression des egr-1-Gens gesteuert wird. Erstmals wurde in diesem Zusammenhang nicht nur die Expression des Gens, sondern auch dessen Genprodukt, der Egr-1-Transkriptionsfaktor selber, nachgewiesen. Wurde die Signaltransduktion über die ERK-Kaskade mit den beiden MEK-Inhibitoren UO126 und PD 98059 unterbrochen, unterblieb nicht nur die Expression des egr-1-Gens, sondern auch die Ausreifung der HL-60 Zellen. Durch Versuche mit erythroblastoiden ELM-I-1 Zellen konnte untermauert werden, dass die ERK/egr-1-Wirkkette einerseits für die linienspezifische Differenzierung von Monozyten und Megakaryozyten verantwortlich ist, anderseits jedoch die erythroide Entwicklung hemmt.

ERK1/2 activation and following egr-1 expression in myeloblastic leukemia cell line HL-60 induces monocytic differentiation of these cells. Both ERK1/2 activation and egr-1 gene expression inhibited by the MEK inhibitors UO126 and PD 98059 consequently prevents monocytic differentiation of HL-60 cells.