title: The role of cancer-associated fibroblast-derived Wnt2 in colon cancer angiogenesis
Creators: name: Unterleuthner, Daniela
Publisher: name: :none
Year: 2020

description: Wnt2 ist ein Mitglied der Familie von Wnt-Liganden, die β-Catenin-abhängige und -unabhängige Wnt-Signalwege aktivieren können. Die Wnt-Signalübertragung ist an vielen verschiedenen physiologischen und pathologischen Prozessen, wie der Embryonalentwicklung, Organhomöostase, Stammzellbiologie und Krebserkrankungen, beteiligt. Frühere Studien zeigten, dass Wnt2 eine pro-angiogene Wirkung bei der Plazentavaskularisierung und auf Endothelzellen unterschiedlichen Gewebeursprungs hat. Darüber hinaus wurde über eine erhöhte Wnt2-Expression bei einer Vielzahl von Karzinomen berichtet. Weiters ist Wnt2 aktiv am Fortschreiten von Krebserkrankung beteiligt. In humanen Dickdarm-Karzinomen ist Wnt2 selektiv in tumor-assoziierten Fibroblasten (CAFs) im Tumorstroma, nicht jedoch in den Tumorzellen erhöht. Ob Wnt2 eine Rolle bei der Angiogenese von Dickdarmkrebs spielt, wurde bisher nicht untersucht. Mit dieser Arbeit zeigen wir, dass Wnt2 die Migration und Invasion von Endothelzellen verstärkt, während es nur in einem kleinen Prozentsatz der Zellen β-Catenin-abhängige Signale induziert und keinen Einfluss auf den Zellzyklus von HUVECs hat. Durch die Verwendung von physiologisch relevanten Endothelzell/Fibroblasten Cokultur Experimenten, die die Quantifizierung wichtiger angiogener Eigenschaften ermöglichen, konnten wir zeigen, dass die Länge, Sprossung und Verzweigung von Gefäßstrukturen durch Knockdown von Wnt2 in CAFs mittels siRNA verringert werden. In Übereinstimmung mit diesen Ergebnissen, führte hingegen eine Überexpression von Wnt2 in Hautfibroblasten, die per se kein Wnt2 exprimieren, zu gesteigerter Angiogenese. In einem Dickdarmkrebs- Xenotransplantat-Modell in Mäusen führte die Überexpression von Wnt2 zu einer Steigerung der Gefäßdichte und des Tumorvolumens. Darüber hinaus korreliert die Wnt2- Expression mit der Expression von Endothelzellmarkern in humanen Dickdarmkarzinomen. Sekretom-Analysen von CAFs mittels Massenspektrometrie, Zytokin-Arrays und Bead-ELISAs ergaben, dass eine Reihe von Proteinen, die mit pro-angiogenen Funktionen assoziiert sind, durch Wnt2 verstärkt exprimiert werden. Darunter befinden sich extrazelluläre Matrixmoleküle, Angiopoietin 2, IL-6, G-CSF und PGF. Weiters konnten wir zeigen, dass letztere drei in einem kausalen Zusammenhang mit einer gesteigerten Angiogenese stehen. Demzufolge beeinflusst Wnt2, welches in stromalen Tumorfibroblasten hochreguliert ist, Angiogenese in Dickdarmkarzinomen positiv, indem es das Gleichgewicht zugunsten pro-angiogener Signale verschiebt.
description: Wnt2 is a member of the family of Wnt ligands, which can activate β-catenin-dependent and -independent Wnt signaling pathways. Wnt signaling is involved in multiple physiological and pathological processes including development, organ homeostasis, stem cell biology and cancer. Previous studies showed that Wnt2 acts as a pro-angiogenic factor in placental vascularization and for endothelial cells (ECs) of different vascular origins. Moreover, increased Wnt2 expression has been reported in a wide variety of carcinomas and Wnt2 actively participates in cancer progression. In human colorectal cancer (CRC) Wnt2 is selectively elevated in cancer associated fibroblasts (CAFs) in the tumor stroma but not in the tumor cells. However, if there is a role for Wnt2 in colon cancer angiogenesis has not been addressed so far. In this thesis, we demonstrate that Wnt2 enhances EC migration and invasion, while it induces β-catenin-dependent signaling only in a small subset of the cells and does not affect cell cycle progression in HUVECs. In a novel, physiologically relevant fibroblast/EC coculture assay, siRNA-mediated knockdown of Wnt2 in CAFs significantly reduced the size, sprouting and branching of vessel-like structures. This new method allows precise assessment of important angiogenic properties. In line with these results, overexpression of Wnt2 in Wnt2-devoid skin fibroblasts led to increased angiogenesis. In colon cancer mouse xenografts, overexpression of Wnt2 resulted in enhanced vessel density and tumor volume. Moreover, Wnt2 expression correlated with EC marker expression in human CRC. Secretome profiling of CAFs by mass spectrometry, cytokine arrays and bead-ELISAs revealed that a set of proteins associated with pro-angiogenic functions are elevated by Wnt2. These included extracellular matrix molecules, angiopoietin 2, IL-6, G-CSF and PGF. We further demonstrate that the latter three are causally linked to increased angiogenesis. Thus, Wnt2 upregulated in tumor stromal fibroblasts positively affects angiogenesis in CRC by shifting the balance towards pro-angiogenic signals.