title: Wirkung von CUX1 und CD34 in Stromazellen auf das Migrations- und Proliferationsverhalten von Pankreaskarzinom-Zelllinien
title: Effect of CUX1 and CD34 in stromal cells on the migration and proliferation of pancreatic cancer cell lines
Creators: name: Renner, Silke
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2012
Subjects: CUX1
Bauchspeicheldrüsenkrebs
Antigen CD34
Medizin, Gesundheit
Pancreatic cancer
CD34

description: Eine ausgeprägte desmoplastische
      Reaktion ist charakteristisch für das Adenokarzinom des
      Pankreas. Diese zeichnet sich durch ein komplexes
      Zusammenspiel von Tumorzellen und den Zellen des Stromas, wie
      z.B. Zellen mesenchymalen Ursprungs und Immunzellen, aus. Die
      Interaktion der Zellen hat einen Einfluss auf die
      Proliferation, Migration und nachfolgende Invasion der
      Pankreaskarzinomzellen und wird unter anderem durch die
      Ausschüttung von autokrin und parakrin wirksamen
      Signalmolekülen der Zellen gleichermaßen möglich. Ein
      besseres Verständnis der Interaktion der Zellen des
      Pankreaskarzinoms und seiner Mikroumgebung könnte zu neuen
      Therapieoptionen des Pankreaskarzinoms führen. In dieser
      Arbeit wurde in Kokulturexperimenten die Migration und
      Proliferation von Pankreaskarzinomzellen unter dem Einfluss
      von mesenchymalen Stromazellen und Makrophagen sowie den
      durch diese Zellen sezernierten Chemokinen untersucht.
      Zunächst konnte im durchgeführten
      Boyden-Kammer-Chemotaxis-Assay eine erhöhte Migrationsrate
      der Pankreaskarzinomzellen bei Kontakt mit sezernierten
      Überständen von mesenchymalen Stromazellen und
      Pankreaskarzinomzellen selbst gezeigt werden. Als erstes von
      zwei durch Stromazellen exprimierten Proteinen, die diese
      Effekte potenziell beeinflussen, wurde die parakrine Wirkung
      des Transmembranproteins CD34 untersucht. Dies ist vor allem
      auf Fibroblasten im am Tumorgewebe angrenzenden Parenchym
      exprimiert. Hierzu wurde das Boyden-Kammer-Chemotaxis-Assay
      zur Untersuchung der Migration der Pankreaskarzinomzellen
      unter dem Einfluss von sezernierten Chemokinen stabil
      transfizierter CD34+-NIH3T3-Zellen durchgeführt, zur
      Untersuchung der Proliferation das CellTiter-Glo® Luminescent
      Cell Viability Assay. Diese Experimente konnten keinen
      eindeutigen Einfluss der sezernierten Überstände von stabil
      mit CD34 transfizierten Fibroblasten auf die Migration und
      Proliferation der Pankreaskarzinomzellen zeigen, was
      nahelegt, dass die CD34-Expression nicht mit einer Modulation
      der Sekretion von Chemokinen assoziiert ist. Als zweites
      Protein wurde der Einfluss des Transkriptionsfaktors CUX1,
      welcher als wichtiger Modulator der Tumorinvasion im
      Pankreaskarzinom fungiert und durch TGF-β reguliert wird, auf
      die Migration von Pankreaskarzinomzellen untersucht. In
      Vorarbeiten konnte mittels Western-Blot-Analysen gezeigt
      werden, dass CUX1 sowohl in Zelllinien mesenchymalen
      Ursprungs, als auch in Makrophagen und Monozyten verstärkt
      exprimiert wird. Die Repression von CUX1 in den mesenchymalen
      Zellen ergab im Boyden-Kammer-Chemotaxis-Assay keine
      Veränderung des Migrationsverhaltens der
      Pankreaskarzinomzellen im oberen Kompartiment. In Makrophagen
      konnte zunächst die Regulation der Expression des
      Transkriptionsfaktors CUX1 durch TGF-β nachgewiesen werden.
      In den Kokulturexperimenten der CUX1-reprimierten
      U937-Makrophagen bzw. Kontrollzellen mit den
      Pankreaskarzinomzellen ergab sich kein Unterschied in der
      Migrationsrate der Pankreaskarzinomzellen, wohingegen sich
      eine verminderte Migrationsrate dieser Zellen bei Kontakt mit
      sezernierten Überständen von CUX1-reprimierten
      J774.A1-Makrophagen im Gegensatz zur Kontrolle zeigte. Die
      Proliferationsrate der Pankreaskarzinomzellen blieb im
      BrdU-Assay bei Inkubation mit konditioniertem Medium von CUX1
      negativen J774.A1-Makrophagen im Gegensatz zur Kontrolle
      unverändert. Im Anschluss konnten mit Hilfe von
      Expressionsanalysen von den J774.A1-Makrophagen
      ausgeschüttete proinflammatorische Zytokine, Chemokine und
      deren Rezeptoren identifiziert werden, deren Expression durch
      CUX1 runterreguliert wird. Schlussfolgernd zeigen die Daten
      dieser Arbeit auf, dass die Interaktion zwischen Tumorzellen
      und mesenchymalen Stromazellen bzw. Makrophagen eine
      bedeutende Rolle bei der Tumorprogression spielt. Inwiefern
      sich die Expression von CD34 in mesenchymalen Stromazellen
      auf diese Interaktion auswirkt, konnte nicht eindeutig
      geklärt werden. Die CUX1-Expression in bestimmten
      Makrophagenzelllinien jedoch scheint die Migration von
      Pankreaskarzinomzellen durch Sekretion von Signalmolekülen
      positiv zu beeinflussen. Diese CUX1-Expression der
      Makrophagen wird durch TGF-β induziert. Gleichzeitig ist der
      Transkriptionsfaktor CUX1 für ein Genexpressionsmuster
      verantwortlich, das die Expression von antiproliferativ und
      antimigratorisch wirksamer Zytokine und Chemokine hemmt und
      so die Tumorzellinvasion und Proliferation parakrin fördern
      kann. Die Unterbrechung der CUX1 vermittelten Tumorinvasion
      könnte ein Ansatz für neue Therapieoptionen des
      Pankreaskarzinoms sein.
description: A universal feature of the
      pancreatic ductal adenocarcinoma is the extensive
      desmoplastic reaction. It is characterized by a complex
      interplay between tumour cells and stromal cells, of
      mesenchymal origin and immune cells. The interplay between
      cells can influence proliferation, migration and subsequent
      invasion of pancreatic cancer cells. While the precise
      pathogenic mechanisms involved remains to be elucidated,
      autocrine and paracrine signaling molecules are thought to
      play a role. A better understanding of the interactions
      between pancreatic cancer cells and the local
      microenvironment could lead to new therapeutic options of the
      pancreatic ductal adenocarcinoma. The aim of the present
      study was to investigate the effect of the pathogenic
      microenvironment on pancreatic tumour cell proliferation as
      well as migration and to investigate the role of CD34 and
      CUX1 in mediating these effects. In order to examine the
      effect of the local microenvironment, mesenchymal stromal
      cells were co-cultured with pancreatic tumour cells in a
      Boyden Chamber Chemotaxis Assay. The experiments showed that
      supernatants from mesenchymal stromal cells induced
      pancreatic tumour cell migration. Increasing migration was
      also observed when tumour cells were cultured with
      supernatants from pancreatic cancer cells themselves. To
      examine the paracrine effect of the transmembrane protein
      CD34, which is expressed mainly on fibroblasts in the
      parenchyma adjacent to the tumour tissue NIH3T3 fibroblast
      cell line was stably transfected with CD34. After that
      pancreatic tumour cell migration and proliferation were
      quantified by Boyden Chamber Chemotaxis Assay and
      CellTiter-Glo® Luminescent Cell Viability Assay. In the
      experiments the supernatants or the conditioned medium from
      transfected CD34+-NIH3T3 cells had no effect on pancreatic
      tumour cell proliferation and migration. Therefore it may be
      suggested that the CD34 expression of the fibroblasts does
      not modulate the secretion of chemokines by these cells. This
      study then examined the effect of the transcription factor
      CUX1 on pancreatic cancer cells. The expression of CUX1 was
      assessed in macrophage and monocyte cells by western blot.
      Here the CUX1 protein was highly expressed on macrophage and
      monocyte cells. In macrophages the expression of the
      transcriptions factor CUX1 was regulated by TGF-β. In the
      Boyden Chamber Chemotaxis Assay supernatants from CUX1
      suppressed mesenchymal cells had no effect on pancreatic
      tumour cell migration. Coculture of CUX1-suppressed U937
      macrophages or control cells with pancreatic cancer cells had
      also no effect on pancreatic tumour cells migration rate. In
      contrast supernatants from CUX1-repressed J774.A1 macrophages
      decreased pancreatic tumour cell migration, compared to media
      from control cells which showed no effect. In the performed
      BrdU Cell Proliferation Assay conditioned media from CUX1
      negative macrophages or control cells had no effect on
      pancreatic cancer cells proliferation. Finally the expression
      of chemokines, cytokines and their receptors by J774-A1
      makrophages was quantified by real-time PCR. The expression
      profiling showed that CUX1 decreased the expression of
      chemokines, cytokines and their receptors involved in the
      inflammatory response to invading tumour cell. In summary it
      can be presumed that interactions of tumour cells,
      mesenchymal stroma cells or immune cells may play an
      important role in tumour progression. To what extent the
      expression of CD34 in mesenchymal stroma cells interferes
      with the interaction between the different types of cells
      could not be clarified. In contrast CUX1 is highly expressed
      on macrophages, is regulated by TGF-β and positively induces
      migration of pancreatic cancer cells. Furthermore CUX1
      inhibits the expression of anti-proliferative and
      anti-inflammatory chemokines, cytokines and their receptors
      and thus promotes tumor cell invasion and proliferation.
      Therefore the interruption of the CUX1 mediated tumour
      invasion could be a new therapeutic option for the pancreatic
      ductal adenocarcinoma.