The nuclear chaperones NPM1 and Bag-1L in the regulation of androgen receptor action in prostate cancer cells
Creators: name: Ntim, Emmanuel Amankwah
Publisher: name: Karlsruhe
Year: 2018
Subjects: Prostate cancer
Nucleophosmin 1
Bag-1L
Androgen receptor

description: Die Entstehung und Progression von Prostatakarzinomen sind in hohem Maß von Androgenen abhängig. Ihren Effekt entfalten die männlichen Geschlechtshormone durch die Bindung an den Androgen Rezeptor (AR), einen Liganden-gesteuerten Transkriptionsfaktor. In Abwesenheit von Hormonen befindet sich der inaktive AR in einem Komplex mit molekularen Chaperonen im Cytoplasma. Nach Bindung von Androgenen an den AR dissoziieren die Chaperone und der Rezeptor transloziert in den Nukleus, wo er die Expression von AR-regulierten Genen beeinflusst. Es wurde bisher angenommen, dass die Hauptfunktion der Chaperone darin liegt, die geeignete Konformation des AR zur Bindung von Androgenen zu gewährleisten. Es existieren jedoch auch Chaperone, die vorwiegend im Nukleus lokalisiert sind und die transkriptionelle Aktivität des AR beeinflussen. Die Wirkung, die diese Chaperone auf die AR Aktivität und auf die Krebsentwicklung haben, bleibt jedoch unklar. Zwei nukleare Chaperone, deren Beteiligung an der Regulation der transkriptionellen Aktivität des AR bereits gezeigt wurde, sind Bag-1L und NPM1. Der Mechanismus, der der Regulation durch die beiden Chaperone zu Grunde liegt, ist jedoch unbekannt. Das Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung der beiden nuklearen Chaperone (Bag-1L und NPM1) im Bezug auf die Regulation des AR Aktivität und das Wachstum von Prostatakrebszellen. Weiterhin sollte untersucht werden, ob die beiden Proteine ihren Effekt durch einen gemeinsamen oder zwei sich voneinander unterscheidenden Signalwege entfalten. In dieser Arbeit konnte zunächst nachgewiesen werden, dass die beiden Chaperone, neben der jeweiligen Interaktion mit dem AR, auch miteinander interagieren. Eine Herunterregulation von NPM1 führte weiterhin zu einem reduzierten Expressionslevel der Bag-1 Proteine (einschließlich Bag-1L). Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass der Knock-down von NPM1 die Translokationsgeschwindigkeit des AR von Cytoplasma in den Nukleus beeinträchtigt. Dieser Effekt war zum Teil reversibel, wenn in NPM1-Knock-down Zellen Bag-1L überexprimiert wurde. Dies lässt vermuten, dass der beobachtete Effekt teilweise durch reduzierte Bag-1L Level in den NPM1 knock-down Zellen hervorgerufen wurde. Der Knock-down von NPM1 beeinträchtigte ebenfalls die transkriptionelle Aktivität des AR, was bereits für den knock-out von Bag-1L gezeigt werden konnte. Ein Vergleich von genomweiten Transkriptom-Datensätze der NPM1 knock-down Zellen mit denen der bereits veröffentlichten Bag-1L knock-out Zellen zeigte auffallend viele Überlappungen. Durch statistische Auswertung der Gene, die gemeinsam durch die beiden Chaperone reguliert werden, konnte ein Signalweg identifiziert werden, der zu der Bildung von oxidativen Stress in Prostatakrebszellen führt. Oxidativer Stress wurde lange, hauptsächlich mit einer schädlichen Wirkung auf die Zellvitalität in Verbindung gebracht. Neuere Studien zeigen jedoch, dass sich oxidativer Stress auch positiv auf das Überleben von Zellen und deren Proliferation auswirken kann. Da sowohl der knock-down von NPM1, als auch der knock-out von Bag-1L die Expression androgen-abhängiger Gene negativ beeinflusst, die für die Entstehung von oxidativen Stress wichtig sind, liegt die Schlussfolgerung nahe, dass Bag-1L und NPM1 in Prostatakrebszellen interagieren, um AR-vermittelte Signalwege zu aktivieren. Dies führt zur Entstehung von oxidativen Stress, was das Überleben der Tumorzellen begünstigt.