title: Functional analysis of CUX1 in tumor-associated macrophages in pancreatic cancer
title: Funktionelle Analyse von CUX1 in tumorassoziierten Makrophagen des Pankreaskarzinoms
Creators: name: Kühnemuth, Benjamin
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2014
Subjects: CUX1
NF-kB
Medizin, Gesundheit
Bauchspeicheldrüsenkrebs
Makrophage
Cytokine

description: Das Adenokarzinom des Pankreas
      (PDAC) zeigt eine charakteristische Stromareaktion mit einer
      hohen Anzahl tumorinfiltrierender Makrophagen (TAM). Obwohl
      bekannt ist, dass eine hohe Anzahl von TAMs mit einer
      Verschlechterung der Prognose einhergeht, ist die Rolle
      dieses Zelltyps im Pankreaskarzinom nur teilweise verstanden.
      Mehrere Studien haben gezeigt, dass Makrophagen aus humanen
      und murinen Tumoren, u. a. auch PDAC, einen
      progressionsfördernden M2- oder alternativ aktivierten
      Phänotyp aufweisen. Der Transkriptionsfaktor CUX1 ist bekannt
      als wichtiger Mediator der Tumorprogression und ist
      assoziiert mit einer negativen Prognose. Die tumorfördernden
      Effekte von CUX1 wurden bisher vor allem seiner
      promigratorischen, proproliferativen und antiapoptotischen
      Wirkung in Tumorzellen zugeschrieben. In dieser Arbeit wurde
      gezeigt, dass CUX1 nicht nur von den Tumorzellen, sondern
      auch von den TAMs des PDAC exprimiert wird. Eine Analyse der
      CUX1-Expression in humanen Karzinomgeweben und einem
      genetischen Mausmodell des PDAC zeigten eine gesteigerte
      CUX1-Expression in Makrophagen aus Tumorgewebe. TGF-β, ein
      wichtiger Mediator der Tumorprogression, der in PDAC-Geweben
      stark exprimiert ist, wurde als Stimulator der
      CUX1-Expression in Makrophagen identifiziert. Mittels
      Überexpression und siRNA-vermitteltem Knockdown von CUX1
      wurden eine Reihe von Zytokinen als durch CUX1 reprimiert
      identifiziert, welche mit dem im allgemeinen als antitumoral
      wirksamen M1-Phänotyp von Makrophagen assoziiert sind. Für
      zwei Zytokine, CCL5 und CXCL10, wurden die dieser Repression
      zugrunde liegenden Mechanismen durch Reporter-Assays,
      DNA-Pulldown-Experimente und Immunopräzipitationen weiter
      untersucht. CUX1 wurde als direkter Interaktionspartner von
      NF-κBp65 identifiziert, der dessen Bindung an die
      Zytokinpromotoren inhibiert. Darüber hinaus reduziert CUX1
      die Acetylierung von NF-κB p65 an Lysin 310, vermutlich durch
      Rekrutierung von HDAC1. Passend zu diesen
      M1-antagonisierenden Effekten, inhibiert CUX1 in Makrophagen
      funktionell durch eine Veränderung sezernierter Zytokine die
      Attraktion von zytotoxischen T-Zellen und fördert die
      Angiogenese in vitro. Zusammenfassend wurde in dieser Arbeit
      CUX1 als wichtiger Modulator des Makrophagen-Phänotyps und
      der Makrophagen-Funktion sowie Antagonist der
      NF-κB-abhängigen Genexpression identifiziert. Dieses Wissen
      könnte zu einem besseren Verständnis der tumorfördernden
      Eigenschaften von Makrophagen beitragen und als neuer
      therapeutischer Ansatzpunkt dienen.
description: Pancreatic ductal adenocarcinoma
      (PDAC) is characterized by an extensive stromal reaction that
      is accompanied by high rates of infiltrating macrophages
      (tumor-associated macrophage - TAM). Even though it is known
      that a high number of TAMs is associated with a poor
      prognosis, the role of these cells in PDAC is only partially
      understood. Several studies have shown that many of the
      macrophages isolated from human and murine tumors, including
      PDAC, show a so-called M2 or alternatively activated
      phenotype which is known to promote tumor progression.
      Previously, the transcription factor CUX1 was identified as
      important mediator of tumor progression that is associated
      with poor prognosis. The tumor-promoting effect of CUX1 was
      mainly attributed to its pro-migratory, pro-proliferative and
      anti-apoptotic effects in cancer cells. In this study, CUX1
      was identified not only to be expressed in cancer cells but
      also in TAMs. To further investigate the role of CUX1 in
      TAMs, CUX1 expression was immunohistochemically analyzed in
      human pancreatic cancer tissues and a genetic mouse model
      revealing an increased CUX1 expression in macrophages
      isolated from cancer tissues. TGF-β, a factor known to be
      highly expressed in PDAC tissues, was identified as a
      stimulator of CUX1 expression in macrophages. Using
      overexpression and knockdown strategies, a panel of
      cytokines, associated with the M1 phenotype of macrophages,
      was identified as being repressed by CUX1 in monocytic cells.
      The molecular mechanisms underlying this repression were
      further analyzed for the cytokines CXCL10 and CCL5 by
      reporter assays, DNA-pulldown experiments and
      chromatin-immunoprecipitations. CUX1 was identified to
      interfere with the NF-κB signaling pathway by direct
      interaction with NF-κB p65 leading to reduced binding of
      NF-κB p65 to the cytokine promoters. In addition, CUX1
      reduces acetylation of NF-κB p65 at K310 probably by
      recruitment of HDAC1. Functionally, CUX1 expression in
      macrophages antagonizes cytotoxic T-cell attraction and
      enhances angiogenesis in vitro. Together, this study uncovers
      CUX1 as an important modulator of the macrophage phenotype
      and function via modulating of NF-κB dependent gene
      expression. This knowledge might contribute to a better
      understanding of the molecular mechanisms underlying the
      tumor-promoting effect of macrophages and to novel
      therapeutic approaches.