β-Catenin reguliert die Expression von Tenascin-C in humanen kolorektalen Tumoren

Einleitung und Ziele: Ein Großteil kolorektaler Adenokarzinome ist charakterisiert durch eine Deregulation des Wnt-Signalweges, was zur Stabilisierung und Akkumulation von β-Catenin in den Tumorzellen führt. Abhängig von seiner Lokalisation in den Zellen übt dieses Protein unterschiedliche Funktionen aus: 1. In Assoziation mit E-Cadherin an der Zellmembran ist es ein essentieller Bestandteil der zonula adherens und führt somit zu einer epithelialen Differenzierung der betreffenden Zellen, während es 2. im Zellkern im Komplex mit Faktoren der TCF/LEF Familie die Transaktivierung einer steigenden Anzahl von Zielgenen bewirkt. Interessanterweise ist diese heterogene Verteilung von β-Catenin in einer Subgruppe gut und mäßig differenzierter kolorektaler Karzinome wieder zu finden. Die meisten Tumorzellen zeigen hier β-Catenin an den Zell-Zell Kontakten, was zu Ihrer epithelialen Organisation führt. Im Kontrast hierzu verfügen wenige Zumorzellen, besonders im Kompartiment „Invasionsfront“ über nukleäres β-Catenin, was einen Verlust der epithelialen Eigenschaften bei gleichzeitigem Zugewinn mesenchymaler Attribute nach sich zieht. Von besonderem Interesse ist, dass nukleäres β-Catenin in kultivierten kolorektalen Tumorzelllinien epitheliale-mesenchymale Transition (EMT) induziert und dass EMT in humanen kolorektalen Tumoren mit schlechtem Überleben assoziiert ist. Aus diesem Grund ist eine nähere Untersuchung des Zusammenhangs zwischen nukleärem β-Catenin und EMT von grundlegender Bedeutung.

Das hexamere Glycoprotein Tenascin-C (TN-C) ist ein bekannter Induktor von EMT und wird auch in der extrazellulären Matrix in Regionen von EMT exprimiert. Weiterhin wurde zunehmende TN-C Expression von Adenomen hin zu Karzinomen beobachtet, und als negativer prognostischer Faktor in vielen Tumoren beschrieben.

Aufgrund dieser Parallelität hinsichtlich Expression und biologischem Verhalten hypothetisierten wir, dass β-Catenin die Expression von TN-C an der Invasionsfront humaner klorektaler Tumore reguliert.

Methoden: Immunhistochemie (IHC), RNA Chip (Affymetrix), RT-PCR, RNA Interferenz mittels siRNA, quantitative PCR (real time PCR), ChIP (Chromatin Immunpräzipitation).

Ergebnisse: Die IHC zeigte Lokalisation von TN-C an der Invasionsfront in unmittelbarer Umgebung von Tumorzellen mit nukleärem b-Catenin. RNA Expressionsprofile ergaben erhöhte TN-C Expression in Tumorzellen der Invasionsfront verglichen mit zentralen Tumorarealen. Mittels RT-PCR konnte TN-C Transkription in kultivierten kolorektalen Tumorzelllinien nachgewiesen werden. Diese Expression konnte durch β-Catenin spezifische siRNA vermindert werden. Schlielich konnte mittels ChIP direkte Bindung von β-Catenin an den TN-C Promotor/Enhancer nachgewiesen werden.

Zusammenfassung: Wir zeigen, dass β-Catenin die Expression der extrazellulären Matrixkomponente TN-C direkt reguliert. Somit könnte β-Catenin die ECM modifizieren und somit kolorektalen Tumorzellen EMT, Migration, Invasion und schließlich Metastasierung ermöglichen. Unsere Ergebnisse erweitern somit die essentielle Bedeutung von β-Catenin für die Progression kolorektaler Karzinome.