Struktur und Charakterisierung des cd30-Gens

Abstract

Das CD30-Antigen ist ein Mitglied der Tumornekrosefaktor-Rezeptor-Familie (TNFR), das vorwiegend auf Tumorzellen des Morbus Hodgkin, des ALCL sowie des embyonalen Karzinoms des Hodens überexprimiert wird. Die Besonderheit des CD30-Antigens ist seine sehr restriktive Expression auf neoplastischen Zellen verschiedener Tumorerkrankungen auf der einen und die physiologischerweise auf nur wenige lymphatische beziehungsweise deziduale Zellen beschränkte Expression auf der anderen Seite.

Nachdem gezeigt werden konnte, daß die restriktive Expression von CD30 auf transkriptioneller Ebene reguliert wird, wurde in der vorliegenden Arbeit die Genstruktur und die Promoterregion des cd30-Gens sequenziert und näher untersucht.

Das cd30-Gen besteht aus 8 Exons und 7 Introns. Die Exons lassen sich strukturellen Domänen auf Proteinebene zuordnen. Das 1. Exon kodiert für das hydrophobe Leitpeptid, das 2. und 3. Exon beinhalten jeweils drei cysteinreiche Domänen des extrazellulären Rezeptorteils und sind einander zu 70% homolog. Die Transmembrandomäne befindet sich überwiegend im 4. Exon und der intrazelluläre Teil des CD30 wird von den Exonen 5 bis 8 kodiert. Eine Besonderheit von CD30 innerhalb der TNFR-Superfamilie ist die Aufteilung der 6 cysteinreichen Domänen auf zwei zu einander homologe Exons. Möglicherweise könnte diese Struktur durch partielle Duplikation eines Exon nach Verlust zweier Intronen während der Evolution von CD30 entstanden sein. Das Vorhandensein von drei cysteinreichen Domänen im murinen CD30 im Vergleich zu sechs cysteinreichen Domänen im humanen CD30 wäre hierdurch erklärbar.

Der Promoter von CD30 besitzt keine TATA-Box und ist GC-reich. Auffällig ist im Promoterbereich von CD30 eine ATCC-Mikrosatellitensequenz. In Untersuchungen von CD30+ Zellinien und in normalem Gewebe konnte gezeigt werden, daß ein deutlicher Längenpolymorphismus besteht. Dieser ist bei CD30+ Zellinien stärker ausgeprägt als in Geweben mit physiologisch geringer CD30-Expression. Die beschriebene Mikrosatelliteninstabilität könnte bei der Onkogenese der CD30+-Tumoren durch Erhöhung der Promoteraktivität eine entscheidende Rolle spielen.

The CD30 antigen is a member of the tumor necrosis factor receptor (TNFR) family which is overexpressed on the surface of the tumor cells of Hodgkin's lymphoma, anaplastic large cell lymphoma (ALCL), and embryonal carcinoma of the testis.

In this study the entire cd30 gene which is more than 24 000 bp long and organized in eight exons was characterized by analyzing cosmid and phage clones from human placental libraries with long-range polymerase chain reaction (PCR) and sequencing.

Differences to other genes of the TNFR family were detected in the region encoding the extracellular domain of the cd30 gene. In nearly all other TNFR genes, the coding region of each cysteine-rich repeat is interrupted by one intron, i.e., the 3-4 cysteine-rich repeats of these receptors are encoded by at least 4-5 exons, whereas the six cysteine-rich repeats of the cd30 gene are encoded by two exons, i.e., each of these exons encode three cysteine-rich repeats.

The 5'-fanking regulatory region of the cd30 gene was analyzed for possible transcription factor binding sites. Sequence analysis showed that the cd30 promoter ist TATA-less and GC-rich. In addition a genetic polymorphism of tetranucleotide ATCC-repeats was found in the 5' part of the CD30 promoter. This region was amplified by PCR from seven CD30 overexpressing human lymphoid cell lines and five human tissues with an absent or very low CD30 expression. The amplification products showed length differences of more than 550 bp which was due to different numbers of ATCC-repeats. The number of the ATCC-repeats was higher in CD30+ cell lines than in normal tissues.