dc.contributor.author
Semini, Geo
dc.date.accessioned
2018-06-07T16:08:02Z
dc.date.available
2011-04-14T07:10:25.418Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/2098
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-6300
dc.description.abstract
Synthetic alkylphospholipids represent a new class of drugs with
antiproliferative properties in tumour cells. These compounds do not interfere
with the DNA or mitotic spindle apparatus of the cell. Instead, they are
incorporated into cell membranes, where they accumulate and interfere with
lipid metabolism and lipid-dependent signalling pathways. Moreover, it has
been shown that APLs are able to interfere with a variety of key enzymes
implicated in cell growth, motility, invasion and apoptosis. Recently, a novel
group of synthetic alkylphospholipids, the glycosidated phospholipids, has
been presented. Members of this subfamily also exhibit antiproliferative
capacity and modulate the adhesion, differentiation, and migration of tumour
cells. Among this group, Ino-C2-PAF shows the highest efficacy and low
cytotoxicity. To understand the mechanism of action of Ino-C2-PAF, and APLs in
general, genome-wide gene expression analyses in skin keratinocyte cell line
HaCaT were performed. For the first time, using Agilent cDNA microarray
technology, global gene expression profiles of HaCaT cells treated with
Ino-C2-PAF, the structurally related glycosidated phospholipids Glc-PAF or the
APL prototype edelfosine have been compared with the profile of control cells.
It has been found that Ino-C2-PAF has the strongest influence on the gene
expression in comparison to edelfosine and Glc-PAF. Gene ontology analysis
revealed that differentially expressed transcripts regulated by the three APLs
are mainly implicated in lipid metabolism, lipid biosynthesis, cell
differentiation, cell development and ion homeostasis. Nevertheless, the most
remarkable finding is represented by the ability of Ino-C2-PAF to down-
regulate a broad spectrum of genes associated with the regulation of the
innate and the acquired immune response and of genes linked to inflammation.
Beside transcriptional regulation, in HaCaT and SCC25 cells, a transformed
keratinocyte line derived from a squamous cell carcinoma, Ino-C2-PAF acts as
Biological Response Modifier (BRM), and regulates proliferation and migration
by controlling important signalling pathways at the post-translational level.
Indeed, Ino-C2-PAF influences the activity of Akt/PKB and MAPKs. Moreover,
Ino-C2-PAF affects the total tyrosine phosphorylation at focal adhesion sites,
which is accompanied by inhibition of the cytoplasmic tyrosine kinases FAK and
Src, key regulators of cellular motility. Transient transfection of
constitutively active variants of FAK and Src could in part bybass the
inhibitory effect of Ino-C2-PAF. Furthermore, the decrease in motility is
accompanied by a redistribution of the F-actin cytoskeleton and increased
cell-matrix adhesion. The latter depends mainly on a raised integrin avidity
and valency than a change in affinity of integrins. Nonetheless, the
antitumour role of Ino-C2-PAF is also characterized by an increased
localization of E-cadherin at cell-cell contacts. In summary, these results
describe Ino-C2-PAF as a promising APL candidate for the development of a
therapeutic drug for treatment of auto-inflammatory, hyperproliferative and
migration-based skin diseases.
de
dc.description.abstract
Synthetische Alkylphospholipide (APL) repräsentieren eine neue Wirkstoffklasse
die antiproliferative Eigenschaften bei Tumorzellen aufweist. Im Gegensatz zu
den klassischen Cytostatika, die mit der DNA interferieren und die Ausbildung
des mitotischen Spindelapparates und die DNA-Sythese stören, interkalieren
APLs mit der zellulären Membran, wo sie akkumulieren und den Lipid-
Metabolismus und Lipid-abhängige Signalkaskaden stören. Weiterhin wurde
gezeigt, dass APLs eine Vielfalt von Schlüsselenzymen beeinträchtigen, die das
Zell-Wachstum, die Zell-Motilität, die Invasion und die Apoptose regulieren.
Kürzlich wurde eine neue Gruppe von APLs, die sogenannten glykosidierten
Phospholipide vorgestellt. Mitglieder dieser Familie zeigen antiproliferative
Eigenschaften und modulieren die Zelladhesion, die Differenzierung und die
Migration von Tumorzellen. Von allen Mitgliedern dieser Gruppe zeigt
Ino-C2-PAF die höchste Effizienz und die niedrigste Zytotoxizität. Um den
Wirkungsmechanismus von Ino-C2-PAF und APLs im allgemeinen besser zu
verstehen, wurden in der Keratinocyten-Zelllinie HaCaT genomweite
Genexpressionsanalysen durchgeführt. Erstmalig wurden mit Hilfe der Agilent
cDNA Microarray-Technologie die globalen Genexpressionprofile von HaCaT-
Zellen, die mit Ino-C2-PAF, dem strukturell verwandten glycosylierten
Phospholipid Glc-PAF oder dem APL Prototypen Edelfosine behandelt wurden mit
dem Genexpressionprofil unbehandelter Kontrollzellen verglichen. Dabei stellte
sich heraus, dass Ino-C2-PAF im Vergleich zu Edelfosine und Glc-PAF den
grössten Einfluss auf die Genexpression besitzt. Die Gene Ontology Analyse
zeigte, dass die Transkripte die durch die drei APLs differentiell exprimiert
wurden eine Rolle im Lipidstoffwechsel, der Zelldifferenzierung, der
Zellentwicklung und der Ionenhomöostase spielen. Bemerkenswert ist die
Fähigkeit von Ino-C2-PAF ein breites Spektrum von Genen herunterzuregulieren,
die sowohl mit der Kontrolle der angeborenen und erworbenen Immunantwort als
auch mit Entzündungsreaktionen assoziiert sind. Neben der transkriptionellen
Regulation in HaCaT- und SCC25-Zellen wirkt Ino-C2-PAF als Biologischer
Reaktionsmodifikator (BRM). Als solcher reguliert er die Proliferation und
Migration indem er wichtige Signalwege auf der posttranslationalen Ebene
kontrolliert. So beeinflusst Ino-C2-PAF die Aktivität von Akt/PKB und MAP
Kinasen und beeinträchtigt die gesamte Tyrosinphosphorylierung an fokalen
Adhäsionen. Hierzu inhibiert Ino-C2-PAF die Aktivität der zytoplasmatischen
Tyrosinkinasen FAK und Src, die Schlüsselenzyme der Zellbewegung sind.
Transiente Transfektion der konstitutiv aktiven Formen von Src und FAK konnten
den inhibitorischen Effekt von Ino-C2-PAF nur zum Teil überbrücken. Die
reduzierte Motilität wird von einer Neuverteilung des Aktinzytoskelettes und
einer erhöhten Zell-Matrix Adhäsion begleitet. Letztere ist hauptsächlich von
der erhöhten Integrin-Avidität und Valenz abhängig, weniger jedoch von einer
veränderten Affinität. Die anti-tumorigene Rolle von Ino-C2-PAF ist zudem
durch eine erhöhte Lokalisation von E-Cadherin an den Zell-Zell-Kontakten
charakterisiert. Zusammenfassend deuten die Ergebnisse darauf hin, dass
Ino-C2-PAF ein vielversprechender APL-Kandidat für die Entwicklung
therapeutischer Mittel zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen und
hyperproliferativen Hautkrankheiten ist.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
glycosidated phospholipid
dc.subject
gene expression
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::540 Chemie::540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
dc.title
Impact of the alkylphospholipid Inositol-C2-PAF on the transcription and
signalling cascades in immortalized keratinocytes
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Volker Haucke
dc.contributor.furtherReferee
PD Dr. Kerstin Danker
dc.date.accepted
2011-03-31
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000022227-6
dc.title.translated
Einfluss des Alkylphospholipids Inositol-C2-PAF auf die Transkription und
Signalkaskaden in immortalisierten Keratinozyten
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000022227
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000009320
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free
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open access