Identifikation der Histon-Acetyl-Transferase Tip60 als Interaktionspartner von β-Catenin und Regulationsmechanismen von KAI1 in der Onkogenese und Tumorprogression

Abstract

Der kanonische Wnt-Signalweg und dessen zentraler Bestandteil β-Catenin haben eine entscheidende Rolle in der Embryogenese, Zellintegrität sowie in der Entstehung und Progression einer Vielzahl von Tumorerkrankungen wie dem Prostatakarzinom. Das Tetraspanin KAI1 agiert in Prostatakarzinomzellen als Metastasierungssuppressor. Durch die Bindung eines -Catenin-haltigen Repressorkomplexes wird dessen Transkription in LNCaP-Zellen reduziert oder durch einen Tip60-haltigen Aktivatorkomplex induziert. Daher ging es in dieser Arbeit darum, das Verhältnis der Histonacetyltransferase Tip60 zu β-Catenin zu untersuchen. Der Phorbolester PMA, der tumorfördernde Eigenschaften besitzt, führt in androgen-sensitiven metastasierten Prostatatumorzellen zu einer gesteigerten Transkription von KAI1 durch die Bindung des Tip60-haltigen Aktivatorkomplexes. Die Stimulation führt zu keiner Veränderung der Mengen an nachgewiesenen Proteinen des Aktivator bzw. des Repressorkomplexes. Es kommt hingegen zu einer Translokation von Tip60 aus dem Cytosol in den Nukleus. Diese Beobachtung ermöglicht die Annahme, dass durch veränderte intranukleäre Konzentration von Tip60 die Bildung und Bindung des Aktivatorkomplexes an das NFkappa–p50-Protein von KAI1 favorisiert wird und Tip60 in diesem Kontext als Tumorsupressor agieren könnte. Bestimmte Histonacetyltransferasen interagieren mit dem Onkoprotein β-Catenin, stabilisieren es durch Acetylierung und steigern somit die Transkription von Wnt-Zielgenen durch verbesserte Bindung von β-Catenin und dessen Transkriptionspartner der TCF/LEF-Familie an die Zielgene. Auch die Histonacetyltransferase Tip60 bindet sowohl im Core-Bereich von β-Catenin, als auch an dessen Interaktionspartner LEF-1. Ein Einfluss von Tip60 auf die Acetylierung von β-Catenin konnte nicht gezeigt werden. Diese Ergebnisse unterstützen die Annahme, das Tip60 eine restriktive Bedeutung für die Regulation des kanonischen Wnt-Signalweges hat, in dem es den Transkriptionskomplex zwischen β-Catenin und LEF-1 hemmt. Vermehrtes Verständnis der multifaktoriellen Einflüsse von Tip60 und β-Catenin auf die regulatorischen Abläufe in Prostatakarzinomen könnten helfen neue Ansatzpunkte für Diagnostik und Therapie zu identifizieren.

Regulation of the canonical Wnt-signaling pathway and its core member β-Catenin are of great importance in oncogenesis and metastasis. Especially in colon and metastatic prostate carcinomas alterations in the cytosolic degradation of β-Catenin and its nuclear translocation are crucial for the effects on downstream signaling, leading to suppression of the transcription of the tetraspanin protein KAI1, which acts as a metastasis suppressor in metastatic prostate carcinoma cell lines. Because of its central role, knowledge of regulation and of interaction partners of β-Catenin is of high importance for understanding of the progression of cancer and might provide information for novel therapeutic approaches. The histone acetyltransferase (HAT) Tip60/KAT5 plays a central role in cellular regulation. Besides being crucial for DNA double strand break (DSB) repair, Tip60 can acetylate histone- and non-histone proteins. It binds to the β-Catenin core region, but unlike other HATs does not acetylate it. In junction with the β-Catenin interaction partner lymphoid enhancer factor 1 (LEF-1) they can build a ternary complex. The phorbolester phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) up-regulates transcription of KAI1 in LNCaP metastatic prostate cancer cells via recruiting a Tip60/Pontin activator complex to its proximal promoter region. These changes were not associated with differences in overall levels of Tip60, Pontin, β-Catenin or Reptin protein expression but with PMA-induced nuclear translocation of Tip60.