Charakterisierung der Rolle von Nck2 in ErbB2-vermittelten, promigratorischen Signalwegen in Brustkrebszellen

Abstract

Die ErbB-Rezeptortyrosinkinasen (ErbBR) setzten sich aus einer Gruppe von vier strukturverwandten Mitgliedern zusammen: dem epidermal growth factor (EGF)-Rezeptor, ErbB2, ErbB3 und ErbB4. ErbBR spielen in einer Vielzahl von zellulären Prozessen wie Proliferation, Differenzierung und Umstrukturierungsprozessen im Zytoskelett eine Rolle. Darüber hinaus sind sie in einer Reihe von epithelialen Tumoren überexprimiert. Insbesondere ErbB2 ist aufgrund dieser Eigenschaften zunehmende klinische Aufmerksamkeit in der Krebstherapie und -diagnostik gewidmet worden. Vor allem in der Behandlung von Brustkrebs haben ErbB2-basierte Therapeutika einen festen Platz eingenommen. ErbB2 wird durch Neuregulin-1β (Nrg1β) aktiviert, indem letzteres eine Heterodimerisierung des Rezeptors mit ErbB3 und ErbB4 auslöst. In Brustkrebszellen induziert Nrg1β eine Reihe zellulärer Effekte, wie z.B. Proliferation und Migration. Durch Vorarbeiten der Arbeitsgruppe wurde das SH2-SH3-Adaptormolekül Nck2 als intrazellulärer Bindungspartner von ErbB2 ausgemacht. In dieser Arbeit konnte die Interaktion zwischen der SH2-Domäne von Nck2 und ErbB2 in humanen Zellen durch Überexpressionsstudien und endogene Koimmunpräzipitation in Brustkrebszellen bestätigt werden. Anhand von Mutationsanalysen konnte gezeigt werden, dass sowohl Nck1 als auch Nck2 eine essentielle Rolle in durch Nrg-induzierten und der ErbB2-vermittelten Migrationsprozessen in T47D Brustkrebszellen spielen. Morphologische Studien legten dabei nahe, dass dies auf der Funktion von Nck-Proteinen in der Regulation des Zytoskeletts während der Zellmigration beruht. Die Expression von dominant-negativen Nck-Mutanten hatte hierbei weder einen Effekt auf die Nrg-induzierte Proliferation der verwendeten Brustkrebszellen, noch auf die Aktivierung von MAPK- und Akt-Signalwegen. Die verschiedenen Ebenen untersuchten Signalsystems, extrazellulärer Ligand (Nrg), Rezeptor (ErbB2) und intrazellulärer Effektor (Nck), könnten unabhängig voneinander ein promigratorisches Signal in menschlichen Brustkrebszellen auslösen. In dieser Arbeit konnten diese unabhängigen Akteure in Metastasierungsprozessen von Brustkrebszellen zum Teil verknüpft werden, indem gezeigt wurde, dass Nck1 und Nck2 essentiell für die durch Nrg1β-induzierte und von ErbB2-vermittelte Migration von menschlichen T47D Brustkrebszellen ist.

The ErbB-family of receptor tyrosine kinases (ErbBR) is composed of four members: the epidermal growth factor receptor (EGFR), ErbB2, ErbB3 and ErbB4. ErbR take part in a variety of cellular processes such as proliferation, differentiation and cytosceletal signaling processes. They are also expressed in many epithelial cancers. Much attention has been dedicated to ErbB2 in cancer therapy and diagnostics, in particular in management of breast cancer. ErbB2 in activated through Neuregulin-1β (Nrg1β) that initiated heterodimerization with ErbB3 and ErbB4. In breast cancer cells Nrg1β in induces a variety of cellular effects auch as proliferation and migration. In previous works of our research group it was shown that the SH2-SH3 adaptor protein Nck2 is an intracellular interaction partner of ErbB2. In this work this interaction could be confirmed through endogenous coimmunoprecipitation as well as after overexpression of Nck2 and ErbB2 in human cells. through dominant-negative mutants it was shown that Nck1 and Nck2 play an essential role in Nrg-induced and ErbB2-mediated migration in T47D breast cancer cells. Morphological studies indicate that this is based on the regulatory role of Nck proteins in cytosceletal rearrangement. Expression of dominant-negative mutants had no effect of proliferation nor activation of Akt and MAPK signaling pathways. The different layers of the signaling system, extracellular ligand (Nrg), receptor (ErbB2) and intracellular effector (Nck) can induce promigratory signals independently of each other. In this work these components could be partially linked as it was shown that Nck1 and Nck2 are essential for Nrg-induced and ErbB2-mediated migration of T47D breast cancer cells.