| Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen ohne Print on Demand (1MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-282029
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.28202
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 13 Mai 2014 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Claus Hellerbrand |
| Tag der Prüfung: | 30 April 2013 |
| Institutionen: | Medizin > Lehrstuhl für Innere Medizin I |
| Stichwörter / Keywords: | FAT1, liver disease, HCC |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 28202 |
Zusammenfassung (Englisch)
FAT1 is a member of the atypical cadherin FAT subfamily. The first identified member of this family was Drosophila Fat which has been regarded as a tumor suppressor because of its implication in tissue growth. In vertebrates FAT subfamily consists of 4 members, FAT1, -2, -3 and FAT-J (or FAT4). Only FAT1 has so far been studied more intensively. FAT1 is expressed in a wide range of tissues and a ...
Zusammenfassung (Englisch)
FAT1 is a member of the atypical cadherin FAT subfamily. The first identified member of this family was Drosophila Fat which has been regarded as a tumor suppressor because of its implication in tissue growth. In vertebrates FAT subfamily consists of 4 members, FAT1, -2, -3 and FAT-J (or FAT4). Only FAT1 has so far been studied more intensively. FAT1 is expressed in a wide range of tissues and a homozygous knockout for FAT1 in mice was perinatal lethal. In vitro studies indicate that it is involved in cell polarity and migration. Cancer research revealed deregulated FAT1 expression. In some tumors as breast cancer FAT1 is over-expressed while FAT1 expression is reduced or deleted in others as astrocytic tumors or cholangiocarcinoma.
In the present work, we first analyzed the role of FAT1 in chronic liver disease. We found FAT1 upregulation in a murine model of non-alcoholic steatohepatitis (NASH) and could confirm this result in human tissue from NASH patients. Moreover, we detected induced FAT1 expression in further murine models of chronic liver injury. Thus, bile duct ligation (BDL) as well as hepatotoxic thioacetamide (TAA) administration induced hepatic upregulation of FAT1 expression. Furthermore, FAT1 expression was significantly heightened in cirrhotic human liver tissue. Activated hepatic stellate cells (HSC) were identified as the main cellular source of FAT1 in chronic liver disease. Suppression of FAT1 by siRNA inhibited NFκB activation and thereto proinflammatory gene expression, and reduced apoptosis resistance in activated HSC.
Next, we investigated FAT1 expression and function in hepatocellular carcinoma (HCC). FAT1 expression was significantly upregulated in HCC cell lines as well as in HCC tumor tissue compared to primary human hepatocytes (PHH) and non-tumorous liver tissue. In human HCC tissues strong FAT1 expression correlated with tumor stage and proliferation rate. Stable suppression of FAT1 by shRNA transfection reduced proliferation as well as migratory potential of HCC cells. Moreover, cells with suppressed FAT1 expression demonstrated higher susceptibility towards apoptosis, induced by serum starvation. To evaluate the role of FAT1 in HCC in vivo we injected stable FAT1 suppressed cells into nude mice. We observed delayed tumor onset and more apoptotic cells in tumors derived from FAT1 suppressed cell clones.
Finally, we searched for mechanisms responsible for FAT1 upregulation in HCC. We found that hepatocyte growth factor (HGF), a factor secreted by activated HSCs, induced FAT1 expression in vitro. FAT1 expression was further increased in HCC cells under hypoxia, and this induction was strongly repressed by inhibition of hypoxia inducible factor 1 alpha (HIF1α). Hypoxia caused significantly reduced levels of the methyl group donor S-adenosylmethionine (SAM), and SAM supplementation inhibited the hypoxia induced FAT1 expression in HCC cells. Conversely, demethylating agents induced FAT1 expression in HCC cells, and expression analysis in 24 human HCC tissues showed a significant correlation between FAT1 and MAT2A, which is known to critically affect SAM levels in HCC.
In conclusion, increased FAT1 expression in chronic liver disease and HCC functionally promotes the course of disease and thereto may be a new therapeutic target for the prevention and treatment of hepatic fibrosis in chronic liver disease and hepatocellular carcinoma.
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
FAT1 ist ein Mitglied der atypischen Cadherin-Subfamilie FAT. Das erste identifizierte Mitglied dieser Familie war Drosophila Fat. Dieses wurde aufgrund seiner Funktion im Gewebewachstum als Tumorsuppressor angesehen. In Vertebraten besteht die FAT Subfamilie aus 4 Mitgliedern: FAT1, -2, -3 und FAT-J (FAT4), von denen nur FAT1 genauer erforscht wurde. FAT1 wird in vielen Geweben exprimiert. Ein ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
FAT1 ist ein Mitglied der atypischen Cadherin-Subfamilie FAT. Das erste identifizierte Mitglied dieser Familie war Drosophila Fat. Dieses wurde aufgrund seiner Funktion im Gewebewachstum als Tumorsuppressor angesehen. In Vertebraten besteht die FAT Subfamilie aus 4 Mitgliedern: FAT1, -2, -3 und FAT-J (FAT4), von denen nur FAT1 genauer erforscht wurde. FAT1 wird in vielen Geweben exprimiert. Ein homozygoter Knockout von FAT1 in Mäusen ist perinatal letal. In vitro Studien zeigten, dass FAT1 an der Zellpolarität und Migration beteiligt ist. In der Krebsforschung wurde eine deregulierte Expression von FAT1 gefunden. In einigen Tumoren, wie z.B. im Brustkrebs, ist FAT1 überexprimiert, wohingegen in anderen Tumoren, wie z.B. in astrozytären Tumoren oder im Cholangiokarzinom, eine verminderte FAT1 Expression vorliegt.
In dieser Arbeit analysierten wir zuerst die Rolle von FAT1 bei chronischen Lebererkrankungen. Eine Hochregulation von FAT1 konnte in einem murinen Modell der Nicht-Alkoholischen-Steatohepatitis (NASH) festgestellt werden. Diese Ergebnisse wurden in humanen Geweben von NASH Patienten bestätigt. Desweiteren fanden wir eine induzierte FAT1 Expression in murinen chronischen Leberschädigungsmodellen. Die Gallengangsligation (bile duct ligation, BDL) sowie die Gabe von hepatotoxischem Thioacetamid (TAA) führten zu einer erhöhten FAT1 Expression. Außerdem konnte eine signifikante Hochregulation der FAT1 Expression in humanen zirrhotischen Lebergeweben gefunden werden. Als Hauptquelle für FAT1 in chronischen Lebererkrankungen wurden aktivierte hepatische Sternzellen (HSC) identifiziert. Die Suppression von FAT1 in aktivierten HSC mittels siRNA inhibierte die NFκB Aktivierung und verminderte dadurch sowohl die Expression von proinflammatorischen Genen als auch die Apoptoseresistenz.
Weiterhin beschäftigt sich diese Arbeit mit der Expression und Funktion von FAT1 im hepatozellulären Karzinom (HCC). Die FAT1 Expression in HCC Zelllinien sowie in HCC Tumorgeweben war im Vergleich zu primären humanen Hepatozyten (PHH) und nicht-tumorigenen Lebergeweben signifikant hochreguliert. In humanen HCC Geweben korrelierte eine starke FAT1 Expression mit dem Tumorstaging und der Proliferationsrate. Die stabile Suppression von FAT1 mittels shRNA Transfektion verminderte die Proliferation sowie die Migration von HCC Zellen. Außerdem zeigten HCC Zellen mit supprimierter FAT1 Expression eine erhöhte Suszeptibilität gegenüber der durch Serumentzug induzierten Apoptose. Um die Rolle von FAT1 im HCC in vivo zu untersuchen injizierten wir stabil FAT1-supprimierte HCC Zellen in Nacktmäuse. Wir konnten feststellen, dass Tumoren aus FAT1-supprimierten Zellklonen später auftreten und mehr apoptotische Zellen enthalten als Tumoren aus Kontrollzellen.
Schließlich sollten Mechanismen gefunden werden, die für die FAT1 Hochregulation im HCC verantwortlich sind. Es konnte gezeigt werden, dass der Hepatozyten Wachstumsfaktor (hepatocyte growth factor, HGF), der von aktivierten HSCs sekretiert wird, die FAT1 Expression in vitro induziert. Die FAT1 Expression in HCC Zellen konnte weiterhin durch Hypoxie verstärkt werden. Diese Induktion wurde durch Inhibition des Hypoxie induzierten Faktors 1 alpha (HIF1α) stark vermindert. Hypoxie führte zu signifikant verminderten Level des Methylgruppen-Donors S-Adenosylmethionin (SAM) und die Supplementation von SAM inhibierte die durch Hypoxie induzierte FAT1 Expression in HCC Zellen. Demethylierende Agenzien induzierten dagegen die FAT1 Expression in HCC Zellen. Durch Expressionsanalysen in 24 humanen HCC Geweben konnte eine signifikante Korrelation zwischen FAT1 und MAT2A gefunden werden. Von MAT2A ist bekannt, dass es die SAM Level entscheidend beeinflusst.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die erhöhte FAT1 Expression in chronischen Lebererkrankungen und im HCC das Fortschreiten der Erkrankung fördert. Daher könnte FAT1 ein neues therapeutisches Ziel für die Prävention und die Behandlung der hepatischen Fibrose sowie des HCC darstellen.
Metadaten zuletzt geändert: 26 Nov 2020 02:47
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