Einfluss der löslichen Guanylylzyklase auf die Expression der cGMP-Exporter MRP4 und 5 in humanen Melanomzellen unter Hypergravitationsbedingungen

Tsiockas, Wasiliki; Conrath, Uwe; Gerzer, Rupert

doi:4074

Einfluss der löslichen Guanylylzyklase auf die Expression der cGMP-Exporter MRP4 und 5 in humanen Melanomzellen unter Hypergravitationsbedingungen = Influence of the soluble guanylyl cyclase on the expression of the cGMP exporter MRP4 and 5 in human melanoma cells under hypergravity conditions

Tsiockas, Wasiliki (Author)^RWTH*

2012

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Wasiliki Tsiockas

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2012

Umfang106 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2012

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Gerzer, Rupert (Thesis advisor)^RWTH* ; Conrath, Uwe (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2012-03-02

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-40748
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/62860/files/4074.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Cyclo-GMP (Genormte SW) ; Biowissenschaften, Biologie (frei) ; Lösliche Guanylylzyklase (frei) ; Multidrug-Resistenzproteine (frei) ; Hypergravitation (frei) ; Melanomzellen (frei) ; soluble guanylyl cyclase (frei) ; multidrug resistance proteins (frei) ; hypergravity (frei) ; melanoma cells (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 570

Kurzfassung
In den vergangenen Jahren konnte gezeigt werden, dass verschiedene Zellen unterschiedliche Adaptationsreaktionen auf veränderte Schwerkraftbedingungen aufzeigen. Sie reagieren u.a. mit Änderungen in Proliferation, Morphologie oder auch Signaltransduktionen. Diese Prozesse werden über Signalkaskaden, bei denen insbesondere die sekundären Botenstoffe cGMP und cAMP eine wichtige Rolle spielen, intrazelllulär verarbeitet und weitergeleitet. Humane Melanozyten eignen sich als humane Zellsysteme zur Untersuchung von Hyper- und Hypogravitationseffekten auf Signaltransduktionsebene, da sie aufgrund ihrer strategischen Position in der Epidermis ständig mechanischen Reizen ausgesetzt sind. Frühere Arbeiten zeigten einen unterschiedlichen Einfluss von Hypergravitation auf den cGMP- und cAMP-Efflux in Melanozyten und Melanomzellen unterschiedlichen Metastasierungspotentials, welcher über hoch-selektive Exporter zyklischer Nukleotide, die Multidrug-Resistenzproteine (MRP) 4/5 erfolgt. Aufgrund dieser Ergebnisse wurde in der vorliegenden Arbeit der Einfluss der löslichen, NO-sensitiven Guanylylzyklase (sGC) auf die hypergravitationsinduzierte Expression von MRP4/5, endothelialer und induzierbarer Stickstoffmonoxidsynthase (e/iNOS) und partikulärer GC (GC-A/B) in der nicht-metastasierenden 1F6 Melanomzelllinie untersucht. Hierfür wurde die Expression der b1-Untereinheit der sGC auf mRNA-Ebene über siRNA-Transfektion gehemmt. Die Resultate zeigen, dass humane nicht-metastasierende 1F6 Melanomzellen mit einer erhöhten Expression der in den cGMP-Signalweg untersuchten Gene (MRP4/5, e/iNOS) auf Langzeitzentrifugation (5g für 24 h) reagieren. Erfolgte hingegen die Transfektion von 1F6 Melanomzellen mit siRNA-sGCb1 konnte keine Änderung der untersuchten Gene nach Hypergravitation beobachtet werden. Die Bestimmung der in den cGMP-Signalweg involvierten Gene wurde weiterhin in der hoch-metastasierdenen BLM Melanomzelllinie durchgeführt, welche, wie siRNA-sGCb1-transfizierte 1F6 Melanomzellen, keine NO-sensitive sGC besitzt. Auch hier konnte keine erhöhte Expression der untersuchten Gene auf mRNA-Ebene nachgewiesen werden. Die erhaltenen Ergebnisse weisen darauf hin, dass die sGC bei der Adaptation von nicht-metastasierenden 1F6 Melanomzellen, jedoch nicht von hoch-metastasierenden BLM Melanomzellen, an Hypergravitation eine bedeutende Rolle spielt. Diese und zukünftige Studien könnten zur Klärung, ob Astronauten durch Langzeitflüge einem erhöhten Krebsrisiko ausgesetzt sind und zu einer verbesserten medizinischen Versorgung auf Langzeitflügen, beitragen.

Previous studies showed that altered gravity conditions lead to different adaptation responses in various cells, like changes in proliferation, morphology or signal transduction. These changes are forwarded through intracelllular signaling cascades which are, amongst others, mediated by the important second messengers cGMP and cAMP. On the basis of their strategical position in the epidermis, human melanocytes are constantly exposed to mechanical stimuli. That makes them an interesting in vitro system for hyper- and hypogravity studies. Earlier studies showed different influences of hypergravity on the cGMP- and cAMP-Efflux and the expression of the highly-selective nucleotide transporters MRP (multidrug resistance proteins) 4/5 in human melanocytes and melanoma cells with different metastatic behaviour. Based on these results the influence of the soluble, NO-sensitive guanylylcyclase (sGC) on the hypergravity-induced expression of MRP4/5, endothelial and inducible nitric oxide synthase (e/iNOS) and particulate GC (GC-A/B) in the non-metastatic 1F6 melanoma cell line was studied by silencing the mRNA-expression of the sGCb1 subunit through siRNA-transfection. The data show an increased expression of the investigated genes (MRP4/5, e/iNOS) after the cells were exposed to hypergravity (5g for 24 h), whereas no alteration could be found after silencing the sGCb1 subunit with siRNA. Furthermore the expression of the investigated genes remained unaffected in highly metastatic BLM cells which, as siRNA-sGCb1 transfected 1F6 melanoma cells, do not have an NO-sensitive sGC. The received data indicate an important role of sGC on the adaptation of non-metastatic 1F6 melanoma cells, but not highly metastatic BLM cells, to hypergravity. The current and further studies could contribute to the question whether astronauts have an increased risc to develop cancer and how to improve medical care during long-term space flights.

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