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URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-37199
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2006/3719/


Regulation of human androgen receptor by corepressors and signal transduction in prostate cancer

Regulation des männlichen Androgen-Rezeptors durch Corepressoren und der Signaltransduktions-Kascades in Prostatakrebs

Asim, Mohammad


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Freie Schlagwörter (Deutsch): Androgen-Rezeptor , Corepressoren , Signaltransduktion , Prostatakrebs
Freie Schlagwörter (Englisch): Androgen receptor , corepressors , signal transduction , prostate cancer
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Genetik
Fachgebiet: Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 30.10.2006
Erstellungsjahr: 2006
Publikationsdatum: 30.10.2006
Kurzfassung auf Englisch: The thesis primarily addresses the role of transcriptional corepressor and signal transduction cascades in regulating
androgen receptor (AR) activity. AR is a ligand-activated transcription factor and is important for the development of
male phenotype. Malfunctioning of AR function has been implicated in the progression of the prostate cancer (CaP).
Clinical management of the CaP most often involves the administration of anti-hormones (Cas, CPA) that bind to AR
and turn it transcriptionally incompetent and consequently regression of the tumor. Eventually though emerges
resistance to therapy 3-4 semesters post-treatment but unfortunately modern medicine doesn’t offer any cure at this
point. To safeguard the AR function, corepressor molecules negatively modulate AR function on its target genes
hence suggested to have protective role against the CaP. Gene regulation by AR and corepressors can be influenced by
activated signal transduction machinery often abruptly activated in CaP cells.

The work pursued here in part shows how partial agonist CPA modulates the expression of target genes PSCA and
Maspin. It also highlights how interaction of corepressor SMRT is modulated by signal transduction pathways in vivo.
The work demonstrates the role of Src kinase pathway in regulating AR function in androgen-independent CaP cells.
Inhibiting Src by chemical inhibitor PP2, leads to decrease in AR recruitment on target genes in vivo. Also it decreases
transactivation potential of AR on various target genes. The work also shows that inhibition of Src leads to loss of
target gene induction in response to agonist and growth retardation of C4-2, hormone-independently growing cells.
This work also demonstrates the discovery of a new AR corepressor LCoR. Corepressor LCoR potently represses AR
transactivation not only in anti-hormone but also in a hormone-dependent manner in CV1 cells. Versatility in
repression by LCoR evidenced from the experiments showing potent in vivo repression of AR T877A hot spot mutant
and another AR mutant which does not interact and thereby not repressed by many other corepressors. This work also
shows that for its interaction with AR LCoR uses its C-terminus, which harbours HLH domain that interacts with the
DBD of AR in vivo. Intriguingly LCoR shows only marginal repression of endogenous AR in CaP cells. This work
shows that LCoR is functionally weakened by Src kinase pathway in CaP cells in repressing AR function. Inhibition
of Src by Src inhibitor PP2 enhances autonomous silencing function of LCoR. In addition, this inhibition by PP2
enhances its ability to interact and thereby repress AR in CaP. Overexpression of stably-integrated corepressor LCoR
in CaP cells leads to compromised growth.

This work demonstrates the importance of molecular cross talk between corepressors and signal transduction pathways
that functionally modulate the corepressor function and thereby regulate AR transactivation and growth of CaP. It also
opens an important avenue in translational cancer research implicating the role of cross talk between signaling
cascades and corepressors in CaP.
Kurzfassung auf Deutsch: In dieser Arbeit wurde die Bedeutung transkriptionaler Corepressoren und der Signaltransduktions-Kaskade bei der
Regulation des Androgen-Rezeptors (AR) untersucht. Der AR ist ein durch Liganden aktivierbarer
Transkriptionsfaktor und ist für die Entwicklung des männlichen Phänotyps von großer Bedeutung. Dysfunktionen des
AR sind mit der Progression von Prostata-Krebs (CaP) assoziiert. Das klinische Management bei der Behandlung von
CaP besteht häufig in der Gabe von Anti-Hormonen (Cas, CPA), welche an den AR binden, dessen Transkription
unterbinden und daher zu einer Regression des Tumors führen. Nach 1-2 Jahren der Therapie mit Anti-Hormonen
kommt es meist zu einer Therapie-Resistenz, die leider zum jetzigen Zeitpunkt keine medizinische Heilung
ermöglicht. Corepressoren, die den AR transkriptionell hemmen, scheinen daher eine hemmende Rolle bei der CaPProliferation
zu haben. In CaP-Zellen kann die Genregulation durch AR und Corepressoren durch eine Aktivierung der
Signalkaskade beeinflusst werden.

In dieser Arbeit wurde untersucht, wie der partielle Agonist CPA die Expression der Zielgene PSCA und Maspin
reguliert. Es wurde weiterhin analysiert, wie eine Interaktion des Corepressors SMRT durch Signalwege in vivo
moduliert wird. Die Arbeit zeigt die Bedeutung des Src-Kinase-Signalweges bei der Regulation der AR-Funktion in
Androgen-unabhängigen CaP-Zellen. Wird Src durch den chemischen Inhibitor PP2 blockiert, führt dies in vivo zu
einer verminderten AR-Rekruitierung an Ziel-Genen. Auch das Transaktivierungspotential von AR an verschiedenen
Ziel-Genen ist vermindert. In dieser Arbeit wurde weiterhin gezeigt, dass eine Inhibierung von Src zu einem Verlust
der Induktion der Zielgene als Antwort auf den Agonisten und zu einem verminderten Wachstum der C4-2-Zellen,
einer Hormon-unabhängig wachsende Zelllinie, führt.

Weiterhin wurde in dieser Arbeit LCoR als ein neuer Corepressor für den AR beschrieben. Der Corepressor LCoR
unterdrückt die AR-Transaktivierung sowohl durch Anti-Hormone als auch durch Hormone in CV-1-Zellen. Die
Vielseitigkeit der Repression von LCoR wurde in Experimenten gezeigt, die eine effektive in vivo Hemmung der AR
T877A „hot spot“-Mutante und anderer AR-Mutanten zeigen. Diese können mit vielen anderen Corepressoren nicht
interagieren und somit nicht reprimiert werden. Das konnte auch nachgewiesen werden für die Interaktion des AR mit
dem C-terminalen Ende von LCoR mit einer HLH-Domäne, welche mit der DBD-Domäne des AR in vivo reagiert.
Interessanterweise zeigte LCoR nur eine geringe Repression des endogenen ARs in CaP-Zellen. In dieser Arbeit
wurde auch gezeigt, dass durch den Src-Signalweg in CaP-Zellen LCoR funktionell schwächer wird. Eine Hemmung
von Src durch den Src-Inhibitor PP2 führt zu einer Verstärkung der Funktion von LCoR. Darüber hinaus fördert diese
Inhibierung durch PP2 eine Interaktion und führt zu einer Unterdrückung der AR-Transaktivierung in CaP-Zellen. Die
Überexpression von stabil integrierten LCoR in CaP-Zellen führt zu einer Beeinträchtigung des Wachstums.

Diese Arbeit zeigt die Bedeutung des molekularen „cross talks“ zwischen Corepressor und Signaltransduktions-
Wegen, welche die Funktion des Corepressors funktionell moduliert, dadurch die AR-Aktivierung und die
Proliferation von Prostata-Tumoren reguliert. Für weitere Forschungen könnten möglicherweise die Erkenntnisse
bezüglich des „cross talks“ zwischen Signalkaskaden und Corepressoren in Hinblick auf die Prostata-Tumoren genutzt
werden.