Die Funktion der Inositolpolyphosphat-5`-Phosphatase SHIP für die Signaltransduktion hämatopoetischer Zellen und ihre Bedeutung für die humane Leukämogenese
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die lnositol-5-Phosphatase SHIP (SHIP-1) ist ein negativer Regulator der Cytokin-vermittelten Signaltransduktion und die Inaktivierung von SHIP in der Maus führt zur Entstehung einer myeloproliferativen Erkrankung. In diesem Projekt wurde die Funktion von SHIP für die Pathogenese myeloischer Erkrankungen beim Menschen untersucht Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Expression von SHIP in primären CD34+-Zellen von zwei Patienten mit einer myelomonozytären Leukämie (JMML) sowie in 12 Patienten mit einer akuten myeloischen Leukämie (AML) zu einer deutlichen Reduktion der GM-CSF-abhängigen Koloniebildung (CFU-GM) und Proliferation in vitro führte. Bei den AML-Patienten betrug die Hemmung der GMCSF- abhängigen Proliferation zwischen 72 und 93% (Mittelwert 86%). Auch das autonome Wachstum konnte bei einem AML-Patienten mit sehr hoher Leukozytenzahl im peripheren Blut (300 x 109/L) um 56% in vitro gehemmt werden. Durch Verwendung einer enzymatisch inaktiven Mutante (D672A) konnte gezeigt werden, dass der hemmende Effekt von SHIP auf das Wachstum der Leukämiezellen von seiner enzymatischer Aktivität abhängt. Diese Ergebnisse deuten auf eine mögliche gentherapeutische Potenz von SHIP zur Behandlung akuter myeloischer Leukämien hin, die nun in Maus-Experimenten weiter untersucht werden müsste. Weiterhin wurde der molekulare Mechanismus untersucht, durch den SHIP das Wachstum humaner Leukämiezellen hemmt. Hierbei wurden in Jurkat-Zellen mittels Microarray-Analysen und qRT-PCR 11 Gene identifiziert, deren Expression durch SHIP mindestens 2-fach reguliert wird (3 hoch- und 8 runterreguliert). Eines der durch SHIP hochregulierten Gene kodiert für den Transkriptionsfaktor KLF2 (LKLF). Es konnte gezeigt werden, dass die SHIP-vermittelte Hochregulation von KLF2 über den PI3Kinase/Akt-Signalweg verläuft und dass die Überexpression von KLF2 ebenso wie die Überexpression von SHIP zur Hemmung des Wachstums von Jurkat- Zellen führt. Diese Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass die Wiederherstellung der Expression von SHIP in Jurkat-Zellen durch eine Hemmung des PI3K/Akt- Signalwegs zu einer erhöhten Expression von KLF2 führt, wodurch das Wachstum dieser Zellen gehemmt wird.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Restoration of SHIP activity in a human leukemia cell line downregulates constitutively activated Phosphatidylinositol 3-Kinase/Akt/GSK3ß signaling and leads to an increased transit time through the G1 phase of the cell cycle. Leukemia 18: 1839-1849 (2004).
S. Horn, E. Endl, B. Fehse, M. Weck, G.W. Mayr, and M. Jücker.
- Identification of the T cell quiescence factor KLF2 as a target gene of the lnositol-5- Phosphatase SHIP-1 in a leukaemic T cell line. British Journal of Haematology 131: 628-631 (2005)
L. Garcia-Palma, S. Horn, F. Haag, T. Streichert, G. W. Mayr and M. Jücker
- Gene transfer of SHIP-1 inhibits proliferation of juvenile myelomonocytic leukaemia cells carrying KRAS2 or PTPN11 mutations. Gene Therapy 14: 699-703 (2007)
A. Metzner, M.A. Horstmann, B. Fehse, G. Ortmeyer, C.M. Niemeyer, C. Stocking, G.W. Mayr and M. Jücker
