Konditionale Mutation des Hippel-Lindau (VHL) Tumorsuppressors in der Niere
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Projekts wurden verschiedene Mauslinien mit genetisch verändertem VW-Lokus generiert, die eine Rekapitulation der menschlichen VHL-Alterationen im Tier erreichen. Grundlage war dabei die Genotyp-Phänotyp-Korrelation des VHL-Syndroms, das mit hoher Penetranz mutationsabhängig zur Entstehung bestimmter Tumorarten führt. Zur Analyse potentiell verschiedener Tumorsuppressions-Mechanismen wurde zum Einen ein exogen regulierbares Modellsystem der Nierenkarzinogenese mit kompletter Ausschaltung von Vhl im proximalen Tubulus (S3 Segment) hergestellt, das dem Typ 1 der VHL- Erkrankung und der Situalion sporadischer Tumoren entspricht. Zum Anderen wurden zwei knock-in Varianten der Typ ll-Erkrankung geschaffen, die mit dem gesamten Tumorspektrum (Typ HB), oder ausschließlich mit dem Auftreten von Phäochromozytomen assoziiert sind (Typ HC). Insgesamt standen somit vier genetisch veränderte Vhl-Mauslinien zur Verfügung, von denen drei in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Dr. E. Bockamp (Institut für Toxikologie, Universität Mainz), selbst hergestellt wurden: Vhl knock-out (floxed Exoni), Vhl knock-out (floxed Exon2), Vhl knock-in 28, Vhl knock-in 2C. Zur nierenspezifischen Ausschaltung der konditionalen Vhl-Allele wurden exogen induzierbare transgene und knock-in-Effektorlinien generiert und mit Hilfe von Reporter- Linien charakterisiert, die eine Expression der Cre-Rekombinase ausschließlich im proximalen Tubulus (GGT-CreERT2), oder in der gesamten Niere erlauben (Wt1 tTA knockin). Der exogen induzierte knock-out von VW im proximalen Tubulus führte allerdings nicht zur Tumorentstehung, weder nach Inaktivierung des gesamten Gens (VW knock-out floxed Exon 1), noch bei gezielter Ausschaltung der HIF-Bindungsdomäne (VW knock-out floxed Exon 2). Die Analyse der knock-out-Tiere zeigte eine Fehlregulation der Tgf-ß1- Signalkaskade in proximalen Tubuluszellen als primäre Folge eines Vhl-Verlusles. Dieser Befund stimmt mit den Beobachtungen in humanen Primärtumoren überein und trägt zum Verständnis der molekularen Pathogenese bei. Darüber hinaus könnte es auf Grundlage der Ergebnisse möglich werden, durch die gezielte Veränderung sekundärer Schritte in der Tumorinitiation das unverändert wichtige Ziel eines Tiermodells der Nierenkarzinogenese doch zu erreichen. Mit Hilfe der VHL Typ ll-assoziierten knock-in-Mäuse war es am Ende der Projektförderung möglich, bei einem Teil der Tiere Phäochromozytome zu induzieren. Damit gelang es erstmals, ein relevantes Tiermodell der VHL-abhängigen Tumorentstehung zu erzeugen, dessen detaillierte Untersuchung Aufschluß über die Tumorsuppressor-Funktion von VHL erbringen wird.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Of mice and models: Improved animal models for biomedical research. Physiol Genomics 11:115-132, 2002
Bockamp E, Maringer M, Spangenberg C, Fees S, Fraser ST, Eshkind L, Oesch F, Zabel B
- (2003). Complementary analysis of clear cell renal carcinoma by array-based comparative genomic hybridisation and complementary expression profiling: Identification of relevant genomic aberrations. American Journal of Human Genetics 73: 254-255
Lausch E, Fritz B, Reutzel D, Radlwimmer B, Spangenberg C, Brenner W, Decker J, Lichter P, Zabel B
- Consequences of reversible ERBB2-expression in breast carcinoma cells: Molecular analyses of intracellular signaling cascades and regulated target genes. Medizinische Genetik 15: 320 (P118), 2003
Lausch E, Trost TM, Fees SA, Prawitt D, Hengstler JG, Türeci Ö, Sahin U, Schmidtke P, Zabel BU, Spangenberg C
- Molecular analyses examining the consequences of reversible ERB62-expression in breast carcinoma cells. American Journal of Human Genetics 73: 255 (500), 2003
Spangenberg C, Trost T, Lausch E, Fees S, Prawitt D, Hengstler JG, Sahin U, Türeci Ö, Zabel B
- (2004). Identification of relevant genomic aberrations in renal cell carcinoma by array-based comparative genomic hybridization and complementary expression profiling. European Journal of Human Genetics 12:195-196
Lausch E, Fritz B, Reutzel D, Spangenberg C, Lichter P, Zabel B
- 4-Epidoxycycline: an alternative to doxycydine to control gene expression in conditional mouse models. Biochem Biophys Res Comm 323: 979-986, 2004
Eger K, Hermes M, Uhlemann K, Rodewald S, Ortwein J, Brulport M, Bauer AW, Schormann W, Lupatsch F, Schiffer I, Heimerdinger C, Gebhard S, Spangenberg C, Prawitt D, Trost T, Zabel B, Sauer C, Tanner B, Kölbl H, Krugel U, Franke H, Illes P, Madaj-Sterba P, Bockamp EO, Beckers T, Hengstler J.G.
- Molecular refinement of the breakpoints in a Wilms'Tumor cell line with a translocation t(7;12)(p22;q22). European Journal of Human Genetics 12 (SI): 183 (P0465), 2004
Spangenberg C, Fees SA, Trost TM, Enklaar T, Reutzel D, Klemm G, Blattner S, Langer A, Lausch E, Prawitt D, Zabel BU
- Premature senescence identified as a primary tumor-protective response of breast carcinoma cells following inducible oncogenic ERBB2-signalling. American Journal of Human Genetics, 2004
Spangenberg C, Trost T, Lausch E, Schmitt S, Fees S, Hengstler J, Bockamp E, Prawitt D, Zabel B
- Inducible oncogenic ERBB2 signaling identifies premature senescence as a primary tumorprotective response in mammary carcinogenesis. European Human Genetics Conference (C20), 7-10.5. 2005, Prague, Czech Republic
Spangenberg C, Trost TM, Lausch EU, Fees SA, Reutzel D, May A, Schmitt S, Schiffer IB, Hengstler JG, Prawitt D, Zabel BU
- Microdeletion and IGF2 loss of imprinting in a cascade causing Beckwith-Wiedemann syndrome with Wilms' tumor. Nat Genet 37: 785-786, 2005
Prawitt D, Enklaar T, Gartner-Rupprecht B, Spangenberg C, Lausch E, Reutzel D, Fees S, Korzon M, Brozek I, Limon J, Housman DE, Pelletier J, Zabel B
- Microdeletion of target sites for insulator protein CTCF in a chromosome 11p15 imprinting center in Beckwith-Wiedemann syndrome and Wilms' tumor. Proc Natl Acad Sci USA 102:4085-4090, 2005
Prawitt D, Enklaar T, Gartner-Rupprecht B, Spangenberg C, Oswald M, Lausch E, Schmidtke P, Reutzel D, Fees S, Lucito R, Korzon M, Brozek I, Limon J, Housman DE, Pelletier J, Zabel B
- Premature senescence is a primary fail-safe mechanism of ERBB2-driven tumorigenesis in breast carcinoma cells. Cancer Res 65: 840-849, 2005
Lausch EU and Trost TT, Fees SA, Schmitt S, Enklaar T, Reutzel D, Brixel LR, Schmidtke P, Maringer M, Schiffer IB, Heimerdinger CK, Hengstler JG, Fritz G, Bockamp EO, Prawitt D, Zabel BU, Spangenberg C
- ERBB2-mediated transcriptional upregulation of the Fibronectin Receptor (ITGA5/B1) promotes tumor cell survival under adverse conditions. Cancer Res 66: 3715-3725, 2006
Lausch EU and Spangenberg C, Trost TM, Prawitt D, May A, Fees SA, Reutzel D, Bell C, Schmitt S, Schiffer IB, Weber A, Brenner W, Hermes M, Sahin U, Türeci Ö, Koelbl H, Hengstler JG, Zabel BU
