Lars Brodauf

Adenin-Uracil-reiche-Ribonukleinsäure-bindender-Faktor-1 (AUF1) Isoformen-Expression in Schilddrüsentumorzelllinien und in Schilddrüsengeweben

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Medizin (Dr. med.) vorgelegt der Medizinischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 07.08.2008

Abstract
Die Regulationsmechanismen des mRNA-Stoffwechsels treten zunehmend in den Fokus der Erforschung menschlicher Tumore. AUF1 ist ein Protein, das den Abbau, die Lokalisation von mRNA und sogar die Transkription beeinflusst und somit eine direkte Rolle in der Genexpression der Zelle spielt. In dieser Arbeit wurde erstmals die AUF1-Isformenexpression in Schilddrüsenzellen untersucht. Mittels Westernblotanalysen wurden drei Tumorzelllinien (FTC-133, B-CPAP, 8505C), sowie Normal- (n=4), Struma- (n=10), Adenom- (n=10), FTC- (n=7), PTC- (n=13) und UTC-Gewebe (n=10) charakterisiert. Ergänzend wurden Gefrierschnitte von Normal-(n=1), Struma- (n=10), Adenom- (n=10), FTC- (n=10), PTC-(n=10) und UTCGeweben (n=10) immunhistochemisch gefärbt und ausgewertet. Wie beeinflussbar die Expression von AUF1 ist, sollten Stimulationsversuche an den drei Tumorzelllinien untersuchen. In allen untersuchten Proben ließ sich AUF1 mit seinen vier Isoformen nachweisen, wobei die Anteile der Isoformen p37 und p40 bei den Zelllinien immer stark vertreten waren und die Isoformen p42 und p45 in den Zelllinien FTC-133 und 8505C fast vernachlässigbar gering exprimiert wurden. Durch die verwendeten Stimulantien ließ sich keine bevorzugte Signaltransduktion entschlüsseln, eher war mit allen ein immer gleiches Bild der Überexpression für jede Zelllinie zu erkennen. Mit beiden Untersuchungsmethoden zeigte sich bei den Patientenproben ein klares Gefälle in der Gesamtexpression, hierbei wurde bei den Normalgeweben eine signifikante Erhöhung im Vergleich zu den malignen Entartungen festgestellt. Neben der Gesamtexpression zeigten sich deutliche Unterschiede in der Isoformenverteilung, bei der die Normalgewebe eine Mittelstellung zwischen den benignen und malignen Geweben einnehmen. Auch in der Proteinlokalisation zeigten sich Unterschiede zwischen den Entitäten, somit wurde das Verhältnis der Proteinmenge zwischen Kern und Cytosol mit steigender Malignität stetig kleiner. Die hier gezeigten Daten stellen die wichtige Rolle von AUF1 in der Schilddrüse klar heraus und die deutlichen Unterschiede in der Expression ermöglichen eine Verwendung als diagnostischen Marker.

Human tumorgenesis research increasingly focuses on mRNA metabolism and its regulation. The protein AUF1 regulates localization, translation and transcription of mRNA. Therefore, it is a crucial factor in cellular gene expression. To our knowledge, this is the first time that expression of AUF1 isoforms has been examined in thyroid gland cells. Three tumor cell lines (FTC-133, B CPAP, 8505C), normal thyroid tissues (n=4), struma- (n=10), Adenom- (n =10), FTC- (n=7), PTC- (n=13) and UTC tissue (n=10) were analysed by Western Blot. In addition, freeze cuts of normal thyroid tissues (n=1), struma- (n=10), Adenom- (n=10), FTC- (n=10), PTC- (n=10) and UTC tissues (n=10) were colored and evaluated by immunohistochemistry. Susceptibility of the AUF1 expression was examined by stimulation of the tumor cell lines. In all samples all four isoforms were detected. The tumor cell lines FTC-133 and 8505C produced higher levels of isoforms p37 and p40 and showed very low expression of isoforms p42 and p45. The stimulation experiments revealed no prefered pathway. Every pathway showed nearly the same reaction. Both Immunohistochemistry and Western Blot showed a clear decrease of total AUF1 expression in patient samples. However, normal tissues possessed significant higher levels compared to the malignant tissues. Furthermore, we observed a clear distribution of isoforms with an intermediate position of normal tissues in between benign and malignant tissues. Protein localization differences between the entities appeared, therefore the ratio of the protein quantity between core and cytosol with increasing malignität became steadily smaller. Our data show the important role of AUF1 in the thyroid gland and point out a possible application as a diagnostic marker.

Keywords:
AUF1, hnRNP D,Adenin-Uracil-reiche-Ribonukleinsäure-bindender-Faktor-1, Schilddrüse, Zelllinienstimulation, Schilddrüsenmarker, AUF1-Isoformen

AUF1, hnRNP D, AU-rich element-binding protein 1, thyroid gland, cell stimulation, diagnostic marker, AUF1-isoforms, thyroid cancer

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Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Referat, Inhaltsverzeichnis, Abkürzungsverzeichnis (1, I-IX)
1 Einleitung (1-12)
2 Material und Methoden (13-30)
3 Ergebnisse (31-53)
4 Diskussion (54-60)
5 Perspektive (61)
6 Zusammenfassung (62-63)
Literaturverzeichnis (64-71)
Tabellen- und Abbildungsverzeichnis (72-73)
Thesen (74-75)