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Osteokalzinexpression und -regulation bei malignen hämatologischen Erkrankungen und in kultivierten Zellen
Peter Wihlidal
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Heidrun Karlic
DOI
10.25365/thesis.11660
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30300.54761.885665-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Hauptziel der vorliegenden Arbeit war es, die gemeinsame Basis der Hämatopoese und Osteopoese zu charakterisieren. Da hämatopoetische Stammzellen hämatologischer Erkrankungen, charakterisiert durch die Expression von c-KIT (CD117), auch den Osteoblastenmarker Osteokalzin exprimieren, lag das Hauptaugenmerk auf der Expression Osteokalzins und den dieser zugrundeliegenden Regulationsmechanismen. Diese sollten sowohl in Blut- und Knochenmarkszellen bei hämatologischen Erkrankungen als auch in Leukämie- und Osteosarkom-Zellinien untersucht werden, nämlich mittels:
1. quantitativer Bestimmung der mRNA-Expression des Osteoblastenmarkers Osteokalzin (OCN) sowie dessen Spleißvarianten in hämatologischen Erkrankungen in Abhängigkeit einerseits von der Art der Krankheit, andererseits vom Krankheitsstadium. Wir untersuchten Knochenmarksproben zweier Patienten mit chronisch myeloischer Leukämie (CML), sieben mit anderen myeloproliferativen Erkrankungen (MPD) und vier mit akuter myeloischer Leukämie (AML). Mit Hilfe von RT-PCR-Analysen sollten die Expressionsmuster der gespleißten (OCNs) und ungespleißten OCN-mRNA (OCNu), der assoziierten Transkriptionsfaktoren AML1 und AML3 (= sogenannte Runt-domain Faktoren) sowie des c-KIT (CD117), eines Markers für aktivierte Stammzellen, quantifiziert werden. Unsere Daten weisen darauf hin, daß OCNs und OCN-Protein in c-KIT-positiven neoplastischen Stammzellen von Patienten mit hämatologischen Erkrankungen exprimiert werden.
2. Es wird vermutet, daß der antiproliferativ wirkende Tyrosinkinasehemmer Imatinibmesylat (IM) Erneuerung und Umbau der Knochen behandelter Patienten beeinflußt. Wir untersuchten die Auswirkungen von IM in vitro in der leukämischen Zellinie HL60 und in den Osteosarkomzellen MG63 und U2OS, bzw. primären Maus-Osteoblastenzellen MC3T3-E1. Besonderes Augenmerk galt der Genexpression von Osteokalzin und dessen Spleißvarianten und der Transkriptionsfaktoren AML1 und AML3 sowie von c-KIT und einigen Stoffwechsel-assoziierten Genen, um Informationen über den Differenzierungsstatus der Zellen zu erhalten. Unserer Versuchsreihe zufolge wurden durch IM sowohl Zellproliferation als auch OCN-Expression in allen Zellinien gehemmt, hingegen wurde ein relativer Anstieg der OCNs-mRNA in den humanen Zellinien beobachtet. Gene, die eher in differenzierten Zellen exprimiert werden, wurden hingegen stimuliert. Damit läßt sich erklären, daß das Wachstum leukämischer Zellen und Osteoblasten mit malignem Charakter von IM gehemmt, das Gedeihen gesunder Zellen der Hämatopoese und Osteogenese hingegen gefördert wird, was auf eine osteoprotektive Wirkung von IM hinweisen könnte.
Abstract
(Englisch)
Main issue of this work was to gain further insight into the association of haematopoiesis and osteopoiesis. A crucial cue for that is the fact that haematopoietic stem cells of haematopoietic diseases, which are characterised by c-KIT (CD117) expression, express the osteoblast marker osteocalcin. Thus, attention was focussed on the expression and regulation of osteocalcin, on one hand in blood and bone marrow samples of haematological diseases and on the other hand in leukaemic and osteosarcoma cell lines, i.e., by
1. investigating the expression of osteocalcin (OCN) splicing variants in haematological malignancies. We analysed bone marrow obtained from two patients with chronic myeloid leukaemia (CML), seven patients with other myeloproliferative diseases (MPD) and four patients with acute myeloid leukaemia (AML). RT-PCR analyses were performed in order to assess and quantify spliced (OCNs) and unspliced (OCNu) mRNA, the associated transcription factors (AML1 and AML3) as well as c-KIT, which is a marker for activated stem cells. Our data indicate that OCNs mRNA and OCN protein are expressed in c-KIT positive neoplastic stem cells in haematological malignancies.
2. It has been suggested that the tyrosine kinase inhibitor imatinib mesylate (IM), which has proven anti-proliferative effect, influences osteogenesis and bone turnover in treated patients. Thus, we aimed to quantify OCN mRNA, its splicing variants, the associated Runt-domain transcription factors AML1 and AML3, c-KIT and several metabolic genes to gain evidence about the differentiation state in the HL-60 leukaemia cell line as well as MG63 and U2OS osteosarcoma cells and murine primary osteoblasts MC3T3-E1. Our data indicate that IM induces inhibition of proliferation and synthesis of total OCN-mRNA in all cell lines, but a relative increase of OCNs-mRNA was observed in the human cell lines. On the other hand, differentiation-associated genes appeared to be stimulated. This may also indicate an osteoprotective effect of IM in vivo, but a complex equilibrium has to be considered. Thus, several leukaemic cell-types and osteoblasts with a malignant potential such as osteosarcoma cells are influenced by consequences of IM-induced tyrosine kinase inhibition.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Osteocalcin alternative splicing c-KIT AML1 and AML haematopoiesis leukaemia HL60, MG63, U2OS and MC3T3-E1 imatinib mesylate
Schlagwörter
(Deutsch)
Osteokalzin alternatives Spleißen c-KIT AML1 und AML3 Hämatopoese Leukämie HL60, MG63, U2OS und MC3T3-E1 Imatinibmesylat
Autor*innen
Peter Wihlidal
Haupttitel (Deutsch)
Osteokalzinexpression und -regulation bei malignen hämatologischen Erkrankungen und in kultivierten Zellen
Paralleltitel (Englisch)
Osteocalcin expression and regulation in haematological malignancies and in cultivated cells
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
58 S.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Heidrun Karlic
AC Nummer
AC08445162
Utheses ID
10521
Studienkennzahl
UA | 091 | 441 | |