Detailansicht
Functional and mechanistic characterization of novel selective modulators of retinoid X receptors
Simone Latkolik
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium NAWI Bereich Lebenswissenschaften (Dissertationsgebiet: Molekulare Biologie)
Betreuer*in
Verena M. Dirsch
DOI
10.25365/thesis.47470
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13161.62723.679370-0
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Retinoid-X-Rezeptoren (RXRs) sind Kernrezeptoren, die eine Vielzahl von biologischen Funktionen aufweisen. Sie regulieren physiologische Prozesse und spielen eine große Rolle in der Entwicklung von Organsimen, indem sie als Signalintegratoren wirken um die Transkription von Zielgenen zu kontrollieren. Liganden von Retinoid-X-Rezeptoren werden als Rexinoide bezeichnet. Am Rezeptor gebunden, agieren Sie entweder als Agonist oder Antagonist. Liganden Bindung führt zur Bildung von Liganden-Rezeptor-Komplexen, die entweder Homodimere oder Hete-rodimer sind, bestehend aus RXR und einem Partnerkernrezeptor. Die Rezeptoraktivie-rung oder -hemmung hängt von verschiedenen Cofaktoren ab, die Liganden-abhängig oder –unabhängig mit dem Rezeptor assoziiert sind und zu den jeweiligen Promotorre-gionen der Zielgene rekrutieren werden.
RXR Liganden zeigen Aktivität gegen bestimmte Krebsarten und haben ein Potenzial zur Behandlung von Stoffwechselerkrankungen. Die Möglichkeiten zur Anwendung dieser RXR Liganden sind jedoch beschränkt durch einen hohen Toxizitätsgrad und, aufgrund des breiten Wirkungsspektrums in verschiedenen Geweben, das Auftreten Nebenwir-kungen. Diese Arbeit beschreibt die Identifizierung von neuen RXR Liganden mit selek-tiveren Eigenschaften als volle Agonisten, die strukturell auf dem partiellen RXR-Agonisten und dem natürlich vorkommenden Rexinoid Honokiol basieren. Honokiol ist ein Biphenyl Neolignan, welches aus der Rinde von Magnolia officinalis iso-liert wurde. Es wurde gezeigt, dass Honokiol die RXRα-, sowie PPARγ-abhängige Luci-ferase-Genexpression in humanen embryonalen Nierenzellen (HEK293) erhöht. In ei-nem zellbasierten Luciferase-Reportergensystem wurden asymmetrische Honokiolderi-vate identifiziert, die selektiv die RXRα-abhängige, aber nicht PPARγ-, LXRα-, LXRβ- und FXR-abhängige Luciferase-Genexpression in einer dosisabhängigen Weise transaktivie-ren. Die berechneten EC50-Werte für die RXRα-Aktivierung zeigen eine hohe Potenz (170- 850 nM) im Vergleich zu Honokiol (EC50: 1038 nM).
Die Wirkung dieser Derivate auf den Prozess des Cholesterin-Efflux in Makrophagen sowie die Auswirkung auf die Lipidakkumulation in Leberzellen (HepG2-Zellen) wurde genauer untersucht. Ein Mikroarray-Assay wurde durchgeführt, um die Interaktion von Coregulator-Kernrezeptor-Wechselwirkungen zu identifizieren. Zusammenfassend be-schreibt diese Arbeit die funktionale und mechanistische Charakterisierung von neuar-tigen selektiven Modulatoren des Retinoid-X-Rezeptors.
Abstract
(Englisch)
Retinoid X receptors (RXRs) are nuclear receptors displaying a variety of biological func-tions. They regulate physiological and developmental processes by acting as signal inte-grators to control the transcription of target genes.
Ligands of RXR are called rexinoids and they modulate nuclear receptor function either as agonist or as antagonist. This modulation is due to the ligand-receptor complex for-mation, the ability of RXRs to heterodimerize with other nuclear receptors or to form homodimeric receptor complexes, as well as the ability of the formed ligand-receptor complex to differentially recruit diverse co-activators and co-repressors to the respec-tive target gene promoters. Some small molecule ligands exert anticancer activity and have a potential for the treatment of metabolic diseases but their usage is limited due to toxicity and unfavorable tissue and receptor subtype selectivity that cause various side effects.
This work describes the identification of selective small-molecule ligands for RXR that are structurally based on the partial RXR agonist and natural occurring rexinoid Honokiol. Honokiol is a biphenylic neolignan initially isolated from the bark of Magnolia officinalis. It has been shown that Honokiol promotes RXRα-, as well as PPARγ-dependent luciferase gene expression in human embryonic kidney cells (HEK293). By using receptor specific luciferase-based testing models, 5 asymmetric honokiol deriva-tives were identified that selectively transactivate RXRα-dependent but not PPARγ-, LXRα-, LXRβ-, and FXR-dependent luciferase gene expression in a dose-dependent man-ner. The calculated EC50 values for RXRα activation indicate a high potency of action of these derivatives and range from 170 to 850 nM in comparison to Honokiol (EC50: 1038 nM). Selected candidates were further functionally characterized and their impact on macrophage cholesterol efflux in differentiated THP-1 cells as well as the impact on lipid accumulation in liver cells (HepG2 cells) was investigated.
Additionally and in line with its partial agonism, a microarray assay for real-time co-regulator-nuclear receptor interactions revealed that we have identified compounds that recruit certain co regulators with a higher selectivity than full agonists (e.g. Bexaro-tene, 9-cis retinoic acid) to the RXRα ligand-binding domain in vitro.
In summary, this work describes the functional and mechanistic characterization of novel selective modulators of retinoid X receptors.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Retinoid X Receptor rexinoid selective RXR modulators cholesterol efflux
Schlagwörter
(Deutsch)
Retinoid X Rezeptor Rexinoid Selektive RXR Modulatoren Cholesterin Efflux
Autor*innen
Simone Latkolik
Haupttitel (Englisch)
Functional and mechanistic characterization of novel selective modulators of retinoid X receptors
Paralleltitel (Deutsch)
Funktionelle und mechanistische Chrakterisierung von neuen selektiven Modulatoren von Retinoid X Rezeptoren
Publikationsjahr
2017
Umfangsangabe
139 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Laszlo Nagy ,
John M. Pezzuto
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC14481753
Utheses ID
42014
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 490 |