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The role of cancer-associated fibroblast-derived Wnt2 in colon cancer angiogenesis
Daniela Unterleuthner
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium NAWI aus dem Bereich Naturwissenschaften (Dissertationsgebiet: Chemie)
Betreuer*in
Christopher Gerner
DOI
10.25365/thesis.62328
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-12299.85104.425765-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Wnt2 ist ein Mitglied der Familie von Wnt-Liganden, die β-Catenin-abhängige
und -unabhängige Wnt-Signalwege aktivieren können. Die Wnt-Signalübertragung ist an
vielen verschiedenen physiologischen und pathologischen Prozessen, wie der
Embryonalentwicklung, Organhomöostase, Stammzellbiologie und Krebserkrankungen,
beteiligt.
Frühere Studien zeigten, dass Wnt2 eine pro-angiogene Wirkung bei der
Plazentavaskularisierung und auf Endothelzellen unterschiedlichen Gewebeursprungs hat.
Darüber hinaus wurde über eine erhöhte Wnt2-Expression bei einer Vielzahl von
Karzinomen berichtet. Weiters ist Wnt2 aktiv am Fortschreiten von Krebserkrankung
beteiligt. In humanen Dickdarm-Karzinomen ist Wnt2 selektiv in tumor-assoziierten
Fibroblasten (CAFs) im Tumorstroma, nicht jedoch in den Tumorzellen erhöht. Ob Wnt2 eine
Rolle bei der Angiogenese von Dickdarmkrebs spielt, wurde bisher nicht untersucht.
Mit dieser Arbeit zeigen wir, dass Wnt2 die Migration und Invasion von Endothelzellen
verstärkt, während es nur in einem kleinen Prozentsatz der Zellen β-Catenin-abhängige
Signale induziert und keinen Einfluss auf den Zellzyklus von HUVECs hat.
Durch die Verwendung von physiologisch relevanten Endothelzell/Fibroblasten Cokultur
Experimenten, die die Quantifizierung wichtiger angiogener Eigenschaften ermöglichen,
konnten wir zeigen, dass die Länge, Sprossung und Verzweigung von Gefäßstrukturen durch
Knockdown von Wnt2 in CAFs mittels siRNA verringert werden. In Übereinstimmung mit
diesen Ergebnissen, führte hingegen eine Überexpression von Wnt2 in Hautfibroblasten, die
per se kein Wnt2 exprimieren, zu gesteigerter Angiogenese. In einem Dickdarmkrebs-
Xenotransplantat-Modell in Mäusen führte die Überexpression von Wnt2 zu einer
Steigerung der Gefäßdichte und des Tumorvolumens. Darüber hinaus korreliert die Wnt2-
Expression mit der Expression von Endothelzellmarkern in humanen Dickdarmkarzinomen.
Sekretom-Analysen von CAFs mittels Massenspektrometrie, Zytokin-Arrays und Bead-ELISAs
ergaben, dass eine Reihe von Proteinen, die mit pro-angiogenen Funktionen assoziiert sind,
durch Wnt2 verstärkt exprimiert werden. Darunter befinden sich extrazelluläre
Matrixmoleküle, Angiopoietin 2, IL-6, G-CSF und PGF. Weiters konnten wir zeigen, dass
letztere drei in einem kausalen Zusammenhang mit einer gesteigerten Angiogenese stehen.
Demzufolge beeinflusst Wnt2, welches in stromalen Tumorfibroblasten hochreguliert ist,
Angiogenese in Dickdarmkarzinomen positiv, indem es das Gleichgewicht zugunsten
pro-angiogener Signale verschiebt.
Abstract
(Englisch)
Wnt2 is a member of the family of Wnt ligands, which can activate β-catenin-dependent
and -independent Wnt signaling pathways. Wnt signaling is involved in multiple
physiological and pathological processes including development, organ homeostasis, stem
cell biology and cancer.
Previous studies showed that Wnt2 acts as a pro-angiogenic factor in placental
vascularization and for endothelial cells (ECs) of different vascular origins. Moreover,
increased Wnt2 expression has been reported in a wide variety of carcinomas and Wnt2
actively participates in cancer progression. In human colorectal cancer (CRC) Wnt2 is
selectively elevated in cancer associated fibroblasts (CAFs) in the tumor stroma but not in
the tumor cells. However, if there is a role for Wnt2 in colon cancer angiogenesis has not
been addressed so far.
In this thesis, we demonstrate that Wnt2 enhances EC migration and invasion, while it
induces β-catenin-dependent signaling only in a small subset of the cells and does not
affect cell cycle progression in HUVECs. In a novel, physiologically relevant fibroblast/EC coculture
assay, siRNA-mediated knockdown of Wnt2 in CAFs significantly reduced the size,
sprouting and branching of vessel-like structures. This new method allows precise
assessment of important angiogenic properties. In line with these results, overexpression of
Wnt2 in Wnt2-devoid skin fibroblasts led to increased angiogenesis. In colon cancer mouse
xenografts, overexpression of Wnt2 resulted in enhanced vessel density and tumor volume.
Moreover, Wnt2 expression correlated with EC marker expression in human CRC. Secretome
profiling of CAFs by mass spectrometry, cytokine arrays and bead-ELISAs revealed that a set
of proteins associated with pro-angiogenic functions are elevated by Wnt2. These included
extracellular matrix molecules, angiopoietin 2, IL-6, G-CSF and PGF. We further demonstrate
that the latter three are causally linked to increased angiogenesis. Thus, Wnt2 upregulated
in tumor stromal fibroblasts positively affects angiogenesis in CRC by shifting the balance
towards pro-angiogenic signals.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Wnt2 colon cancer angiogenesis LC-MS cell culture
Schlagwörter
(Deutsch)
Wnt2 Dickdarmkarzinom Angiogenese LC-MS Zellkultur
Autor*innen
Daniela Unterleuthner
Haupttitel (Englisch)
The role of cancer-associated fibroblast-derived Wnt2 in colon cancer angiogenesis
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
xvi, 147 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Klaus Kratochwill ,
Christine Brostjan
AC Nummer
AC16118590
Utheses ID
55094
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 419 |