In gesunden Zellen wird p53 unter physiologischen Bedingungen hat nur eine kurze Halbwertszeit
Nukleus (u.a. Herzmuskelzellen, bronchiale Epithelzellen, Schleimhautzellen des Dick und Dünndarms) oder im Zytoplasma (u.a. Drüsenepithel der Prostata, exokrines Pan reasepithel, Nierentubulusepithel) nachweisbar
In humanen Krebszellen zählt die genetische Aberration des p53 Veränderung (Bai and Zhu. 2006)
ten der Lunge, Ösophagus, Brust, Leber, hämatopoetisches System, Dickdarm (Hollstein et al. 1991) und im Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle
1998; Trivedy et al. 1998)
Cancer (IARC) konnte zeigen, dass die höchste Mutationsrate in der DNA Domäne zu finden ist (Abbildung 10
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Vereinfachte Darstellung der regulatorischen Funktion von p53 (Joerger and Fersht. 2008)
Expression im gesunden Gewebe und im Tumorgewebe
In gesunden Zellen wird p53 unter physiologischen Bedingungen gering exprimiert und nur eine kurze Halbwertszeit (Li et al. 2005). Je nach Gewebetyp ist es entweder
(u.a. Herzmuskelzellen, bronchiale Epithelzellen, Schleimhautzellen des Dick d Dünndarms) oder im Zytoplasma (u.a. Drüsenepithel der Prostata, exokrines Pan reasepithel, Nierentubulusepithel) nachweisbar (Pillai et al. 2003).
In humanen Krebszellen zählt die genetische Aberration des p53-Gens zu der häufigsten (Bai and Zhu. 2006). Zu finden sind p53-Mutationen u.a. in Tumorentit ten der Lunge, Ösophagus, Brust, Leber, hämatopoetisches System, Dickdarm
und im Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle 1998; Trivedy et al. 1998). Die Datenbank der International Agency for Re
konnte zeigen, dass die höchste Mutationsrate in der DNA u finden ist (Abbildung 10).
(Joerger and Fersht. 2008)
ewebe
gering exprimiert und betyp ist es entweder im (u.a. Herzmuskelzellen, bronchiale Epithelzellen, Schleimhautzellen des Dick- d Dünndarms) oder im Zytoplasma (u.a. Drüsenepithel der Prostata, exokrines
Pank-Gens zu der häufigsten Mutationen u.a. in Tumorentitä-ten der Lunge, Ösophagus, Brust, Leber, hämatopoetisches System, Dickdarm
und im Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle (Rowley et al.
tional Agency for Research on konnte zeigen, dass die höchste Mutationsrate in der
DNA-Bindungs-42
Abbildung 10: Relative Verteilung von Missense-Mutationen (Joerger and Fersht. 2008)
In der DNA-Bindungs-Domäne zeigt sich die höchste Mutationsrate. (Diese Daten basieren auf der statistischen IARC TP53-Veröffentlichung)
Die Mutationsspektren von p53, und die damit verbundenen Folgen für die Tumorzelle, sind sehr komplex und vielfältig. Es gibt p53-Mutationen, welche neue, begünstigende Tumorzellfunktionen erwerben können (gain-of-function). Diese Mutanten besitzen zum Beispiel die Fähigkeit Apoptose zu reduzieren und zu hemmen. Andere Mutanten können als dominant-negative Inhibitoren wild-typ-p53 hemmen. Diese Eigenschaften können Tumorwachstum, Chemotherapie-Resistenz und Tumor-Protektion bewirken (Blandino et al. 1999; Soussi and Béroud. 2001; Vousden and Lu. 2002). Zusätzlich gibt es p53-Mutanten, welche für die Tumorzelle einen doppelten Benefit darstellen, indem sie zum einen anti-proliferative und pro-apoptotische Gene herunter regulieren (downstreaming) und gleichzeitig pro-proliferative und anti-apoptotische Gene hochre-gulieren (Martinez-Rivera and Siddik. 2012).
2.1.4.4 Bedeutung in der Onkologie
Die Bedeutung von p53 als Prognosefaktor in Bezug auf Gesamtüberleben (OS) und krankheitsfreies Überleben (DFS) für Patienten, welche am Plattenepithelkarzinom des Kopf-Hals-Bereiches (Larynx, Oropharynx, Hypopharynx, Mundhöhle) erkrankt sind, wird in der Wissenschaft kontrovers diskutiert. Tandon et al. führten eine systematische Überprüfung und Metaanalyse von existierenden Studien durch, um herauszufinden, ob p53 herangezogen werden kann. Dabei stellte die Forschergruppe fest, dass eine große Heterogenität zwischen den Studien existiert. Nur für das DFS, in Bezug auf
Oropha-43
rynx und Mundhöhle, wurde keine Heterogenität festgestellt. Für den Oropharynx zeigte die Metaanalyse einen Überlebensvorteil bei p53-Überexpression und Mutation. Bei der Mundhöhle zeigte die Metaanalyse einen Überlebensnachteil bei p53-Überexpression und Mutation (Tandon et al. 2010). Poeta et al. konnten eine direkte Assoziation zwi-schen p53-Mutation und schlechterer OS bei Patienten mit Plattenepithelkarzinomen des Kopf-Hals-Bereichs zeigen (Poeta et al. 2007). Erber et al. konnten sogar zeigen, dass bestimmte klinikopathologische Werte von Patienten, welche an Plattenepithelkar-zinomen des Kopf-Hals Bereichs erkrankt waren, im direkten Zusammenhang mit der Art der p53-Mutation stehen. Patienten bei denen eine DNA-Kontaktmutation vorlag, hatten ein höheres Tumorstadium, eine höhere Inzidenz von Lymphknotenmetastasen und ein kürzeres Rezidiv-freies- und Gesamtüberleben als Patienten mit Strukturmutati-on (Erber et al. 1998).
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2.1.5 Periostin (Syn. OSF-2) 2.1.5.1 Molekularer Aufbau
Periostin, ursprünglich als OSF-2 (Osteoblast-specific-factor-2) bezeichnet, gehört zur Familie der extrazellulären Matrixproteine. Es ist ein 93,3kDa großes Glycoprotein des-sen kodierendes Gen auf Chromosom 13 lokalisiert ist. Strukturell setzt sich Periostin aus einer N-terminalen Signalsequenz, einer Cystein-reichen Domäne (EMI-Domäne) gefolgt von vier Fasciclin Domänen (FAS1) und einer C-terminalen Domäne zusam-men. (Hoersch and Andrade-Navarro. 2010; Kudo et al. 2007; Morra and Moch. 2011).
2.1.5.2 Funktion
Ursprünglich im Knochen entdeckt, wurde Periostin als ein Osteoblasten-spezifischer Faktor (OSF-2) isoliert, welcher in erster Linie die Adhäsion und Differenzierung von Präosteoblasten reguliert (Kruzynska-Frejtag et al. 2001; Kudo et al. 2007). Das Protein OSF-2 wurde auf Grund seiner Expression im Desmodont und in der Knochenhaut in
‚Periostin‘ umbenannt (Kruzynska-Frejtag et al. 2004).
In Studien konnte gezeigt werden, dass Periostin in Tumorzellen vor allem das zelluläre Überleben der Tumorzelle, die Metastasierung, die Angiogenese und die Tumorinvasion fördert (Bao et al. 2004; Baril et al. 2007; Kudo et al. 2006; Kudo et al. 2007; Shao et al.
2004). Abbildung 11 zeigt ein schematisches Modell der Periostinfunktion in einer Tu-morzelle und demonstriert das Zusammenspiel einzelner Signalkaskaden, um das Über-leben der Tumorzelle zu gewährleisten.
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Abbildung 11: Schematische Darstellung der Periostinfunktion in der Tumorzelle (Kudo et al. 2007) 1. Tumorzellen mit hoher Periostinexpression schütten Periostin aus
2. Gebildetes Periostin bindet an Rezeptoren von Endothelzellen oder Tumorzellen
3. In der Tumorzelle werden intrazellulare Signalkaskaden aktiviert um die Apoptose zu hemmen und das Über-leben der Zelle zu gewährleisten
4. Durch Aktivierung weiterer Signalketten wird die Tumorinvasion gefördert
5. In Epithelzellen wird durch Wachstumsfaktoren wie VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) die Gefäß-neubildung stimuliert
6. Das Zusammenspiel von Gefäßneubildung, Tumorinvasion und Antiapoptose fördert die Metastasierung
2.1.5.3 Expression im gesunden Gewebe und im Tumorgewebe
Die Periostin-Expression konnte in zahlreichen adulten und fötalen Normgeweben nachgewiesen werden (Kudo et al. 2007). Gillan et al. konnten zeigen, dass Periostin unter anderem in Plazenta, Brust, gastrointestinalem Trakt, Aorta, Magen und Uterus exprimiert wird (Gillan et al. 2002). Zusätzlich wird Periostin verstärkt während der Herzklappen- und Zahnentwicklung exprimiert (Kruzynska-Frejtag et al. 2001;
Kruzynska-Frejtag et al. 2004).
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Periostin ist in verschiedenen malignen epithelialen Tumorentitäten überexprimiert, einschließlich Brustkrebs, Lungenkrebs, Darmkrebs, Neuroblastom, Prostatakarzinom und Mundhöhlenkarzinom (Bao et al. 2004; Kudo et al. 2006; Sasaki et al. 2001; Sasaki et al. 2002; Sasaki et al. 2003; Siriwardena et al. 2006; Tischler et al. 2010). Die Lokali-sation von Periostin konnte sowohl im Zytoplasma (z. Bsp. Prostatakarzinom) als auch im Nukleus (z. Bsp. Brustkrebs) nachgewiesen werden (Puglisi et al. 2008; Tischler et al. 2010).
2.1.5.4 Bedeutung in der Onkologie
Verschiedene Studien konnten belegen, dass die Überexpression von Periostin in direk-ter Korrelation mit Tumorprogression, Metastasenbildung, Tumorangiogenese, Invasion und schlechter Prognose steht (Tabelle 7). Auch Yan und Shao konnten anhand tumori-gener, nicht metastasierender 293T-Zellen zeigen, dass durch Periostin induzierte Mig-ration, Zelladhäsion und Invasion letztendlich die Bildung von Metastasen gefördert wird (Yan and Shao. 2006).
Tabelle 7: Überexpression von Periostin in verschiedenen Tumorentitäten
Krebsart Korrelation Referenz
nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom
Lymphknotenmetastasen, schlechtere Überlebensrate (Sasaki et al. 2001) Neuroblastom Tumorprogression, schlechtere Überlebensrate (Sasaki et al. 2002) Brustkrebs Knochenmetastasen, Tumorwachstum und Angiogenese (Sasaki et al. 2003) (Shao et al. 2004) Kopf-Hals-Karzinome Invasion, Metastasierung (Kudo et al. 2006) Mundhöhlenkarzinom Invasion, Metastasierung, Angiogenese (Siriwardena et al. 2006)
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