Das CXCL12-System kontrolliert die Migration humaner Tumorzellen über EGFR-abhängige Signalwege

Abstract

Das Chemokin CXCL12 (stromal cell derived-factor, SDF-1) bindet an die Rezeptoren CXCR4 und CXCR7 und kontrolliert damit unter anderem das Wachstum sowie die Metastasierung von Tumoren in unterschiedlichen Organen. Interessanterweise werden diese protumorogenen Einflüsse abhängig vom Zelltyp und der jeweiligen zellulären Antwort entweder von CXCR4, CXCR7 oder der Kombination beider Rezeptoren vermittelt. CXCR4 ist ein klassischer G-Protein-gekoppelter Rezeptor, der nach Ligandenbindung zur Aktivierung von Gi, Gq sowie G12/G13 führt. Demgegenüber steht der CXCR7, welcher primär als Scavenger Rezeptor betrachtet wird und über Bildung eines extrazellulären CXCL12-Gradienten vor allem die CXCR4-abhängige Zellmigration kontrolliert. Neuere Arbeiten belegen allerdings, dass auch CXCR7 zu einem eigenständigen Signalverhalten in der Lage ist und ähnlich wie CXCR4 die Migration, Proliferation sowie Invasion von (Tumor)zellen beeinflusst. Die Aktivierung der beteiligten Signalwege erfolgt dabei im Regelfall über Arrestine. Ausnahmen bilden bislang Astrozyten und bestimmte Gliomzellen, in denen CXCR7 als klassischer G-Protein-gekoppelter Rezeptor wirkt. Eine weitere, bislang vor allem für CXCR4 gezeigte Möglichkeit, zelluläre Signalwege zu aktivieren, ist über die Transaktivierung des EGFRs (engl.: epidermal growth factor receptor). Diese Arbeit zeigt, dass die Src-Kinase-vermittelte und G-Protein-abghängige Transaktivierung des EGFRs einen generellen Mechanismus darstellt, über den CXCL12 die Migration in den Tumorzelllinien steuert und damit zur Tumormetastasierung führen kann. Untersucht wurden dabei die Tumorzelllinien A549 (nichtkleinzelliges Lungenkarzinom), C33A (Zervixkarzinom), DLD‑1 (kolorektales Karzinom), MDA‑MB‑231 (Mammakarzinom) und PC‑3 (Prostatakarzinom), in denen die CXCL12-induzierte Zellmigration entweder über CXCR4, CXCR7 oder beide Rezeptoren vermittelt wird. Tatsächlich unterblieb die CXCL12-abhängige Migration aller Tumorzellen in Anwesenheit sowohl des Src-Kinase-Inhibitors Src-I1 als auch des EGFR-Inhibitors AG1478, nicht aber nach Hemmung der Arrestin-Expression mittels RNA-Interferenz. Das zelluläre Migrationsverhalten wurde mittels der Boyden-Kammer analysiert. Die Expression des EGFRs sowie β-Arrestin 1/2 wurde im Western Blot nachgewiesen. Die bereits früher gezeigte unterschiedliche Verwendung von CXCR4 und/oder CXCR7 für die Vermittlung des CXCL12-Signals in den verschiedenen Tumorzellen wurde unter Zuhilfenahme spezifischer Rezeptor-Antagonisten (AMD3100, CCX771) bestätigt. Die erhaltenen Befunde identifizieren den EGFR als einen möglichen therapeutischen Ansatzpunktpunkt zur Unterbindung der von CXCL12 induzierten Metastasierung von Tumoren. Im Vergleich zu CXCR4- oder CXCR7-Rezeptorantagonisten hat dieser Ansatz den Vorteil, dass keine Kenntnis darüber notwendig ist, über welchen CXCL12-Rezeptor das Metastasierungsverhalten des jeweiligen Tumors gesteuert wird