Myc-Funktion im Zellwachstum und Identifikation von neuen Myc-regulierten Genen in B-Zellen

Die Überproduktion des Myc-Proteins ist eine Ursache für die Entstehung einer großen Anzahl von humanen Tumoren. Die Erforschung der Myc-Funktionen ist daher ein wichtiges Ziel der Tumorbiologie. Mit einem neuartigen Zellsystem wurde in dieser Arbeit die Rolle von Myc für das Wachstum von Zellen untersucht. Das Zellsystem P493-6 ist eine B-Zellinie, in der die myc-Expression durch ein Tetrazyklin-Vektorsystem regulierbar ist und das erste menschliche Zellsystem, in dem Myc konditional untersucht werden konnte. Diese Linie exprimiert kein endogenes myc, so daß Myc-Funktionen nur von der Expression des exogenen, konditionalen Myc abhängen. Der Zusatz von Tetrazyklin (Tc) im Kulturmedium bewirkt die Repression von myc und den Zellzyklusarrest. Durch Auswaschen von Tc kann myc wieder induziert werden und die Zellen treten wieder in die Zellzyklusprogression ein. In früheren Arbeiten wurde in dieser Zellinie bereits der Einfluß von Myc auf die Zellzyklusregulation untersucht (Pajic et al. 2000). Diese Untersuchungen wurden in dieser Arbeit erweitert, mit Augenmerk auf die Myc- Funktion im Zellwachstum. Myc löste in P493-6 keine Apoptose aus, wenn dem Kultivierungsmedium Serum entzogen wurde. Myc konnte bei Serum-Entzug nicht den Eintritt in die DNA-Synthesephase induzieren. Stattdessen wurden Myc-Funktionen im Zellwachstum beobachtet. Myc steigerte bei Serum-Entzug die Proteinsynthese, die Aktivität von Stoffwechselenzymen und bewirkte so die Zunahme an Zellmasse und -Größe. Zum ersten Mal wurde damit gezeigt, daß Myc-Expression Zellwachstum induziert, ohne daß die Aktivierung des Zellzyklus erfolgen muß. Zellwachstum kann also durch Myc über einen eigenen, Zellzyklus-unabhängigen Weg reguliert werden. Diese Ergebnisse wurden durch andere Arbeiten über Maus- und Drosophila-Myc bestätigt. Da Myc als Transkriptionsfaktor beschrieben wurde, wurden in der vorliegenden Arbeit neue Myc-regulierte Gene mit modernen Array- und Genchip-Analysen identifiziert. Insgesamt konnten 108 Gene identifiziert werden, die neue Kandidatengene für direkte Regulation durch Myc sind. Viele dieser Gene sind am Ablauf von Stoffwechselwegen beteiligt, wie Aminosäure- und Proteinsynthese, Lipid-Metabolismus, Proteinfaltung und –umsatz, Nukleotid- und DNA-Synthese, Transport, Nukleolus-Funktion, Transkription, Spleissen und oxidativem Stress, was die Beobachtungen der Zellwachstumsregulation bestätigt. Die Identifikation von Myc-Zielgenen, die an der Signaltransduktion beteiligt sind, war eine neue Beobachtung. Neben Komponenten der Signaltransduktion wurden auch Wachstumsfaktoren-, und Wachstumsfaktorrezeptoren als Myc-Zielgene identifiziert. Damit ist Myc an der Regulation von autokrinen und parakrinen Stimulierungs-Signalwegen beteiligt, die die Proliferation entscheidend beeinflussen. Die Ergebnisse des Genexpressionsprofils ist außerdem von Bedeutung für das Verständnis der Zellzyklusaktivierung in B-Zellen

c-Myc and Rel/NF-κB Are the Two Master Transcriptional Systems Activated in the Latency III Program of Epstein-Barr Virus-Immortalized B Cells ▿ †

The Epstein-Barr virus (EBV) latency III program imposed by EBNA2 and LMP1 is directly responsible for immortalization of B cells in vitro and is thought to mediate most immunodeficiency-related posttransplant lymphoproliferative diseases in vivo. To answer the question whether and how this proliferation program is related to c-Myc, we have established the transcriptome of both c-Myc and EBV latency III proliferation programs using a Lymphochip specialized microarray. In addition to EBV-positive latency I Burkitt lymphoma lines and lymphoblastoid cell lines (LCLs), we used an LCL expressing an estrogen-regulatable EBNA2 fusion protein (EREB2-5) and derivative B-cell lines expressing a constitutively active or tetracycline-regulatable c-myc gene. A total of 897 genes were found to be fourfold or more up- or downregulated in either one or both proliferation programs compared to the expression profile of resting EREB2-5 cells. A total of 661 (74%) of these were regulated similarly in both programs. Numerous repressed genes were known targets of STAT1, and most induced genes were known to be upregulated by c-Myc and to be involved in cell proliferation. In keeping with the gene expression patterns, inactivation of c-Myc by a chemical inhibitor or by conditional expression of dominant-negative c-Myc and Max mutants led to proliferation arrest of LCLs. Most genes differently regulated in both proliferation programs corresponded to genes induced by NF-κB in LCLs, and many of them coded for immunoregulatory and/or antiapoptotic molecules. Thus, c-Myc and NF-κB are the two main transcription factors responsible for the phenotype, growth pattern, and biological properties of cells driven into proliferation by EBV

Identification of CDK4 as a target of c-MYC

The prototypic oncogene c-MYC encodes a transcription factor that can drive proliferation by promoting cell-cycle reentry. However, the mechanisms through which c-MYC achieves these effects have been unclear. Using serial analysis of gene expression, we have identified the cyclin-dependent kinase 4 (CDK4) gene as a transcriptional target of c-MYC. c-MYC induced a rapid increase in CDK4 mRNA levels through four highly conserved c-MYC binding sites within the CDK4 promoter. Cell-cycle progression is delayed in c-MYC-deficient RAT1 cells, and this delay was associated with a defect in CDK4 induction. Ectopic expression of CDK4 in these cells partially alleviated the growth defect. Thus, CDK4 provides a direct link between the oncogenic effects of c-MYC and cell-cycle regulation