Das maligne Melanom ist ein vom melanozytären Zellsystem ausgehender bösartiger Tumor, der sich überwiegend in der Haut manifestiert. Im Verhältnis zur Tumormasse liegt eine frühe Tendenz zur Metastasierung und folglich eine ungünstige Prognose vor. Demnach besteht eine große Notwendigkeit, die molekularen Mechanismen der Entstehung und Progression des Melanoms aufzuklären, um zukünftig bessere Behandlungsstrategien zu entwickeln.
Die Melanomentstehung und –progression ist charakterisiert durch die Entartung von Melanozyten durch verschiedene Gendefekte, de-regulierte Signalwege und Transkriptionsfaktoren. Dabei erwerben die Zellen bestimmte Eigenschaften, die sie folglich als Tumorzellen auszeichnen: erhöhte Proliferationsrate, Verlust von Tumor- Suppressoren, Erwerb invasiver und metastasierender Eigenschaften, replikative Immortalität und vermehrte Angiogenese und Apoptose- Resistenz. An diesem Prozess der Tumorentwicklung spielen verschiedene Moleküle eine entscheidende Rolle. In diesem Zusammenhang stehen Signalwege und Transkriptionsfaktoren im Fokus meiner Analysen.
Transkriptionsfaktoren regulieren die Genexpression auf transkriptioneller Ebene. Durch die Fehlregulation von Transkriptionsfaktoren erfolgt eine De-Regulation mehrerer spezifischer Zielgene, was gravierende funktionelle Veränderungen nach sich ziehen kann. Anormale Transkriptionsaktivität und die damit verbundene veränderte Genexpression kann somit unter Umständen zu einem malignen Zelltyp führen.
Die AP-1-Transkriptionsfaktorfamilie konnten als eine der wichtigsten bezüglich des malignen Melanoms identifiziert werden und setzt sich aus verschiedenen Subfamilien zusammen. (z.B. Jun und Fos). Die Jun Subfamilie besteht aus den Mitgliedern c-Jun, JunB und JunD, zur Fos Subfamilie zählen c-Fos, FosB, Fra-1 und Fra-2. Die AP-1 Aktivität spielt im Rahmen der Tumorgenese eine essentielle Rolle. AP-1 Mitglieder besitzen eine basic leucin zipper Domäne (bZIP), eine DNA-Bindedomäne und eine Transaktivierungsdomäne. AP-1 Transkriptionsfaktoren können nur als Homo- oder Heterodimere aktiv werden.
Im Rahmen dieser Arbeit stand das AP-1 Mitglied c-Jun und dessen Regulation und Funktion im malignen Melanom im Fokus der Analysen Die Regulation von c-Jun erfolgt zum einen posttranskriptionell durch zahlreiche physiologische und pathologische Stimuli. Dabei kann es sich um Zytokine, Wachstumsfaktoren, Stress- Signale oder onkogene Stimuli handeln. Des Weiteren ist c-Jun das wichtigste Substrat des JNK (Jun-N-terminal Kinase) Signalweges und auch konstitutiv aktives ERK führt zu einer Stabilisierung von c-Jun im Melanom. Das Zell-Zelladhäsionsmolekül E-Cadherin ist ein weiterer wichtiger Regulator von c-Jun und spielt bei der Interaktion von Keratinozyten- Keratinozyten oder Keratinozyten- Melanozyten eine Rolle. Durch den Verlust von E-Cadherin kommt es zur epithelial-mesenchymalen Transition (EMT), wodurch die Zellen migratorisches Potential erlangen und die Basalmembran passieren können. Folglich kommt es zum unkontrollierten Melanozytenwachstum, welches wiederum zur Tumorentstehung führt. Unsere Arbeitsgruppe konnte bereits zeigen, dass der Transkriptionsfaktor c-Jun durch den Verlust von E-Cadherin auf Proteinebene stabilisiert wird.
Die Ergebnisse dieser Dissertation zeigen, dass im malignen Melanom neben den bekannten Signalwegen JNK und ERK auch ein alternativer, E-Cadherin abhängiger Signalweg existiert. Dieser Signalweg führt über die Aktivierung des Transkriptionsfaktors ETS-1 zur Expression der GTPase RhoC, welche wiederum die Expression und Aktivierung des Transkriptionsfaktors c-Jun steuert. Zudem konnte die regulatorische Funktion der Mikrotubuli auf den Transkriptionsfaktor c-Jun aufgeklärt werden. Diesbezüglich zeigte sich eine Interaktion zwischen c-Jun und monomerem α-Tubulin, welche den Transkriptionsfaktor c-Jun stabilisiert. Diese Stabilisierung von c-Jun hat eine Steigerung der AP-1 Aktivität, AP-1-DNA Bindungsaktivität und c-Jun Akkumulation im Kern zur Folge. Darüberhinaus konnte Importin 13 als Mediator des c-Jun Kernimports im malignen Melanom identifiziert werden, welches ebenfalls eine Interaktion mit c-Jun und α-Tubulin aufweist. Weitere Analysen bestätigten, dass diese detektierte Interaktion zwischen c-Jun/α-Tubulin/Importin 13 von allen drei Faktoren und der Nuclear Localization Sequence (NLS) von c-Jun abhängig ist.
Durch weitere Analysen konnte eine miRNA identifiziert werden, die miR-125b, welche den Transkriptionsfactor c-Jun und damit die AP-1 Aktivität im Melanom durch direkte Bindung in der kodierenden Region der c-Jun mRNA posttranskriptionell reguliert. Die miR-125b und c-Jun Expression korrelieren im malignen Melanom invers. Nach miR-125b Re-Expression in Melanomzellen konnte eine Verringerung des proliferativen und migratorischen Potentials detektiert werden. Demnach konnten im Rahmen dieser Promotionsarbeit verschiedene molekulare Mechanismen der c-Jun Regulation im malignen Melanom detektiert und aufgeklärt werden
