Das FGF-FGFR System besteht aus 22 Liganden und 4 Rezeptoren die eine wichtige
Rolle für das Überleben, die Migration und Neo-Angiogenese spielen. In Krebszellen ist dieses System u. A. durch Überexpression von FGFs und deren Rezeptoren dereguliert.
Das führt durch autokrine Stimulation zu einer anhaltenden Signalaktivität, die das Tumorzellwachstum fördert und zur Krebsprogression beiträgt. Speziell FGFR4 wurde mit Tumoraggressivität in verschiedenen Tumortypen assoziiert. Ein Polymorphismus wurde beschrieben, der das Gly an der Stelle 388 der FGFR4 Transmembrandomäne durch ein
Arg ersetzt was die Metastasierung fördert.
Wir untersuchten (1) die biologische Rolle dieses Polymorphismus in kolorektalen Karzinom-
Zellen und (2) die unterschiedliche Aktivierung der Genprodukte der Allel durch die Liganden FGF18 und FGF19. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen höhere Aggressivität von FGFR4arg Zellen, die auch durch Invasionsdaten besonders in HCT116 Zellen bestätigt
wurden. Zellen, die hauptsächlich FGFR4gly exprimieren, wiesen erhöhte Anheftungsfähigkeit und verbesserte Kolonienbildung auf. Expression von mesenchymalen
Markern hingegen, war niedrig in SW480 FGFR4arg Transfektanten wie auch in den FGFR4arg heterozygoten HT29 Zellen, während Überexpression eines Gly Allels die Expression
der mesenchymalen Marker förderte.
Zugabe von FGF18 und FGF19 in das Medium hatte keinen Effekt auf das Wachstum und die Kolonienbildung. FGF19 inhibierte Zellmigration und erhöhte Zellanheftung unabhängig
vom FGFR4 Allel.
Herunterregulation von endogenem FGF18 wirkte sich negativ auf die Phosphorylierung von PLCγ und Src aus, erhöhte aber GSK3ß Phosphorylierung in SW480gly Zellen während in SW480arg Zellen der Phosphorylierungsstatus von Signalproteinen unberührt blieb. Zugabe von exogenem FGF18 konnte die Knockdown-Effekte in SW480gly aufheben.
In SW480arg Zellen erhöhte FGF18-Zugabe Phosphorylierung von Src und GSK3ß aber pERK Level wurde erniedrigt. Diese Beobachtungen deuten auf eine FGF18 Signalwirkung durch FGFR4, besonders dem Gly Allel.
Unsere Studie weist auf die Möglichkeit einer autokrinen Stimulation von Tumorzellen
durch FGF18 und FGF19 hin, die durch den FGF Rezeptor 4 vermittelt wird.The FGF-FGFR system consists of 22 ligands and various receptors expressed from four FGFR genes that play important roles in survival, migration and neo-angiogenesis. Cancer
cells deregulate and exploit this system by various mechanisms including overexpression of FGFs and FGFRs and autocrine stimulation of tumour cells. This leads to sustained signalling resulting in tumour cell growth and cancer progression. Specifically
FGFR4 is involved in tumour aggressiveness in several tumour types. A single nucleotide polymorphism (G388R) in the transmembrane domain was described with the presence of FGFR4 Arg allele leading to enhanced metastasis.
We investigated (1) the biological role of the FGFR4 polymorphism in colorectal cancer cells and (2) the differential activation of the polymorphic alleles by the ligands FGF18 and FGF19. The results of this study demonstrate higher aggressiveness of FGFR4arg
cells which could also be confirmed through investigation of the invasion activity especially
in HCT116 cells. Cells expressing mostly FGFR4gly displayed an increased attachment and colony formation ability. In contrast, expression of mesenchymal markers was quite low in FGFR4arg overexpressing SW480 cells and also the FGFR4arg expressing
HT29 cells while overexpression of the Gly allele enhanced mesenchymal markers.
Addition of FGF18 and FGF19 to cell culture medium did not stimulate growth and
clonogenicity. FGF19 inhibited cell migration and increased cell attachment independent of FGFR4 allele.
FGF18 knockdown downregulated phosphorylation of PLCγ and Src, while it upregulated phosphorylation of GSK3ß in SW480gly cells, but did not affect phosphorylation status of signalling proteins in SW480arg. Addition of exogenous FGF18 reversed the KD-effects in SW480gly. In SW480arg cells it increased phosphorylation of Src and GSK3ß, but downregulated pERK. These observations indicate FGF18 signalling FGFR4, especially the Gly allele. Mechanistic details still need to be elucidated.
In summary, our observations suggest that autocrine stimulation by FGF18 and FGF19 via FGFR4 is a player in tumour growth and progression that needs to be further elucidated
