Molekulare und funktionelle Charakterisierung von Genen, welche die Zellteilungs-symmetrie in malignen Gliomen kontrollieren

Leitung:		Prof. Dr. Guido Reifenberger
Institut:		Universitätsklinikum Düsseldorf, Institut für Neuropathologie
Homepage:		www.neuropathology-duesseldorf.de

Das Teilprojekt beschäftigt sich mit den molekularen Mechanismen, die dem unkontrollierten Zellwachstum in bösartigen Gliomen zugrunde liegen. Hierbei stehen zum einen molekulare Untersuchungen an Genen im Vordergrund, die u.a. für die Kontrolle der Zellpolarität und symmetrischen versus asymmetrischen Zellteilung von Bedeutung sind, darunter LLGL2, PARD3 und EMX2. Zum anderen haben wir uns in Kooperationsprojekten mit der Rolle der Gene TLX und BCAT in der Gliomentstehung aus neuralen Stammzellen und für die gesteigerte Zellproliferation in Glioblastomen, den häufigsten und bösartigsten glialen Hirntumoren des Menschen beschäftigt. In einzelnen Glioblastomen konnten wir z.B. eine Amplifikation und damit verbundene Überexpression des LLGL2-Gens auf dem langen Arm von Chromosom 17 nachweisen. Für das PARD3-Gen auf 10p11.21 fand sich dagegen eine Deletion in 90% der primären Glioblastome sowie in ca. 10% der sekundären  Glioblastome und selten auch in diffusen und anaplastischen Astrozytomen. Übereinstimmend dazu fand sich eine verminderte Expression des PARD3-Gens in primären Glioblastomen. Ebenfalls konnten wir eine verminderte Expression des auf 10q26 lokalisierten EMX2-Gens in primären Glioblastomen detektieren. Das EMX2-Protein spielt eine wichtige Rolle in der Regulation der Neurogenese während der Hirnentwicklung. Interessanterweise führt der Verlust der EMX2-Expression in adulten neuralen Stammzellen zu einer verstärkten Proliferation durch Erhöhung des Anteils an symmetrischen Zellteilungen. Durch Bisulfitsequenzierung der 5´-CpG-Insel von EMX2 konnten wir in Glioblastomen eine Promotormethylierung als mögliche Ursache der verminderten EMX2-Expression nachweisen. Die Behandlung von Gliomzellen mit 5-Aza-2´-Deoxyctidin und Trichostatin A führte entsprechend zu einer verstärkten Expression von EMX2 auf mRNA-Ebene. Weiterhin haben wir uns mit molekularen Analysen des ebenfalls auf 10q26 lokalisierten Gens FGFR2 befasst. Wir fanden, dass FGFR2 in Glioblastomen häufig transkriptionell herunterreguliert ist. In zwei Glioblastomen zeigte sich ein vollständiger Verlust dieses Gens. Eine Promotorhypermethylierung fand sich dagegen nur in einer kleineren Subgruppe von Gliomen. In Zusammenarbeit mit Prof. G. Schütz, DKFZ Heidelberg, konnte zudem gezeigt werden, dass eine verstärkte Expression des Proteins Tlx in neuralen Stammzellen der Maus zur Entstehung von Gliomen führt, was die Rolle von periventrikulären Stammzellen als Ursprungszelle für Gliome untermauert. Zusammen mit B. Radlwimmer, DKFZ Heidelberg, wurde die zentrale Bedeutung des Enzyms BCAT1 in Glioblastomen analysiert. BCAT1 ist ein spezifischer Marker für primäre Glioblastome, die keine Mutation in den Genen IDH1 oder IDH2 aufweisen. Es zeigte sich, dass BCAT1 essentiell für die aberrante Proliferation und Tumorigenität von Glioblastomzellen  in vitro und im Xenograft-Mausmodell ist. Seine tumorspezifische Überexpression macht BCAT1 zu einem vielversprechenden Therapieziel in glialen Hirntumoren und möglicherweise auch in anderen Neoplasien.