Aberrante miRNA-Expression in Gliomen: Molekulare Mechanismen, funktionelle Konsequenzen und deren klinische Signifikanz

Leitung:		Dr. rer. nat. Marietta Wolter
Institut:		Neuropathologie, Universitätsklinik Düsseldorf
Homepage:		http://www.uniklinik-duesseldorf.de/neuropathologie

Ziel des Projektes war die Identifizierung sowie molekulare und funktionelle Charakterisierung von aberrant exprimierten microRNAs (miRNAs) in Gliomen. Der erste Meilenstein war die Erstellung von Expressionsprofilen von 365 humanen microRNAs mittels Echtzeit RT-PCR unter Verwendung von TaqMan Low Density Arrays in einer Serie aus 125 primären Gliomen, 10 nicht-neoplastischen Hirngewebsproben und 35 Gliomzelllinien. Aus dem Vergleich der Expressionsprofile von mit demethylierenden und Histondeacetylase-hemmenden Agenzien-behandelten vs. unbehandelten Zelllinien wurden 46 miRNAs mit einer um mindestens den Faktor 2 erhöhten Expression in mindestens zwei der vier behandelten Zelllinien identifiziert. Die drei für weitere Untersuchungen ausgewählten miRNAs miR-330 (19q13.32), miR-132 (17p13.3) und miR-126 (9q34.3) zeigten in der Mehrheit der untersuchten Gliome im Vergleich zum normalen Hirngewebe eine signifikant erniedrigte Expression. Mittels Sequenzierung von bisulfit-behandelter DNA ließ sich für alle 3 miRNAs eine Hypermethylierung von 5´-gelegenen CpG-reichen Sequenzen in der Mehrzahl der Tumore im Vergleich zu normalem Hirngewebe nachweisen. Bei der Regulation der Expression der microRNAs miR-132 und miR-126 in Gliomzellen scheint zusätzlich eine Histonmodifikation in der jeweiligen 5´-genomischen Region eine Rolle zu spielen. In vitro Studien zeigten für alle drei miRNAs eine erhöhte Apoptose-Aktivität nach Überexpression der entsprechenden miRNAs in Gliomzellen. Zusätzlich konnten für alle drei miRNAs potentielle Zielgene identifiziert und validiert werden. Mittels einer Expressionsanalyse von 16 auf Chromosom 10q gelegenen miRNAs wurden 4 miRNAs (miR-107, miR-146b, miR-346, miR-1287) identifiziert, die in höhergradigen astrozytären Gliomen eine im Vergleich zum normalen Hirngewebe signifikant erniedrigte Expression zeigten. Im Fall von miR-346 und miR-146b scheint eine Hypermethylierung von 5´-gelegenen regulatorischen Sequenzen eine Rolle bei der erniedrigten Expression zu spielen. Eine Überexpression von miR-107, miR-146b und miR-346 miRNAs führte in Gliomzellen zu einem Anstieg der Apoptose-Aktivität. Für die vier miRNAs konnten potentielle Zielgene identifiziert und validiert werden. In diesem Projekt wurden neue Gliom-assoziierte microRNAs identifiziert, die vielversprechende Kandidaten für eine verbesserte Krebsdiagnostik und -prognostik sind sowie mögliche neue therapeutische Targets für eine bisher unheilbare Tumorerkrankung darstellen.