Dr. rer. nat. Ildikó Zalán
Dr. med.
Untersuchungen der Expression des 5-Lipoxygenase-Enzymstoffwechselweges in
humanen Karzinom- und Sarkomzellinien
Geboren am 06.06.1965 in Darmstadt
Reifeprüfung am 19.06.1984 in Darmstadt
Studiengang der Fachrichtung Medizin vom SS 1989 bis SS 1996
Physikum am 15.3.1991 an der Universität in Heidelberg
Klinisches Studium in Heidelberg
Praktisches Jahr im Lehrkrankenhaus Salem in Heidelberg
Staatsexamen am 23.04.1996 an der Universität in Heidelberg
Promotionsfach : Innere Medizin
Doktorvater: Prof. Dr. med. A.J.R. Habenicht
5-Lipoxygenase (5-LO) ist das Schlüsselenzym der Leukotriensynthese. Leukotriene sind als
Mediatoren in die Pathogenese entzündlicher und allergischer Reaktionen involviert. Über
eine weiterreichende Rolle der 5-LO wird in der Literatur kontrovers diskutiert.
Bisher wurde die Expression des 5-LO Gens lediglich in hämatopoetischen Zellen eindeutig
nachgewiesen.
In der vorliegenden Arbeit wurden 28 Karzinomzellinien unterschiedlicher Primärtumoren
und 3 Sarkomzellinien mit Hilfe der RT-PCR-Technologie auf 5-LO Transkripte untersucht.
In einigen Karzinomzellen wurden Immunoblotanalysen zum Nachweis von 5-LO-Protein
durchgeführt. Mittels semiquantitativer RT-PCR wurden die Karzinomzellen in Hinblick auf
die Höhe der 5-LO mRNS-Expression verglichen. In Zellinien, in denen primär keine oder
lediglich eine geringe 5-LO mRNS-Expression nachweisbar war, wurde durch Inkubation mit
TGFß/VD3 eine Induktion des Enzyms provoziert.
Weitere Metabolisierungswege sollten durch Nachweis von LTA4-Hydrolase und LTC4-
Synthase mRNS analysiert werden. Eine möglicherweise mit der 5-LO-Expression
konkordante FLAP-Expression wurde ebenfalls auf mRNS-Ebene untersucht.
Entgegen der Auffassung einer ausschließlichen 5-LO-Expression in hämatopoetischen
Zellen, wurden in der vorliegenden Arbeit in mehr als 2/3 der untersuchten Karzinomzellinien
und in 2 der 3 analysierten Sarkomzellinien 5-LO mRNS mit Hilfe der RT-PCR-Technologie
nachgewiesen. Die Expression war nicht organspezifisch, jedoch wurde in den untersuchten
Pankreaskarzinomzellinien der höchste 5-LO-Gehalt - sowohl auf der Ebene der mRNS als
auch auf Proteinebene - gefunden. Erstmals wurde in dieser Arbeit 5-LO in mesenchymalen
Geweben (Sarkomen) beobachtet. In 1/3 der Zellinien, die primär keine 5-LO mRNS
exprimierten, konnte in Abhängigkeit einer TGFß/VD3-Inkubation eine Induktion des
Enzyms erzielt werden.
In nahezu 90% der Zellinien wurde eine von der 5-LO-Expression unabhängige FLAP-
Expression beobachtet. Das Vorhandensein dieses Arachidonsäure-bindenden Proteins scheint
somit nicht notwendigerweise eine gleichzeitige 5-LO-Expression zur Folge zu haben.
LTA4-Hydrolase wurde in allen untersuchten Zellinien in vergleichbarer Menge
nachgewiesen, was für eine nicht regulierte Expression dieses Enzyms - ähnlich eines nicht
regulierten Haushaltsgens - spricht.
LTC4-Synthase exprimierten dagegen weniger als 20% der untersuchten Zellinien. Das
Vorhandensein aller 4 Gene des 5-LO-Enzymclusters wurde in 4 Karzinomzellen und einer
Sarkomzellinie gefunden, wobei 2 Glioblastomzellinien das ausgeprägteste
Expressionsmuster zeigten.
Die erarbeiteten Ergebnisse werfen die wichtige Frage nach einer weitergehenden Funktion
der 5-LO außerhalb des hämatopoetischen Systems auf. Ist 5-LO- Expression mit der
malignen Transformation assoziiert oder ist sie Bestandteil der normalen Differenzierung
epithelialer - möglicherweise auch mesenchymaler - Gewebe?
Die vorliegende Arbeit kann diese Frage nicht klären, bietet aber die Grundlage für
weiterführende Untersuchungen.
