Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

Evolution of Chromosomal Instability in Hepatocarcinogenesis Studied in Two Different Mouse Models

Kurzfassung

In dieser Studie verwendeten wir ein Mausmodell bei dem HCC durch Diethylnitrosamin (DEN) induziert wurde. Dabei handelt es sich um das am häufigsten verwendete Modell für Lebertumorentstehung, welches dem menschlichen HCC mit schlechter Prognose entspricht. Trotz der häufigen Verwendung dieses HCC Modells gab es bisher keine detaillierte longitudinale Darstellung von langfristigen Veränderungen. Wir präsentieren hier eine chronologische Aufstellung der genetischen Veränderungen während der DEN-Karzinogenese, bei der die Mäuse zu verschiedenen Zeitpunkten untersucht wurden. Tumorproben wurden mittels Laser-Mikrodissektion isoliert und mit array-CGH (engl.: comparative genomic hybridization; vergleichende genomische Hybridisierung) und Sequenzier-Analysen untersucht. Chromosomale Gewinne und Verluste wurden bereits 32 Wochen nach DEN-Induktion beobachtet und nahmen bis zur 56. Woche deutlich zu. Der Verlust des distalen Chromosoms 4q, einschließlich der Tumorsuppressor-Gene Runx3 und Nr0b2/Shp, trat häufig früh auf und konnte in allen Tumor-Stadien beobachtet werden. Diese Region ist syntenisch zu der menschlichen Region 1p36.33-p32.1, die in etwa 15% der menschlichen HCC-Fälle fehlt. Überaschenderweise zeigte sich beim Sequenzieren, dass β-catenin Mutationen spät auftreten und dass diesen Mutationen eine eindeutige chromosomale Instabilität vorangeht. Entgegen der vorherrschenden Meinung spielen also β-catenin Mutationen und die Aktivierung des Wnt/β-catenin Pfades in diesem Modell der chemischen Hepatokarzinogenese keine Rolle in der Tumorentstehung.

Neben dem DEN Mausmodell untersuchten wir mit derselben Methode auch die langfristigen genetischen Veränderungen während der Hepatokarzinogenese im Mdr2 Knockout (KO) Mausmodell mit HCC. Das Mdr2 KO Mausmodell entspricht dem durch Entzündung ausgelösten HCC. Die Mdr2 KO Mäuse entwickeln zuerst eine cholestatische Hepatitis, die sich dann schrittweise zum HCC entwickelt. Deshalb ist dieses Modell für Langzeitstudien sowie für die Untersuchung von präkanzerösen Läsionen geeignet. Numerische chromosomale Veränderungen wurden bereits in Tumoren von 13 Monaten alten Mäusen beobachtet und nahmen bis zum Monat 24 deutlich zu. Der Verlust des distalen Chromosoms 8q, einschließlich vieler Tumorsuppressor-Genen wie etwa das bekannte Dlc 1, trat am häufigsten früh auf und blieb in allen Tumorstadien bestehen. Interessanterweise trat der Verlust des distale Chromosoms 4q, der bereits im DEN Modell beobachtet worden war, auch im Mdr2 KO Modell häufig auf, was die Bedeutung dieser Region in der Entwicklung von HCC bestätigt. Im Gegensatz zu den DEN-induzierten Tumoren waren sowohl die frühen als auch die späten Mdr2 KO-Tumore durch häufige fokale Amplifikation der chromosomalen 18qA1-qA2 Region gekennzeichnet, die syntenisch zu der menschlichen 10p11-p12.3 Region ist. Diese Region ist in ca. 10% der menschlichen HCCs überrepräsentiert. Eine Amplifikation dieser Region wird beim menschlichen HCC, welches mit einer HBV Infektion assoziiert ist, und in verschiedenen menschlichen HCC Zelllinien beobachtet. Neben verschiedenen anderen Onkogenen enthält die Region das Crem Gen, welches eine Gruppe von Transkriptionsfaktoren kodiert, die in der Regeneration der Leber eine wichtige Rolle spielen. Die Amplifikation des Crem Gens auf genomischer Ebene wurde zusätzlich durch FISH Analyse sowohl bei den Mdr2 KO Tumoren als auch in mehreren menschlichen HCC Zelllinien bestätigt. In diesen menschlichen HCC Zelllinien zeigte die Expressionsanalyse eine Hochregulierung der ICER Transkriptionsfaktoren, die von dem Crem Gen kodiert werden. Die genauen Auswirkungen der Crem Gen Amplifikation auf die Entwicklung von HCC werden sich durch weitere funktionale Studien zeigen.

Schlagwörter

Unsere Studie weist darauf hin, dass das derzeitige Wissen über genomische Veränderungen beim HCC hauptsächlich auf fortgeschrittenen Tumor-Läsionen basiert und dass eine systematische Analyse mit einer chronologischen Anordnung einschließlich früher Läsionen neue, unerwartete Erkenntnisse bringen kann.

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Publikationsjahr

2011

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