| Die Transduktion von mechanischen Reizen wird, bei der gesunden lactierenden Milchdrüse, aber auch während der Kanzerogenese und Metastasierung von Brustgewebe, als wichtiger Prozess erachtet. In der vorliegenden Dissertation wurden benigne und maligne Mammaepithel – Zelllinien auf die Existenz von funktionellen mechanosensitiven Ionenkanälen (MSC’s) untersucht, existierende MSC’s wurden einem Genprodukt zugeordnet und eine mögliche Bedeutung bei vitalen Prozessen wurde eruiert
Die benigne MCF-10A und die maligne MCF-7 humanen Zelllinien wurden mittels der Patch Clamp Methode auf die Existenz von MSC’s untersucht. In 157 von 291 patches von MCF-7 Zellen konnten funktionelle MSC’s nachgewiesen werden (“cell attached” mode), die damit, unter den vorgegeben experimentellen Bedingungen, die am häufigsten vorkommende Ionenkanalspezies in dieser Zelllinie war (konstantes Membranpotenzial, die Pipettenlösung enthielt hauptsächlich Na+, K+ and Cl-). In völligem Gegensatz dazu, konnten MSC’s in der MCF-10A Zelllinie überhaupt nicht nachgewiesen werden. (N=30). MSCs in MCF-7 wurden in saturierbarer Weise durch Anlegen eines Unterdrucks an der Membranaussenseite aktiviert (EP50: 41.2 ± 0.5 mbar (N=13)). Die Einzelkanalleitfähigkeit (G) betrug 25.6 ± 0.4 pS (N=8) für 153 mmole/L K+. Die Permeabilität für monovalente Kationen stieg in der nachfolgend angegebenen Reihenfolge an: Li+ < Na+ < K+ ˜ Rb+ ˜ Cs+. Divalente Kationen permeierten ebenso, wobei Ca2+ besser permeierte als Ba2+. Wenn das kürzlich beschriebene humane Piezo1 (hP1) Ionenkanal Protein in HEK293 Zellen überexprimiert wurde, konnten Ionenkanäle, die bezüglich G für Li+, K+ und Ca2+ ident mit den MSC’s in MCF-7 Zellen waren, gefunden werden. Daraus folgern wir, daß MSC’s in MCF-7 Zellen durch das hP1 Protein gebildet werden. Wegen des Fehlens eines geeigneten Antikörpers, um hP1 in Western Blots nachweisen zu können, wurde quantitative RT-PCR (qPCR) durchgeführt um die hP1 mRNA expression level zu analysieren. hP1 mRNA konnte in MCF-10A nachgewiesen werden, aber zu signifikant niedrigeren Werten als in MCF-7. Wenn MCF-10A Zellen mit plasmiden welche für hP1 kodieren transformiert wurden, konnten schliesslich MSC‘s mit G ident zu MSC‘s in MCF7 Zellen beobachtet werden. Die Motilität von MCF-7 Zellen, mit und ohne GsMTx4, einem Taranteltoxin und spezifischem Blocker von MSC‘s, wurde über 72 h mit dem “Cell-Observer“ untersucht. Sowohl die Motilität wie mittlere Geschwindigkeit von MCF-7 Zells wurden durch GsMTx4 reduziert.
Wir folgern daraus, daß das hP1 Protein in der Plama Membran von Brustkrebszellen als Mechanosensor fungiert und die zelluäre Motilität reguliert. Eine mögliche Bedeutung von hP1 in Tumorigenese and Metastasierung von humanen Mammaepithelzellen wird durch eine significant erhöhte “Hazard Ratio” (HR) für die Sterberate in Patientinnen, wenn hP1 mRNA im Tumor überexprimiert wird, angezeigt (HR=1.63 (95% Konfidenzintervall: 1.26 – 2.09); p<0.00013; N=1115; KM Plotter ("http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20020197" mit der 2014 Datenbank), wie beschrieben bei: Gyorffy et al., Breast Cancer Res Treatment, 123(3), 725-31, 2010).
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