Mechanismen der Mitogen-aktivierten-Proteinkinase (MAPK)-Aktivierung in der Pankreasazinuskarzinom-Zelllinie AR42J

Die Aktivierung der Mitogen-aktivierten Proteinkinase (MAPK) spielt eine Schlüsselrolle in der Vermittlung proliferativer Effekte sowohl von Rezeptoren vom Tyrosinkinase-Typ (RTK) wie dem epidermalen Wachstumsfaktor-Reze
Die Aktivierung der Mitogen-aktivierten Proteinkinase (MAPK) spielt eine Schlüsselrolle in der Vermittlung proliferativer Effekte sowohl von Rezeptoren vom Tyrosinkinase-Typ (RTK) wie dem epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptor (EGFR), als auch von G-Protein gekoppelten Rezeptoren (GPCR). Die MAPK-Aktivierungsmechanismen durch GPCR sind im Gegensatz zum EGFR unzureichend verstanden und stark von Rezeptor- und Zelltyp abhängig. Ziel dieser Arbeit war die nähere Charakterisierung der Signaltransduktion des GPCR-zugehörigen Cholezystokinin (CCK)-Rezeptors bezüglich der Aktivierung der MAPK durch Western-Blot-Analysen in der Pankreasazinus-Karzinomzelllinie AR42J der Ratte. Die Ergebnisse zeigen eine Beteiligung des EGFR im Mechanismus der CCK-induzierten MAPK-Aktivierung mittels einer EGFR-Transaktivierung. Diese ist mit einer Tyrosinphosphorylierung des EGFR und von Shc sowie einer Komplexbildung der Adapterproteine Shc und Grb2 mit dem EGFR verbunden. Diese Vorgänge sind von der intrinsischen Tyrosinkinaseaktivität des EGFR abhängig. Neben dem EGFR konnte durch weitere Untersuchungen eine Aktivierung und Beteiligung von Tyrosinkinasen der Src-Familie (SFTK) an der CCK-induzierten MAPK-Aktivierung gezeigt werden. Dabei stellte sich heraus, dass die CCK-induzierte Shc-Tyrosinphosphorylierung und die EGFR-Shc-Grb2-Komplexbildung im Rahmen der EGFR-Transaktivierung SFTK-abhängig sind. Im Gegensatz dazu ist die EGFR-Tyrosinphosphorylierung SFTK-unabhängig. Diese Daten zeigen, dass die CCK-induzierte Signalvermittlung des EGFR die gemeinsame Aktivierung von SFTK und EGFR benötigt. Neben der EGFR-Transaktivierung konnte im Rahmen der CCK-induzierten MAPK-Aktivierung ein weiterer Signaltransduktionsweg charakterisiert werden, welcher die Aktivierung der Proteinkinase C (PKC) beinhaltet. Es konnte gezeigt werden, dass CCK in AR42J-Zellen eine Aktivierung der PKC-Isoformen alpha, delta und eta induziert. Eine Hemmung aller drei PKC-Isoformen führte zur Hemmung des MAPK-Signals, während die isolierte Hem-mung von PKC alpha und delta keine Effekte verursachte. Diese Resultate deuten darauf hin, dass PKCeta an der CCK-induzierten MAPK-Aktivierung beteiligt ist. Eine Beteiligung der PKC an der EGFR-Transaktivierung konnte nicht nachgewiesen werden. Demnach scheint der PKC-abhängige MAPK-Aktivierungsmechanismus parallel zum EGFR zu verlaufen und erst distal des EGFR mit dem EGFR/SFTK-abhängigen Signaltransduktionsweg zu konvergieren.
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Activation of mitogen-activated protein kinase (MAPK) plays a key role in mediating proliferative effects of both receptor tyrosine kinases (RTKs) such as the epidermal growth factor receptor (EGFR) and G-protein coupled
Activation of mitogen-activated protein kinase (MAPK) plays a key role in mediating proliferative effects of both receptor tyrosine kinases (RTKs) such as the epidermal growth factor receptor (EGFR) and G-protein coupled receptors (GPCR). Compared to the EGFR pathway the mechanism by which GPCR induce MAPK activation is still poorly understood and depends on receptor and cell type. The aim of the present study was to characterize the CCK-induced signal transduction pathways leading to MAPK activation in the pancreatic acinar carcinoma cell line AR42J using immunoblot analyses. The results show an involvement of the EGFR in CCK-induced MAPK activation. CCK induces transactivation of the EGFR which includes tyrosine phosphorylation of both EGFR and Shc and complex formation of the docking proteins Shc and Grb2 with the EGFR. These effects depend on the intrinsic tyrosine kinase activity of the EGFR. Further investigations also demonstrate an involvement of Src family tyrosine kinases (SFTK) in CCK-induced MAPK activation. The data show that CCK-induced EGFR tyrosine phosphorylation is SFTK-independent, whereas CCK-induced complex formation of Shc-Grb2 with the EGFR and Shc tyrosine phosphorylation requires SFTK activity. These results indicate that a concerted action of both EGFR and SFTK is required for CCK-induced EGFR signalling. Beside of EGFR transactivation, activation of a protein kinase C (PKC) appears to be involved in CCK-induced MAPK activation. CCK was shown to activate PKCalpha as well as PKCdelta and -eta. Inhibition of all three PKC isoenzymes reduced CCK-induced MAPK activation while specific inhibition of PKCalpha and PKCdelta had no effect. These findings suggest an involvement of PKCeta in CCK-induced MAPK activation. On the other hand CCK-induced EGFR transactivation was PKC-independent. Taken together, these results indicate that in addition to the EGFR/SFTK pathway CCK-induced MAPK activation also requires activation of another pathway involving PKC which mediates MAPK activation in an EGFR/SFTK-independent manner and converges with the EGFR-dependent pathway downstream of the EGFR.
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Metadaten
Author:Se-Jong You
URN:urn:nbn:de:hebis:30-0000004917
Referee:S. Zeuzem
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2004/12/16
Year of first Publication:2004
Publishing Institution:Univ.-Bibliothek Frankfurt am Main
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Univ.
Date of final exam:2004/11/11
Release Date:2004/12/16
HeBIS PPN:125451156
Institutes:Medizin
Dewey Decimal Classification:610 Medizin und Gesundheit
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License Logo Veröffentlichungsvertrag für Publikationen

$Rev: 11761 $