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Das Enzym 5-Lipoxygenase (5-LO) spielt eine entscheidende Rolle in der Generierung von Leukotrienen. Diese fungieren als wichtige proinflammatorische Mediatoren. Darüber hinaus ist die 5-LO anhand ihrer N-terminalen Domäne in der Lage mit verschiedenen Proteinen zu interagieren. Unter den Interaktionspartnern befindet sich Dicer, ein Enzym welches für den finalen Schritt der microRNA (miRNA)-Biosynthese verantwortlich ist. MiRNA sind kurze, nicht kodierende RNA Stränge mit einer typischen Länge von etwa 23 Nukleotiden, die an der posttranskriptionalen Regulierung der Proteinbiosynthese beteiligt sind.
Ziel dieser Arbeit war es den Einfluss der 5-LO auf die miRNA-Prozessierung im zellulären Kontext zu untersuchen. Als Modellsystem wurde die MonoMac6 (MM6) Zelllinie ausgewählt. MM6-Zellen exprimieren im undifferenzierten Grundzustand nur geringe Mengen an 5-LO. Erst nach Differenzierung mittels transformierenden Wachstumsfaktors ß (TGFß) und Calcitriol kommt es zur Induktion der 5-LO Proteinbiosynthese. Darüber hinaus war es Basavarajappa et al. möglich die 5-LO-Expression in diesen Zellen mittels RNA-Interferenz stark herunter zu regulieren (Δ5-LO).
Um die Frage der Auswirkungen des 5-LO knockdowns auf die miRNA-Expression analysieren zu können, wurde ein Microarray in differenzierten Kontroll-und Δ5-LO-Zellen durchgeführt.Es wurden 37 miRNAs identifiziert deren Expression 5-LO abhängig ist. Dabei war das Niveau von 30 Vertretern in Abwesenheit der 5-LO erhöht, wohingegen die Expression von sieben miRNAs reduziert war. Unter diesen sieben herunter regulierten miRNAs befanden sich miR-99b-5p und miR-125a-5p, die einem gemeinsamen Cluster entstammen. Als Cluster wird eine Gruppe von miRNAs bezeichnet, die aus einem gemeinsamen primären Transkript (pri-miRNA) hervorgeht. Diese Eigenschaft führte zur Vermutung, dass bereits die Expression dieser pri-miRNA durch die 5-LO reguliert wird. Allerdings zeigte sichim Verlauf dieser Arbeit, dass die Expression der pri-miRNA 5-LO unabhängig verläuft. Im Gegensatz dazu wies die Zwischenstufe zwischen pri-miRNA und reifer miRNA eine reduzierte Expression in Δ5-LO Zellen auf. Für die Prozessierung dieser sogenannten precursor miRNAs (pre-miRNA) ist die Ribonuklease III Drosha verantwortlich, welche die pre-miRNA aus der jeweiligen pri-miRNAs chneidet. Das verringerte pre-miR-99b-und pre-miR-125a-Niveau ist daher ein Hinweis darauf, dass überDicerhinausmöglicherweise ebenfalls die Drosha Aktivität mittels 5-LO reguliert wird.
Des Weiteren wurde untersucht iniefern Leukotriene beziehungsweise 5-LO-Inhibitoren die Expression von miR-99b-5p und miR-125a-5p beeinflussen. Dabei stellte sich heraus, dass das miRNA-Niveau unabhängig von der vorhandenen Leukotrien-Menge ist. Das 5-LO aktivierende Protein (FLAP) besitzt dahingegen einen mit der 5-LO vergleichbaren Einfluss auf die reife miRNA. FLAP ist ein weiterer Interaktionspartner der 5-LO und essentiell für die Leukotrien-Biosynthese in vivo. Anhand von Protein-Lokalisationsstudien mittels Immunofluoreszenz konnte gezeigt werden, dass FLAP außerdem in der Lage zu sein scheint die Relokalisation der 5-LO aus dem Zytoplasma in den Nukleus einzuschränken. Im Zytoplasma ist die 5-LO in der Lage mit Dicer zu interagieren. Daten bezüglich einer Interaktion zwischen Drosha und 5-LO im Zellkern liegen bisher nicht vor. Eine etwaige Interaktion könnte allerdings helfen die reduzierten pre-miRNA Spiegel in Abwesenheit der 5-LO zu erklären.
Im Laufe dieser Arbeit wurden weiterhin die Auswirkungen von proinflammatorischen Lipopolysacchariden (LPS) auf die Prozessierung von miR-99b-5p und miR-125a-5p analysiert. Ausschließlich in Anwesenheit von 5-LO zeigte sich eine differenzierungsunabhängig gesteigerte Biosynthese der pri-und der reifen miRNA. Allerdings konnte kein Einfluss von LPS auf die 5-LO-Lokalisation beziehungsweise Expression festgestellt werden. Aufgrund dessen sind weiterführende Studien, die den Zusammenhang zwischen LPS induzierter miR-99b-5p- beziehungsweise miR-125a-5p-Biosynthese und 5-LO herstellen, nötig.
Abschließend hat sich diese Arbeit mit den Zielgenen der durch 5-LO regulierten miRNAs auseinandergesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass in Abwesenheit von miR-99b-5p und miR-125a-5p die Freisetzung der beiden durch LPS stimulierten Zytokine Interleukin 6 (IL-6) und Tumornekrosefaktor α (TNFα) gesteigert ist. Interessanterweise besitzt TNFα einen stimulierenden Effekt auf die Leukotrien-Biosynthese. Allerdings konnte kein direkter Zusammenhang zwischen miR-99b-5p/miR-125a-5p Expression, TNFα und der 5-LO Aktivität hergestellt werden. Der Einsatz von miR-99b-5p-und miR-125a-5p-Inhibitoren zeigte keine Auswirkungen auf die Leukotrien-Biosynthese nach LPS Stimulation. Im Gegensatz dazu konnte in unstimulierten Zellen eine signifikante Aktivitätssteigerung in Abwesenheit von miR-125a-5p festgestellt werden. Diese Beobachtungen legen nahe, dass miR-125a-5p einen TNFα unabhängigen Einfluss auf die 5-LO Aktivität besitzt. In LPS stimulierten Zellen kommt es möglicherweise zu Überlagerungen dieses Effektes.
Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass 5-LO eine regulierende Funktion auf die Reifung der beiden miRNAs miR-99b-5p und miR-125a-5p aufweist. Dieser Effekt könnte einer direkten Interaktion zwischen 5-LO und Dicer zuzuschreiben sein. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Regulierung der Expression bestimmter miRNAs mittels 5-LO nicht auf deren kanonischer enzymatischer Aktivität beruht. Diese Ergebnisse schlagen eine neue Richtung der 5-LO-Forschung ein und können in Zukunft dazu beitragen 5-LO vermittelte Effekte besser charakterisieren zu können.
BACKGROUND: Platinum-based drugs are used as cancer chemotherapeutics for the last 40 years. However, drug resistance and nephrotoxicity are the major limitations of the use of platinum-based compounds in cancer therapy. Platinum (IV) complexes are believed to act as platinum prodrugs and are able to overcome some of platinum (II) limitations.
METHODS: A number of previously sensitized platinum (IV) complexes were evaluated for their anti-cancer activity by monitoring ability to affect proliferation, clonigenicity and apoptosis induction of Cisplatin sensitive and resistant cancer cells. In addition, the uptake of Cisplatin and the platinum (IV) derivatives to Cisplatin sensitive and resistant cancer cells was monitored.
RESULTS: The bis-octanoatoplatinum (IV) complex (RJY13), a Cisplatin derivative with octanoate as axial ligand, exhibited strong anti-proliferative effect on the Cisplatin resistant and sensitive ovarian cells, A2780cisR and A2780, respectively. Moreover, RJY13 exhibited good activity in inhibiting clonigenicity of both cells. Anti-proliferative activity of RJY13 was mediated by induction of apoptosis. Interestingly, a bis-lauratopaltinum (IV) complex (RJY6) was highly potent in inhibiting clonigenicity of both Cisplatin sensitive and Cisplatin resistant cells, however, exhibited reduced activity in assays that utilize cells growing in two dimensional (2D) conditions. The uptake of Cisplatin was reduced by 30% in A2780 in which the copper transporter-1 (Ctr1) was silenced. Moreover, uptake of RJY6 was marginally dependent on Ctr1, while uptake of RJY13 was Ctr1-independent.
CONCLUSIONS: Our data demonstrated the potential of platinum (IV) prodrugs in overcoming acquired and inherited drug resistance in cancer cell lines. Moreover, our data demonstrated that the uptake of Cisplatin is partially dependent on Ctr1 transporter, while uptake of RJY6 is marginally dependent on Ctr1 and RJY13 is Ctr1-independent. In addition, our data illustrated the therapeutic potential of platinum (IV) prodrugs in cancer therapy.
Maintenance of mitochondria is achieved by several mechanisms, including the regulation of mitochondrial proteostasis. The matrix protease CLPXP, involved in protein quality control, has been implicated in ageing and disease. However, particularly due to the lack of knowledge of CLPXP's substrate spectrum, only little is known about the pathways and mechanisms controlled by this protease. Here we report the first comprehensive identification of potential mitochondrial CLPXP in vivo interaction partners and substrates using a combination of tandem affinity purification and differential proteomics. This analysis reveals that CLPXP in the fungal ageing model Podospora anserina is mainly associated with metabolic pathways in mitochondria, e.g. components of the pyruvate dehydrogenase complex and the tricarboxylic acid cycle as well as subunits of electron transport chain complex I. These data suggest a possible function of mitochondrial CLPXP in the control and/or maintenance of energy metabolism. Since bioenergetic alterations are a common feature of neurodegenerative diseases, cancer, and ageing, our data comprise an important resource for specific studies addressing the role of CLPXP in these adverse processes.
Smac mimetics antagonize IAP proteins, which are highly expressed in several cancers. Recent reports indicate that Smac mimetics trigger a broad cytokine response and synergize with immune modulators to induce cell death. Here, we identify a differential requirement of TRAIL or TNFα as mediators of IFNα/Smac mimetic-induced cell death depending on the cellular context. Subtoxic concentrations of Smac mimetics cooperate with IFNα to induce cell death in various solid tumor cell lines in a highly synergistic manner as determined by combination index. Mechanistic studies show that IFNα/BV6 cotreatment promotes the formation of a caspase-8-activating complex together with the adaptor protein FADD and RIP1. Assembly of this RIP1/FADD/caspase-8 complex represents a critical event, since RIP1 silencing inhibits IFNα/BV6-induced cell death. Strikingly, pharmacological inhibition of paracrine/autocrine TNFα signaling by the TNFα scavenger Enbrel rescues HT-29 colon carcinoma cells, but not A172 glioblastoma cells from IFNα/BV6-induced cell death. By comparison, A172 cells are significantly protected against IFNα/BV6 treatment by blockage of TRAIL signaling through genetic silencing of TRAIL or its cognate receptor TRAIL receptor 2 (DR5). Despite this differential requirement of TNFα and TRAIL signaling, mRNA and protein expression is increased by IFNα/BV6 cotreatment in both cell lines. Interestingly, A172 cells turn out to be resistant to exogenously added recombinant TNFα even in the presence of BV6, whereas they display a high sensitivity towards TRAIL/BV6. In contrast, BV6 efficiently sensitizes HT-29 cells to TNFα while TRAIL only had limited efficacy. This demonstrates that a differential sensitivity towards TRAIL or TNFα determines the dependency on either death receptor ligand for IFNα/Smac mimetic-induced cell death. Thus, by concomitant stimulation of both death receptor systems IFNα/Smac mimetic combination treatment is an effective strategy to induce cell death in TNFα- or TRAIL-responsive cancers.
SAFE Newsletter : 2016, Q4
(2016)
SAFE Newsletter : 2016, Q3
(2016)
Die Arachidonsäurekaskade spielt bei Entzündungsprozessen und der Schmerzentstehung eine wichtige Rolle. Deren primäre Produkte, die Leukotriene und die Prostaglandine, sind entzündungsfördernde Mediatoren und nehmen Einfluss auf den Entzündungs-auflösendenprozess und sind bei einer Dysregulation für diverse Erkrankungen wie z.B. Asthma bronchiale und allergische Rhinitis mitverantwortlich. Die Kaskade gliedert sich mit ihren beiden Hauptenzymen, Cyclooxygenase und 5-Lipoxygenase (5-LO), in zwei Wege auf. Beide Enzyme sind außerdem in der Lage entzündungsauflösenden Mediatoren zu bilden. Die Mediatoren wie z.B. Lipoxin können im Zellstoffwechsel einerseits über die Lipoxygenase-Route, oder andererseits wie „aspirin-triggered“-Lipoxin von der durch geeignete Wirkstoffe acetylierten Cyclooxygenase-2 (COX-2) katalysiert werden. Diese Mediatoren werden benötigt, um (chronische) Entzündungen und beschädigtes Gewebe zurück zur Homöostase zu führen.
Die Pharmakotherapie chronisch entzündlicher Erkrankungen mit guter Wirksamkeit und verträglichem Profil bei Langzeiteinnahme stellt jedoch eine Herausforderung dar. Die Therapie verzögern oft, z. B bei Einnahme von nicht-steroidalen Antirheumatika (NSAR), die Entzündungsauflösung, da die Bildung von entzündungshemmenden und entzündungs-auflösenden Lipidmediatoren gehemmt werden. Die gezielte Modulation und Einflussnahme auf die Arachidonsäurekaskade an einem der beiden Enzyme, stellt daher einen guten Ansatz für eine verbesserte Therapiemöglichkeit von (chronischen) entzündlichen Krankheiten dar. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese von Modulatoren und Inhibitoren der Arachidonsäurekaskade. Zum einen befasst sie sich mit der Entwicklung von irreversiblen COX-2-acetylierenden Substanzen als neues anti-entzündliches und entzündungsauflösendes Prinzip. Zum anderen mit der Untersuchung der Struktur-Wirkungsbeziehung (SAR) von 2-Aminothiazolen als direkte 5-LO-Inhibitoren ausgehend von SKI-II, welches zuvor als Leitstruktur zur Entwicklung von 5-LO-Inhibitoren entdeckt wurde.
Als Leitstrukturen für die irreversiblen COX-2-acetylierenden Substanzen wurden bekannte COX-2 selektive Substanzen ausgewählt sowie vereinzelte nicht-selektive NSAR. Es wurden an der COX-2 Kristallstruktur Docking-Studien durchgeführt, um die geeignetsten Positionen für die Einführung einer (labilen) Acetylgruppe zu identifizieren. Aufgrund dieser Studien wurden drei Positionen ausgewählt zur Derivatisierung. Es wurden daraufhin zahlreiche Derivate synthetisiert von Celecoxib, Valdecoxib, Rofecoxib, Etericoxib, als Vertreter der (COX-2) selektive Inhibitoren, sowie von Acetylsalicylsäure, Diclofenac und Nimesulid-Analoga als Vertreter der nicht-selektiven NSARs. Zusätzlich wurden Derivate synthetisiert mit Michael-Akzeptoren als kovalente bindende Komponente. Alle synthetisierten Substanzen wurden sukzessiv auf ihre COX inhibitorischen Eigenschaften hin untersucht und auf COX-2 Selektivitäten überprüft. Weiterhin wurden von allen Derivaten Auswaschungs-Studien durchgeführt als Vorversuche welche Derivate eine irreversible COX-2-Inhibition hervorrufen. In den Vorversuchen zeigte die Verbindung ST-1650 am deutlichsten eine COX-2-Selektivität sowie eine starke irreversible Inhibition der COX-2. Die Verbindung ST-1650 wurde weiterhin auf indirekte Hinweise zur Entstehung von heilungsfördernden Mediatoren untersucht anhand von: M1-Macrophagen Polarisation und einem Schmerzmodell, dem Zymosan-Überempfindlichkeit Pfotenmodell. Im Makrophagen-Modell konnte ST-1650 keine Phänotypverschiebung hinzu entzündungsauflösenden M2-Makrophagen bewirken, sowie in den Schmerzmodellen leider keine schnellere Schmerzauflösung als die Kontrollgruppe. Ob diese Effekte durch mangelnde oder zu geringer Entstehung von entzündungshemmenden Mediatoren zurückzuführen ist, ist noch unklar.
Für die SAR der 2-Aminothiazole als direkte 5-LO-Inhibitoren wurden über 60 Verbindungen synthetisiert und untersucht. Zu Beginn erfolgte eine Optimierung der Grundstruktur als 5-LO-Inhibitor. Es wurden die Einflüsse der Substituenten des Thiazolsrings und des Aminolinkers auf die 5-LO-Aktivität ermittelt, um die SAR initialer Arbeiten zu vertiefen. Nach der SAR-Untersuchung im intakten Zellsystem konnten durch Kombination bevorzugter Strukturelemente die zwei Verbindungen ST-1853 und ST-1906, als neue potente 5-LO-Inhibitoren entwickelt werden, die sich als nicht-toxisch herausstellten. Diese beiden 5-LO-Inhibitoren wirken um einen Faktor 10 potenter und sind weniger toxisch verglichen mit der Leitstruktur SKI-II. ST-1853 wurde innerhalb der Arachidonsäurekaskade auch auf Off-targets getestet, deren Aktivitäten sie erst bei 100-fach höherer Konzentration beeinflusst, sowie in humanem Vollblut, wo sie sich ihre 10-fach bessere Wirksamkeit im Vergleich zu SKI-II bestätigte. Darüber hinaus erwies sich ST-1853 bei den ersten Überprüfungen seiner Stabilität unter physiologischen Bedingungen wie bei der in vitro Metabolisierung durch Rattenlebermikrosomen als ausreichend stabil und daher zur weiteren Charakterisierung gut geeignet.
Im Folgenden sei der Versuch unternommen, allein Roths Arbeit am Begriff der Grenze vorzustellen, dies unter Rückgriff auf vor allem zwei Texte, deren Verschiedenheit die Spannweite nicht nur der formalen Mittel, sondern auch der Konzeptualisierungsfähigkeit, über die Roth verfügte, anschaulich machen mag.
The ECB’s Outright Monetary Transactions (OMT) program, launched in summer 2012, indirectly recapitalized periphery country banks through its positive impact on the value of sovereign bonds. However, the regained stability of the European banking sector has not fully transferred into economic growth. We show that zombie lending behavior of banks that still remained undercapitalized after the OMT announcement is an important reason for this development. As a result, there was no positive impact on real economic activity like employment or investment. Instead, firms mainly used the newly acquired funds to build up cash reserves. Finally, we document that creditworthy firms in industries with a high prevalence of zombie firms suffered significantly from the credit misallocation, which slowed down the economic recovery.
Using merger announcements and applying methods from computational linguistics we find strong evidence that stock prices under-react to information in financial media. A one standard deviation increase in the media-implied probability of merger completion increases the subsequent 12-day return of a long-short merger strategy by 1.2 percentage points. Filtering out the 28% of announced deals with the lowest media-implied completion probability increases the annualized alpha from merger arbitrage by 9.3 percentage points. Our results are particularly pronounced when high-yield spreads are large and on days when only few merger deals are announced. We also document that financial media information is orthogonal to announcement day returns.