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SKAP1 protein PH domain determines RapL membrane localization and Rap1 protein complex formation for T cell receptor (TCR) activation of LFA-1
(2011)
- Although essential for T cell function, the identity of the T cell receptor (TCR) “inside-out” pathway for the activation of lymphocyte function-associated antigen 1 (LFA-1) is unclear. SKAP1 (SKAP-55) is the upstream regulator needed for TCR-induced RapL-Rap1 complex formation and LFA-1 activation. In this paper, we show that SKAP1 is needed for RapL binding to membranes in a manner dependent on the PH domain of SKAP1 and the PI3K pathway. A SKAP1 PH domain-inactivating mutation (i.e. R131M) markedly impaired RapL translocation to membranes for Rap1 and LFA-1 binding and the up-regulation of LFA-1-intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1) binding. Further, N-terminal myr-tagged SKAP1 for membrane binding facilitated constitutive RapL membrane and Rap1 binding and effectively substituted for PI3K and TCR ligation in the activation of LFA-1 in T cells.
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Toxicity modelling of Plk1-targeted therapies in genetically engineered mice and cultured primary mammalian cells
(2011)
- High attrition rates of novel anti-cancer drugs highlight the need for improved models to predict toxicity. Although polo-like kinase 1 (Plk1) inhibitors are attractive candidates for drug development, the role of Plk1 in primary cells remains widely unexplored. Therefore, we evaluated the utility of an RNA interference-based model to assess responses to an inducible knockdown (iKD) of Plk1 in adult mice. Here we show that Plk1 silencing can be achieved in several organs, although adverse events are rare. We compared responses in Plk1-iKD mice with those in primary cells kept under controlled culture conditions. In contrast to the addiction of many cancer cell lines to the non-oncogene Plk1, the primary cells' proliferation, spindle assembly and apoptosis exhibit only a low dependency on Plk1. Responses to Plk1-depletion, both in cultured primary cells and in our iKD-mouse model, correspond well and thus provide the basis for using validated iKD mice in predicting responses to therapeutic interventions.
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Funktionelle Studien zur Hemmung der Apoptose in mitotischen Zellen
(2010)
- Die Zelle repliziert ihre DNA während der S-Phase und segregiert sie dann später in der M Phase des Zellzykluses. Kommt es während dieser Prozesse zu DNA Schädigungen, arretiert die Zelle den Zellzyklus mit Hilfe spezifischer Kontrollmechanismen und versucht den Schaden zu beheben. Der DNA Kontrollpunkt wird bei DNA Schädigungen aktiviert, um mit Hilfe der DNA Reparatur den Schaden zu beheben und somit dafür zu sorgen, dass die DNA fehlerfrei repliziert werden kann. Der zweite Zellzyklus Kontrollpunkt, der Spindel Kontrollpunkt, stellt sicher, dass die Chromosomen während der M Phase unter gleicher Spannung innerhalb der Äquatorialplatte der Metaphase Spindel angeordnet sind. Kann in der Zeit, in der der Zellzyklus Kontrollpunkt aktiv ist, der Schaden nicht behoben werden, so wird Apoptose ausgelöst und die Zelle wird aus dem Zellverband entfernt. Krebszellen haben Strategien entwickelt, Zellzyklus Kontrollpunkte zu umgehen und darüber hinaus normalen Mechanismen der Apoptose zu entkommen. Die genauen molekularen Vorgänge der Deregulierung der Apoptose sind weitestgehend unaufgeklärt. Procaspase 8 ist ein wichtiges Schlüsselenzym des extrinsischen Apoptose Signalweges. Der extrinsische Signalweg wird extrazellulär über die Bindung von Liganden an ihre korrespondierenden Rezeptoren ausgelöst. In dieser Studie wird gezeigt, dass Procaspase 8 an Ser-387 in vitro als auch in vivo von Cdk1/Cyclin B1 phosphoryliert wird. Darüber hinaus zeigt diese Phosphorylierungsstelle die typische Struktur einer Bindungsstelle für Plk1, einer weiteren mitotischen Kinase. Die Interaktion von Procaspase 8 mit Cdk1/Cyclin B1 wird über die DE Domäne („death-effector-domain“ DED) von Procaspase 8 vermittelt. Wird Procaspase 8 an Ser 387 zu Alanin (S387A) mutiert, so wird die Phosphorylierung durch Cdk1/Cyclin B1 fast vollständig verhindert. Wird zudem diese Mutante (S387A) in humanen Krebszellen überexprimiert, so hemmt dies die Apoptose nach Stimulation des Fas Rezeptors. Wird umgekehrt Cyclin B1 mittels RNA Interferenz depletiert und dadurch Cdk1 nicht aktiviert, wird extrinsische Apoptose verstärkt. Diese Studie zeigt erstmals eine gezielte Inhibierung des extrinsischen Apoptose Signalweges durch mitotische Kinasen und schlägt ein Modell vor, in dem Serin/Threonin Kinasen extrinsische Apoptose inhibieren und somit der Tumorzelle ermöglichen, der Apoptose zu entkommen. Darüber hinaus wird ein neuartiger Mechanismus der Inhibition der autokatalytischen Spaltung von Procaspase 8 durch eine mitotische Kinase gezeigt.
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Tumor inhibition by genomically integrated inducible RNAi-cassettes
(2006)
- RNA interference (RNAi) has emerged as a powerful tool to induce loss-of-function phenotypes by post-transcriptional silencing of gene expression. In this study we wondered whether inducible RNAi-cassettes integrated into cellular DNA possess the power to trigger neoplastic growth. For this purpose inducible RNAi vectors containing tetracycline (Tet)-responsive derivatives of the H1 promoter for the conditional expression of short hairpin RNA (shRNA) were used to target human polo-like kinase 1 (Plk1), which is overexpressed in a broad spectrum of human tumors. In the absence of doxycycline (Dox) HeLa clones expressing TetR, that carry the RNAi-cassette stably integrated, exhibited no significant alteration in Plk1 expression levels. In contrast, exposure to Dox led to marked downregulation of Plk1 mRNA to 3% and Plk1 protein to 14% in cell culture compared to mismatch shRNA/Plk1-expressing cells. As a result of Plk1 depletion cell proliferation decreased to 17%. Furthermore, for harnessing RNAi for silencing disease-related genes in vivo we transplanted inducible RNAi-HeLa cells onto nude mice. After administration of Dox knockdown of Plk1 expression was observed correlating to a significant inhibition of tumor growth. Taken together, our data revealed that genomically integrated RNAi-elements are suitable to hamper tumor growth by conditional expression of shRNA.
