Open Access

Maren Eickernjäger

• Die Hodgkin/Reed-Sternberg Zellen des klassischen Hodgkin Lymphoms stammen von Keimzentrums-B-Zellen ab. Dennoch prägen sie fast keine B-Zell-spezifischen Gene aus, stattdessen ko-exprimieren sie Marker anderer hämatopoetischer Linien. Die Ursache für den Verlust des B-Zell-Phänotyps ist weitestgehend unbekannt, da die Transkriptionsfaktoren E2A und PAX5, die in reifen B-Zellen zur Aufrechterhaltung der Expression B-Zell-spezifischer Gene essentiell sind, von primären HRS Zellen ausgeprägt werden. Allerdings wird PAX5 im Vergleich zu normalen B-Zellen deutlich schwächer exprimiert. E2A wird durch direkte Interaktion mit dem inhibitor of DNA binding, ID2, negativ reguliert. ID2 besitzt eine bHLH-Struktur und dimerisiert mit Transkriptionsfaktoren. Da ihm jedoch die DNA-bindende Domäne fehlt, wird die Bindung der Heterodimere an die DNA verhindert und die Transkriptionsfaktoren somit inaktiviert. In hämatopoetischen Zellen scheint die ID2-Expression die B-Zell-Entwicklung und auch die Expression B-Zell-spezifischer Gene zu unterdrücken und stattdessen die Ausprägung von Genen anderer Linien zu unterstützen. In reifen B-Zellen wird ID2 während der Plasmazellentwicklung bei gleichzeitigem Verlust der Expression B-Zell-spezifischer Gene stark exprimiert. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass ID2, das in normalen B-Zellen nicht detektiert werden konnte, dagegen in allen HL-Fällen nicht nur auf RNA-Ebene, sondern auch auf Proteinebene stark exprimiert wird. Ko-Immunopräzipitation des E2A mit ID2 aus HL-Zelllinien zeigte die Interaktion und somit vermutlich auch die transkriptionelle Inaktivierung des E2A durch ID2, wodurch es zum Verlust der Expression B-Zell-spezifischer Gene kommt. Darüber hinaus wird PAX5 zusammen mit EBF durch E2A induziert. So führt die ID2-vermittelte E2A-Inaktivierung im HL vermutlich dazu, dass ID2 via EBF auch die Regulation von PAX5 beeinflusst. PAX5 spielt bei der Differenzierung eine duale Rolle, denn es aktiviert nicht nur B-Zell-spezifische Gene, sondern es unterdrückt auch die Gene anderer Linien. Demnach könnte ID2 auch an der Expression der nicht-B-Zell-spezifischen Gene im HL beteiligt sein. Darüber hinaus ist ID2 im HL durch die E2A-Inaktivierung via EBF auch möglicherweise an der schwächeren Expression des PAX5 im Vergleich zu normalen B-Zellen beteiligt. Obwohl das ID2-Protein in den HL-Zelllinien durch RNA-Interferenz erfolgreich reduziert werden konnte, zeigte sich allerdings weder eine Änderung der Proteinexpression der B-Zell-spezifischen Gene CD19 und CD79A noch der Gene anderer hämatopoetischer Linien GATA-3 und M-CSF-R. Unabhängig von seiner möglichen Beteiligung an der Dedifferenzierung der HRS Zellen im HL, spielt ID2 vermutlich auch eine weitere Rolle in der Pathogenese des HL. Verschiedene Interaktionen weisen darauf hin, dass ID2 auch an der Regulation des Zellzyklus beteiligt ist. Zum einen konnte in dieser Arbeit die Interaktion des ID2 mit dem HLH-Protein HEF1 zumindest in einer der HL-Zelllinien gezeigt werden. HEF1 ist ein Aktivator der Aurora Kinase 1, welche nach Aktivierung Gene phosphoryliert, die den Ablauf der Mitose begünstigen. Zum anderen konnte der negative Zellzyklusregulator p21Cip1 in HL-Zelllinien durch RNAi-vermittelte Reduktion des ID2-Proteins als ID2-Target-Gen identifiziert werden. Auch wenn die Interaktion mit RB, dem zur Familie der Pocket-Proteine gehörenden Schlüsselregulator des Zellzyklusverlaufs, in HL-Zelllinien nicht nachgewiesen werden konnte, zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass die aberrante ID2-Expression offenbar an der Veränderung des Zellzyklus im HL beteiligt ist. Sie lassen jedoch noch keinen endgültigen Schluss zu. Wie in dieser Arbeit gezeigt wurde, wird ID2 ebenfalls im analplastisch großzelligen T-Zell-Lymphom aberrant exprimiert. Auch eine Interaktion mit E2A, das auch in der T-Zell-Entwicklung eine Rolle spielt, konnte gezeigt werden. Nicht zuletzt scheint demnach ID2 auch in der Dedifferenzierung des ALCL ein wichtiger Faktor zu sein. ID2 wird im HL aberrant exprimiert und es konnte die Interaktion mit E2A in den HL-Zelllinien nachgewiesen werden, wodurch die transkriptionelle Aktivität des E2A vermutlich inhibiert wird. Auch wenn in Folge der RNAi-vermittelten Herunterregulation von ID2 in den HL-Linien weder eine Re-Expression B-Zell-spezifischer Gene noch eine Beeinflussung der Expression Marker andere hämatopoetischer Linien gefunden werden konnte, spielt ID2 vermutlich dennoch eine wichtige Rolle in der Dedifferenzierung der HRS Zellen im HL. Unabhängig davon konnte der negative Zellzyklusregulator p21Cip1 als ID2-Target-Gen identifiziert und eine Interaktion mit HEF1 gezeigt werden. Demnach ist ID2 möglicherweise nicht nur an der Dedifferenzierung, sondern auch an der Dysregulation des Zellzyklus im HL beteiligt und somit ein wichtiger Faktor in der Pathogenese des HL.
• The Hodgkin/Reed-Sternberg cells of classical Hodgkin lymphoma (HL) are derived from germinal center B cells. Nevertheless, they express almost no B-cell specific genes, instead, they co-express markers of other hematopoietic lines. The reason for the loss of B-cell phenotype is largely unknown, because the transcription factors E2A and PAX5, which are essential in mature B cells to maintain the expression of B-cell-specific genes cells, are expressed by primary HRS. However, PAX5 is expressed significantly lower compared to normal B-cells. E2A is through direct interaction with the inhibitor of DNA binding, ID2, negatively regulated. ID2 has a bHLH structure, and dimerises with transcription factors. Due to its lack of a DNA binding domain, DNA binding of the heterodimers is prevented, thus inactivating transcription factors. In hematopoietic cells ID2 expression seems to repress B-cell development and the expression of B-cell-specific and instead to promote the expression of genes of other lines. In mature B cells ID2 is highly expressed during plasma cell development with concomitant loss of expression of B-cell-specific genes. The results of this study indicate that ID2, which could not be detected in normal B cells, is, however, strongly expressed in all HL cases, not only at the RNA level but also at the protein level. Co-immunoprecipitation of E2A with ID2 from HL cell lines showed the interaction and thus presumably the transcriptional inactivation of E2A with ID2, resulting in the loss of expression of B-cell-specific genes. Moreover, PAX5 is induced by E2A together with EBF. Thus the ID2-mediated E2A-inactivation indicates that ID2 via EBF also influences the regulation of PAX5 in HL. PAX5 plays a dual role in the differentiation, because it activates not only B-cell-specific genes, but also represses the genes of other lines. Thus ID2 could also be involved in the expression of non-B-cell-specific genes in HL. In addition, ID2 may also be attended in the lower expression of PAX5 in the HL compared to normal B-cells by E2A inactivation via EBF. Although the ID2 protein could be reduced successfully by RNA interference in HL-cell lines, neither a change in the protein expression of the B-cell-specific genes CD19 and CD79A, nor of genes of other hematopoietic lines GATA-3 and M-CSF-R could be shown. Regardless of its possible involvement in the dedifferentiation of the HRS cells in HL, ID2 seems to play a further role in the pathogenesis of HL. Different interactions suggest that ID2 is also involved in the regulation of the cell cycle. First, this work showed the interaction of ID2 with the HLH protein HEF1 in at least one of the HL cell lines. HEF1 is an activator of Aurora kinase 1, which phosphorylates after activation genes that promote the process of mitosis. Second, the negative cell cycle regulator p21Cip1 could be identified as ID2 target gene in HL cell lines by RNAi-mediated reduction of the ID2 protein. Even if the interaction with RB, a key regulator of cell cycle progression belonging to the family of pocket proteins, could not be detected in HL-cell lines, the results of this study show that aberrant ID2 expression is apparently involved in the change of the cell cycle in HL. Nevertheless, the results still admit no final conclusion. This study found, that ID2 is also aberrantly expressed in anaplastic large cell T-cell lymphoma. Also here an interaction with E2A, which also plays a role in T-cell development, could be demonstrated. Therefore, ID2 could be also an important factor in the dedifferentiation of ALCL. ID2 is aberrantly expressed in HL and it interacted with E2A in the HL cell lines, thus the transcriptional activity of E2A is probably inhibited. Even if as a result of RNAi-mediated down-regulation of ID2 in the HL-lines, neither a re-expression nor an influence of the expression of markers of other hematopoietic lines could be found, ID2 is thought to play nevertheless an important role in the dedifferentiation of the HRS cells in HL. Regardless, the negative cell cycle regulator p21Cip1 could be identified as ID2-target gene and the interaction with HEF1 was found. Accordingly, ID2 may be involved not only in the dedifferentiation, but also in the deregulation of the cell cycle in HL and thus is an important factor in the pathogenesis of HL.