Refine
Document Type
- Article (2)
- Doctoral Thesis (1)
Has Fulltext
- yes (3)
Is part of the Bibliography
- no (3)
Keywords
- ALK gene (1)
- Apoptosis (1)
- Endothel (1)
- Gene fusion (1)
- Lung adenocarcinoma (1)
- Next generation sequencing (1)
- Oxidativer Stress (1)
- Redoxregulation (1)
- Thioredoxin-1 (1)
- apoptosis (1)
Institute
- Medizin (3)
Oncogenic rearrangements leading to targetable gene fusions are well-established cancer driver events in lung adenocarcinoma. Accurate and reliable detection of these gene fusions is crucial to select the appropriate targeted therapy for each patient. We compared the targeted next-generation-sequencing Oncomine Focus Assay (OFA; Thermo Fisher Scientific) with conventional ALK FISH and anti-Alk immunohistochemistry in a cohort of 52 lung adenocarcinomas (10 ALK rearranged, 18 non-ALK rearranged, and 24 untested cases). We found a sensitivity and specificity of 100% for detection of ALK rearrangements using the OFA panel. In addition, targeted next generation sequencing allowed us to analyze a set of 23 driver genes in a single assay. Besides EML4-ALK (11/52 cases), we detected EZR-ROS1 (1/52 cases), KIF5B-RET (1/52 cases) and MET-MET (4/52 cases) fusions. All EML4-ALK, EZR-ROS1 and KIF5B-RET fusions were confirmed by multiplexed targeted next generation sequencing assay (Oncomine Solid Tumor Fusion Transcript Kit, Thermo Fisher Scientific). All cases with EML4-ALK rearrangement were confirmed by Alk immunohistochemistry and all but one by ALK FISH. In our experience, targeted next-generation sequencing is a reliable and timesaving tool for multiplexed detection of targetable rearrangements. Therefore, targeted next-generation sequencing represents an efficient alternative to time-consuming single target assays currently used in molecular pathology.
Der ubiquitäre Redoxregulator Thioredoxin-1 (Trx-1) hat wichtige Funktionen für den zellulären Redoxstatus, Zellwachstum und Apoptose. Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) sind beteiligt an der Pathogenese kardiovaskulärer Erkrankungen wie der Atherosklerose und werden zunehmend in ihrer Rolle als intra- und extrazelluläre Signalmoleküle charakterisiert. Ein Ungleichgewicht zwischen der Entstehung von ROS und ihrem Abbau durch antioxidative Systeme führt zu oxidativem Stress, zur Oxidation von Proteinen und letztlich zum Zelltod. Daher wurde in dieser Doktorarbeit untersucht, wie reaktive Sauerstoffspezies Trx-1 in Endothelzellen regulieren, welchen Einfluss dies für die Endothelzellapoptose hat und welche Bedeutung Antioxidantien, Stickstoffmonoxid (NO) und Schubspannung haben. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass H2O2 konzentrationsabhängig die Expression von Trx-1 beeinflusst. Geringe Konzentrationen H2O2 wie 10 und 50 µM induzierten Trx-1-mRNA nach 3 Stunden. Auf Proteinebene fand sich dann nach 6 Stunden eine transiente Hochregulation von Trx-1. Diese geringen Konzentrationen von H2O2 wirkten antiapoptotisch. Dieser antiapoptotische Effekt war von der Trx-1 Proteinexpression abhängig. Im Gegensatz dazu kam es bei hohen Konzentrationen H2O2 zu einer Degradierung von Trx-1. Durch das Antioxidans NAC und NO konnte der Abbau von Trx-1 unter höheren H2O2-Konzentrationen verhindert werden. Untersuchungen zum Mechanismus des Degradierungsprozesses ergaben, dass Trx-1 durch die Aspartatprotease Cathepsin D abgebaut wird. Der protektive Effekt von NO auf die Trx-1 Expression konnte auch im Gewebe eNOS-defizienter Mäuse gezeigt werden, da bereits eNOS-defiziente Mäuse in den Nieren weniger Trx-1 Protein aufwiesen im Vergleich zu Wildtyp-Kontrollmäusen. Bei der Entstehung endothelialer Läsionen und der Stabilität atheromatöser Plaques spielt die Endothelzellapoptose vermutlich eine wichtige Rolle. Trx-1 schützt Endothelzellen vor Apoptose, wird jedoch unter oxidativem Stress abgebaut. Faktoren, die Trx-1 unter oxidativem Stress stabilisieren wie NAC und NO, kommt daher eine besondere Bedeutung für die Endothelzellhomöostase zu.
Cathepsin D (CatD) is a lysosomal aspartic proteinase and plays an important role in the degradation of proteins and in apoptotic processes induced by oxidative stress, cytokines, and aging. All of these stimuli are potent inducers of endothelial cell apoptosis. Therefore, we investigated the role of CatD in endothelial cell apoptosis and determined the underlying mechanisms. Incubation with 100-500 microm H2O2 for 12 h induced apoptosis in endothelial cells. To determine a role for CatD, we co-incubated endothelial cells with the CatD inhibitor pepstatin A. Pepstatin A as well as genetic knock down of CatD abolished H2O2-induced apoptosis. In contrast, overexpression of CatD wild type but not a catalytically inactive mutant of CatD (CatDD295N) induced apoptosis under basal conditions. To gain insights into the underlying mechanisms, we investigated the effect of CatD on reactive oxygen species (ROS) formation. Indeed, knocking down CatD expression reduced H2O2-induced ROS formation and apoptosis. The major redox regulator in endothelial cells is thioredoxin-1 (Trx), which plays a crucial role in apoptosis inhibition. Thus, we hypothesized that CatD may alter Trx protein levels and thereby promote formation of ROS and apoptosis. Incubation with 100 microm H2O2 for 6 h decreased Trx protein levels, whereas Trx mRNA was not altered. H2O2-induced Trx degradation was inhibited by pepstatin A and genetic knock down of CatD but not by other protease inhibitors. Incubation of unstimulated cell lysates with recombinant CatD significantly reduced Trx protein levels in vitro, which was completely blocked by pepstatin A pre-incubation. Overexpression of CatD reduced Trx protein in cells. Moreover, H2O2 incubation led to a translocation of Trx to the lysosomes prior to the induction of apoptosis. Taken together, CatD induces apoptosis via degradation of Trx protein, which is an essential anti-apoptotic and reactive oxygen species scavenging protein in endothelial cells.