Maligne Transformation von Telomerase-immortalisierten humanen Hepatozyten nach aberranter Aktivierung des Wnt/β-Catenin-Signalwegs

Hintergrund: Eine Stabilisierung der Telomere (durch Aktivierung der Telomerase) ist essentiell für die Entwicklung eines HCC. Weitere Analysen haben ergeben, dass eine Aktivierung des β-Catenin-Signalwegs, wie im Kolonkarzinom [1], auch eine zusätzliche auslösende Funktion in der Hepatokarzinogenese haben könnte. In diesem Projekt haben wir die funktionellen Konsequenzen einer Aktivierung dieses Signalwegs untersucht. Methoden: Telomerase-immortalisierte humane fetale Hepatozyten (FH-hTERT) wurden als Zellkulturmodel für nicht transformierte, proliferierende humane Leberzellen verwendet [2]. Mittels stabiler Transfektion mit der konstitutiv aktiven β-Catenin Mutante S33Y wurden Klone mit robuster Aktivierung des Signalwegs hergestellt. Um eine Aktivierung des Signalwegs nachzuweisen, wurde ein Luziferase-Reportersystem eingesetzt. Proliferation und Serumabhängigkeit wurden photometrisch überwacht und eine maligne Transformation im Softagar sowie durch Transplantation in Nacktmäuse ermittelt. Ergebnisse: Im Vergleich zu HepG2, zeigten FH-hTERT Zellen eine niedrige Aktivität des Signalwegs. Eine Behandlung mit 40 mM LiCl (Inhibition von GSK-3β) und eine Transfektion mit S33Y führten zu einer signifikanten Aktivierung des Signalwegs. Eine nukleäre Akkumulation von β-Catenin konnte auch im Immunoblot bestätigt werden. Die aberrante Aktivierung des Signalwegs induzierte eine gesteigerte Wachstumsgeschwindigkeit mit Reduktion der Serumabhängigkeit. Unmittelbar nach Aktivierung des Signalwegs wurde keine Koloniebildung im Softagar beobachtet. Jedoch entwickelte sich nach wenigen Passagen in Zellkultur ein transformierter Phänotyp mit Koloniebildung im Softagar und Tumorwachstum in 80% der transplantierten Nacktmäuse nach 24,5±1,0 Wochen (im Vgl. Huh7 Zellen: 60% Tumorwachstum nach 3,4±0,4 Wochen). Zusammenfassung: Eine aberrante Aktivierung des Wnt/β-Catenin-Signalwegs induziert einen für die maligne Transformation permissiven Phänotyp in immortalisierten Leberzellen.

Literatur: [1] Firestein et al. CDK8 is a colorectal cancer oncogene that regulates beta-catenin activity. Nature 2008. [2] Haker et al. Absence of oncogenic transformation despite acquisition of cytogenetic aberrations in long-term cultured telomerase-immortalized human fetal hepatocytes. Cancer Lett 2007.

Hepatokarzinogenese - Telomerase - Transformation - beta-Catenin