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Während des Wachstums von soliden Tumoren kommt es zu einen Abfall des Sauerstoffpartialdruckes im Tumor. Dies gilt insbesondere für das duktale Pankreaskarzinom, wobei anzunehmen ist, dass die Hypoxie ein spezifisches epigenetisches Genexpressionsprofil induziert. Aufgrund des ubiquitären Vorkommens ist es wichtig diejenigen Gene zu identifizieren, die Tumorzellen einen Selektionsvorteil unter hypoxischen Wachstumsbedingungen verschaffen. Ziel der vorliegenden Studie war die Identifizierung und Charakterisierung neuer hypoxie-induzierbarer Gene beim Pankreaskarzinom.

Zur Klonierung neuer durch Hypoxie induzierter Gene wurde die Representative Differential Analysis Methode (RDA) angewandt und PaCa-Zellen für 14 h unter hypoxischen Wachstumsbedingungen gezüchtet. Die RDA Ergebnisse wurden durch Northern Blot Analysen kontrolliert und entsprechende Zellklone sequenziert. Hierbei fand sich Matriptase als ein Schlüsselgen der Tumorhypoxie. Die weitere Charakterisierung von Matriptase beim Wachstum des humanen PaCa wurde durch real time quantitative PCR, Immunhistochemie und in-situ Hybridisation, sowie durch Western Blot Analysen erreicht. Die zelluläre Funktion wurde durch Transfektion von PaCa Zellinien mit einem Matriptase full-lenght cDNA Konstrukt und durch Herstellung stabil transfizierter Zellklone, sowie mittels des Matriptase Inhibitors Bis-Benzamidine im Matrigel Invasion Assays und Zellwachstumsessays ermittelt.

Nach einer 14-stündigen Kulturdauer unter hypoxischen Wachstumsbedingungen konnte in der RDA Analyse ein Klon identifiziert werden, der sich auch in Northern Blot Analysen durch Hypoxie induzieren lies. Die Sequenzierung dieses Klones, zeigte dass es sich dabei um Matriptase, handelte. Die weiter Analyse von Matriptase zeigte eine signifikante Überexpression dieses Gens im Tumorgewebe, sowohl auf mRNA als auch auf Proteinebene. Die Lokalisation im Tumorgewebe zeigte, dass Matriptase überwiegend in den duktalen Tumorzellen nahe der Tumorinvasionsränder vorkommt, jedoch auch im Tumorzentrum nachzuweisen war. In Zellkulturexperimenten wies die undifferenzierte AsPC-1 Zellinie die stärkste Matriptaseexpression auf. In MiaPaCa-2 Zellen, in denen Matriptase unter normoxischen Bedingungen nicht nachweisbar war, wurde nach Matriptasetransfektion eine deutliche Zunahme der Tumorzellinvasivität nachgewiesen, welche durch Zugabe des Matriptase Inhibitors reversibel war.

Im Rahmen der vorliegenden Studie haben wir Matriptase als neues hypoxie-induzierbares Gen identifiziert, das eine Schlüsselfunktion für die Tumorzellinvasion und -Metastasierung einnimmt. Aus diesem Grunde stellt dieses Protein ein interessantes therapeutisches Target für Patienten mit einem Pankreaskarzinom dar.