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Einleitung: Das duktale Pankreaskarzinom ist durch ein hohes Maß an Genominstabilität, Metastasierungspotential und einer ausgeprägten Resistenz gegenüber gängigen Chemotherapiekonzepten gekennzeichnet. Veränderungen in Signaltransduktionswegen, über die Zellwachstum und Zelltod reguliert werden, tragen entscheidend zur Entwicklung dieser Resistenz bei. Mitglieder der Casein Kinase 1 (CK1) Familie, die wichtige regulatorische Funktionen in einer Vielzahl zellulärer Prozesse wahrnehmen, scheinen an der Resistenzentwicklung von Tumorzellen beteiligt zu sein, da ihnen antiapoptotischen Wirkungen zugesprochen werden. Veränderungen in CK1 vermittelten Signaltransduktionswegen können zudem zur Genominstabilität und damit zur Entstehung von Tumoren beitragen. In dieser Studie wurde der Einfluss zellulärer Kinasen auf die Aktivität von CK1δ näher charakterisiert.

Material und Methoden: Kinaseassays wurden mit verschiedenen GST-CK1δ Fusionsproteinen als Substrate und rekombinanten Kinasen (u.a. PKA, PKC, AKT), die Erkennungssequenzen auf dem CK1δ Molekül besitzen, durchgeführt, um den Phosphateinbau zu vergleichen, um die Phosphorylierungsstellen dieser Kinasen zu identifizieren und um den Einfluss dieser Kinasen auf die Substratphosphorylierung von CK1δ zu untersuchen. MiaPaCa Zellen wurden mit verschiedenen Inhibitoren behandelt, die entweder die subzelluläre Lokalisation oder die Aktivität der Kinasen beeinflussen, und die Auswirkungen auf die Aktivität von CK1δ untersucht. Die subzelluläre Verteilung von CK1δ und PKA wurde in der Immunfluoreszenz untersucht. Die Expression pro- und antiapoptotischer Proteine wurden in unbehandelten und behandelten Zellen durch Western Blot Analysen nachgewiesen.

Ergebnisse: Kinaseassays ergaben, dass mehrere Kinasen CK1δ im C-terminalen Bereich phosphorylieren, wobei Serin 370 vornehmlich durch PKA phosphoryliert wird. Im Vergleich zu PKC und Akt wurde CK1δ am stärksten durch PKA in vitro phosphoryliert. Alle untersuchten Kinasen beeinflussten in vitro die Substratphosphorylierung von CK1δ. Immunfluoreszenzen ergaben, dass CK1δ und PKA in der perinukleären Region und an den Zentrosomen in MiaPaCa Zellen kolokalisierten. Verhinderung der Interaktion von PKA mit AKAP Proteinen durch das inhibitorische Ht31 Peptid führte zu einer Erhöhung der CK1δ Aktivität, wohingegen Inhibition der PKA Aktivität zu einer Erniedrigung der CK1δ Aktivität führte. Die verringerte CK1δ Aktivität korrelierte mit einer reduzierten Expression antiapoptotischer Proteine und einer erhöhten Caspase 8 Aktivität.

Schlussfolgerung: Die Erkenntnis, dass die Aktivität von CK1δ durch zelluläre Kinasen moduliert wird, kann zur Entwicklung spezifischer Kombinationstherapien beitragen, die eine Sensibilisierung resistenter Tumorzellen ermöglichen.