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Einleitung: Der Hypoxie-induzierbare Faktor-1 (HIF-1) reguliert als Transkriptionsfaktor über die pO₂-abhängige Expression seiner Untereinheit HIF-1α verschiedene Hypoxie-induzierbare Gene. Er spielt eine wichtige Rolle bei der systemischen und zellulären Adaptation von Tumoren und ist entscheidend an der Progression und Metastasierung beteiligt, so daß HIF-1 ein attraktives Zielmolekül für Anti-Tumortherapiestrategien darstellt. In mehreren Pankreaskarzinomzelllinien wurde eine konstitutive Überexpression von HIF-1α beschrieben. Diese Prozesse werden in Abhängigkeit vom Zelltyp durch den PI3-K/AKT/FRAP- und/oder den RAF/MEK/MAPK-Signaltransduktionsweg reguliert. Es ist unbekannt, welcher der Signaltransduktionswege in Pankreaskarzinomzelllinien unter Normoxie oder Hypoxie aktiviert wird. Ziel der vorliegenden Arbeit war, den Einfluss von spezifischen Kinase-Inhibitoren LY294002 (PI3-K) und PD98059 (MAPK) auf die Expression von HIF-1α und deren antiproliferative Wirkung in Pankreaskarzinomzellen zu untersuchen.

Material und Methoden: Die humanen Pankreaskarzinomzelllinien AsPC-1, Panc-1 und MIAPaCa-2 wurden unter Normoxie (20% O₂) oder Hypoxie (1% O₂) für 24 Std. inkubiert. Bestimmt wurde die Proteinexpression von HIF-1α mittels Western Blot. Der dosisabhängige Einfluss der Kinase-Inhibitoren (PD98059 0-30 µM, LY294002 0-30 µM) auf die HIF-1α Expression wurde in den Pankreaskarzinomzellen wurde mittels Western Blot untersucht. Die antiproliferative Wirkung von PD98059 und LY294002 auf die untersuchten Zelllinien wurde unter Normoxie und Hypoxie mit dem MTT-Assay bestimmt.

Ergebnisse: Eine konstitutive Expression von HIF-1α Protein wurde in Panc-1 und MIAPaCa-2, jedoch nicht in AsPC-1 unter Normoxie gefunden. LY294002 antagonisierte entsprechend die konstitutive HIF-1α Expression unter Normoxie dosisabhängig nur in MIAPaCa-2- und Panc-1-Zellen, jedoch nicht in AsPC-1 Zellen. Die Hypoxie-induzierte HIF-1α Expression wurde durch LY294002 nicht beeinflußt. PD98059 inhibierte die HIF-1α Expression nur in Panc-1 Zellen unter Normoxie. Die beiden anderen Zelllinien sowie die hypoxieinduzierte HIF-1α Expression wurden von PD98059 nicht beeinflußt. Im MTT-Proliferationsassay unter normoxischen Bedingungen zeigte LY294002 eine stärkere signifikante antiproliferative Wirkung (45%) im Vergleich zu PD98059 (33%) in MIAPaCa-2 und Panc-1 Zellen (p < 0,01). Die Proliferation von AsPC-1 Zellen wurde nicht beeinflußt. Unter hypoxischen Bedingungen war die Proliferationshemmung der beiden Kinase-Inhibitoren auf MIAPaCa-2 und Panc-1 geringer (35% und 22%), als unter Normoxie (p < 0,05).

Schlussfolgerung: Diese Ergebnisse belegen, dass die PI3-K/AKT/FRAP- und RAF/MEK/MAPK-Signaltransduktionswege für die konstitutive Überexpression von HIF-1α Protein in einigen Pankreaskarzinomzelllinien eine Rolle spielen. In Übereinstimmung mit dem Einfluss der Kinase-Inhibitoren auf die HIF-1α Expression, zeigt LY294002 eine stärkere antiproliferative Wirkung im Vergleich zu PD98059. PD98059 und insbesondere LY294002 stellen somit therapeutische Optionen in der anti-HIF-1 Tumortherapie dar. Beide Signaltransduktionswege scheinen unter hypoxischen Bedingungen keine Rolle für die HIF-1α Proteinexpression in den untersuchten Pankreaskarzinomzelllinien zu spielen.