Transaktivierung des EGF-Rezeptors in Abhängigkeit von Disintegrin-ähnlichen Metalloproteasen (ADAMs)

Evers, Astrid

Der EGF-Rezeptor ist sowohl während der Embryonalentwicklung als auch im adulten Organismus einer der wichtigsten Rezeptoren auf der Oberfläche vieler Zellen. Er reguliert durch die Bindung von Wachstumsfaktoren wie HB-EGF oder TGFα hauptsächlich Prozesse wie Migration, Differenzierung und Wachstum von Zellen. Die Liganden werden als membrangebundene Vorläuferproteine synthetisiert und erst durch die proteolytische Spaltung durch spezifische Proteasen aktiviert. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass der EGFR nicht nur direkt, sondern auch indirekt nach Stimulationen von einigen anderen Rezeptoren wie G-Proteingekoppelten Rezeptoren oder dem VEGFR aktiviert werden kann. Dieser Vorgang wird als „EGFR-Transaktivierung“ bezeichnet und wird maßgeblich durch die membranständige Metalloprotease ADAM17 beeinflusst, da diese u. a. die Freisetzung von fast allen EGFR-Liganden vermittelt. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass auch die keratinocytenspezifische Isoform des FGF-Rezeptors -FGFR 2b- nach der Bindung seines Liganden FGF7 ADAM17 aktiviert, was eine Transaktivierung des EGFR zur Folge hat. Bei den anderen zuvor in der Literatur beschriebenen Rezeptoren, die in der Lage sind den EGFR zu transaktivieren, war der EGFR-vermittelte Signalweg als zusätzlicher, zweiter Signalweg zu betrachten. Der in dieser Arbeit untersuchte FGFR2b ist das erste bekannte Beispiel für einen EGFR-transaktivierenden Rezeptor, bei dem im Gegensatz zu früheren Annahmen keine direkte, ADAM17-unabhängige Signaltransduktion stattfindet. Dies und vor allem die Rolle von ADAM17 in diesem Prozess wurden in dieser Arbeit in in vitro- sowie in ex vivo-Versuchen nachgewiesen. Es wurde ebenfalls untersucht, ob eine solche Signalüberleitung auf den EGFR auch von Toll-like-Rezeptoren (TLRs) ausgehen kann, da kontrovers diskutiert wird, ob MAPKinasen, welche für die EGFR-vermittelte Signalkaskade charakteristisch sind, direkt durch TLRs aktiviert werden können oder nicht. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten darauf hin, dass TLRs nach Stimulation mit ihren spezifischen Liganden ebenfalls den EGFR transaktivieren, da die Phosphorylierung der MAP-Kinasen ERK1/2 in diesem Kontext sowohl Metalloprotease- als auch EGFR-abhängig war. Durch siRNAExperimente sowie den Einsatz von spezifischen Inhibitoren konnte ADAM17 auch in diesem Zusammenhang als verantwortliche Protease identifiziert werden. Der Mechanismus, der der Regulation der proteolytischen Aktivität von ADAMs im Allgemeinen und von ADAM17 im Speziellen zu Grunde liegt, ist bislang kaum verstanden und wurde in dieser Arbeit ebenfalls untersucht. Die Beteiligung der cytoplasmatischen Domäne an der Regulation der stimulierten Aktivität ist ebenso wie die Rolle der Transmembran (TM)-Domäne dabei noch nicht eindeutig geklärt. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten darauf hin, dass nicht die cytoplasmatische Domäne sondern die TM-Domäne essentiell für die stimulierte Aktivität von ADAM17 ist. Es wurden daher bestimmte Motive in der Aminosäuresequenz der TM-Domäne mutiert, welche in α-Helices generell mit Konformationsänderungen in Verbindung gebracht werden, da diese zu einer Regulation der Aktivität beitragen könnten. Da diese Mutationen keinen Effekt auf die Aktivierbarkeit von ADAM17 hatten, konnten diese Analysen jedoch keine Antwort auf die Frage liefern, wie die Aktivität von ADAM17 reguliert wird und welcher molekulare Mechanismus der Aktivierung zu Grunde liegt. Zusammenfassend hat diese Arbeit neue Erkenntnisse über die Aktivierung des EGFRSignaltransduktionsweges geliefert und die Bedeutung von ADAM17 an diesem essentiellen Signalweg unterstrichen. Das genaue Verständnis dieses Signalweges und seiner Regulation ist wichtig, da er sowohl in physiologischen Prozessen wie der Entwicklung als auch bei der Entstehung von Krankheiten wie Krebs eine Rolle spielt und deshalb einen Ansatz zur Entwicklung therapeutischer Strategien darstellt.

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Evers, Astrid: Transaktivierung des EGF-Rezeptors in Abhängigkeit von Disintegrin-ähnlichen Metalloproteasen (ADAMs). 2013.

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