1. Zusammenfassung

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Neuere Daten des Humanen Genomprojektes zeigen, dass ca. 8% des gesamten humanen Genoms aus retroviralen Sequenzen bestehen. Der überwiegende Teil dieser Proviren ist allerdings aufgrund von Ansammlungen verschiedener Mutationen defekt. Die Familie des humanen endogenen Retrovirus K (HERV-K) umfasst ca. 30 eng verwandte Proviren. Einige HERV-K Proviren scheinen intakt zu sein und besitzen offene Leserahmen für alle viralen Proteine, während andere HERV-K Proviren verschiedenste Muatationen und Deletionen aufweisen, dies unterscheidet sie grundlegend von allen anderen HERV-Proviren. Zusätzlich zu den Strukturproteinen Gag und Env und der Reversen Transkriptase, kodiert HERV-K zwei regulatorische Proteine, Rec und Np9. Rec ist funktional dem Rev/Rex-Protein von HIV/HTLV ähnlich und eine Assoziation mit Tumorbildung wurde in Versuchen mit Nacktmäusen und mit transgenen Mäusen nachgewiesen. Während Rec von HERV-K Prototyp Proviren kodiert ist, wird Np9 von deletierten HERV-K Proviren kodiert. Np9 ist ebenfalls im Nukleus lokalisiert und eine Expression in Assoziation mit Tumorgewebe wurde nachgewiesen.

Das maligne Melanom zeichnet sich durch eine besonders hohe Letalität und ein hohes Metastasierungspotential aus. Da gezeigt werden konnte, dass die Melanomzelllinie SK-MEL28 nicht-deletierte Volllängen-mRNA und gespleißtes env, rec und np9 von HERV-K erhöht exprimiert, wurden verschiedene Melanommetastasen und -zelllinien auf HERV Expression untersucht. Mit Primern gegen die endogenen Retroviren HERV-H, -R und -W wurde die Expression dieser Proviren untersucht und es konnte gezeigt werden, dass sie in der Mehrzahl der Melanomproben exprimiert sind. Die Expression von HERV-K wurde detaillierter in Hinblick auf gespleißte mRNA und zusätzlich in der real-time PCR untersucht. So konnte die Expression von Volllängen- und gespleißter mRNA (env, rec und np9) sowie die Expression der in rec deletierten oder nicht-deletierten Provirus-Typen unterschieden werden. Zusätzlich wurden HERV-K spezifische Antiseren gewonnen und in der Immunfluoreszenz und Immunhistochemie verwendet. Deletierte und nicht-deletierte Volllängen-mRNA war in allen untersuchten humanen Proben nachweisbar. Gespleißtes env und rec war in 39% der Geweben und in 38% der Melanomzelllinien exprimiert. Von den auf spezifische Antikörper gegen HERV-K Proteine untersuchten Seren von Melanompatienten reagierten 16% positiv für das transmembrane Hüllprotein, jedoch reagierte kein Serum mit Np9 oder Rec.

Da im Zuge der Entstehung von Tumoren immer auch eine Dedifferenzierung der entarteten Zellen diskutiert wird, ist es für die Forschung von großem Interesse, die Expression von HERVs in undifferenzierten Zellen, wie embryonalen Stammzellen, zu untersuchen. Zumal eine der wenigen Zelllinien, die eine erhöhte Expression von HERV-K aufweisen, die Teratokarzinomzelllinie (Keimzellkarzinom) GH ist und zudem bei in vivo Versuchen mit murinen Stammzellen eine Teratombildung festgestellt wurde. In den untersuchten embryonalen Stammzellen lässt sich Volllängen-mRNA sowie gespleißte env-, rec- und np9-mRNA nachweisen. Zusätzlich werden HERV-H, -R und -W in den Zellen exprimiert. Während der Differenzierung zu neuronalen Vorläuferzellen sinkt die Expression jedoch wieder auf ein mit normalen Zellen vergleichbares Niveau.

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Obwohl gespleißte RNA und virale Proteine von HERV-K vor allem in Tumoren und Tumorzelllinien exprimiert werden, ist deren Funktion während der Tumorentstehung noch immer ungeklärt. Auch die Bedeutung der HERV-K Expression in humanen Stammzellen ist noch unklar, insbesondere in Hinblick auf eine mögliche Tumorigenität.


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01.12.2006