MDM2 splice variants - cellular localization and expression in a transgenic mouse model

Abstract

Das Onkogen MDM2 kodiert für ein Phosphoprotein, welches an maligner Transformation beteiligt ist. Mehr als 40 MDM2 Spleißvarianten wurden in verschieden Tumoren des Menschen identifiziert. Project 1. MDM2-A ist eine der am meist detektierten MDM2 Spleißvarianten in menschlichen Tumoren. Ein Mdm2-a transgenes Maus Modell wurde entwickelt, um die Funktion und Aufgabe von MDM2-A in vivo und in vitro zu untersuchen. Analysen an Maus Embryonen ergaben, dass die Expression von MDM2-A letal für die Entwicklung der Maus ist. Weiterhin wurde gezeigt, dass die Expression von MDM2-A das Wachstum von Fibroblasten (MEFs) hemmt, wobei diese Inhibierung von Tumor Suppressor p53 und dem Kinase Hemmer p21Waf1/Cip1 abhängig ist. Trotz dieser Resultate konnte eine Mdm2-a transgene Mauslinie erzeugt. Die Mdm2-a Mäuse zeigten keinen transformierenden Phänotyp, dafür aber eine verkürzte Lebenserwartung im Vergleich mit nicht transgenen Geschwistermäusen. Der Grund dafür könnte die erhöhte p53 Aktivität sein. Project 2. In diesem Teil der vorliegenden Arbeit sollte die zelluläre Lokalisation der MDM2 Spleißvarianten A, B und FB26 untersucht werden. Es wurde geprüft, ob der Verlust von Proteindomänen die Proteinverteilung in einer Zelle stört. Des Weitern wurde die Koexpression dieser Spleißvarianten mit p53, MDM2 und ARF untersucht. Alle drei Spleißvarianten waren im Plasma des Zellkerns detektierbar. Zusätzlich lokalisierten MDM2-A und B auch im Zytoplasma. Weitere Ergebnisse zeigten, dass das Kernlokalisationssignal2 (NLS2) zur Lokalisation von MDM2-A und B beträgt. Die Lokalisation von FB26 wird durch NLS1 und einem neuen Signal (NLS3) innerhalb einer neu-entstandenen Aminosäuresequenz bestimmt. MDM2 und p53 wurden ausschließlich im Kernplasma detektiert und colokalisierten mit A, B und FB26. ARF war ausschließlich in den Nukleoli verteilt und beeinflusste die Lokalisation der Spleißvarianten nicht. MDM2 Spleißvarianten wurden hauptsächlich in Tumorgeweben gefunden, aber nicht alle Varianten zeigen transformierende Eigenschaften. Es ist möglich, dass einige MDM2 Spleißvarianten zur Tumorentwicklung beitragen können.

The MDM2 oncogene encodes a protein that is overexpressed and gene-amplified in several human tumors. In addition, more than 40 tumor MDM2 splice variants have been identified, although, their main biological function is still undefined. Project 1. MDM2-A is one of the most commonly occurring splice variants and therefore, an Mdm2-a transgenic mouse model was generated, and the in vivo function of MDM2-A was analyzed. Evaluation of transgenic embryos suggested that MDM2-A is lethal for mouse development. In vitro, MDM2-A mediated growth inhibition that depended upon p53 and p21Waf1/Cip1 expression. Nevertheless, a single wild-type Mdm2-a transgenic mouse line was generated. Mdm2-a transgenic mice did not show a tumorigenic phenotype; however, Mdm2- a transgenic mice showed reduced longevity probably due to the elevated p53 activity. Project 2. Because cellular localization of proteins may provide information regarding their potential function, the expression of splice variants MDM2-A, B and FB26, and their coexpression with p53, full-length MDM2 and ARF were evaluated. All three splice variants localized to the nucleus in addition to faint cytoplasmic expression of MDM2-A and B. Nuclear localization of MDM2-A and B was controlled by a previously uncharacterized nuclear localization signal 2 (NLS2). Nucleoplasmic localization of FB26 was mediated both by the well-characterized NLS1 and a potentially novel NLS3 that was generated by aberrant splicing. p53 and full-length MDM2 co-localized with the splice variants in the nucleus. ARF did not co-localize with the splice variants and was predominately expressed within the nucleoli. In conclusion, even though MDM2 splice variants are usually found in human tumors, not all of them display transforming activities. It is possible that some MDM2 splice variants contribute to the development of tumors while others may have been generated because of defective splicing machinery as a consequence of tumorigenesis.