Alterationen des microRNA-Expressionsmusters unter Hypoxie - tumorbiologische und molekularbiologische Untersuchungen

Abstract

microRNAs sind kleine (18-23 bp), nichtkodierende RNAs endogenen Ursprungs. Sie übernehmen regulatorische Aufgaben in der Zelle und reprimieren mittels Veränderung der mRNA-Stabilität oder Inhibierung des ribosomalen Komplexes die Translation ihrer Zielgene. Hypoxie bezeichnet den physiologischen Zustand einer verminderten Sauerstoffsättigung in einem Gewebe. Aufgrund ihres schnellen Wachstums finden sich in Tumoren häufig hypoxische Bereiche. In vielen Tumorarten wird Hypoxie als negativer prognostischer Faktor angesehen. Veränderungen im Expressionsniveau von microRNAs unter Hypoxie in Tumoren sind zu erwarten. Ziel dieser Arbeit war es, Alterationen im microRNA-Expressionsmuster unter Hypoxie im Vergleich zur Normoxie zu identifizieren. Relevante microRNAs wurden in silico hinsichtlich potentieller Gen- bzw. Proteintargets analysiert und diese in RNA- und Proteinuntersuchungen verifiziert. Die Expressionsprofile von 156 microRNAs wurden in MCF-7- und MCF-10-Zellen unter Hypoxie im Vergleich zur Normoxie mittels quantitativer real-time PCR untersucht. In beiden Zelllinien wird hsa-miR-210 unter Hypoxie verstärkt (~6fach) und hsa-miR-325 vermindert (~5fach in MCF-7; ~15fach in MCF-10) exprimiert. Es wurde weiterhin nachgewiesen, dass die Inhibierung der miR-210 sowie die Überexpression der miR-325 das klonogene Überleben von MCF-7-Zellen effizient reduziert. Als Targetgene der Hypoxie-assoziierten microRNAs wurde unter zahlreichen Zielgenen die Rezeptor-Tyrosinkinase Ephrin-Rezeptor A3 (miR-325) und ein Ligand, Ephrin-A3 (miR-210), identifiziert. Es konnte darüber hinaus eine signifikante Korrelation einer mittleren miR-210- bzw. miR-325-Expression mit einer schlechteren Prognose bei Weichteilsarkompatienten gezeigt werden (p = 0,017; RR = 3,19 bzw. p = 0,019; RR = 3,49).