Einfluss von Wachstums- und Differenzierungsfaktoren auf Proteinsynthese und Proliferation der Schilddrüsenkarzinom-Zelllinien FTC 133 und 8505C und deren Expression der Cathepsine B, D und L

Abstract

In vielen malignen Tumoren finden sich eine vermehrte Expression und Sekretion der lysosomalen Proteinasen Cathepsin L, B und D, welche häufig mit dem Grad der Malignität sowie dem Metastasierungspotential korrelieren.Inhalt der vorliegenden Arbeit ist es, erstmalig den Einfluss von Wachstums- und Differenzierungsfaktoren auf Proteinsynthese und Proliferation der differenzierten, niedrigmalignen Schilddrüsenkarzinom-Zelllinie (SDC-ZL) FTC 133 und der hoch-malignen, anaplastischen SDC-ZL 8505C und deren Expression der Cathepsine L, B und D zu untersuchen.FTC 133 und 8505C wurden über definierte Zeitintervalle mit Wachstumsfaktoren (epidermal growth factor (EGF), Insulin, thyroid stimulating hormone (TSH)) sowie spezifischen Aktivatoren von Transduktionswegen (Phorbol-12-myristat-13-azetat (PMA), Forskolin) inkubiert. Anschließend erfolgte eine Analyse der Cathepsin L-, B- und D-Expression auf messenger-RNA-Niveau (RT-PCR) sowie auf Proteinebene, die Analyse ihrer intrazellulären Expression und ihrer Sekretion (ELISA, Western Blot, Aktivitäten). Zusätzlich bestimmten wir den Proteingehalt und die Proliferationsrate der Tumorzellen.Proliferation und Wachstum wiesen in beiden Zelllinien in Abhängigkeit von verschiedenen Transduktionswegen konträre Verhaltensmuster auf.Die vorliegenden Befunde zeigen, dass auch in SDC-ZL mit zunehmendem Malignitätsgrad, histologischer Entdifferenzierung und eingeschränkter klinischer Prognose vermehrt Cathepsine L, B und D synthetisiert und sezerniert werden. Darüber hinaus geht ein zunehmend invasives Potential von Schilddrüsenkarzinomen mit einer Sensibilisierung gegenüber Wachstumsfaktoren einher. Wachstumsfaktoren und ihre Rezeptoren sowie die Aktivierung spezifischer Transduktionswege, wie der Proteinkinase C, führen zu einer erhöhten Expression der lysosomalen Proteinasen Cathepsin L, B und D.

Malignantly transformed cells employ proteolytic enzymes in order to penetrate neighboring tissue structures and to metastasize at distant sites. Some of these enzymes are overexpressed in tumor cells, among them the lysosomal proteinases cathepsins B (CB), D (CD) and L (CL). In normal cells cathepsins are participating in the lysosomal protein breakdown. Tumor cells secrete cathepsins as latent proforms and the extent to which the enzymes are excreted seems to correlate with their malignant potential.In this study the expression of 3 cathepsins on the mRNA and the protein level in monolayer cultures of the follicular thyroid carcinoma cell line FTC 133 and the undifferentiated thyroid carcinoma cell line 8505C under the influence of regulators of thyroid differentiation and dedifferentiation (epidermal growth factor (EGF), Insulin, thyroid stimulating hormone (TSH),Phorbol-12-myristat-13-azetat (PMA), Forskolin) was investigated.Our data suggest that in the human follicular thyroid carcinoma cell line FTC 133 and in the anaplastic thyroid carcinoma cell line 8505C transduction pathways seem to be open to different extents resulting in varying patterns of cathepsin expression. An activation of the protein kinase-C-pathway (PKC) during transformation seems to be a significant feature of malignant growth in thyroid carcinoma. These data also indicate that the extent of the expression and secretion of cathepsins B, D and L may be correlated to the malignancy of transformed cells.