Rolle und Regulation des p53-Homologs p73 in der Transformation normaler menschlicher Fibroblasten

The prototyical tumor suppressor p53 is able to arrest cells after DNA damage or as a response to oncogene expression. The transactivation-competent (TA) isoforms of the more recently discovered p53 family member p73 also prevent tumors, but the underlying mechanisms are less well understood. The work presented here addressed this issue by using a cell culture model of tumorigenesis in which normal human diploid fibroblasts are stepwise transduced with oncogenes. Cells in pretransformed stages were shown to harbour high levels of TAp73 mRNA and protein. This positive regulation was probably a result of pRB inactivation and derepression of E2F1, a key activator of TAp73. Consequences for such cells included an increased sensitivity to the cytostatic drug adriamycin, slower proliferation and reduced survival at high cell density, as demonstrated by rescue experiments using siRNA-mediated knockdown of TAp73. In order to identify potential effector pathways, the gene expression profile of siRNA treated, matched fibroblast cell lines with high and low TAp73 levels were compared in DNA microarrays. These findings support the notion of TAp73 up-regulation as an anti-proliferative defense mechanism, blocking the progress towards full transformation. This barrier could be overcome by the introduction of a constitutively active form of Ras which caused a switch from TAp73 to oncogenic DeltaNp73 expression, presumably through the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) pathway. In summary, the results presented emphasize the tumor-suppressive function of TAp73 and indicate that its downregulation is a decisive event during the transformation of human cells by oncogenic Ras mutants.Der gut untersuchte Tumorsuppressor p53 vermag das Wachstum von Zellen nach DNA-Schädigung oder Onkogenaktivierung zu arretieren. Die transaktivierungsfähigen (TA) Isoformen von p73, eines kürzlich entdeckten Mitgliedes der p53-Familie, können ebenfalls die Tumorentstehung verhindern. Die Mechanismen sind hier aber noch sehr unvollkommen verstanden. Zu deren Untersuchung wurde in der vorliegenden Arbeit ein Zellkulturmodell der Tumorentstehung verwendet, bei dem normale humane diploide Fibroblasten schrittweise mit bestimmten Onkogenen transduziert wurden. Zellen in unvollständig transformierten Stadien hatten hohe Spiegel an TAp73-mRNA und -Protein. Diese positive Regulation war vermutlich eine Folge von pRB-Inaktivierung und der Derepression von E2F1, einem der wichtigsten Aktivatoren von TAp73. Beobachtete Konsequenzen für solche Zellen waren höhere Empfindlichkeit für Zytostatika wie Adriamycin, langsameres Wachstum und geringere Überlebensfähigkeit bei hoher Zelldichte, was durch Rescue-Experimente mit siRNA-vermitteltem TAp73-Knock down gezeigt werden konnte. Um mögliche Effektor-Signalwege zu identifizieren, wurden die Genexpressionsprofile von siRNA-behandelten Fibroblastenlinien, die sich nur im TAp73-Spiegel unterschieden, in DNA microarrays verglichen. Die Befunde daraus lassen den Schluss zu, dass die Hochregulation von TAp73 einen antiproliferativen Schutzmechanimus darstellt, der die vollständige Transformation verhindert. Diese Barriere konnte überwunden werden durch die zusätzliche Präsenz von aktiviertem Ras, das einen Wechsel der Expression von TAp73 zu der von onkogenem DeltaNp73 bewirkte. Dies ist vermutlich abhängig vom Phosphatidylinositol-Signalweg. Zusammenfassend wurde die Rolle von TAp73 als Tumorsuppressor weiter gefestigt, da die Niederregulierung des Proteins eine zentrale Rolle in der Transformation menschlicher Zellen durch onkogene Ras-Mutanten spielt