German Title: Die Rolle des Wilms-Tumor Proteins (WT1) in CD95-mediierter Apoptose in T-Zell Leukämien

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Abstract

Abstract Apoptosis, also known as programmed cell death, is a very critical process for the maintenance of tissue homeostasis in multicellular organisms. In our immune system, which is comprised of different cell types with different but interconnected functions, apoptosis plays a crucial role in preserving homeostasis during development, throughout adult life and upon termination of immune responses. Any defects in apoptosis can potentially lead to autoimmunity or cancer. CD95 (Fas/APO-1) belongs to the family of the so-called death receptors, and upon binding with its ligand, the CD95L, can instruct CD95-bearing cells to undergo apoptosis. The CD95/CD95L system is crucial for homeostasis of the immune system, and deregulation of CD95-mediated apoptosis results in several diseases including autoimmune syndromes, leukaemias or AIDS. CD95-mediated apoptosis is used by the T-lymphocytes of the immune system at several stages during their development and after the termination of an immune response, so that the quality and quantity of activated T cells are controlled. In these cases, the T cells being activated through their TCR die via CD95-mediated apoptosis upon restimulation, a process collectively known as activation-induced cell death (AICD). One characteristic of cancer is its resistance to apoptosis. Leukaemias are no exception. One of the ways a cancerous T-lymphocyte evades death is by deregulating its CD95/CD95L system by e.g., downregulating the CD95L. NF-AT and Egr proteins (1-3) are amongst the different transcription factors that take part in the regulation of the CD95L. Upon TCR stimulation different signalling pathways lead to the activation of NF-AT and the transcriptional activation of Egr factors. These then bind on the CD95L promoter and activate it. Wilms’ tumor gene 1 (WT1) encodes a four-zinc-finger protein. Alternative splicing at the pre-mRNA level yields several transcript variants, of which the best characterized are the so called WT1-KTS and WT1+KTS isoforms. The WT1-KTS isoform, which lacks three amino acids between zinc-fingers three and four, is suggested to be a transcription factor that belongs to the Egr family and has target sequences similar to Egr1. WT1 is expressed during the early stages of haematopoiesis and has been implicated in leukaemogenesis. Its role in leukaemias is controversial as it is either found to be mutated or overexpressed, and overexpression is linked with more immature leukaemias. It is therefore uncertain whether WT1 is a tumor suppressor or tumor promoter. It was threfore of interest to analyze the expression of WT1 in T cell leukaemias and understand its role in CD95-mediated apoptosis.

Translation of abstract (German)

Zusammenfassung Apoptosis, auch bezeichnet als programmierter Zelltod, ist ein wichtiger Prozess zur Aufrechterhaltung der Gewebs-Homöostase in vielzelligen Lebewesen. In unserem Immunsystem, das aus verschiedensten Zelltypen aufgebaut ist, welche unterschiedliche Funktionen haben, spielt Apoptosis eine wichtige Rolle in der Aufrechterhaltung der Homöostase während der Entwicklung, als auch während des adulten Lebens sowie während der Terminierung von Immunantworten. Jeder Apoptosisdefekt kann zu Autoimmunität oder Krebs führen. CD95 (Fas/APO-1) ist ein Mitglied der sogenannten Todes-Rezeptor-Familie und in der Lage durch Bindung an dessen Liganden, CD95L, in CD95-positiven Zellen Apoptose auszulösen. Das CD95/CD95L-System ist essentiell für die Homöostase des Immunsystems und eine Deregulierung der CD95-mediierten Apoptose kann zu verschiedensten Krankheiten, wie Autoimmunität, Leukämien oder AIDS führen. Die CD95-mediierte Apoptose wird von T-Lymphozyten des Immunsystems in diversen Stadien der Entwicklung, sowie zum Abschließen einer Immunantwort genutzt. Dies sichert die Kontrolle von aktivierten T-Zellen. In dem beschriebenen Fall werden die T-Zellen durch wiederholte Stimulierung des TZR in CD95-mediierte Apoptose getrieben. Dieser Prozess ist bekannt als Aktivierungs-induzierter Zelltod (AICD). Krebs zeichnet sich durch eine Apoptose-Resistenz aus. Auch Leukämien bilden dabei keine Ausnahme. Ein Weg für Tumor-T-Lymphozyten den Tod zu umgehen, ist das Abschalten des CD95/CD95L-Systems, zum Beispiel durch CD95L-Regulierung. NF-AT und EGR (1-3) zum Beispiel, sind Transkriptionsfaktoren, die an der Regulierung des CD95L beteiligt sind. Nach einer TZR-Stimulation werden verschiedene Signalwege aktiviert, die wiederum zur Aktivierung von NF-AT und EGR führen. Diese binden an den CD95L-Promotor und aktivieren ihn. Das Wilms' Tumor Gene 1 (WT1) kodiert ein 4-Zink-Finger Protein. Alternatives Spleißen der prä-mRNA führt zu mehreren Transkriptionsvarianten. Die am besten charakterisierten sind die sogenannten WT1-KTS and WT1+KTS Isoformen. Der WT1-KTS-Isoform fehlen drei Aminosäuren zwischen Zink-Finger drei und vier, dabei wird vermutet, daß dieser Transkriptonsfaktor zur EGR-Familie gehört und ähnliche Ziel-Sequenzen wie EGR1 hat. WT1 wird während der frühen Phase der Hämatopoese exprimiert und ihm wird eine Rolle bei der Entstehung von Leukämien zugeschrieben. Dies wird kontrovers diskutiert, da WT1 in Leukämien entweder in einer mutierten Form oder überexprimiert vorliegt. Die Überexpression von WT1 wird häufiger in unreifen Leukämien gefunden. Deshalb ist es noch unklar, ob WT1 die Tumorentstehung unterdrückt oder begünstigt. Aus diesem Grund wollten wir die Expression von WT1 in T-Zell-Leukämien untersuchen und verstehen welche Rolle WT1 in der CD95-mediierten Apoptose spielt.