Serinphosphorylierung von Cytokeratin 8 reguliert Keratinorganisation, Migration und Elastizität von Pankreaskarzinomzellen

Einleitung: Keratine sind obligate Heteropolymere aus Typ I (K9-K20) und Typ II (K1-K8) Keratin. Sie sind die wesentlichen Intermediärfilamente in epithelialen Zellen und bestimmen deren mechanische Eigenschaften. In Pankreaskarzinomzellen finden sich überwiegend K8/K18 Heteropolymere. Wir konnten kürzlich zeigen, dass bioaktive Lipide wie Sphingosylphosphorylcholin (SPC) eine perinukleäre Reorganisation des Keratin-Zytoskeletts von Pankreaskarzinomzellen, verbunden mit einer gesteigerten Migration der Zellen durch Poren mit definiertem Durchmesser induzieren.

Ziele: Wir untersuchten, welche posttranslationalen Modifikationen an welchem Keratin und welche übergeordneten Signalkaskaden für die SPC-induzierte Reorganisation des Keratin-Zytoskeletts und daraus resultierende biologische Effekte wie Migration und Zellelastizität verantwortlich sind.

Methodik: K8 und 18 wurden GFP-getagged und mittels site directed mutagenesis an Serinen mutiert. Migration wurde mittels time lapse Videomikroskopie und Boydenkammern untersucht, Zellelastizität mittels Atomic Force Microscopy.

Ergebnisse: Wir konnten die Phosphorylierung eines Serins in K8 als entscheidende posttranslationale Modifikation identifizieren, die eine komplette Reorganisation des Keratin-Zytoskeletts um den Zellkern induziert. Diese Modifikation entspricht einem funktionellen Keratin-Knockdown wie Vergleiche mit Zellen, in denen K8 oder K18 durch siRNAs downreguliert wurden, zeigen. Die Phosphorylierung von K8 wird durch Aktivierung von ERKs vermittelt, führt zu einer beschleunigten Migration von Pankreaskarzinomzellen und verändert deren elastische Eigenschaften.

Schlussfolgerung: Durch diese Daten konnte erstmals gezeigt werden, dass durch direkte posttranslationale Modifikation von Keratin Pankreaskarzinomzellen sich in ihren migratorischen und elastischen Eigenschaften verändern. Diese posttranslationale Keratinmodifikation könnte somit ein interessantes therapeutisches Target sein, um Tumormetastasierung zu blockieren.