Charakterisierung des Zinkfingerproteins KCMF1 als transkriptioneller Repressor des FOXO1 Signalwegs in vitro und in vivo

Einleitung: KCMF1 wurde in einem differentiellen Screen als duktal exprimiertes Gen in der azinär duktalen Metaplasie in TGF-alpha transgenen Mäusen identifiziert. KCMF1 ist ein phylogenetisch hoch konserviertes Zinkfingerprotein; die humane Aminosäuresequenz stimmt zu 95% mit der des Zebrafisches überein.

Ziele: Das bisher nicht charakterisierte Zinkfingerprotein KCMF1 wurde funktionell in vitro und in vivo untersucht und molekular charakterisiert.

Ergebnisse: KCMF1 ist im metaplastischen Epithel in TGF-alpha transgenen Mäusen überexprimiert. In immunhistologischen Tissuearray-Analysen zeigt sich eine starke, nukleäre Expression in humanen Karzinomen, insbesondere im humanen und murinen Pankreaskarzinom und in PanIn Läsionen. Mit Deletionskonstrukten und LeptomycinB konnte in Zellkulturexperimenten ein N-terminales nukleäres Exportsignal verifiziert werden, welches in vitro eine zytoplasmatische Lokalisation von KCMF1 vermittelt. Oxidativer Stress resultiert in einer nukleären Translokation von KCMF1. In Überexpressions- und siRNA-Experimenten fördert KCMF1 Proliferation, Migration und Invasion. KCMF1 supprimiert im Luciferaseassay die Aktivität eines GAL4-VP16 Konstrukt als Hinweis für die Funktion als transkriptioneller Repressor. Potentielle Interaktionspartner von KCMF1 wurden im bakteriellen Two-Hybrid-Screen identifiziert. Molekular (Co-IP und GST-Pulldown) interagiert KCMF1 mit FOXO1 (nicht aber FOXO3 und 4) und SIRT1 und reprimiert die transkriptionelle Aktivität von FOXO1. Konfokale Mikroskopie bestätigt die Kolokalisation von KCMF1 und FOXO1 im Pankreaskarzinom. KCMF1 defiziente Mäuse sterben embryonal zwischen e16.5 und e19.5. IGFBP1 und IGFBP4 wurden als Zielgene der KCMF1-FOXO1-Interaktion in RNA Mikroarrays identifiziert und verifiziert. Die Überexpression von IGFBP1 und IGFBP4 in KCMF1 defizienten Mäusen kann den letalen Phänotyp einer generalisierten Entwicklungsverzögerung erklären.

Schlussfolgerung: KCMF1 ist ein bisher unbekannter Interaktionspartner von FOXO1 und reprimiert direkt die transkriptionelle Aktivität von FOXO1. Weiterführend lassen unsere Ergebnisse auf eine antagonistische Funktion von KCMF1 auf die tumorsuppressive Eigenschaften von FOXO1 schließen.