Z Gastroenterol 2007; 45 - P014
DOI: 10.1055/s-2007-988161

Der Wnt-Signalweg reguliert seinen Antagonisten DKK4

S Baehs 1, J Berster 1, C Perschl 1, A Behrens 1, H Blum 2, S Schmidt 2, B Göke 1, F Kolligs 1
  • 1Klinikum der Universität München, Medizinische Klinik II, München, Germany
  • 2Genzentrum der Universität München, Abt. Genomics, München, Germany

Einleitung: Der Wnt-Signalweg hat kritische Funktionen in der Homöostase epithelialer Gewebe. Im Kolon ist er für die kontinuierliche Regeneration des Kolonepithels von der Kryptenbasis her verantwortlich. Im kolorektalen Karzinom ist er in 80% der Fälle basierend auf Mutationen der Schlüsselmoleküle des Signalweges, beta-Catenin oder APC, dereguliert. Hierdurch trägt der Wnt-Signalweg entscheidend zur Kolonkarzinogenese bei.

Ziele: Zahlreiche Zielgene des Signalweges sind identifiziert worden. Bisher liegen allerdings keine systematischen Untersuchungen zu der Frage vor, welche Komponenten im Sinne einer Autoregulation vom Signalweg selbst reguliert werden. Dies könnte zu einer weiteren Verstärkung oder auch Inhibition führen. Die Identifikation solcher autoregulatorischen Signalketten ist wichtig für das Verständnis des Signalweges.

Methodik: Mikroarray-Analysen, quantitative RT-PCR, Western-Blots, Reporterassays, funktionelle Zellkulturstudien.

Ergebnis: Es wurden mittels Mikroarray-Untersuchungen mehrere Gene identifiziert, die als integrale Bestandteile des Signalweges durch diesen selbst reguliert werden. Die differenzielle Expression dieser Gene wurde mittels quantitativer RT-PCR bestätigt. Die stärkste Regulation zeigte DKK4, bei dem es sich um einen postulierten extrazellulären Inhibitor des Wnt-Signalweges handelt. Es konnte gezeigt werden, dass DKK4 in unterschiedlichen zellulären Systemen von beta-Catenin reguliert wird. Dabei ist die Regulation von DKK4 wesentlich stärker als die von anderen Mitgliedern der DKK-Familie. Im Promoter von DKK4 konnten mehrere Tcf-Konsensus-Bindungsstellen identifiziert werden, über die die DKK4-Expression reguliert wird. Expression eines dominant-negativen Tcf-Moleküls inhibierte die Expression vom DKK4-Promoter. Zur Untersuchung der Funktion von DKK4 wurden funktionelle Zellkulturassays durchgeführt. Nach externer Stimulation des Signalweges durch rekombinantes Wnt3a kam es zur Aktivierung des Signalweges. Gleichzeitige Behandlung der Zellen mit rekombinantem DKK4 führte zu einer dosis- und zeitabhängigen Inhibition der beta-Catenin-abhängigen Signaltransduktion.

Schlussfolgerung: DKK4 ist ein Zielgen des Wnt-Signalweges, das im Sinne eines “negative auto feed-back loop“ ein Inhibitor der Wnt-Signalweges ist.