Glykosylphosphatidylinositol (GPI) - spezifische Phospholipase D und Tumorprogression

Glykosylphosphatidylinositol (GPI) ist eine Zelloberflächen-Glykolipidstruktur, die relativ früh in der Evolution entwickelt wurde und Proteine in der äußeren Lipidschicht der Plasmamembran verankert. Die Grundstruktur des GPI-Ankers ist während der Evolution zu Säugetierzellen streng konserviert worden, was auf eine mögliche Rolle des Ankers in der Regulation der biologischen Aktivität der verankerten Proteine hinweist. Die Familie der GPI-verankerten Proteine umfaßt inzwischen mehr als 150 Mitglieder mit unterschiedlichen Funktionen. Obwohl diese Proteine keinen intrazellulären Teil aufweisen, sind sie in Membrandomänen konzentriert, die auf transmembrane Signalübertragung spezialisiert sind (Caveolae), und sind für bestimmte Mechanismen der Zellaktivierung essentiell. GPI-Defizienz ist im Embryonalstadium letal. Im Plasma von Säugetieren zirkuliert eine GPI-spezifische Phospholipase D (GPI-PLD), deren einziges bekanntes Substrat der GPI-Anker ist. Plasma GPI-PLD ist jedoch inaktiv und kann nur durch Zugabe von Detergens reaktiviert werden. In unseren früheren Studien haben wir erstmals gezeigt, daß GPI-PLD mRNA in verschiedenen Zelltypen exprimiert ist und daß zelluläre GPI-PLD GPI-verankerte Proteine durch Ankerspaltung in situ von der Zelloberfläche ablöst. Wir haben nun gezeigt, daß dieser Mechanismus die zirkulierenden Formen bestimmter GPI-verankerter Tumor- und prognostischer Marker generiert (z.B. des Urokinase-Rezeptors [uPAR]) sowie deren Expression hochreguliert. Wir untersuchen zur Zeit die Rolle der GPI-PLD in der Freisetzung anderer Tumormarker sowie in der Regulation des malignen Tumorzellphänotyps. Außerdem entwickeln wir eine semi-quantitative RT-PCR zur Quantifizierung der GPI-PLD-Expression in Zellen und Geweben. Wir glauben, daß das Verständnis der Funktion und Regulation dieses Enzyms Einblick in posttranslationale Regulationsmechanismen der Tumor-Malignität gewähren und möglicherweise neue Prognosefaktoren und therapeutische Targets identifizieren wird. Darüberhinaus sind die gewonnenen Erkenntnisse auch für die Regulation GPI-verankerter Proteine generell relevant.

Drittmittelgeber:

Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), UK; Frederick Craven Moore Foundation, UK; Arbeitsgemeinschaft für Krebsbekämpfung, NRW.

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. Georg Brunner, B.Sc. Xiaotong He, B.Sc. Melanie-Jane Hannocks

Veröffentlichungen:

Wilhelm, O.G., S. Wilhelm, G.M. Escott, V. Lutz, V. Magdolen, M. Schmitt, D.B. Rifkin, E.L. Wilson, H. Graeff, G. Brunner: Cellular glycosylphosphatidylinositol-specific phospholipase D regulates urokinase receptor shedding and cell surface expression. J. Cell. Physiol. 1999;180:225-235.