Expression und molekulare Regulation des Angiopoietin-2 Gens in Endothel- und Magenepithelzellen

Hintergrund/Einleitung: Angiopoietin-2 (Ang-2) beeinflusst vaskuläre Entwicklungsabläufe und Prozesse der Tumorangiogenese durch Inhibition der Wirkung von Angiopoietin-1 (Ang-1) auf Tie-2-Tyrosinkinaserezeptoren, die vorwiegend von Endothelzellen (ECs) exprimiert werden. Aktuelle Studien dokumentieren eine wesentliche Bedeutung des Ang-2/Tie-2-Systems in der Pathobiologie des Magenkarzinoms (Cancer Res. 2001; 61:2145–53). Die molekularen Grundlagen der Ang-2-Expression in Epithel- und Endothelzellen sind jedoch unverstanden.

Zielsetzung: Charakterisierung des Ang-2/Tie-Rezeptor-Systems in Endothel- und Magenepithelzellen sowie Aufklärung der molekularen Expressionskontrolle des Ang-2 Gens als Basis zur Entwicklung innovativer antiangiogener Therapieansätze.

Material und Methoden: Die Expression von Liganden (Ang-1, Ang-2) und Rezeptoren (Tie-1, Tie-2) des Angiopoietinsystems wurde in primären Endothelzellen (HUVECs), permanenten Endothelzelllinien (HMEC-1, EA.hy926) sowie Magenkarzinomzelllinien (AGS, KATOIII, MKN28, MKN45) mittels Duplex-RT-PCR untersucht. Nach Klonierung und Sequenzierung von 3942 bp der 5'-flankierenden Region des humanen Ang-2-Gens wurden 5'-Deletionskonstrukte (-2700, -540, -340, -223, -157, -110, -52, -27) angefertigt und nach Transfektionen in Endothel- und Magenkarzinomzelllinien funktionell charakterisiert.

Ergebnisse: Ausgeprägte Ang-2-Expression zeigte sich in allen untersuchten Endothel- und Magenkarzinomzelllinien. Im Gegensatz fanden sich Ang-1 sowie die Rezeptoren Tie-1 und Tie-2 lediglich in Endothelien, nicht aber in Magenepithelzellen. Progressive 5'- und 3'-Deletionsanalyse in Magenkarzinom- und Endothelzellen identifizierte eine essentielle, basale „Enhancer“-Region des Ang-2 Genpromotors zwischen -284/-214 stromaufwärts des Transkriptionsstarts (ATG).

Schlussfolgerung: Unsere Untersuchungen dokumentieren die ausgeprägte Expression des Ang-2 Gens in Magenepithelien sowie Endothelzellen und beschreiben erstmals die molekularen Grundlagen der transkriptionellen Ang-2-Regulation. Die weitere funktionell-molekulare Analyse beteiligter Transkriptionsfaktoren und DNA-Elemente kann wichtige Einblicke in die Pathobiologie der Neovaskularisation von Magenkarzinomen geben und neue Optionen für eine therapeutischen Inhibition der Tumorneoangiogenese eröffnen.