Smad-Proteine und Sp1 vermitteln die TGFß-induzierte Expression von Smad7 in Pankreaskarzinomzellen

TGFbeta hemmt das Wachstum epithelialer Zellen v.a. durch Einleitung eines Zellzyklusarrest. Die TGFbeta-Rezeptor vermittelte Phosphorylierung von Smad2 und Smad3 mündet in der Komplexbildung mit Smad4 und anschließenden nukleären Translokation des Smad-Komplexes, der gemeinsam mit spezifischen Transkriptionsfaktoren die Expression Zellzyklus-regulierender TGFbeta-Targetgene kontrolliert. Dabei untersteht die intrazelluläre TGFbeta-Signalkaskade einem negativen Feedback-Mechanismus über Smad7, welches durch Typ-I Rezeptorbindung zum Abbruch der TGFbeta-Signalübertragung führt. Gesteigerte Expression von Smad7 wurde in epithelialen Tumorzellen (z.B. Pankreaskarzinom) mit einem Verlust der TGFbeta-vermittelten Wachstumshemmung vergesellschaftet. Die koordinierte Regulation von Smad7 ist daher von kritischer Bedeutung in der TGFbeta-induzierten Wachstumsinhibition. In der vorliegenden Studie wurden die transkriptionellen Mechanismen der TGFbeta-induzierten Expression von Smad7 in Pankreaskarzinomzellen untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen, dass TGFbeta zu einer raschen Induktion von Smad7 in Pankreaskarzonimzellen führt. Sequenzanalysen des Smad7-Promotors ergaben den Nachweis eines Smad-Bindungselementes (SBE) und vier benachbarter GC-reicher Sp1-Bindungsboxen. Reporter Analysen in PANC-1 Zellen zeigen, dass Smad3, Smad4 und Sp1 die TGFbeta-induzierte Aktivierung des Smad7-Promotors vermitteln. Mutation oder Deletion der SBE- oder Sp1-Bindungsstellen führte zu einer 40–60% Reduktion der TGFbeta-Induzierbarkeit. Mittels Gel Shift Assays und Immunpräzipitationen konnte die physikalische Interaktion der Smad-Proteine und Sp1 als Antwort auf TGFbeta bestätigt und deren DNA-Bindung an spezifischen Bindungsboxen verifiziert werden. Pharmakologische Hemmung von Sp1 hingegen führte zur Abnahme der Smad7-Promoteraktivität und Expression. Zusammenfassend belegen unsere Daten erstmals eine essentielle Bedeutung von Sp1 in der TGFbeta induzierten und Smad-vermittelten Genexpression in Pankreaskarzinomzellen.