Galectin–1 induziert durch Inhibition des Ras-MEK-ERK Signalwegs die p27 Transkription in gastrointestinalen Tumorepithelzellen

Einleitung: Wir konnten in vorausgehenden Studien zeigen, dass Galectin–1, ein endogen exprimiertes β1-Galaktose bindendes Lektin, das Wachstum gastrointestinaler Tumorepithelzellen hemmt. Dabei stimuliert Galectin–1 durch funktionelle Interaktion mit dem Fibronektinrezeptor α5β1 Integrin die p27 Transkription, ein Schlüsselmolekül bei der Zellzyklusregulation. Wir charakterisierten nun die bisher unbekannten molekularen Mechanismen der p27 Genregulation durch Galectin–1. Methoden: Charakterisierung des p27 Promoters erfolgte mittels 5'-Deletionskonstrukten in Reportergenassays und in EMSAS. Nukleäre Konzentration und Phosphorylierung von Sp1 sowie Aktivität von Ras, MEK und ERK wurden anhand von Immunpräzipitationen und Immunoblots analysiert. Konstitutiv aktive und dominant negative Konstrukte von Ras und MEK wurden in Reportergenassays zur Charakterisierung der Signaltransduktion eingesetzt. Ergebnisse: Wir identifizierten das Galectin–1 responsive Element –555/–512 innerhalb des p27 Promoters und charakterisierten zwei für die Galectin–1 vermittelte p27 Transkription entscheidende Sp1 Bindungsstellen. Galectin–1 induzierte die DNA-Bindung von Sp1 an das –555/–512 Element und stimulierte die transaktivierende Kapazität von Sp1, ohne die Expression oder nukleäre Konzentration von Sp1 zu beeinflussen. Die gesteigerte Sp1 Transaktivierung resultierte aus einer Verminderung der Threoninphosphorylierung von Sp1. Galectin–1 inhibierte durch funktionelle Interaktion mit α5β1 die Aktivität von Ras, ERK und MEK. Die funktionelle Relevanz der Inhibition des Ras-MEK-ERK Signalwegs für die Galectin–1 vermittelte Induktion der p27 Transkription belegten schließlich Reportergenassays, in denen konstitutiv aktives Ras und MEK die Galectin–1 vermittelte Induktion der p27 Transkription und Sp1 Transaktivierung aufhoben, während dominant negatives MEK und der MEK Inhibitor PD98059 sämtliche Galectin–1 Effekte reproduzierten. Schlussfolgerung: Galectin–1 inhibiert durch funktionelle Interaktion mit α5β1 Integrin die Ras-MEK-ERK Signaltransduktion und induziert folglich die transaktivierende und DNA-bindende Kapazität von Sp1 mit konsekutiver Stimulation der p27 Transkription.

Schlüsselwörter

Galectin-1 - Sp1 - p27 - α5β1 Integrin