Überexpression von Proteinkinase-C-Isoenzymen in menschlichen Tumorzellinien

Zusammenfassung

Die Kaskade biochemischer Ereignisse, die durch Wachstumsfaktoren und deren Rezeptoren verursacht wird, ist der zentrale Punkt im Verständnis der Wachstumsregulation in der normalen Zelle sowie deren Veränderung bei maligner Entartung. Der bekannteste biochemische Zyklus, der mit der Kontrolle des Zellwachstums assoziiert wird, ist der Phosphoinositol-Metabolismus. In diesem Zyklus wird durch Rezeptoraktivierung eine Phosphoinositol-spezifische Phospholipase C aktiviert, welche die Hydrolyse von Phosphatidylinositol 4,5-diphosphat verursacht und dadurch die Entstehung von zwei mutmaßlichen „second messengers„, Inositol 1,4,5-triphosphat und Diazylglyzerol (DAG), hervorruft. DAG ist der physiologische Aktivator der durch Ca⁺⁺ aktivierten und phospholipidabhängigen Proteinkinasen (Proteinkinase C), welche aus einer Familie engverwandter Genprodukte (Isoenzyme) bestehen. Nachdem eine Erhöhung von DAG in transformierten Zellen nachgewiesen wurde, hat es uns interessiert, ob die PKC-Isoenzyme ebenfalls erhöht sein würden. Northern-Blot-Analysen mit mRNS von 46 menschlichen Tumorzellinien wurden mit Sonden von menschlichen PKC-I (&γ), PKC-II (β) und PKC-III (α) durchgeführt. PKC-II mRNS war deutlich in 4 von 12 Sarkomzellinien und 1 Melanomzellinie erhöht. PKC-III war in 2 von 12 Sarkomzellinien und 1 Nierenkarzinomzellinie erhöht. Im Gegensatz dazu waren in den meisten Karzinomzellinien die Werte sowohl für PKC-II als auch für PKC-III verringert oder gering. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Überexpression bestimmter PKC-Isoenzyme eine Rolle in der abnormen Wachstumsregulation bestimmter menschlicher Tumoren, insbesondere von Sarkomen, spielen.

Summary

A major biochemical pathway that has been implicated in the control of normal and malignant growth involves phosphoinositide metabolism. In this pathway, receptor-mediated activation of a phosphoinositide-specific phospholipase C causes the hydrolysis of phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate which generates two putative second messengers, inositol-1,4,5-trisphosphate and diacylglycerol (DAG). Since DAG has been shown to be elevated in many transformed cells, we sought to determine if the levels of PKC isoenzymes are also increased. Northern blot analysis of mRNAs from 46 human tumour cell lines was performed using probes for the human PKC-I (γ), PKC-II (β) and PKC-III (α) genes. PKC-II mRNAs were significantly increased in 4 out of 12 sarcoma lines and 1 malignant melanoma cell line. PKC-III was increased in 2 out of 12 sarcoma cell lines and 1 kidney carcinoma cell line. In contrast, in the majority of carcinoma-derived cell lines tested, there was a decreased or moderate expression of either PKC-II or PKC-III mRNAs or both. It is interesting that tumour cell lines which overexpressed one isoenzyme (e. g. PKC-II), did not contain detectable levels of another isoenzyme (e. g. PKC-III), as determined by Northern blotting. Altogether, these results suggest that the overexpression of distinct PKC isoenzymes may be involved in abnormal growth regulation in some human tumours, especially in sarcomas.