Investigations on molecular mechanisms in hepatocarcinogenesis with emphasis on the role of the Ras-effector gene NORE1B and of the fibroblast growth factor-system

Abstract

Leberkrebs (HCC) ist weltweit unter den häufigsten Krebstodesursachen. Die für die Erkrankung verantwortlichen Mechanismen sind noch nicht aufgeklärt.<br />NORE1A, NORE1B und RASSF1A gehören zu der Familie der Ras-Effektoren und sind vermutlich Gegenspieler des Protoonkogens Ras im wachstumsfördernden Teil des Ras-Signalweges. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass NORE1B, NORE1A und RASSF1A kaum von Mutationen betroffen sind. Hingegen wurde eine Hypermethylierung der Promoterregion von NORE1B und RASSF1A und eine dadurch bedingte epigenetische Inaktivierung der Gene beobachtet, die insgesamt 97% der HCCs betraf.<br />Als nächstes untersuchten wir die biologische Funktion des NORE1B-Gens.<br />Wir konnten feststellen, dass NORE1B mit seiner Ras- und SARAH-Domäne mit dem bekannten Tumorsuppressor RASSF1A interagieren kann. Außerdem konnten wir zeigen, dass NORE1B den Zellzyklus verlangsamt, und die Transformation von Zellen vermindert. Aus unseren Untersuchungen geht hervor, dass NORE1B einige Kriterien eines Tumorsuppressor-Gens erfüllt.<br />Veränderte Regulation von Fibroblasten-Wachstumsfaktoren (FGFs) und deren Rezeptoren spielen bei zahlreichen Krankheiten und auch in der Krebsentstehung eine wichtige Rolle. Unsere Ergebnisse zeigen, dass der FGF-8 als auch FGF-18 stimulierend auf das Wachstum von prämalignen Leberzellen wirkt. Für FGF-18 konnte eine Hochregulation in humanem Leberkrebs festgestellt werden. Dies ist ein deutlicher Hinweis dafür, dass FGF-18 sowohl ein autokrin als auch ein parakrin wirkender Wachstumsfaktor ist, der bevorzugt auf prämaligne und maligne Hepatozyten wirkt. Überdies konnten wir zeigen, dass das Auftreten eines speziellen Polymorphismus (FGFR-4Arg388) in beiden Allelen des FGFR-4 mit einem erhöhten Risiko für Leberkrebs assoziiert ist.<br />Zusammenfassend kann gesagt werden, dass NORE1B und der FGF-Signalweg für weiterführende Untersuchungen der Hepatokarzinogenese sehr vielversprechend sind.<br />

Hepatocellular carcinoma (HCC) is a major health problem worldwide and the genetic alterations involved in the development and progression of this disease are incompletely understood. NORE1A, NORE1B, and RASSF1A are part of a regulatory mechanism antagonizing the growth-enhancing effects of the proto-oncogene Ras. In the present work we could show that mutations of NORE1B, NORE1A and RASSF1A occur rarely in HCCs. Epigenetic inactivation of NORE1B was observed in 62% of the HCCs due to considerable promoter-hypermethylation of the gene. Hypermethylation of the RASSF1A-promoter was also frequently detected in HCCs resulting that epigenetic silencing of at least one of the genes occured in 97% of the HCCs studied. Next, we investigated the biological functions of NORE1B and found that it interacts via the RA- and SARAH-domain with the known tumor suppressor RASSF1A, that it leads to a cell cycle delay and suppresses transformation of cells. It therefore meets several criteria required to be addressed as a tumor suppressor gene. Deregulated expression of fibroblast growth factors (FGFs) and their receptors (FGFRs) are involved in many pathological processes including cancer. Here we show that FGF-8 and FGF-18 stimulate growth of premalignant hepatocytes and that FGF-18 is upregulated in HCCs; this factor seems to act on (pre)malignant liver cells via paracrine or autocrine mechanisms. Furthermore, the bi-allelic occurrence of a specific polymorphism in the FGFR-4 (FGFR-4Arg388) is associated with an increased incidence of HCCs.<br />In conclusion, NORE1B and the FGF-pathway deserve further investigations for their impact on hepatocarcinogenesis.