Charakterisierung von humanem Headcase (HECA) und seinen Isoformen in normalen Keratinozyten und im oralen Plattenepithelkarzinom

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	26 January 2012
Referee:	Prof. Dr. Dr. Torsten E. Reichert
Date of exam:	23 January 2012
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Keywords:	headcase, oscc, alternative splicing, glycosylation, subcellular fractions
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	23236

Abstract (German)

HECA wird zu einer neuen Gruppe von Zellzyklusregulatoren gerechnet und mit der Entstehung von Karzinomen in Verbindung gebracht. Auf der Grundlage von bioinformatischen Datenbankeinträgen wurde HECA zusammen mit seinen Isoformen auf Transkriptions- und Proteinebene im oralen Plattenepithelkarzinom näher charakterisiert. In Immunoblots konnte der Nachweis mehrerer unterschiedlicher ...

Abstract (German)

HECA wird zu einer neuen Gruppe von Zellzyklusregulatoren gerechnet und mit der Entstehung von Karzinomen in Verbindung gebracht. Auf der Grundlage von bioinformatischen Datenbankeinträgen wurde HECA zusammen mit seinen Isoformen auf Transkriptions- und Proteinebene im oralen Plattenepithelkarzinom näher charakterisiert.
In Immunoblots konnte der Nachweis mehrerer unterschiedlicher HECA-Proteinvarianten erbracht werden. Als Hauptvarianten werden dabei die Proteine mit einem Molekulargewicht von 40 kDa, 47 kDa und 59 kDa betrachtet. In den entdifferenzierten Zelllinien PCI 4A und PCI 52 konnten in den Ganzzelllysaten weitere deglykosyliert vorliegende Proteinvarianten von 33 kDa und 45 kDa detektiert werden. Das Auftreten einer dieser beiden Varianten könnte für eine starke Entdifferenzierung eines Tumors stehen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass HECA mit zunehmender Differenzierung vermehrt exprimiert wird.
Ferner konnte dargestellt werden, dass die 40 kDa-Variante sowie die 47 kDa-Variante vermutlich in einem glykosylierten Zustand vorliegt. Eine Phosphorylierung des HECA-Proteins konnte in dieser Arbeit nicht nachgewiesen werden, wird aber weiterhin vermutet.
Bei den Untersuchungen der einzelnen subzellulären Fraktionen konnten Unterschiede in der Expression des HECA-Proteins festgestellt werden. Im Nukleus dominiert in den oralen Keratinozyten die 40 kDa-Proteinvariante gegenüber der 59 kDa-Variante. Mit zunehmender Entdifferenzierung der untersuchten Zelllinien wird vermehrt das Volllänge-Protein detektiert. Daher wird vermutet, dass es sich bei der 40 kDa-Variante im Nukleus um die funktionelle Variante des HECA-Proteins handelt.
Das Volllänge-Protein wird dagegen überwiegend im Zytoskelett aufgefunden. Es wird eine Interaktion mit Checkpoint-Proteinen bei der Zellteilung angenommen.
Auf mRNA-Ebene konnten die von den Datenbanken vermuteten Transkripte in vitro nachgewiesen werden. Es existieren somit mindestens drei verschiedene Spleißvarianten: ein Volllängetranskript sowie die vermuteten Spleißvarianten I und II. Ferner bestätigten sich die von anderen Karzinomen bekannten Ergebnisse: Mit zunehmender Entdifferenzierung der Zelllinien nimmt die mRNA-Expression von HECA ab.
Um HECA allerdings als Prognoseparameter beim oralen Plattenepithelkarzinom etablieren zu können, müssen die auf Zelllinien basierenden Ergebnisse auch in vivo an Patientenproben bestätigt werden. Die Aussichten hierfür sind allerdings vielversprechend.

Translation of the abstract (English)

HECA belongs to a new class of cell differentiation regulators and is associated to human carcinogenesis. Based on bioinformatics expression levels of mRNA and proteins of the HECA gene were characterized. In immunoblot analysis of cell lysates different variants of the HECA protein could be detected. The three variants with a molecular weight of 40 kDa, 47 kDa and 59 kDa are regarded as the main ...

Translation of the abstract (English)

HECA belongs to a new class of cell differentiation regulators and is associated to human carcinogenesis. Based on bioinformatics expression levels of mRNA and proteins of the HECA gene were characterized.
In immunoblot analysis of cell lysates different variants of the HECA protein could be detected. The three variants with a molecular weight of 40 kDa, 47 kDa and 59 kDa are regarded as the main variants of the HECA protein. In the dedifferentiated cell lines PCI 4A and PCI 52 deglycosylated variants of 33 kDa and 45 kDa could be detected. The appearance of these two variants could represent a strong cellular dedifferentiation. Furthermore, it was shown that HECA expression correlates with the status of differentiation.
Moreover it could be demonstrated that the 40 kDa variant and the 47 kDa variant probably exist in a glycosylated state. Phosphorylation of the HECA protein was not detected in this work, but is still assumed.
Differences in the expression of the HECA protein could be observed in subcellular fractions. In the nucleus of oral keratinocytes the 40 kDa variant is dominant over the 59 kDa variant. The 59 kDa variant arises with increasing dedifferentiation of the examined cell lines. Therefore the 40 kDa variant is assumed to be the functional variant of the HECA protein in the nucleus.
The full-length protein is found predominantly in the cytoskeleton. It is believed to interact with checkpoint proteins in cell division.
At mRNA level the three presumed transcripts could be detected in vitro. Furthermore the known results of other cancers could be comfirmed: With increasing dedifferentiation decreases the expression of HECA.
However, in order to establish HECA as a prognostic parameter in oral squamous cell carcinoma results based on cell culture essays must be certified in vivo. But prospects are promising.

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