Reduzierte Expression der miRNA196a2 führt über den Transkriptionsfaktor ERG zu einer Hochregulation der Transkriptionsvariante 1 von DUSP4 im malignen Melanom

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	6 August 2014
Referee:	Prof. Dr. Anja-Katrin Bosserhoff
Date of exam:	6 August 2013
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Pathologie
Keywords:	malignes Melanom, ERG, DUSP4, miRNA196a2
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:	28666

Abstract (German)

Im Rahmen dieser Arbeit wurde zunächst die Expression des Transkriptionsfaktors ERG (Ets-related gen) im malignen Melanom untersucht. In den untersuchten Melanomzelllinien konnten dabei zwei Subgruppen unterschieden werden. Während einige Zelllinien eine Überexpression zeigten, fand sich in anderen eine reduzierte ERG Expression. Nun galt es, ein Zielgen von ERG zu identifizieren. Da die meisten ...

Abstract (German)

Im Rahmen dieser Arbeit wurde zunächst die Expression des Transkriptionsfaktors ERG (Ets-related gen) im malignen Melanom untersucht. In den untersuchten Melanomzelllinien konnten dabei zwei Subgruppen unterschieden werden. Während einige Zelllinien eine Überexpression zeigten, fand sich in anderen eine reduzierte ERG Expression.
Nun galt es, ein Zielgen von ERG zu identifizieren. Da die meisten Transkriptionsfaktoren der ETS Familie eine Aktivierung der Transkription ihrer Zielgene bewirken, wurde nach einem Gen gesucht, das im malignen Melanom verstärkt exprimiert vorliegt. Besonders geeignet schien die MAP Kinase Phosphatase DUSP4 (dual-specificity phosphatse).
Einen ersten Hinweis auf eine Regulation von DUSP4 durch ERG ergab die Identifizierung einer ETS Bindestelle im DUSP4 Promotor. Um einen Vergleich mit ERG zu ermöglichen, wurde nun die Expression der beiden Transkriptionsvarianten von DUSP4 im malignen Melanom untersucht. Dabei zeigte insbesondere die Transkriptionsvariante 1 von DUSP4, als weiteren Hinweis auf eine Regulation durch ERG, ähnliche Expressionsmuster auf mRNA- und Proteinebene. Die Transkriptionsvariante 2 von DUSP4 dagegen wies eine deutlich geringere Hochregulation in den untersuchten Zelllinien als ERG auf. Somit wurde eine positive Regulation der Transkriptionsvariante 2 durch ERG ausgeschlossen.
Weiterhin gelang es, die miRNA196a2 als direkten negativen Regulator von ERG im malignen Melanom zu identifizieren. So konnten die Auswirkungen der durch die miRNA196a2 supprimierten ERG Expression auf die Expression von DUSP4 in den Melanomzellen untersucht werden. Dabei zeigte sich ausschließlich eine Reduktion der Expression der Transkriptionsvariante 1 von DUSP4, jedoch kein Effekt auf Transkriptionsvariante 2. Folglich konnte ERG als direkter positiver Regulator der Transkriptionsvariante 1 von DUSP4 identifiziert werden.
Insgesamt gelang es, mit der Transkriptionsvariante 1 von DUSP4 ein Zielgen von ERG und mit der miRNA196a2 einen negativen Regulator von ERG zu identifizieren. Berücksichtig man, dass die miRNA196a2 im malignen Melanom vermindert exprimiert wird, so ist es gelungen, einen Weg zu identifizieren, beim dem die reduzierte Expression der miRNA196a2 über den Transkriptionsfaktor ERG zu einer gesteigerten Expression der Transkriptionsvariante 1 von DUSP4 führt.

Translation of the abstract (English)

Levels of the transcription factor ERG (Ets-relates gen) vary in malignant melanoma. While some cell lines show an elevated expression of ERG we found reduced expression levels in others, leading to the conclousion that abberant ERG expression might be a characteristic of malignancy. Additionally, we tried to identify a target gene of ERG. As most of the ets family members activate the ...

Translation of the abstract (English)

Levels of the transcription factor ERG (Ets-relates gen) vary in malignant melanoma. While some cell lines show an elevated expression of ERG we found reduced expression levels in others, leading to the conclousion that abberant ERG expression might be a characteristic of malignancy.

Additionally, we tried to identify a target gene of ERG. As most of the ets family members activate the transcription of their target genes, we were looking for a gene that is strongly expressed in malignant melanoma. As it is overexpressed in several tumors the dual-specifity phosphatase DUSP4 seemed to be a promising candidate.

Promotor analyses identified an ets binding site in the DUSP4 promoter. Moreover melanoma cell lines showing high ERG expression also express high levels of the transcript variant 1 of DUSP4. However the expression of transcirpt variant 2 of DUSP4 is only minimal elevated in melanoma cell lines. Therefore, regulation of the transcript variant 2 by ERG seems to be unlikely.

In addition, we identified miRNA196a2 as a negative regulator of ERG. We were also able to show that melanoma cell lines that express high levels of miRNA196a2 and consequently low levels of ERG, express significantly reduced levels of transcript variant 1 of DUSP4. Transcript variant 2 of DUSP4 was not affected by high miRNA196a2 expression. We therefore concluded that ERG is a positive regulator of transcript variant 1 of DUSP4.

In summary, we identified transcript variant 1 of DUSP4 as a target gene of ERG and miRNA196a2 as a negative regulator of ERG. As miRNA196a2 is poorly expressed in melanoma cell lines, this might be the reason for elevated expression of ERG and might lead to elevated expression of transcirpt variant 1 of DUSP4 in malignant melanoma.

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