Summary
Intrahepatic cholangiocarcinoma (iCCA) is one of the most lethal forms of primary liver cancer. The incidence of iCCA is growing worldwide, and limited therapeutic options exist for this aggressive tumor. Therefore, innovative therapies are imperative to make this disease curable. Aberrant glycosylation, a post-transcriptional modification of proteins, is considered one of the hallmarks of cancer. In this study, I thoroughly investigated the role of fucosylation in cholangiocarcinogenesis. Through the present investigation, I revealed that global fucosylation and members of the fucosylation pathway are ubiquitously upregulated in human iCCA specimens compared to nontumorous surrounding liver tissues and normal biliary cells. Similarly, a profucosylation phenotype was also observed in liver lesions developed in mouse models of iCCA. Moreover, total fucosylation levels significantly correlate with poor patient prognoses. In addition, fucosylation inhibition by 6-alkynylfucose (6AF) administration decreased the proliferation and migration of iCCA cells in a dose-dependent manner. The addition of fucose to the cell culture medium annulled these effects. Furthermore, iCCA cell lines showed decreased NOTCH activity, NOTCH1/Jagged1 interactions, NOTCH receptors, and NOTCH target gene levels after incubation with 6AF or silencing of GDP-L-fucose synthetase (FX) and GDP-fucose transmembrane transporter (SLC35C1), both key players in cellular fucosylation. In the same cells, EGFR, NF-κB p65, and Bcl-xL protein levels decreased, whereas IκBα (a critical cellular NF-kB inhibitor) increased after FX/SLC35C1 knockdown or 6AF administration. Notably, 6AF treatment profoundly suppressed the growth of iCCA cells in the chick chorioallantoic membrane (CAM) assay. In summary, the results from this thesis indicate that human (and mouse) iCCA is characterized by elevated levels of global fucosylation, leading 4 to augmented NOTCH and EGFR/NF-kB activation and increased cell growth and migration. Hence, aberrant fucosylation may contribute to human iCCA pathogenesis and represent a potential novel therapeutic target in this deadly neoplasm.

Zusammenfassung
Das intrahepatische Cholangiokarzinom (iCCA) ist eine der tödlichsten Formen des primären Leberkrebses. Die Inzidenz des iCCA nimmt weltweit zu und es gibt nur begrenzte therapeutische Möglichkeiten. Daher sind innovative Therapien unerlässlich, um diese aggressive Erkrankung zu bekämpfen. Eine abnormale Glykosylierung, eine posttranskriptionelle Modifikation von Proteinen, gilt als eines der charakteristischen Merkmale von Krebs. In dieser Studie habe ich die Rolle der Fucosylierung bei der Cholangiokarzinogenese umfassend untersucht. Dabei konnte ich nachweisen, dass die globale Fucosylierung und die Komponenten des Fucosylierungsweges in menschlichen iCCA-Proben, im Vergleich zu nicht tumorösem Lebergewebe und normalen Cholangiozyten ubiquitär hochreguliert sind. Zudem wurde auch in murinen iCCA Modellen ein Pro-Fucosylierungs Phänotyp der Leberläsionen beobachtet. Darüber hinaus korreliert der Fucosylierungsgrad signifikant mit einer schlechten Prognose der Patienten. Eine Hemmung der Protein Fucosylierung durch Zufuhr von 6-Alkynylfucose (6AF) bewirkte eine dosisabhängige Verringerung der Proliferation und Migration von iCCA-Zelllinien. Die Zugabe von Fucose zum Zellmedium hob diese Effekte auf. Auf molekularer Ebene führte die Verabreichung von 6AF sowie ein Knockdown der GDP-L-Fucose-Synthetase (FX) und des GDP-Fucose-Transmembran-Transporters (SLC35C1), beides zentrale Akteure der zellulären Fucosylierung, zu einer Verminderung der NOTCH-Aktivität, der NOTCH1/Jagged1-Interaktion, der NOTCH-Rezeptor Level und der damit verbunden Expression der Zielgene in iCCA-Zelllinien. In denselben Zellen sanken die EGFR-, NF-κB p65- und Bcl-xL-Proteinlevel, während IκBα (ein wichtiger zellulärer NF-kB -Inhibitor) nach FX/SLC35C1-Knockdown oder 6AF Zugabe anstieg. Im 2 Chorioallantoismembran (CAM) Assay verringerte die Behandlung mit 6AF das Wachstum von iCCA-Zellen erheblich. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass iCCA beim Menschen (und bei der Maus) durch eine erhöhte globale Fucosylierung gekennzeichnet ist, die zu einer verstärkten NOTCH- und EGFR/NF-kB-Aktivierung sowie zu erhöhtem Zellwachstum und erhöhter Migration führt. Daher könnte eine abweichende Fucosylierung zur Pathogenese von iCCA beim Menschen beitragen und ein potenzielles neues therapeutisches Ziel bei dieser tödlichen Neoplasie darstellen.