Aktivierung nicht-apoptotischer Signalwege durch TRAIL und anti-APO-1

Abstract

Die Liganden FasL und TRAIL, zwei Mitglieder der TNF-Familie, wurden bisher vor allem auf ihre apoptotischen Eigenschaften hin untersucht. Ziel dieser Arbeit war es, die nicht-apoptotischen Eigenschaften dieser Liganden näher zu untersuchen. Es konnte gezeigt werden, dass TRAIL wie auch anti-APO-1 in der Lage waren die JNK zu aktivieren (anti-APO-1 ist ein agonistischer Antikörper, der anstatt FasL zur Stimulation des Fas-Moleküls verwendet wurde). Im Vergleich zur transienten und schnellen TNF-induzierten JNK-Aktivierung waren die Aktivierungskinetiken der TRAIL- und anti-APO-1-induzierten JNK-Aktivierung langsam und lang anhaltend. Die TRAIL-induzierte JNK-Aktivierung erwies sich, je nach Zelltyp, als Caspase-abhängig oder -unabhängig. Dies zeigt, dass TRAIL zwei Signalwege zur Aktivierung der JNK induzieren kann. Da die untersuchten Zellen alle vier TRAIL-Rezeptoren exprimierten, ist es unwahrscheinlich, dass die beobachteten Unterschiede auf die Stimulierung unterschiedlicher TRAIL-Rezeptoren zurückzuführen ist. So zeigten Studien mit TRAIL-R1- und -2-spezifischen Seren, dass für die Aktivierung der JNK nur der TRAIL-R2 verantwortlich ist, die NFkB-Aktivierung jedoch durch beide TRAIL-Rezeptoren vermittelt werden kann. In HeLa-Zellen induzieren TRAIL und anti-APO-1 in der Anwesenheit des Proteinsyntheseinhibitors CHX Apoptose. Wurden HeLa-Zellen mit CHX und dem Caspase-Inhibitor z-VAD-fmk behandelt, konnte in diesen Zellen sowohl mit TRAIL, als auch mit anti-APO-1 NFkB aktiviert werden. Dieser Befund läßt den Schluß zu, dass die Aktivierung von NFkB kein Epiphenomen der Apoptose ist, da diese durch z-VAD-fmk verhindert wird. Da die NFkB-Aktivierung nur bei gleichzeitiger Behandlung mit CHX zu beobachten war, liegt der Schluß nahe, dass die Konzentration eines intrazellulären Inhibitors der TRAIL- und anti-APO-1-induzierten NFkB-Aktivierung durch den Proteinsyntheseinhibitor verringert wird.

The ligands FaslL and TRAIL, two members of the TNF-family, were predominantly described as apoptotic ligands. Purpose of this thesis was to investigate the non-apoptotic propperties of these ligands, like JNK-activation and activation of the transcriptionsfactor NFkB. It could be shown that TRAIL and anti-APO-1 were able to activate the JNK (anti-APO-1 is an agonistic antibody which was used instead of FasL to stimulate Fas). In constrast to the fast activation of the JNK by TNF, the TRAIL and anti-APO-1 induced JNK activation was slow but sustained. The TRAIL-induced JNK activation occured caspase-dependent and independent, depending on the celltype. This shows that TRAIL can engage two pathways leading to JNK activation. This effect is most likely not due to the different expression of TRAIL-receptors as all investigated cell-lines expressed all four TRAIL-receptors. Experiments with TRAIL-R-1 and –2 specific seras showed that only the TRAIL-R2 is activating the JNK, whereas both, TRAIL-R-1 and –2 are able to activate NFkB. In presence of the protein synthesis inhibitor CHX, TRAIL and anti-APO-1 induce apoptosis in HeLa cells. If HeLa cells where treated with CHX and the caspase-inhibitor z-VAD-fmk, TRAIL and anti-APO-1 were also able to induce the activation of the transcriptionfactor NFkB. This shows that the activation of NFkB is not an epiphenomen of apoptosis, as apoptosis is blocked by z-VAD-fmk. But as NFkB-activation could only be observed in the presence of the protein synthesis inhibitor CHX, one can postulate that the concentration of an intracellular inhibitor is reduced by CHX so that the NFkB activation can take place.