Background: It was the main objective of this thesis to characterize the GBP-1-associated antiangiogenic immune response in tumor endothelial cells of colorectal carcinoma by involved genes and soluble factors. Starting from a whole transcriptome analysis of tumor endothelial cells from 8 colorectal carcinomas with GBP-1high- or GBP-1low-endothelial reaction each, 22 differential expressed genes (target genes) should be validated, possible inductors identified and a possible direct regulatory relationship between GBP-1 and the target genes analyzed. Materials and methods: For validation of the transcriptome analysis, 12 out of 16 original RNA samples could be used to determine the expression of the 22 target genes by quantitative Real-Time-PCR (qPCR). In a next step, 9 additional samples of tumor endothelial cell RNA with known GBP-1-reaction were used to enlarge the group size. For the analysis of possible soluble inductors, HUVEC-cultures were stimulated with 15 different cytokines, chemokines or growth factors, RNA was isolated and the expression of 15 target genes was measured by qPCR. In addition, HUVEC-cultures which were stably over-expressing GBP-1 or a GBP-1-specific shRNA were stimulated with IL-1beta or IFN-gamma, their RNA was isolated and the expression of 11 target genes was determined by qPCR. Finally, the results of transcriptome analysis and qPCR were validated with a second independent method namely semi-quantitative Reverse transcription-PCR (RT-PCR) for 2 selected genes. Results: For each of the 22 target genes, the qPCR results showed the same direction of regulation as identified in the transcriptome analysis. Six genes were regulated more than 1.5-fold, 3 genes more than 2-fold. In the enlarged sample cohort, SPARCL1 (6.97 +/- 30.14-fold) and HEY2 (0.16 +/- 0.57-fold) were also regulated more than 2-fold, EDIL3 (0.64 +/- 1.78-fold) more than 1.5-fold. The expression of the target genes ACE, ADAMTS9, EDIL3, HEY2 and SERPIND1 was regulated by proinflammatoric cytokines and growth factors. In addition, it was shown that GBP-1 is necessary for the induction of SERPIND1-expression by IL-1beta. Conclusions: In synopsis of qPCR, cell culture and literature, with SPARCL1, HEY2, EDIL3, ACE, ADAMTS9 and SERPIND1 6 genes have been identified during this thesis for which it is reasonable to validate their relationship with a GBP-1-associated antiangiogenic immune response in colorectal cancer in further studies.

Hintergrund und Ziele: Zielsetzung der Arbeit war es, die Ausprägung einer GBP-1-assoziierten antiangiogenen Immunantwort in Tumorendothelzellen aus kolorektalen Karzinomen anhand beteiligter Gene und löslicher Faktoren zu charakterisieren. Hierzu sollten ausgehend von einem Transkriptomvergleich zwischen Tumorendothelzellen aus je 8 kolorektalen Karzinomen mit GBP-1high- oder GBP-1low-Endothelzellreaktion 22 zwischen den Gruppen differentiell exprimierte Gene (Zielgene) validiert, mögliche Induktoren der Zielgene identifiziert und ein möglicher direkter regulatorischer Zusammenhang von GBP-1 mit den Zielgenen überprüft werden Material und Methoden: Zur Validierung der Transkriptomanalyse standen 12 der 16 Original-RNA-Proben zur Verfügung, welche per quantitativer Real-Time-PCR (qPCR) auf die 22 Zielgene vermessen wurden. In einem nächsten Schritt wurde die Stichprobe durch 9 weitere Tumorendothelzell-RNA-Proben mit bekannter GBP-1-Reaktion ausgeweitet. Zur Identifikation von potentiellen löslichen Induktoren wurden HUVEC-Kulturen mit 15 verschiedenen Zytokinen, Chemokinen und Wachstumsfaktoren stimuliert und daraus isolierte RNA ebenfalls per qPCR auf 15 der Zielgene vermessen. Desweiteren wurden HUVEC-Kulturen, welche GBP-1 oder eine für GBP-1 spezifische shRNA stabil überexprimieren, mit IL-1beta oder IFN-gamma stimuliert und per qPCR der Effekt auf die Expression der Zielgene bestimmt. Abschließend wurden für 2 der Zielgene die Ergebnisse der Transkriptomanalse und der qPCR mit Hilfe der semiquantitativen Reverse Transkriptase-PCR (RT-PCR) mit einer zweiten unabhängigen Methode validiert. Ergebnisse und Beobachtungen: Für alle 22 Zielgene ergab sich in der qPCR die gleiche Richtung wie in der GeneChip-Analyse, 6 waren mehr als 1,5-fach reguliert, 3 mehr als 2-fach. SPARCL1 (6,97 +/- 30,14-fach) und HEY2 (0,16 +/- 0,57-fach) waren auch in der größeren Stichprobe mehr als 2-fach, EDIL3 (0,64 +/- 1,78-fach) mehr als 1,5-fach reguliert. Die fünf Zielgene ACE, ADAMTS9, EDIL3, HEY2 und SERPIND1 wurden durch proinflammatorische Zytokine und Wachstumsfaktoren reguliert. Zudem zeigte sich, dass GBP-1 für die Induktion der SERPIND1-Expression durch IL-1beta notwendig ist. Praktische Schlussfolgerungen: Im Rahmen dieser Arbeit konnten mit Hilfe von qPCR, Zellkultur und im Kontext der Literatur mit SPARCL1, HEY2, EDIL3, ACE, ADAMTS9 und SERPIND1 insgesamt 6 Einzelgene identifiziert werden, deren Zusammenhang mit einer GBP-1-assoziierten antiangiogenen Immunantwort im kolorektalen Karzinom in weiteren Arbeiten näher untersucht werden sollte.