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Investigating the oncogenic function of FUBP1 in glioblastoma cell lines

Kolluru, Venkatesh :
Investigating the oncogenic function of FUBP1 in glioblastoma cell lines.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2015)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Investigating the oncogenic function of FUBP1 in glioblastoma cell lines
Language: English
Abstract:

Data obtained in our laboratory established FUBP1 (Fuse Binding Protein 1) as an important oncoprotein overexpressed in HCC (Hepatocellular Carcinoma) that induces tumor propagation through direct or indirect repression of cell cycle inhibitors and pro-apoptotic target genes. However, Prof. Kinzler’s laboratory (Ludwig Center for Cancer Genetics and Howard Hughes Medical Institutions, USA) found that inactivating mutations in the genes CIC and FUBP1 contribute to human oligodendroglioma. Their study enhanced our interest in investigating the expression levels of FUBP1 in different glioma cells. We detected low expression of FUBP1 in astrocytes and demonstrated elevated levels of FUBP1 in glioblastoma, the most common malignant brain tumor in humans. Among the challenges in the treatment of glioblastoma are the frequency of recurrence, the aggressiveness and the infiltrative behavior of the tumor. In contrast to oligodendroglioma, glioblastoma seem to require significant FUBP1 levels. The glioblastoma cell lines LNT229 and U87-MG were used to explore the oncogenic function of FUBP1 in glioblastoma, and further functional assays were performed. The results from the proliferation and apoptosis assays revealed less proliferation and more apoptosis in LNT229 FUBP1 knockdown cells, which co-relates with results obtained with HCC cell lines. In contrast to LNT229, U87-MG cells showed more proliferation and less apoptosis upon FUBP1 knockdown. Interestingly, FUBP1-deficient U87-MG cells showed enhanced xenograft tumor growth. Affymetrix array results revealed a significant upregulation of pro-apoptotic genes in FUBP1 knockdown LNT229 cells in contrast to FUBP1 knockdown U87-MG cells. In the latter, pro-proliferative and pro-angiogenic genes were significantly upregulated. qRT-PCR analysis showed a significant increase in TGFβ-1, MMP2 and AKT in U87-MG FUBP1-deficient cells while these genes were downregulated in LNT229 FUBP1-deficient cells. Interestingly, the knockdown of MMP2 in U87-MG cells led to a significant increase in FUBP1 protein levels. Further, APAF-1 mRNA levels were investigated in LNT229 and U87-MG cells. To our surprise, APAF1 levels were high in FUBP1-deficient LNT229 cells compared to control LNT229 cells. However, we detected no change in APAF1 levels between control and FUBP1-deficient U87-MG cells. We speculate that different signaling pathways are activated in LNT229 and U87-MG cells upon FUBP1 knockdown. Therefore, we hypothesize that FUBP1 might fulfill a special important function as an oncogene in glioblastomas which might differ from its role in HCC.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Das Far Upstream Binding Protein 1 (FUBP1) wurde in unserer Arbeitsgruppe als ein wichtiges Onkoprotein im Hepatozellulären Karzinom (HCC) identifiziert. Es konnte gezeigt werden, dass es in über 90% aller HCCs überexprimiert wird und die Tumorentwicklung durch direkte und indirekte Regulierung von Zellzyklus-Inhibitoren sowie pro-apoptotischen Zielgenen positiv beeinflusst. Die Gruppe von Prof. Kinzler (Ludwig Center for Cancer Genetics and Howard Hughes MedicalInstitutions, USA) hat interessanteweise herausgefunden, dass die Gene CIC und FUBP1 in Oligodendrogliomen durch geringe Mutationen inaktiviert sind was auf eine Tumor-suppressor-function von FUBP1 in dieser Tumorentität hinweisen könnte. Bei der Untersuchung von Gliomzellen konnten wir eine geringe Expression von FUBP1 in Astrozyten feststellen und ein hohes FUBP1-Level in Glioblastomzellen. Das Glioblastom ist ein sehr aggressiver Hirntumor mit einer sehr hohen Rückfallquote, der vor allem durch sein infiltratives Wachstum charakterisiert wird. Im Vergleich zu dem weniger aggressiven Oligodendrogliom scheint im Glioblastom eine höhre FUBP1-Expression benötigt zu werden. In dieser Arbeit sollte die onkogene Funktion von FUBP1 in den beiden Glioblastom-Zelllinien LNT229 und U87-MG untersucht werden. Proliferations- und Apoptose-Analysen in LNT229 FUBP1-knockdown Zellen zeigten eine verringerte Proliferations- und eine erhöhte Apoptoserate, was mit den Ergebnissen im HCC korreliert. Im Gegensatz dazu wurde in den U87-MG Zellen eine erhöhte Proliferationsrate und eine erhöhte Apoptoseresistenz nach der Herrunterregulation von FUBP1 beobachtet. Zusätzlich zeigte sich in einem Maus-Xenograft Experiment mit FUBP1-defizienten U87-MG Zellen ein stärkeres Tumorwachstum im Vergleich zu U87-MG Kontrollzellen mit normaler FUBP1-Expression. Eine genomweite Expressionsanalyse der Zellen ergab, dass durch die Inhibierung von FUBP1 in den LNT229 Zellen pro-apoptotische Gene hochreguliert werden, während bei den FUBP1-defizienten U87-MG Zellen pro-proliferative und pro-angiogenetische Gene signifikant erhöht waren. Die mRNA Analyse mittels qRT-PCR zeigte einen signifikanten Anstieg anTGFβ-1, MMP2 und AKT in U87-MG FUBP1-defizienten Zellen, während diese Gene in LNT229 FUBP1-defizienten Zellen herunterreguliert waren. Des Weiteren konnte der Anstieg von FUBP1 nach Herunterregulation von MMP2 in U87-MG Zellen gezeigt werden. Zusätzlich wurde beobachtet, dass das pro-apoptotische Adapterprotein APAF-1 in FUBP1-defizienten LNT229 Zellen im Vergleich zu LNT229-4 Kontrollzellen hoch expremiert wurde, während es keinen Unterschied zwischen FUBP1-defizienten U87-MG und Kontrollzellen gab. Demzufolge nehmen wir an, dass die Inhibierung von FUBP1 in diesen beiden Zelllinien zur Aktivierung unterschiedlicher Signalwege führt, und dass FUBP1 in Gehirntumoren eine Rolle spielen könnte, die sich von der im HCC unterscheidet.German
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin, Gesundheit
Divisions: 10 Department of Biology > Synthetic Genetic Circuits
Date Deposited: 28 May 2015 11:24
Last Modified: 06 Oct 2016 09:28
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-44928
Referees: Zörnig, Prof. Dr. Martin and Beatrix, Prof. Dr. Süs and Bertl, Prof. Dr. Adam
Refereed: 23 April 2015
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/4492
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