Malignant melanoma is the most severe form of all skin cancers with a particular poor prognosis once metastases have developed. Angiogenesis, the formation of new blood vessels, is a prominent feature of human melanoma, which have angiogenic activity already early in development. This is at least partly ascribed to the action of MAPK- and PI3K pathways which are hyperactivated in most melanoma. Animal models which combine in depth in vivo examinations with the opportunity to perform small molecular screens are well suited to gain a more detailed insight into how this type of cancer modulates its angiogenic program. Here, a first transgenic melanoma angiogenesis model was established in the fish species Oryzias latipes (Japanese medaka). In this model, tumors are generated by the pigment cell-specific expression of the oncogenic receptor tyrosine kinase Xmrk. Xmrk is a mutated version of the fish Egfp. Furthermore, to get an angiogenesis model, a medaka line with endothelial cell specific GFP expression was used. By using crosses between these Xmrk- and GFP transgenic fishes, it was shown that angiogenesis occurs in a reactive oxygen species- and NF-κB-dependent manner, but was hypoxia-independent. It was observed that blood vessel sprouting and branch point formation was elevated in this model and furthermore that sprouting could even be induced by single transformed cells. The mouse melanocytes expressing the oncogenic receptor tyrosine kinase Xmrk as well human melanoma cells, which display various oncogenic alterations, produced pro-angiogenic factors, most prominently angiogenin, via NF-κB signaling. Furthermore, inhibiting NF-κB action prevented tumor angiogenesis and even led to the regression of existing tumor blood vessels. In summary, the present medaka melanoma angiogenesis model displays a high sensitivity for angiogenesis detection and is perfectly suited as in vivo model for the testing of anti-angiogenesis inhibitors, as exemplified by the NF-kappaB inhibitor.
Furthermore, results indicate that it might be a promising anti-tumor strategy to target signaling pathways such as the NF-κB pathway which are able to induce angiogenesis-dependent as well as -independent pro-tumorigenic effects. / Das maligne Melanom ist die schwerste Form aller Hautkrebsarten und hat eine besonders schlechte Prognose, sobald sich Metastasen gebildet haben. Angiogenese, die Bildung von neuen Blutgefäßen aus bestehenden Gefäßen, ist bei humanen Melanomen häufig zu beobachten. Es wurde gezeigt, dass diese Tumore eine hohe angiogene Aktivität besitzen. Diese wird zumindest teilweise der Aktivität der MAKP und PI3K Signalwege zugeschrieben, welche in den meisten Melanomen hyperaktivert sind. Tiermodelle, die sowohl in vivo Untersuchungen als auch „small molecular screens“ erlauben, sind gut geeignet, um detaillierte Kenntnisse über pro-angiogene Programme zu erlangen. In dieser Arbeit wurde ein erstes transgenes Melanom-Angiogenese-Model in der Fischspezies Oryzias latipes (Medaka) etabliert. In diesem Model werden Tumore durch eine pigmentzell-spezifische Expression der onkogenen Tyrosinkinase Xmrk erzeugt. Xmrk ist eine mutierte Version des Egfp im Fisch. Weiter gibt es in diesem Modellorganismus eine endothelzell-spezifische GFP-Linie. Durch Kreuzen der Xmrk- und GFP-transgenen Linien konnte das beschriebene Tumorangiogenese-Modell generiert werden. An Hand dieses Models konnte gezeigt werden, dass Angiogenese in einer reaktiven Sauerstoffspezies- und NF-κB-abhängigen Weise auftrat, jedoch unabhängig von Hypoxie stattfand. Es wurde beobachtet, dass die Sprossung- und Verzweigungsvorgänge der Blutgefäße sogar durch einzelne transformierte Pigmentzellen induziert wurden. Sowohl Mausmelanozyten, die die onkogene Rezeptortyrosinkinase Xmrk expriemieren, als auch humane Melanomzellen produzieren pro-angiogene Faktoren, wie zum Beispiel Angiogenin, über den NF-κB-Signalweg. Eine Hemmung von NF-κB hatte eine Verminderung der Tumorangiogenese zur Folge und führte sogar zur Rückbildung von bestehenden tumorösen Blutgefäßen. Zusammenfassend zeigt das Medaka-Melanom-Angiogenese-Model eine hohe Sensitivität für den Nachweis von Angiogeneseprozessen und ist vortrefflich geeignet als in vivo Modell zur Durchführung von Angiogenese-Inhibitor-Tests, wie beispielsweise mit dem NF-κB-Inhibitor gezeigt wurde. Eine pharmakologische Hemmung multi-potenter Signalwege mit Angiogenese-abhängigen und –unabhängigen pro-tumorigenen Effekten wie beispielsweise den NF-κB-Signalweg könnte eine erfolgsversprechende Antitumorstrategie darstellen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:10104 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Schaafhausen, Maximilian |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/doku/lic_ohne_pod.php, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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