Die Interaktion von Galektin-8 mit Cateninen und der Einfluss auf den Wnt-Signalweg in Lungen- und Pankreaskarzinomzelllinien

Abstract

Galektine gehören zur Familie der Lektine und binden beta-Galaktoside mit hoher Affinität. Galektine kommen sowohl intrazellulär, im Nukleus, im Cytoplasma und an der Zellmembran als auch extrazellulär vor. Sie besitzen je nach Lokalisation unterschiedliche Funktionen. Intrazellulär sind Galektine an Protein-Protein- Interaktionen und an der Beeinflussung verschiedener Signalwegen beteiligt. Extrazellulär spielen Galektine eine modulierende Rolle bei der Zell-Zell- und Zell- Matrix-Interaktion. Galektine sind in der Regulation einer Vielzahl von zellulären Prozessen, wie dem Zellzyklus, der Zellproliferation, der Apoptose, Entzündungsprozesse, der malignen Transformation und der Metastasierung, involviert. Für Galektin-1, -3 und -8 konnte eine Interaktion mit Ras-Proteinen nachgewiesen werden, wodurch Ras-abhängige Signalwege aktiviert werden. In verschiedenen Zelllinien konnte für Galektin-3 eine Interaktion mit beta-Catenin und eine veränderte Genregulation beta-Catenin-abhängiger Gene gezeigt werden.In der vorliegenden Arbeit konnte in verschiedenen Lungenkarzinomzelllinien eine Korrelation der zellulären Menge an Galektin-3 bzw. -8 mit der Menge an gamma-Catenin, nicht jedoch mit der Menge an beta-Catenin gezeigt werden. Durch Immunpräzipitations- studien konnte erstmalig beschrieben werden, dass Galektin-8 in verschiedenen Pankreas- und Lungenzellkarzinomlinien mit beta- und gamma-Catenin interagiert. Auch konnte erstmals die Interaktion von Galektin-3 mit gamma-Catenin gezeigt werden. Durch Interaktionsstudien, unter Verwendung von einer membran- und einer cytosolhaltigen Fraktion, konnte gezeigt werden, dass die untersuchten Galektine und Catenine in der Zellmembranfraktion miteinander interagieren. Mittels Immunfluoreszenz konnte erstens eine Kernlokalisation von Galektin-3 und -8 sowie für beta- und gamma-Catenin experimentell belegt werden. Zweitens konnte die Kolokalisation der untersuchten Galektine und Catenine an der Zellmembran dargestellt werden. Mit Hilfe von Genreporterassays konnte kein Einfluss von Galektin-3 und -8 auf den Wnt-Signalweg gezeigt werden.Galektin-8 wurde in dieser Arbeit erstmalig als Interaktionspartner von beta- als auch gamma-Catenin identifiziert sowie Galektin-3 als Interaktionspartner von gamma-Catenin. Galectins belong to the family of lectins and bind beta-galactosides with high affinity. Galectins are located intracellularly within the nucleus, the cytosol and at the plasma membrane as well as extracellularly. Galectins carry out different functions depending on the localisation of the protein. Intracellular galectins are involved in protein-protein interactions and influence diverse signaling pathways. Extracellular galectins play a modulating role in cell-cell and cell-matrix interactions. Galectins regulate various cellular processes like the regulation of the cell cycle, cell proliferation, apoptosis, the inflammatory response, malignant transformation and metastasis. The interaction of galectin-1, -3, and -8 with Ras proteins has been proven, which leads to an activation of Ras-dependent signaling pathways. In several different cell lines the interaction of galectin-3 with beta-catenin has been shown. Furthermore, galectin-3 might be involved in the modulation of beta-catenin-dependent gene regulation.In this present study it was shown that the amount of galectin-3 and -8 correlated with the amount of gamma-catenin but not with the amount of beta-catenin in various lung carcinoma cell lines. The present work provides novel evidence that galectin-8 binds to beta- and gamma-catenin in different lung and pancreatic carcinoma cell lines. Additionally, an interaction between galectin-3 and gamma-catenin was detected for the first time. By performing protein interaction studies using membrane- and cytosol-containing protein fractions, it was shown that the investigated galectins and catenins interact in the membrane fraction with each other. Using immunofluorescence analyses, the colocalisation of the analysed galectins and catenins at the plasma membrane was verified. Additionally, a localisation of galectin-3 and -8 as well as beta- and gamma-catenin could be shown within the nucleus. Gene reporter assays revealed no influence of galectin-3 or -8 on Wnt signaling.In this work galectin-8 has been identified as a novel interaction partner of beta- as well as gamma-catenin and galectin-3 was shown to interact with gamma-catenin.