Genexpressionsuntersuchungen in Seminomen und Nichtseminomen

Abstract

Ziel: Untersuchung der Expression von Schlüsselgenen zentraler Zellfunktionen (Apoptoseregulation, Zellzykluskontrolle, DNA-Reparatur und Stressantwort) in Hodentumoren verschiedener Tumorentität. Validierung zuvor mittels Array-Verfahren erhobener Ergebnisse (PORT 2005). Methode: Untersuchung der differentiellen Expression von 37 Genen in Tumorgewebe und Normalgewebe von 9 Seminom(SE)-Patienten und 10-Nichtseminom(NS)-Patienten mittels quantitativer Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (RTQ-PCR). Ergebnisse und Diskussion: (1) An unterschiedlichen Patientenkohorten durchgeführte Untersuchungen der Differentiellen Expression durch RTQ-PCR zum einen und durch Array zum anderen zeigten in 93% der Gene gleichsinnige Expressionsänderungen. Durch RTQ-PCR wurden häufiger signifikante Expressionsunterschiede zwischen Tumor- und Normalgewebe festgestellt (54% der untersuchten Gene durch RTQ-PCR gegenüber 23% der gleichen Gene durch Array). (2) Die differentielle Expression in Seminomen und Nichtseminomen unterschied sich in der Regel nicht. Signifikante Unterschiede der differentiellen Expression wurden nur für Cyclin D1 und GADD45A (SE hochreguliert, NS herunterreguliert), GPX2 (SE herunterreguliert NS hochreguliert) sowie Clusterin (SE stärker als NS herunterreguliert) festgestellt. (3) Bei Hodentumoren beider Entitäten zeigte sich eine Dysregulation der Apoptoseinduktion, eine vorwiegend proapoptotische Apoptoseintegration und eine aktivierte Apoptoseexekution. Bei letzterer wurde erstmals eine Hochregulation der Caspase 4 festgestellt, die auf eine mögliche Rolle eines alternativen Weges der Apoptoseauslösung in Hodentumoren hinweist. Es bestand eine permissive Zellzyklusregulation. Die DNA-Reparatur-Gene ERCC1, RAD23a und RAD50 waren signifikant herunterreguliert, was eine mögliche Ursache der exzellenten Wirksamkeit der Chemotherapie darstellt. (4) Nach Einteilung der Patienten in drei Altersgruppen (<30, 30-37, >37 Jahre), ohne Berücksichtigung der Tumorentität, zeigte sich (a) eine altersabhängige Abnahme der globalen absoluten Expression sowohl in Normalgewebe als auch in Tumorgewebe. (b) Außerdem zeigte sich bei der differentiellen Expression ein altersabhängiger Trend zur Herunterregulation. Diese Befunde waren für den Vergleich der Altersgruppen <30 und 30-37 Jahre signifikant. (c) Da die altersabhängige Abnahme der globalen absoluten Expression auch im Normalgewebe auftrat, wird ein altersabhängiger Mechanismus der globalen Transkriptionsrepression postuliert, der im Rahmen der Karzinogenese verstärkt wird.

Aim: To assess the expression of certain genes coding for biological processes like apoptosis, cell cycle control, DNA repair and stress response, which are relevant for tumorigenesis in testicular tumors of different entities. Additionally, results obtained by prior Array studies (PORT 2005) are to be validated. Method: Examination of the differential expression of 37 genes in tumor tissues and in normal tissues of 9 seminoma (SE) and 10 non-seminoma (NS) patients using real-time quantitative polymerase chain reaction (RTQ-PCR). Results and Discussion: (1) Studies of the differential expression performed in two different cohorts (using RTQ-PCR in one cohort while Array technique was used in the other cohort) indicated an identical direction of the changes in genetic expression in 93% of the examined genes. RTQ-PCR revealed significant changes in genetic expression more frequently compared to Array technique (54% of the examined genes by RTQ-PCR vs. 23% of the same genes by Array technique). (2) Differential expression in Seminoma and Non-Seminoma did not present any distinction in general. Only the expression of Cyclin D1 and GADD45A was found to be different in SE (down-regulated) and NS (up-regulated), as well as the expression of GPX2 (down-regulated in SE while up-regulated in NS) and of Clusterin (more downregulated in SE than in NS). (3) Testicular Tumors of both entities showed dysregulation of the induction of apoptosis, a mainly proapoptotic situation in the integration phase and an activated execution phase of apotosis. In the latter case for the first time an up-regulation of Caspase 4 could be demonstrated. That points towards a possible role of an alternative way of initiation of apoptosis in testicular tumors. Cell cycle control was permissive. The DNA repair genes ERCC1, RAD23a and RAD50 were significantly down-regulated, what may be a reason for the excellent effectiveness of chemotherapy. (4) After the patients have been divided into three age groups (<30, 30-37, >37 years) (a) an age-dependent decrease in globale absolute expression was found in both, normal tissue and tumor tissue. (b) Additionally, there was an age-dependent trend towards down-regulation in differential expression. This finding was significant when comparing the age group <30 years with the age group 30-37 years. (c) Because age-dependent decrease of global absolute expression was found even in normal tissue, an age-dependent mechanism of global repression of transcription is postulated, which may be augmented within the scope of carcinogenesis.