Die Regulation des Enzyms Paraoxonase-2 sowie dessen Einfluss auf die Hämatopoese

In der vorliegenden Arbeit wurden durch den Einsatz von drei unabhängigen Methoden Proteine und Faktoren identifiziert, die die PON2-mRNA-Expression beeinflussen. Anhand der erhaltenen Faktoren wurden verstärkt solche ausgewählt, die eine Rolle in der Tumorbiologie spielen. Unter Verwendung verschiedener Zellmodelle wurde schließlich der Effekt dieser Faktoren auf die PON2-Expression analysiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die PON2-Expression in K562-Zellen durch den PI3K / Akt-Signalweg, der in vielen Tumoren übermäßig aktiviert vorliegt, gesteigert wird. Auch eine Beteiligung des Wnt / β-Catenin-Signalweges kann nicht ausgeschlossen werden. Pharmakologische Inhibitoren von GSK-3β, einer Kinase die in beiden Signalwegen involviert ist, führt zu einer Steigerung der PON2-Expression durch den Transkriptionsfaktor LEF-1. Des Weiteren wurde gezeigt, dass die Familie der FoxO-Transkriptionsfaktoren an der Regulation der PON2-Expression in K562-Zellen beteiligt sind, wenn gleich es für die jeweiligen FoxO-Isoformen Unterschiede gibt.rnIm Hinblick auf die Assoziation von PON2 mit Leukämien wurde anhand eines PON2-/--Mausmodells, der Einfluss von PON2 auf die Hämatopoese untersucht. Dabei wurden signifikante Unterschiede in einigen Stammzellkompartimenten festgestellt. Ferner scheint PON2 die Entwicklung von Erythrozyten und Thrombozyten zu beeinflussen. Dies äußert sich in einer offensichtlichen Splenomegalie, zumindest bei alten weiblichen PON2-/--Mäusen.rnAbschließend wurde zur Generierung eines konditionalen PON2-Überexpressionsmausmodells erfolgreich ein Gene-Targeting-Vektor entwickelt. Durch eine gewebe-, zeit- und zellspezifische Steigerung der PON2-Expression ist es möglich, den Effekt einer PON2-Überexpression im Hinblick auf verschiedene Erkrankungen zu untersuchen.rnBisher war wenig über die Regulation des humanen PON2 bekannt. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen erstmals, durch welche Signalwege und Transkriptionsfaktoren PON2 in Leukämiezellen reguliert wird. Im Hinblick auf die Rolle von PON2 in der Tumorbiologie ist es erstmals möglich, die PON2-Expression gezielt durch die Inhibition bzw. Aktivierung der PON2-regulierenden Faktoren zu beeinflussen, und damit neue Wege in der Krebstherapie zu beschreiten. rn

In the present thesis different proteins and factors in control of PON2 mRNA expression were identified by three unbiased techniques. For subsequent studies, those factors presumably involved in tumor biology were chosen from the obtained candidate list. With the help of different cell models effects of the identified factors on PON2 expression were analyzed. The findings of the present study demonstrate that in K562 cells PON2 expression is positively regulated by the PI3K / Akt signaling pathway, a survival pathway often found overactive in different cancers. Alternatively, Wnt / β-catenin signaling may also stimulate PON2 expression. Pharmacological inhibitors of GSK-3β, a kinase unique to both signaling pathways, led to increased expression of PON2 involving the transcription factor LEF-1. Moreover, FoxO transcription factors contributed to the regulation of PON2 in K562 leukemia-like cells, while there were differences for the particular FoxO isoform.rnWith regard to the reported association of PON2 to different leukemic tumors the influence of PON2 on the hematopoietic system was analyzed in a PON2-/- mouse model. These studies revealed significant abnormalities in several stem cell compartments. Despite this, PON2 affected the development of erythrocytes and thrombocytes. This manifested in an evident splenomegaly, at least in aged female PON2-/- mice.rnFinally, a gene targeting vector was successfully developed to generate the first conditional PON2 overexpressing mouse model. By increasing PON2 expression in a tissue-, time- and cell specific manner it would be possible to analyze the effect of PON2 overexpression on different diseases.rnUntil now, little is known about the regulation of human PON2. The results of the present thesis indicate, for the first time, signaling pathways and transcription factors involved in the regulation of PON2 in leukemic cells. In respect of PON2’s role in tumor biology it is now possible to manipulate PON2 expression by specific inhibition or activation of PON2 regulating factors. This may help to develop new strategies in tumor therapy.rn