Mucinartige Glycopeptide als Inhibitoren selektinvermittelter Zelladhäsionsprozesse

Es wurden Glycopeptide mit einer Partialsequenz aus der N-terminalen Domäne des natürlichen Selektinliganden PSGL-1 synthetisiert, welche prinzipiell als kompetitive Inhibitoren unerwünschter selektinvermittelter Zelladhäsionsphänomene fungieren könnten. Grundsätzlich könnte es möglich sein, auf diesem Wege entsprechende chronisch entzündliche Krankheiten wie rheumatoide Arthritis zu behandeln und bestimmte akut eintretende schwere Schädigungen von gesundem Gewebe sowie die Metastasenbildung maligner Tumore zu unterdrücken. Das tatsächliche Potential der hergestellten Glycopeptide als Liganden der Selektine kann nun in biologischen Tests geprüft werden. Der gewählte Ausschnitt aus dem P-Selektin-Glycoprotein-Liganden-1 (PSGL-1) reicht von Tyr48 bis Pro59 und umfasst so sämtliche Aminosäurereste der Sequenz, die für das Auftreten einer hochaffinen Rezeptorbindung erforderlich sind. Dabei ist die Seitenkette von Thr57 mit einem O-Glycan modifiziert, welches das in natürlichen Selektinliganden häufig vorkommende Tetrasaccharid Sialyl-Lewisx bzw. ein Mimetikum desselben enthält und die für Mucine typische Form der Anbindung an das peptidische Rückgrat über eine N-Acetyl-α-D-galactosamineinheit aufweist. Zum Aufbau der komplexen Glycopeptidstrukturen wurde zunächst eine Strategie für die Synthese des an die Hydroxylaminosäure gebundenen Oligosaccharids im Gramm-Maßstab ausgearbeitet. Dabei kam der Wahl eines geeigneten Schutzgruppenmusters besondere Bedeutung zu. Das entwickelte Konzept basiert allein auf chemischen Methoden und ermöglicht die parallele Herstellung potentieller Mimetika. So wurde in dieser Arbeit L-Fucose durch D-Arabinose und N-Acetyl-D-neuraminsäure durch (S)-Cyclohexylmilchsäure ersetzt. Die erhaltenen Glycosylaminosäure-Bausteine wurden schließlich in die Glycopeptid-synthesen an der festen Phase eingebracht, welche nach vollständiger Deblockierung die gewünschten Zielverbindungen lieferten.rn

Synthese von tumorassoziierten Glycopeptiden basierend auf der epithelialen Struktur des MUC1

In epithelialen Tumorzellen zeigen Membranglycoproteine ein charakteristisch verändertes Glycosylierungsmuster, das durch eine veränderte Aktivität von Glycosyltransferasen hervorgerufen wird. Diese veränderte Aktivität führt zur Expression von stark verkürzten und frühzeitig sialylierten Kohlenhydratseitenketten der mucinartigen Glycoproteine auf Tumorzellen, welche als tumorassoziierte Antigene bezeichnet werden. Die tumorassoziierten Peptidepitope stellen eine wichtige Zielstruktur für eine potentielle selektive Immuntherapie dar. Das Ziel ist es, dass das Immunsystem zwischen den tumorassoziierten und den normal exprimierten Glycoproteinen unterscheiden kann, und damit in der Lage ist, eine selektiv gegen Tumorzellen gerichtete Immunantwort auszulösen. Daher ist eine Synthese von strukturell exakt definierten synthetischen Glycopeptiden und deren Einbau in Vakzine ein entscheidender Schritt für eine angestrebte Immuntherapie gegen Krebs. Ein Ziel dieser Arbeit war in diesem Zusammenhang die Synthese exakt definierter tumorassoziierter Glycopeptide, wobei Peptide aus der Tandem Repeat-Domäne des MUC1 synthetisiert wurden. Die verschiedenen Saccharidantigene wurden als glycosylierte Aminosäurebausteine in die immundominante Domäne der MUC1-Peptidsequenz eingebaut (TN-Antigen sowie das Sialyl-TN-Antigen, das (2,6)-Sialyl-T- und das (2,3)-Sialyl-T-Antigen). Zum einen wurden die MUC1-Glycopeptide anschließend über einen nicht immunogenen Triethylenglycol-Spacer an Carrier-Proteine wie Ovalbumin-OVA323-339-Sequenz und Rinderserumalbumin (BSA) konjugiert, so dass potenzielle Tumorvakzine erhalten wurden. Diese wurden in ersten ELISA-Experimenten untersucht und haben gezeigt, dass mit den synthetischen Glycopeptidantigenen feine Strukturunterschiede immunologisch differenziert werden können, was für die Unterscheidung zwischen Tumorzellen und gesunden Zellen bedeutsam ist. rnFür Immunisierungen ohne Freunds Adjuvanz wurde der TLR2-Agonist Pam3CSKKKK synthetisiert, der in einer Fragmentkondensation mit einem OVA-Spacer-MUC1-Glycopeptid konjugiert wurde. Die immunologischen Evaluierungen stehen noch aus.rnrn

Synthese perfluoralkylierter mucinanaloger Glycolipopeptide zur multivalenten Antigenpräsentation

In dieser Dissertation konnten neuartige perfluoralkylierte Membranankersysteme basierend auf Tris(hydroxymehtyl)aminomethan (TRIS) dargestellt werden. Die perfluoralkylierte Ankersysteme mit C4F9-, C6F13- und C8F17-Ketten konnten in Glycolipopeptide des Mucins MUC1 eingebaut und immunologisch evaluiert werden. In allen untersuchten perfluoralkylierten Glycolipopeptiden konnten spezifische Wechselwirkungen mit Antikörpern nachgewiesen werden. Die Immunisierungen von Mäusen mit diesen nicht-natürlichen Verbindungen führten zur Bildung tumorspezifischer Antikörper. Insgesamt sind die Bindungsaffinitäten der gebildeten Antikörper noch zu gering in Bezug auf die Entwicklung effektiver anti-tumor Vakzine. Diese Bindungsaffinitäten könnte jedoch in künftigen Forschungsarbeiten durch die multivalente Präsentation der perfluoralkylierten Antigene in liposomalen Vakzinen verstärkt werden.rnrn

Synthese fluorierter Glycopeptidkonjugate zur Entwicklung von tumorselektiven Vakzinen

Das Auftreten von antigenen, für Tumorzellen charakteristische Zelloberflächenstrukturen bildet die Voraussetzung für eine aktive Krebsimmuntherapie, mit deren Hilfe die gezielte Bekämpfung von (Mikro-)Metastasen durch das körpereigene Immunsystem erreicht werden soll. Eine gut untersuchte Zielstruktur für eine derartige Immuntherapie stellt das Mucin MUC1 dar, ein hochgradig O-glycosyliertes Peptid, welches bspw. von Epithelzellen der Leber exprimiert wird. rnDas Glycosylierungsmuster des tumorassoziierten MUC1 ist gegenüber dem von gesunden Zellen stark verändert. In Tumorzellen kommt es aufgrund einer fehlerhaften Glucosylamintransferase-Aktivität und einer Überexpression von Sialyltransferasen zur Bildung von kürzeren, hochgradig sialylierten O-Glycanketten. Allerdings wirkt sich neben der relativ schwachen Immunogenität besonders die geringe metabolische Stabilität des natürlichen Glycopeptidfragments nachteilig auf einen Einsatz in Krebsvakzinen aus.rnEine bislang kaum untersuchte Möglichkeit, die Stabilität und Immunogenität der Kohlenhydratantigene zu erhöhen, könnte durch den „bioisosteren“ Austausch von OH-Gruppen gegen Fluor erreicht werden.rnIm Rahmen dieser Arbeit konnten in 3’- und 4’- Position monofluorierte T-Antigene bzw. in 6’-Position difluorierte T- und in 6-Position difluorierte TN-Antigene synthetisiert werden. In ersten metabilischen Tests erwiesen sich die fluorierten T-Antigene gegenüber einem Abbau durch eine alpha-Galactosidase aus Rinderhoden als stabiler als ihr natürliches, nicht-fluoriertes Analogon. Diese Strukturen wurden nicht zu den entsprechenden Monosacchariden hydrolysiert und stellen somit geeignete Bausteine zur Entwicklung potenter Tumorvakzine dar.rnDie in 3- und 4-Position fluorierten T-Antigene wurden in der weiteren Synthese in eine aus 20 Aminosäuren bestehende MUC1-Peptidsequenz eingebaut und durch einen nicht immunognene Spacer auf Basis von Triethylenglycol an BSA (Rinderserumalbumin) bzw. Tetanus-Toxoid angebunden. Auf diese Weise konnte die Synthese eines tumorselektiven Vakzins fertiggestellt werden.rnIn einer ersten immunologischen Evaluierung der fluorierten T-Antigen-Glycopeptide konnte gezeigt werden, dass bereits erhaltene Antikörper gegen strukturell sehr ähnliche Vakzine in der Lage sind, die neuartigen Glycopeptide zu erkennen und an ihnen zu binden. Dies stellt die Grundlage für weiterführende immunologische Tests dar, indem in einem nächsten Schritt das synthetisierte Tetanut-Toxoid-Konjugat als Vakzin in Experimenten an Mäusen zum Einsatz kommen soll.rn

Synthese und biologische Evaluierung von fluorierten und carbaanalogen Glycopeptiden für die Entwicklung von tumorselektiven Vakzinen

Tumorassoziierte Kohlenhydrat-Antigene werden von einer Vielzahl epithelialer Tumoren in erhöhtem Maße exprimiert und können sowohl als selektive Tumormarker, als auch als Zielstrukturen zur Entwicklung von synthetischen Krebsvakzinen dienen. Mucine, allen voran MUC1, sind hochgradig O-glycosylierte Zelloberflächenproteine, die im Fall maligner Zellen in deutlich überexprimierter Form mit charakteristisch veränderten Glycosylierungsmustern auftreten und somit vom Immunsystem erkannt werden können. Die relativ schwache Immunogenität und die geringe metabolische Stabilität dieser Glycopeptid-Epitope stehen jedoch der Entwicklung effizienter, auf Kohlenhydraten basierender Krebsvakzine entgegen.rnEin interessanter Ansatz, die Stabilität und Immunogenität der Vakzinbausteine zu erhöhen, ohne dabei deren Tumorspezifität nennenswert zu beeinträchtigen, stellt die Verwendung von modifizierten Glycopeptid-Konjugaten mit Kohlenhydratmimetika dar, z.B. basierend auf Fluor- und Carbazuckern. rnUm die Eignung solcher bislang unbekannter MUC1-Antigenanaloga als Vakzinbausteine zu untersuchen, konnten im Rahmen dieses Promotionsvorhabens Synthesen zu verschiedenen, modifizierten Antigen-Threonin-Konjugaten erarbeitet werden. Dabei konnte neben der erstmaligen Synthese eines in 6-Position fluorierten Carbazuckers auch ein 1→3 verknüpftes Carbadisaccharid synthetisiert werden. Zudem wurden mehrere Vertreter der in Position 6 bzw. 6‘ fluorierten TN, T und der beiden ST-Antigene dargestellt und über eine Festphasenpeptidsynthese in die aus 20 Aminosäuren bestehende tandem-repeat-Sequenz des MUC1 eingebaut. Eine anschließende Konjugation dieser Glycopeptide über einen nicht-immunogenen Spacer auf Triethylenglycol Basis an Carrierproteine wie BSA und das Tetanus Toxoid lieferte nicht nur potente Tumorvakzine, sondern auch die für die Durchführung von ELISA-Studien benötigten Glycopeptid-Konjugate. rnIn ersten ELISA und Neutralisationsexperimenten konnte gezeigt werden, dass bereits erhaltene Antikörper gegen strukturell sehr ähnliche Vakzine in der Lage sind, die neuartigen fluorierten Glycopeptide zu erkennen und an ihnen zu binden. Zusätzlich konnte erstmals in Impfstudien gezeigt werden, dass mit diesen neuen fluorierten Glycopeptid-TTox-Konjugaten nicht nur eine stakt toleranzbrechende humorale Immunantwort induziert werden kann, sondern auch dass diese MUC1 spezifischen Antikörper zudem in der Lage sind Brustkrebszellen der Linie MCF-7 zu erkennen und zu binden. rnrn

Synthese von selbstaggregierenden Glycopeptidkonjugaten mit (per)fluorierten Membranankern

Für eine effektive Erkennung tumorassoziierter Kohlenhydratantigene durch das Immun-system in der Krebs¬immuntherapie ist eine multivalente Präsentation der Haptene notwendig. In der vorliegenden Arbeit wurde ein neuer Zugang zu einer solch räumlichen Konzentration der Haptene untersucht, indem MUC1-Antigene mit perfluorierten Alkylketten funktionalisiert und in einer geeigneten Lipidmatrix entmischt wurden. Perfluoralkyl-Amphiphile zeichnen sich durch eine hohe Entmischungstendenz in Alkyllipiden aus und bewirken dadurch eine Anreicherung der Erkennungsstrukturen (Haptene) in Analogie zu den natürlichen raft-Domänen auf der Zelloberfläche.rnDazu wurden zunächst verschiedene Membranankersysteme mit unterschiedlichem Fluorierungsgrad entwickelt. Beispielsweise konnte ausgehend von einem zentralen Glycerin-fragment ein Membrananker mit zwei Perfluoralkylketten hergestellt werden. Letztere wurden mittels radikalischer Perfluoralkylierung eingeführt, wobei der Fluorgehalt der Verbindung über die Kettenlänge gesteuert wurde. Daneben konnte ein weiteres Ankersystem, basierend auf der Aminosäure Lysin, synthetisiert werden, dass einen bequemen Einbau der Perfluoralkylketten durch Peptidkupplungen von entsprechenden perfluorierten Aminen bzw. perfluorierten Carbonsäuren erlaubte. In diesem Fall wurde der Fluorgehalt durch die Einführung von Alkyl- bzw. Perfluoralkylketten verändert.rnBeide Systeme konnten für erste Untersuchungen ihres Phasenverhaltens mit polaren Kopf-gruppen ausgestattet werden, wobei neben einem hydrophilen, nicht-immunogenen Triethylenglycolspacer vor allem ein TN-Antigen tragendes Dipeptid zum Einsatz kam. In Gegenwart des Matrixlipids DODAMA konnten in Langmuir-Blodgett-Untersuchungen mit diesen Verbindungen eine Entmischung und die Ausbildung mikroseparierter Bereiche nachgewiesen werden. Auch war es möglich, durch Anbindung eines Fluoreszenzfarbstoffes zu zeigen, dass solche amphiphilen Membrananker auf perfluorierten Oberflächen effektiv und dauerhaft immobilisiert werden können. Damit eröffnet diese Verbindungsklasse interessante Anwendungsmöglichkeiten in der Entwicklung von diagnostischen Microarray-Formaten.rnUm eine Anbindung der fluorierten Membrananker an den N-Terminus eines an fester Phase aufgebauten mucinanalogen Glycopeptids als antigene Einheit zu ermöglichen, wurde ein entsprechendes Ankersystem auf Basis von Glutaminsäure entwickelt. Dabei wurden an diese Verbindung neben dem TN-Antigen noch weitere komplexe tumorassoziierte Kohlenhydrat-antigene des Mucintyps angebunden, wobei der Aufbau der resultierenden amphiphilen Glycolipopeptide vollständig an der festen Phase gelang. Insgesamt konnten so mithilfe des teilfluorierten Lysinankers und des zweifach perfluorierten Glutaminsäureankers erste amphiphile Glycopeptid-Konjugate hergestellt werden, deren antigene Kopfgruppe aus einer 20 Aminosäuren umfassenden Wiederholungseinheit des Mucins MUC1 mit TN-, T- bzw. STN-Antigen-Seitenkette besteht. Derartige Verbindungen stellen reizvolle Bausteine für die Tumordiagnostik und für die Entwicklung von stabilen liposomalen Tumorvakzinen dar, da die verwendeten Perfluoralkylanker die Antigenpräsentation nicht wesentlich beeinflussen und die Bindung des Antikörpers nicht behindern. rn

Synthese von MUC1-Glycopeptid-Konjugaten mit fluorierten Analoga des Thomsen-Friedenreich-Antigens

Krebserkrankungen gehen oft mit der Überexpression von mucinartigen Glycoproteinen auf der Zelloberfläche einher. In vielen Krebserkrankungen wird aufgrund der fehlerhaften Expression verschiedener Glycosyltransferasen das transmembranständige Glycoprotein MUC1, mit verkürzten Glycanstrukturen, überexprimiert. Das Auftreten der verschiedenen tumor-assoziierten Antigene (TACA) korreliert meist mit dem Fortschreiten des Krebs und der Metastasierung. Daher stellen TACAs interessante Zielmoleküle für die Entwicklung einer aktiven Tumorimmuntherapie zur spezifischen Behandlung von Adenokarzinomen dar. In dieser Arbeit galt das Interesse dem epithelialen Mucin MUC1, auf Basis dessen ein synthetischer Zugang zu einheitlichen Antitumorvakzinen, welche aus mucinanalogen Glyco-peptid¬konjugaten des MUC1 und Carrierproteinen bestehen, hergestellt werden sollten.rnUm eine tumorspezifische Immunantwort zu erhalten, müssen die selbst schwach immunogenen MUC1-Antigene über einen nicht-immunogenen Spacer mit einem geeigneten Trägerprotein, wie Tetanus Toxoid oder Rinderserumalbumin (BSA), verbunden werden. rnDa ein Einsatz von Glycokonjugaten in Impfstoffen durch die metabolische Labilität der O-glycosidischen Bindungen eingeschränkt ist, wurden hierzu erstmals fluorierte Vetreter von MUC1-analogen Glycopeptiden verwendet, in denen das Kohlenhydrat-Epitop durch den strategischen Einbau von Fluor¬atomen gegenüber einem raschen Abbau durch Glycosidasen geschützt werden soll. Dazu wurden auf Basis des literaturbekannten Thomsen-Friedenreich-Antigens Synthesestrategien zur Herstellung eines 2’F- und eines 2’,6’-bisfluorierten-Analogons erarbeitet. rnSchlüsselschritte in der Synthese stellten neben der elektrophilen Fluorierung eines Galactalvorläufers auch die -selektive 3-Galactosylierung des TN-Antigen-Bausteins zum 2’F- und 2’,6’-bisfluorierten-Analogons des TF-Disaccharids dar. Durch entsprechende Schutzgruppentransformationen wurden die beiden Derivate in entsprechende Glycosyl¬amino-säure-Bausteine für die Festphasensynthese überführt.rnNeben den beiden Analoga des TF-Antigens wurde auch erstmals ein 2F-Analogon des 2,6-Sialyl-T-Antigens hergestellt. Dazu wurde der entsprechende 2’F-TF-Baustein mit Sialinsäure-xanthogenat nach bereits bekannten Syntheseprotokollen umgesetzt. Aufgrund von Substanzmangel konnte die Verbindung nicht zur Synthese eines MUC1-Glycopeptid-Analogons herangezogen werden.rnDer Einbau der hergestellten Glycosylaminosäure-Bausteine erfolgte in die aus 20 Amino-säuren bestehende vollständige Wiederholungseinheit aus der tandem repeat-Sequenz des MUC1, wobei die entsprechenden Glycanseitenketten stets in Position 6 eingeführt wurden. Um die erhaltenen Glycopeptide für immunologische Studien an Carrier-Proteine anbinden zu können und so ggf. zu funktionsfähigen Impfstoff-Konjugaten zu gelangen, wurden diese stets N-terminal mit einem nicht-immunogenen Triethylenglycol-Spacer verknüpft. Die anschließende Funktionalisierung mit Quadratsäurediethylester erlaubte die spätere chemoselektive Konjugation an Trägerproteine, wie Tetanus Toxoid oder BSA.rnIn ersten immunologischen Bindungsstudien wurden die synthetisierten BSA-Glycopeptid-Konjugate mit Serum-Antikörpern aus Vakzinierungsstudien von MUC1-Tetanus Toxoid-Konjugaten, die (i) eine natürliche TF-Antigenstruktur und (ii) ein entsprechendes TF-Antigenderivat mit Fluorsubstituenten an C-6 des Galactosamin-Bausteins und C-6’ des Galactoserests tragen, untersucht.rn

The venom composition of the parasitic wasp Chelonus inanitus resolved by combined expressed sequence tags analysis and proteomic approach

Background Parasitic wasps constitute one of the largest group of venomous animals. Although some physiological effects of their venoms are well documented, relatively little is known at the molecular level on the protein composition of these secretions. To identify the majority of the venom proteins of the endoparasitoid wasp Chelonus inanitus (Hymenoptera: Braconidae), we have randomly sequenced 2111 expressed sequence tags (ESTs) from a cDNA library of venom gland. In parallel, proteins from pure venom were separated by gel electrophoresis and individually submitted to a nano-LC-MS/MS analysis allowing comparison of peptides and ESTs sequences. Results About 60% of sequenced ESTs encoded proteins whose presence in venom was attested by mass spectrometry. Most of the remaining ESTs corresponded to gene products likely involved in the transcriptional and translational machinery of venom gland cells. In addition, a small number of transcripts were found to encode proteins that share sequence similarity with well-known venom constituents of social hymenopteran species, such as hyaluronidase-like proteins and an Allergen-5 protein. An overall number of 29 venom proteins could be identified through the combination of ESTs sequencing and proteomic analyses. The most highly redundant set of ESTs encoded a protein that shared sequence similarity with a venom protein of unknown function potentially specific of the Chelonus lineage. Venom components specific to C. inanitus included a C-type lectin domain containing protein, a chemosensory protein-like protein, a protein related to yellow-e3 and ten new proteins which shared no significant sequence similarity with known sequences. In addition, several venom proteins potentially able to interact with chitin were also identified including a chitinase, an imaginal disc growth factor-like protein and two putative mucin-like peritrophins. Conclusions The use of the combined approaches has allowed to discriminate between cellular and truly venom proteins. The venom of C. inanitus appears as a mixture of conserved venom components and of potentially lineage-specific proteins. These new molecular data enrich our knowledge on parasitoid venoms and more generally, might contribute to a better understanding of the evolution and functional diversity of venom proteins within Hymenoptera.

Impact of acquired enamel pellicle modification on initial dental erosion

The acquired enamel pellicle that forms on the tooth surface serves as a natural protective barrier against dental erosion. Numerous proteins composing the pellicle serve different functions within this thin layer. Our study examined the effect of incorporated mucin and casein on the erosion-inhibiting potential of the acquired enamel pellicle. Cyclic acidic conditions were applied to mimic the erosive environment present at the human enamel interface during the consumption of soft drinks. One hundred enamel specimens were prepared for microhardness tests and distributed randomly into 5 groups (n = 20) that received the following treatment: deionized water, humidity chamber, mucin, casein, or a combination of mucin and casein. Each group was exposed to 3 cycles of a 2-hour incubation in human saliva, followed by a 2-hour treatment in the testing solution and a 1-min exposure to citric acid. The microhardness analysis demonstrated that the mixture of casein and mucin significantly improved the erosion-inhibiting properties of the human pellicle layer. The addition of individual proteins did not statistically impact the function of the pellicle. These data suggest that protein-protein interactions may play an important role in the effectiveness of the pellicle to prevent erosion.

Cystic adventitial disease of the popliteal artery: an argument for the developmental theory

Cystic adventitial disease is a rare non-atheromatous cause of popliteal artery disease. We report a case of a 54-year-old patient with claudication of the right calf caused by cystic adventitial disease. Intra-operatively, a communication between the adventitia and the knee joint was identified. Connections between the adventitial cyst and the nearby joint have been reported in the literature that support the developmental theory. This theory suggests that cystic adventitial disease is a developmental manifestation of mucin-secreting cells derived from the mesenchyme of the adjacent joint. This case is the first, to our knowledge, in which a communication between joint and adventitia has been clearly documented by operative findings.

Gene expression in cultured endometrium from women with different outcomes following IVF

Estradiol and progesterone are crucial for the acquisition of receptivity and the change in transcriptional activity of target genes in the implantation window. The aim of this study was to differentiate the regulation of genes in the endometrium of patients with recurrent implantation failure (IF) versus those who became pregnant after in vitro fertilization (IVF) treatment. Moreover, the effect of embryo-derived factors on endometrial transcriptional activity was studied. Nine women with known IVF outcome (IF, M, miscarriage, OP, ongoing pregnancy) and undergoing hysteroscopy with endometrial biopsy were enrolled. Biopsies were taken during the midluteal phase. After culture in the presence of embryo-conditioned IVF media, total RNA was extracted and submitted to reverse transcription, target cDNA synthesis, biotin labelling, fragmentation and hybridization using the Affymetrix Human Genome U133A 2.0 Chip. Differential expression of selected genes was re-analysed by quantitative PCR, in which the results were calculated as threshold cycle differences between the groups and normalized to Glyceraldehyde phosphate dehydrogenase and beta-actin. Differences were seen for several genes from endometrial tissue between the IF and the pregnancy groups, and when comparing OP with M, 1875 up- and 1807 down-regulated genes were returned. Real-time PCR analysis confirmed up-regulation for somatostatin, PLAP-2, mucin 4 and CD163, and down-regulation of glycodelin, IL-24, CD69, leukaemia inhibitory factor and prolactin receptor between Op and M. When the different embryo-conditioned media were compared, no significant differential regulation could be demonstrated. Although microarray profiling may currently not be sensitive enough for studying the effects of embryo-derived factors on the endometrium, the observed differences in gene expression between M and OP suggest that it will become an interesting tool for the identification of fertility-relevant markers produced by the endometrium.

Differential association of MUC5AC and CLCA1 expression in small cartilaginous airways of RAO-affected and control horses

REASONS FOR PERFORMING STUDY: Airway mucus accumulation is associated with indoor irritant and allergen exposure in horses with recurrent airway obstruction (RAO). Epidermal growth factor receptor (EGFR) and a chloride channel (calcium activated, family member 1; CLCA1) are key signalling molecules involved in mucin gene expression. OBJECTIVES: We hypothesised that exposure to irritants and aeroallergens would lead to increased expression of the mucin gene eqMUC5AC and increased stored mucosubstance in the airways of RAO-affected horses, associated with increased neutrophils and CLCA1 and EGFR mRNA levels. METHODS: We performed quantitative RT-PCR of eqMUC5AC, CLCA1 and EGFR; volume density measurements of intraepithelial mucosubstances; and cytological differentiation of intraluminal inflammatory cells in small cartilaginous airways from cranial left and right and caudal left and right lung lobes of 5 clinically healthy and 5 RAO-affected horses that had been exposed to indoor stable environment for 5 days before euthanasia. RESULTS: Neutrophils were increased in RAO-affected horses compared to clinically healthy controls. EqMUC5AC mRNA levels were positively correlated with both CLCA1 and EGFR mRNA levels in RAO-affected horses but only with CLCA1 in controls. The relationship between eqMUC5AC and CLCA1 differed in the 2 groups of horses with RAO-affected animals overexpressing CLCA1 in relation to eqMUC5AC. CONCLUSIONS: These data implicate CLCA1 as a signalling molecule in the expression of eqMUC5AC in horses but also suggest differential regulation by CLCA1 and EGFR between horses with RAO and those with milder degrees of airway inflammation.

Intraductal papillary neoplasms of the bile duct: stepwise progression to carcinoma involves common molecular pathways

Intraductal papillary neoplasms of the bile duct are still poorly characterized regarding (1) their molecular alterations during the development to invasive carcinomas, (2) their subtype stratification and (3) their biological behavior. We performed a multicenter study that analyzed these issues in a large European cohort. Intraductal papillary neoplasms of the bile duct from 45 patients were graded and subtyped using mucin markers and CDX2. In addition, tumors were analyzed for common oncogenic pathways, and the findings were correlated with subtype and grade. Data were compared with those from 22 extra- and intrahepatic cholangiocarcinomas. Intraductal papillary neoplasms showed a development from preinvasive low- to high-grade intraepithelial neoplasia to invasive carcinoma. Molecular and immunohistochemical analysis revealed mutated KRAS, overexpression of TP53 and loss of p16 in low-grade intraepithelial neoplasia, whereas loss of SMAD4 was found in late phases of tumor development. Alterations of HER2, EGFR, β-catenin and GNAS were rare events. Among the subtypes, pancreato-biliary (36%) and intestinal (29%) were the most common, followed by gastric (18%) and oncocytic (13%) subtypes. Patients with intraductal papillary neoplasm of the bile duct showed a slightly better overall survival than patients with cholangiocarcinoma (hazard ratio (cholangiocarcinoma versus intraductal papillary neoplasm of the bile duct): 1.40; 95% confidence interval: 0.46-4.30; P=0.552). The development of biliary intraductal papillary neoplasms of the bile duct follows an adenoma-carcinoma sequence that correlates with the stepwise activation of common oncogenic pathways. Further large trials are needed to investigate and verify the finding of a better prognosis of intraductal papillary neoplasms compared with conventional cholangiocarcinoma.

CA125/MUC16 is dispensable for mouse development and reproduction.

Cancer antigen 125 (CA125) is a blood biomarker that is routinely used to monitor the progression of human epithelial ovarian cancer (EOC) and is encoded by MUC16, a member of the mucin gene family. The biological function of CA125/MUC16 and its potential role in EOC are poorly understood. Here we report the targeted disruption of the of the Muc16 gene in the mouse. To generate Muc16 knockout mice, 6.0 kb was deleted that included the majority of exon 3 and a portion of intron 3 and replaced with a lacZ reporter cassette. Loss of Muc16 protein expression suggests that Muc16 homozygous mutant mice are null mutants. Muc16 homozygous mutant mice are viable, fertile, and develop normally. Histological analysis shows that Muc16 homozygous mutant tissues are normal. By the age of 1 year, Muc16 homozygous mutant mice appear normal. Downregulation of transcripts from another mucin gene (Muc1) was detected in the Muc16 homozygous mutant uterus. Lack of any prominent abnormal phenotype in these Muc16 knockout mice suggests that CA125/MUC16 is not required for normal development or reproduction. These knockout mice provide a unique platform for future studies to identify the role of CA125/MUC16 in organ homeostasis and ovarian cancer.

Analyses of pp60$\sp{{\rm c}-src}$ and epidermal growth factor receptor protein tyrosine kinases in a human colon adenocarcinoma cell line following induction of goblet cell-like characteristics by tumor necrosis factor-alpha

Regulation of colonic epithelial cell proliferation and differentiation remains poorly understood due to the inability to design a model system which recapitulates these processes. Currently, properties of "differentiation" are studied in colon adenocarcinoma cell lines which can be induced to express some, but not all of the phenotypes of normal cells. In this thesis, the DiFi human colon adenocarcinoma cell line is utilized as an in vitro model system in which to study mucin production. In response to treatment with tumor necrosis factor-alpha, DiFi cells acquire some properties of mucin-producing goblet cells including altered morphology, increased reactivity to wheat germ agglutinin, and increased mucin production as determined by RNA expression as well as reactivity with the MUC-1 antibodies, HMFG-1 and SM-3. Thus, TNF-treated DiFi cells represent one of the few in vitro systems in which mucin expression can be induced.^ DiFi cells express an activated pp60$\sp{{\rm c}-src},$ as do most colon adenocarcinomas and derived cell lines, as well as an amplified epidermal growth factor (EGF) receptor. To assess potential changes in these enzymes during induction of differentiation characteristics, potential changes in the levels and activities of these enzymes were examined. For pp60$\sp{{\rm c}-src},$ no changes were observed in protein levels, specific activity of the kinase, cellular localization, or phosphorylation pattern as determined by Staphylococcus aureus V8 protease partial proteolytic mapping after induction of goblet cell-like phenotypic changes. These results suggest that pp60$\sp{{\rm c}-src}$ is regulated differentially in goblet cells than in absorptive cells, as down-modulation of pp60$\sp{{\rm c}-src}$ kinase occurs in the latter. Therefore, effects on pp60$\sp{{\rm c}-src}$ may be critical in colon regulation, and may be important in generating the various colonic epithelial cell types.^ In contrast to pp60$\sp{{\rm c}-src},$ EGF receptor tyrosine kinase activity decreased ($<$5-fold) after TNF treatment and at the time in which morphologic changes were observed. Similar decreases in tyrosine phosphorylation of EGF receptor were observed as assessed by immunoblotting with an anti-phosphotyrosine antibody. In addition, ($\sp{125}$I) -EGF cell surface binding was reduced approximately 3-fold following TNF treatment with a concomitant reduction in receptor affinity ($<$2-fold). These results suggest that modulation of EGF receptor may be important in goblet cell differentiation. In contrast, other published studies have demonstrated that increases in EGF receptor mRNA and in ($\sp{125}$I) -EGF binding accompany differentiation toward the absorptive cell phenotype. Therefore, differential regulation of both EGF receptor and pp60$\sp{{\rm c}-src}$ occur along the goblet cell and absorptive cell differentiation pathways. Thus, my results suggest that TNF-treated DiFi cells represent a unique system in which to study distinct patterns of regulation of pp60$\sp{{\rm c}-src}$ and EGF receptor in colonic cells, and to determine if increased MUC-1 expression is an early event in goblet cell differentiation. ^