Cellemembraner, en kompleks mosaikk

Transkript

1 Cellemembraner, en kompleks mosaikk Espen Stang Institutt for patologi Rikshospitalet HF

2 The role of microdomains in epidermal growth factor receptor activation and trafficking Hva menes med et mikrodomene i en cellemembran? Hva er en vekstfaktor? Hva er en vekstfaktorreseptor? Hvordan regulerer mikrodomener aktiviteten til reseptorene?

3 Men først f litt om noen forskningsmetoder

4 Men først f litt om noen forskningsmetoder Molekylærbiologiske teknikker benyttes til å endre proteiners oppbygning og uttrykk

5 Men først f litt om noen forskningsmetoder Molekylærbiologiske teknikker benyttes til å endre proteiners oppbygning og uttrykk Mikroskopiteknikker benyttes for å se proteiners lokalisering

6 Men først f litt om noen forskningsmetoder Molekylærbiologiske teknikker benyttes til å endre proteiners oppbygning og uttrykk Mikroskopiteknikker benyttes for å se proteiners lokalisering Med konfokalmikroskopi og fluorescens kan vi se lokaliseringen av proteiner

7 Men først f litt om noen forskningsmetoder Molekylærbiologiske teknikker benyttes til å endre proteiners oppbygning og uttrykk Mikroskopiteknikker benyttes for å se proteiners lokalisering i cellene Med konfokalmikroskopi og fluorescens kan vi se lokaliseringen av Ved hjelp av elektronmikroskopi kan vi se den nøyaktige lokaliseringen av proteiner ved å benytte antistoffer koblet til mikroskopiske gullpartikler

8 Alle forsøk k gjøres påp dyrkede celler

9 Cellens oppbygning

10 Celleoverflaten (plasma membranen) er en mosaikk av områder/mikrodomener med forskjellig oppbygning og funksjon

11 Cellens interiør r er en mosaikk av organer (organeller) med forskjellig oppbygning og funksjon Transport inn Cellekjernen Transport ut Mitokondrie Kraftstasjon

12 Hva er en vekstfaktor og en vekstfaktorreseptor? En vekstfaktor er et lite protein som stimulerer celler til å vokse og dele seg En vekstfaktorreseptor er et protein i celleoverflaten. Reseptoren fungerer som en mottaker som kjenner igjen og fanger opp, binder, vekstfaktoren (liganden)

13 I tillegg til vekstfaktorer og vekstfaktorreseptorer finnes det en rekke andre ligander og reseptorer Fe Utenfor cellen Fe Cellemembranen Vekstfaktorreseptor Transferrinreseptor Inne i cellen

14 Epidermal vekstfaktor (EGF) og epidermal vekstfaktorreseptor (EGFR)

15 Epidermal vekstfaktor (EGF) og epidermal vekstfaktorreseptor (EGFR) Epidermal vekstfaktor (EGF) var en av de første f vekstfaktorene som ble identifisert (1959)

16 Epidermal vekstfaktor (EGF) og epidermal vekstfaktorreseptor (EGFR) Epidermal vekstfaktor (EGF) var en av de første f vekstfaktorene som ble identifisert (1959) Likeledes var EGF reseptoren (EGFR) en av de først identifiserte vekstfaktorreseptorene (1980)

17 Epidermal vekstfaktor (EGF) og epidermal vekstfaktorreseptor (EGFR) Epidermal vekstfaktor (EGF) var en av de første f vekstfaktorene som ble identifisert (1959) Likeledes var EGF reseptoren (EGFR) en av de først identifiserte vekstfaktorreseptorene (1980) I 1986 fikk Stanley Cohen Nobelprisen i medisin for oppdagelsen av EGF og EGFR

18 EGF-reseptorfamilien Utenfor cellen Cellemembranen EGFR/ErbB1 ErbB2/Her2 ErbB3/Her3 ErbB4 Inne i cellen

19 EGF-reseptorfamilien Utenfor cellen Cellemembranen EGFR/ErbB1 ErbB2/Her2 ErbB3/Her3 ErbB4 Inne i cellen

20 Vekstfaktorer aktiverer reseptoren Utenfor cellen Cellemembranen Inne i cellen

21 Vekstfaktorer aktiverer reseptoren Utenfor cellen Cellemembranen Inne i cellen

22 Vekstfaktorer aktiverer reseptoren Utenfor cellen Cellemembranen Inne i cellen

23 ErbB2 er den fortrukne partner Utenfor cellen Cellemembranen Inne i cellen

24 Aktivering av vekstfaktorreseptorer stimulerer cellene til å dele seg

25 Aktivering av vekstfaktorreseptorer stimulerer cellene til å dele seg

26 Aktivering av vekstfaktorreseptorer stimulerer cellene til å dele seg

27 Aktivering av vekstfaktorreseptorer stimulerer cellene til å dele seg

28 Aktivering av vekstfaktorreseptorer stimulerer cellene til å dele seg

29 Medlemmer av EGF reseptor familien er overuttrykt og/eller endret i en rekke kreftformer som: Brystkreft (30% viser overuttrykk av ErbB2) Kreft i eggstokkene Prostatakreft Ikke-sm småcellet lungekreft

30 Hvordan slår r cellen av vekstsignalet?

31 Hvordan slår r cellen av vekstsignalet?

32 Hvordan slår r cellen av vekstsignalet?

33 Hvordan slår r cellen av vekstsignalet?

34 Cellens opptaksveier (endocytosespor) Utenfor cellen Inne i cellen Lysosom Clathrin Adaptor Caveolin Hrs Tidlig endosom Sent endosom

35 Cellens opptaksveier (endocytosespor) Utenfor cellen Inne i cellen Lysosom Clathrin Adaptor Caveolin Hrs Tidlig endosom Sent endosom

36 Cellens opptaksveier (endocytosespor) Utenfor cellen Inne i cellen Lysosom Clathrin Adaptor Caveolin Hrs Tidlig endosom Sent endosom

37 Hvilken opptaksvei benytter EGF reseptoren? Caveoler eller coated pits?

38 Hvilken opptaksvei benytter EGF reseptoren? Vi hadde tidligere vist at ikke-aktivert EGFR lokaliserer til membran rafts og caveoler, men ikke til coated pits

39 Hvilken opptaksvei benytter EGF reseptoren? Videre hadde vi vist at aktivert EGFR lokaliserer til membran rafts og caveoler, og til coated pits

40 Hvilken opptaksvei benytter EGF reseptoren?? Kan EGFR tas opp via caveoler?

41 Kan EGF reseptor tas opp via caveoler? For å avgjøre om EGF reseptor kan tas opp via caveoler benyttet vi live mikroskopi og celler som uttrykte fluoriserende caveolin Fluoriserende Caveolin

42 Kan EGF reseptor tas opp via caveoler? Fluoriserende Caveolin Dersom EGF reseptor tas opp via caveoler burde vi kunne se fluoriserende caveoler bevege seg i cellene

43

44 I hvor stor grad tas EGFR tas opp via coated pits? Clathrin Adaptor Caveolin

45 I hvor stor grad tas EGFR tas opp via coated pits? Clathrin Adaptor Caveolin Uttrykk av clathrin ble blokkert

46 I hvor stor grad tas EGFR tas opp via coated pits? Clathrin Adaptor Caveolin

47 Clathrin Adaptor Caveolin Opptak av EGFR skjer via coated pits

48 Finnes det clathrin uavhengige opptaksveier for EGF reseptoren? Clathrin Adaptor (AP-2) Transferrin reseptor

49 Finnes det clathrin uavhengige opptaksveier for EGF reseptoren? Clathrin Adaptor (AP-2) Hemmet uttrykk av adaptoren AP-2 var vist å blokkere opptak av transferrin, men ikke av EGF Transferrin reseptor

50 Adaptor (AP-2) EGF reseptoren graver sin egen grav ved å indusere dannelse av EGF reseptor spesifikke coated pits

51 ErbB2 er den foretrukne parringspartner, hvilken effekt har det på opptak av EGF reseptor?

52 ErbB2 er den foretrukne parringspartner, hvilken effekt har det på opptak av EGF reseptor? Det var kjent at ErbB2 i liten grad tas opp av cellene Hvordan vil overuttrykk av ErbB2 da påvirke opptak av EGF reseptor?

53 Overuttrykk av ErbB2 hindrer opptaket av EGF reseptor og kan derfor gi en økt cellevekst!

54 Hvordan hemmer ErbB2 opptak av EGF reseptor?

55 Hvordan hemmer ErbB2 opptak av EGF reseptor? Vi gjentok forsøk der vi hemmet uttrykket av AP-2 (slik at coated pits forsvinner), men denne gang i celler som overuttrykker ErbB2 Clathrin Adaptor (AP-2)

56 Clathrin Adaptor (AP-2) Overuttrykk av ErbB2 hindrer opptaket av EGF reseptor ved å hemme EGF-indusert dannelse av coated pits!

57 Sammendrag EGF reseptor regulerer seg selv ved at den blir tatt opp av cellen når den er aktivert. Opptaket skjer ved at reseptoren selv starter dannelsen av coated pits. På den måten nedreguleres signalet som fører til cellevekst. I celler som uttrykker mye ErbB2 hindres opptaket av EGF reseptor fordi pardannelse mellom EGF reseptor og ErbB2 hindrer dannelsen av coated pits. Dette gjør at vekstsignalet varer lenge, noe som med på å forklare hvorfor overuttrykk av ErbB2 ofte er forbundet med utvikling av kreft.

58 Andre målbare m resultater av prosjektet 5 forsvarte doktorgrader bygger helt eller delvis på resultater fra prosjektet, ytterligere 2 doktorander vil forsvare sine avhandliner innen utgang av mastergrader bygger helt eller delvis på resultater fra prosjektet 14 artikler er så langt publisert i internasjonale fagtidskrifter, 2 artikler er pr. i dag innsendt til vurdering Prosjektet ble funnet såpass faglig vellykket og interessant at Helse Sør-Øst har valgt å viderefinansiere prosjektet for perioden

59 Personer involvert i prosjektet Forsker Espen Stang* Professor Inger Helene Madshus Nåværende medlemmer i gruppen: Sissel B. Rønning, R Post Doc Tram Thu Vuong, Post Doc Lillian Zernichow, Post Doc Vibeke Bertelsen, PhD student Kamilla Breen, PhD student Juliana Bentes Hughes, PhD student Malgorzata Magdalena Sak, PhD student Christian Berger, Master student Marianne Skeie Rødland, R Ingeniør r Tidligere medlemmer i gruppen: Michael Vibo Grandal, Post Doc Lene Melsæther Grøvdal*, PhD student Camilla Haslekås* s*, Post Doc Lene E. Johannessen, Post Doc Maja Kazazic**, PhD student Karianne Eide Longva, PhD student Frøydis Deinboll Myromslien, PhD student Nina Marie Pedersen**, PhD student Ketil Winther Pedersen, Post Doc *Fullfinansiert av FUGE; **Delfinansiert av FUGE Samarbeidspartnere: Kirstine Roepstorff & Bo van Deurs, Universitetet i København; K Alexander Sorkin, University of Colorado; Camilla Raiborg & Harald Stenmark, Rikshospitalet RH (Radiumhospitalet); italet); Linton M. Traub, University of Pittsburgh

60 Takk for oppmerksomheten