GPR55 und LPI: eine proinflammatorische Achse im Kolon
GPR55 and LPI: an inflammatory-oncogenic axis in the colon
Wissenschaftsdisziplinen
Klinische Medizin (60%); Medizinisch-theoretische Wissenschaften, Pharmazie (40%)
Keywords
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Colom carcinoma,
Lysophosphatidylinositol,
Inflammatory bowel diseases,
Carcinogenesis,
GPR55,
Inflammation
Lipidmoleküle sind nicht nur wichtige Spieler im Energiestoffwechsel, sondern dienen auch als Botenstoffe zur Signalübertragung. Mehrere neue Arten solcher Lipidmoleküle, welche die Funktion von Krebszellen beeinflussen können, wurden in den letzten Jahren entdeckt. Unter ihnen befinden sich die sogenannten Endocannabinoide, die ähnliche Wirkung haben wie die Inhaltsstoffe von Cannabis sativa, aber im Organismus selbst gebildet werden. Diese Lipide sind Botenstoffe an Krebszellen, wo sie an Rezeptoren binden und die Funktion der Zellen beeinflussen. Im vorliegenden Projekt wollen wir einen sogenannten atypischen Cannabinoid Rezeptor mit dem Namen GPR55, der an Dickdarmkrebszellen vorkommt, untersuchen. Dieser Rezeptor besitzt als aktivierenden Botenstoff nicht nur Endocannabinoide, sondern auch ein Phospholipidmolekül, genannt LPI (Lysophophatidylinositol). LPI und GPR55 bilden zusammen eine Achse, von der man glaubt, dass sie eine treibende Rolle im Dickdarmkrebs und in entzündlichen Darmerkrankungen spielt. Diese Hypothese wird durch die Tatsache untermauert, dass GPR55 sowohl in Dickdarmkrebszellen als auch im gesunden Darm vorhanden ist und in experimentellen Modellen die Entzündung und das Krebswachstum fördert. Zur Klärung der Frage, ob diese molekulare Achse auch in Darmentzündungen und im Dickdarmkrebs des Menschen Bedeutung hat, wird der Gehalt an GPR55 Rezeptoren im Tumorgewebe von Kolonkarzinompatienten und in Darmbiopsien von Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen mittels geeigneten biochemischen und histologischen Methoden nachgewiesen. LPI wird im Serum mittels hochauflösender Massenspektrometrie gemessen. Die wenig erforschte Rolle von GPR55 in diesen Erkrankungen wird in diesem Projekt erstmals in humanen Proben untersucht. Es wird vermutet, dass GPR55 als Bestandteil des Endocannabinoidsystems an wichtigen Schaltstellen zur Entstehung dieser Erkrankungen sitzt. Diese Tatsache macht GPR55 zu einem wichtigen Angriffspunkt einer pharmakologischen Therapie. Schließlich wird in diesem Projekt auch die Möglichkeit erforscht, ob LPI als Biomarker zur Bestimmung dieser Krankheiten geeignet ist.
Das Endocannabinoidsytem: Drehscheibe in entzündlichen Darmerkrankungen und im Dickdarmkrebs Viele Lipide von Zellmembranen sind nicht nur wichtige Spieler im Energiestoffwechsel, sondern dienen auch als Botenstoffe zur Signalübertragung. Mehrere neue Arten solcher Lipidmoleküle, welche die Funktionen von Krebszellen beeinflussen können, wurden in den letzten Jahren entdeckt. Unter ihnen befinden sich die sogenannten Endocannabinoide, die ähnliche Wirkung wie THC aus Cannabis haben, nur, dass Sie im Organismus selbst gebildet werden. Diese Lipide sind Botenstoffe an Cannabinoid- und verwandten Rezeptoren in Krebszellen und beeinflussen dadurch die Funktion der Zellen. Aus vorklinischen Studien war bereits bekannt, dass Endocannabinoide und Cannabinoidrezeptoren ein wichtige Rolle in Modellen entzündlicher Darmerkrankungen und im Dickdarmkrebs spielen. Die Rolle im Menschen ist weniger bekannt, ist aber eine wichtige Voraussetzung für eine mögliche Therapie mit Cannabinoiden. In unserem Projekt haben wir die Komponenten des Endocannabinoidsystems in Personen mit entzündlichen Darmerkrankungen und Dickdarmkrebs untersucht. Im Vergleich zu Gesunden konnten wir Unterschiede im Gehalt der Endocannabinoide und anderer Lipide im Serum der Erkrankten feststellen, die auf eine mögliche Beteiligung an diesen Erkrankungen hindeuten. Viele dieser Endocannabinoide und Endocannabinoid-ähnlichen Lipide sind im Blut von Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen erhöht. Im Gegensatz dazu, war einer der Cannabinoidrezeptoren (Cannabinoid Rezeptor 1), von dem bekannt ist, dass er vor Entzündungen und Tumoren im Darm schützt, in den erkrankten Personen weniger vorhanden als in Gesunden, ein Hinweis darauf, dass die schützende Rolle des Cannabinoidrezeptors 1 vor Darmentzündungen beim Menschen vermindert ist. In Gewebeproben aus Dickdarmtumoren konnten wir nachweisen, dass der Cannabinoid- rezeptor 1 weniger vorhanden war als im Tumor-freien Gewebe. Als Erklärung dafür konnten wir hier feststellen, dass die Vorstufen des aktiven Rezeptors auf Grund epigenetischer Regulierung vermindert waren. Im Gegensatz dazu waren die Vorstufen von Cannabinoid- sensitiven Rezeptoren wie GPR55, von denen man annimmt, dass sie Tumorwachstumfördernd wirken, nicht weniger vorhanden. Im Dickdarmkrebs kommt es also zu einer Verschiebung im Gehalt an Tumor-hemmenden zu Tumor-fördernden Cannabinoid- sensitiven Rezeptoren. Des weiteren war der Lipidbotenstoff, der den GPR55 Rezeptor aktiviert, im Plasma von Dickdarmkrebspatienten stark erhöht. Ein hoher Gehalt von GPR55 im Tumorgewebe korreliert mit einem verminderten Rückfall-freiem Überleben. Zusammenfassend konnten wir zeigen, dass die Komponenten des Endocannabinoid- systems bei Menschen mit entzündlichen Darmerkrankungen im Vergleich zu Gesunden unterschiedlich reguliert werden. Cannabinoid- und GPR55 Rezeptoren spielen auch im Dickdarmkrebs eine wichtige Rolle. Die schützende Funktion des Cannabinoidrezeptors 1 ist in Darmentzündungen und im Dickdarmkrebs vermindert. Unser Projekt hat damit wichtige Grundlagen für eine Erforschung einer möglichen Cannabinoid-basierenden Therapie geschaffen.
Research Output
- 789 Zitationen
- 19 Publikationen
- 1 Wissenschaftliche Auszeichnungen
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2019
Titel Cannabinoids in Gynecological Diseases DOI 10.1159/000499164 Typ Journal Article Autor Luschnig P Journal Medical Cannabis and Cannabinoids Seiten 14-21 Link Publikation -
2019
Titel Involvement of EP2 and EP4 Receptors in Eosinophilic Esophagitis: A Pilot Study DOI 10.1007/s10620-019-05623-5 Typ Journal Article Autor Durchschein F Journal Digestive Diseases and Sciences Seiten 2806-2814 Link Publikation -
2019
Titel Metabolic disease and ABHD6 alter the circulating bis(monoacylglycerol)phosphate profile in mice and humans DOI 10.1194/jlr.m093351 Typ Journal Article Autor Grabner G Journal Journal of Lipid Research Seiten 1020-1031 Link Publikation -
2018
Titel Imatinib stimulates prostaglandin E2 and attenuates cytokine release via EP4 receptor activation DOI 10.1016/j.jaci.2018.09.030 Typ Journal Article Autor Bärnthaler T Journal Journal of Allergy and Clinical Immunology Link Publikation -
2018
Titel Cellular localization and regulation of receptors and enzymes of the endocannabinoid system in intestinal and systemic inflammation DOI 10.1007/s00418-018-1719-0 Typ Journal Article Autor Grill M Journal Histochemistry and Cell Biology Seiten 5-20 Link Publikation -
2018
Titel Expression profile of translation initiation factor eIF2B5 in diffuse large B-cell lymphoma and its correlation to clinical outcome DOI 10.1038/s41408-018-0112-5 Typ Journal Article Autor Unterluggauer J Journal Blood Cancer Journal Seiten 79 Link Publikation -
2017
Titel Separation of low and high grade colon and rectum carcinoma by eukaryotic translation initiation factors 1, 5 and 6 DOI 10.18632/oncotarget.20642 Typ Journal Article Autor Golob-Schwarzl N Journal Oncotarget Seiten 101224-101243 Link Publikation -
2017
Titel G protein-coupled receptor GPR55 promotes colorectal cancer and has opposing effects to cannabinoid receptor 1 DOI 10.1002/ijc.31030 Typ Journal Article Autor Hasenoehrl C Journal International Journal of Cancer Seiten 121-132 Link Publikation -
2017
Titel Secretory phospholipase A2 modified HDL rapidly and potently suppresses platelet activation DOI 10.1038/s41598-017-08136-1 Typ Journal Article Autor Curcic S Journal Scientific Reports Seiten 8030 Link Publikation -
2017
Titel The Role of PGE2 in Alveolar Epithelial and Lung Microvascular Endothelial Crosstalk DOI 10.1038/s41598-017-08228-y Typ Journal Article Autor Bärnthaler T Journal Scientific Reports Seiten 7923 Link Publikation -
2016
Titel The gastrointestinal tract – a central organ of cannabinoid signaling in health and disease DOI 10.1111/nmo.12931 Typ Journal Article Autor Hasenoehrl C Journal Neurogastroenterology & Motility Seiten 1765-1780 Link Publikation -
2018
Titel Medical Cannabis and Cannabinoids: An Option for the Treatment of Inflammatory Bowel Disease and Cancer of the Colon? DOI 10.1159/000489036 Typ Journal Article Autor Grill M Journal Medical Cannabis and Cannabinoids Seiten 28-35 Link Publikation -
2018
Titel DP1 receptor signaling prevents the onset of intrinsic apoptosis in eosinophils and functions as a transcriptional modulator DOI 10.1002/jlb.3ma1017-404r Typ Journal Article Autor Peinhaupt M Journal Journal of Leukocyte Biology Seiten 159-171 Link Publikation -
2015
Titel Complementing reversed-phase selectivity with porous graphitized carbon to increase the metabolome coverage in an on-line two-dimensional LC-MS setup for metabolomics DOI 10.1039/c5an00206k Typ Journal Article Autor Ortmayr K Journal Analyst Seiten 3465-3473 Link Publikation -
2019
Titel GPR55-Mediated Effects in Colon Cancer Cell Lines DOI 10.1159/000496356 Typ Journal Article Autor Hasenoehrl C Journal Medical Cannabis and Cannabinoids Seiten 22-28 Link Publikation -
2019
Titel Members of the endocannabinoid system are distinctly regulated in inflammatory bowel disease and colorectal cancer DOI 10.1038/s41598-019-38865-4 Typ Journal Article Autor Grill M Journal Scientific Reports Seiten 2358 Link Publikation -
2017
Titel Monoglyceride lipase as a drug target: At the crossroads of arachidonic acid metabolism and endocannabinoid signaling DOI 10.1016/j.pharmthera.2017.02.033 Typ Journal Article Autor Grabner G Journal Pharmacology & Therapeutics Seiten 35-46 Link Publikation -
2017
Titel Cannabinoids for treating inflammatory bowel diseases: where are we and where do we go? DOI 10.1080/17474124.2017.1292851 Typ Journal Article Autor Hasenoehrl C Journal Expert Review of Gastroenterology & Hepatology Seiten 329-337 Link Publikation -
2017
Titel New liver cancer biomarkers: PI3K/AKT/mTOR pathway members and eukaryotic translation initiation factors DOI 10.1016/j.ejca.2017.06.003 Typ Journal Article Autor Golob-Schwarzl N Journal European Journal of Cancer Seiten 56-70
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2018
Titel Award of Excellence 2018 Typ Research prize Bekanntheitsgrad National (any country)