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Bibliographic Metadata

Title
Identification and characterization of CD147 interaction partners and signaling proteins in T cells / submitted by Verena Supper
Additional Titles
Identifizierung und Charakterisierung von CD147-Interaktionspartnern und -Signalproteinen in T-Zellen
AuthorSupper, Verena
CensorStockinger, Hannes
PublishedWien, 2016
Edition
Elektronische Ressource
DescriptionXVI, 133 Seiten : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Dissertation, 2016
Annotation
Zusammenfassung in deutscher Sprache
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
LanguageEnglish
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (DE)CD147 / T-Zellen / Co-Rezeptor / immunomodulatorisch / TCR-Signaltransduktion / IL-2 / PMCA4 /
Keywords (EN)CD147 / T cells / co-receptor / immunomodulatory / TCR signaling / IL-2 / PMCA4 / calcium mobilization
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-15033 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
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Identification and characterization of CD147 interaction partners and signaling proteins in T cells [8.85 mb]
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Reference
Classification
Abstract (German)

CD147, auch bekannt als Basigin, Emmprin, M6 oder HAb18G, gehört zur Familie der Immunglobulin-ähnlichen Rezeptoren und ist ein Marker für viele Krebsarten sowie für aktivierte T-Zellen. Dadurch ist CD147 auch ein vielversprechender Kandidat als Ansatzpunkt für Therapien im Bereich von Krebs- und Autoimmunerkrankungen. In der Ära der personalisierten Medizin realisieren nun Wissenschaftler und Ärzte die Notwendigkeit, neben den Expressionslevels und der molekularen Struktur des Zielproteins, auch die molekulare Funktionsweise zu verstehen um den Ausgang einer Behandlung abschätzen zu können. Diese Studie wurde daher aufgesetzt um die molekulare Umgebung von CD147 und die durch CD147 beeinflussbaren Signaltransduktionskaskaden zu finden und um deren Dynamiken während der T-Zell-Aktivierung zu beobachten. Im ersten Teil der Studie testen wir die Effekte, die CD147 auf die bekanntesten T-Zell-Rezeptor (TCR)-Signaltransduktionskaskaden hat und suchen die immunomodulatorischen Domänen von CD147 und deren Interaktionspartner. CD147 beeinflusste die TCR-Signaltransduktionskaskaden, nach der Aktivierung von Lck und PLC[gamma], und inhibierte dadurch die NFAT- und NF-[kappa]B-abhängige IL-2 Produktion. Mittels RNAi und RNAi-resistenten chimeren Mutanten, fanden wir immunomodulatorische Kapazität in der Membran-proximalen Immunoglobulin-ähnlichen- und Transmembrandomäne von CD147. Weiters untersuchten wir die Domänen-spezifischen Interaktionspartner von CD147 mithilfe von Affinitätsaufreinigung-Massenspektrometrie (AP-MS) und identifizierten dadurch PMCA4 als Interaktionspartner der immunomodulatorischen Domänen. Knockdown von PMCA4 konnte den immunomodulatorischen Effekt von CD147 unterbrechen. Im zweiten Teil der Studie testeten wir die Dynamiken der CD147 Interaktionspartner und CD147-abhängige Phosphorylierungen während der T-Zell Stimulierung. Mit AP-MS beobachteten wir die Dynamiken von CD147 Interaktionspartnern: die Interaktion mit PMCA4 wurden verstärkt, während die Interaktionen mit CD45, CD47, GNAI2, Lck, RAP1B und VAT1 durch die T-Zell Stimulierung induziert wurden. Die proteomische Phosphopeptid-Analyse enthüllte 76 CD147-abhängige Phosphorylierungen von 57 Proteinen. Mittels der Protein-Netzwerk Datenbank STRING generierten wir ein Netzwerk aus dem kombinierten Datensatz der Interaktionspartner von CD147 und der CD147-abhängigen Phosphoproteine und fanden zentrale Signaltransduktionsmoleküle in den G-Proteinen RAP1B und GNB1, den Kinasen PKC[beta], PAK2, Lck und CDK1 und dem Chaperon HSPA5. Die Anreicherungsanalyse von Genontologie-Biologischer-Prozess Begriffen deutet auf eine Assoziation des CD147-Netzwerkes mit Wundheilung, Zytoskelett, Immunsystem, Stressantwort, Phosphorylierung und Proteinmodifikation, Abwehrantwort auf Virus und Tumor-Nekrose-Faktor Produktion hin. Speziell die verringerte Phosphorylierung der aktivierenden Stelle von Lck, PKC[beta] und STIM1 und die verstärkte Phosphorylierung von PAK2, ARHGEF2, SPTBN1, CD43, CFL1, CDK1 und RB1 könnten direkt oder indirekt, durch die Beeinflussung der T-Zell Funktion, der Zytoskelettregulation oder des Zellwachstums, in die immunomodulatorischen Mechanismen von CD147 involviert sein. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit bisher unbekannte Interaktionen von CD147, deren Interaktionsdomänen, sowie deren Dynamiken während der T-Zell Stimulation und CD147-abhängige Signaltransduktionsmoleküle sowie Phosphorylierungen.

Abstract (English)

The Immunoglobulin family member CD147, also known as Basigin, Emmprin, M6 or HAb18G, was recognized as marker for many types of cancer as well as for activated T cells. Thus, CD147 is a new promising therapy target in cancer and autoimmune disease. However, with the era of personalized medicine scientist and physicians realize, that it is essential to understand apart from expression levels and molecular structure of the target protein also the molecular functionality to estimate potential outcome of a treatment. Therefore this study was set up to find the microenvironment of CD147 and CD147-dependent signaling cascades and to monitor their dynamics upon T cell activation. In the first part of the study we test the effects of CD147 on the major known T cell receptor signaling (TCR) cascades and screen for the immunomodulatory domains and interactions of CD147. CD147 affected the TCR signaling cascade downstream of Lck and PLC[gamma]1and thereby inhibited NFAT- and NF-[kappa]B-dependent IL-2 production. Using RNAi and RNAi-resistant chimeric mutants we found immunomodulatory capacity in the membrane proximal immunoglobulin-like and the transmembrane domain of CD147. We further screened for domain specific interaction partner of CD147 by affinity purification mass spectrometry (AP-MS) and thereby identified PMCA4 as interaction partner of the immunomodulatory domains. Silencing PMCA4 blunted the CD147 immunomodulatory effect. In the second part of the study we assayed the dynamics of CD147 interactions and CD147-dependent phosphorylations upon T cell stimulation. Using AP-MS we monitored the dynamics of the interaction partners of CD147: interaction with PMCA4 was enforced, whereas interactions with CD45, CD47, GNAI2, Lck, RAP1B and VAT1 were induced upon T cell stimulation. Proteomic phosphopeptide analysis revealed 76 CD147-dependent phosphorylations on 57 proteins. Using STRING protein network database we generated a CD147 network of the combined dataset of CD147 interaction partners and CD147-dependent phosphoproteins and found major signaling hubs in the G proteins RAP1B and GNB1, the kinases PKC[beta], PAK2, Lck and CDK1 and the chaperone HSPA5. Gene ontology biological process term enrichment analysis pointed to an association of the CD147 network with wound healing, cytoskeleton, immune system, stress response, phosphorylation- and protein modification, defense response to virus, and tumor necrosis factor production. Especially decreased phosphorylation of the activating site on Lck, PKC[beta] and STIM1 and increased phosphorylations on PAK2, ARHGEF2, SPTBN1, CD43, CFL1, CDK1 and RB1 might be directly or indirectly involved in the CD147-dependent immunomodulatory mechanisms by affecting T cell function, cytoskeleton regulation or cell growth. ^In summary this PhD thesis revealed previously unknown CD147 interactions, their site of interaction as well as their dynamics upon T cell stimulation and discovered new CD147-dependent signaling molecules and phosphorylation sites.

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