Proto-oncogene c-jun expression is induced by AML1-ETO in a JNK dependent manner:possible role in the pathogenesis of acute myeloid leukemia

Elsaesser, Annika (2003): Proto-oncogene c-jun expression is induced by AML1-ETO in a JNK dependent manner:possible role in the pathogenesis of acute myeloid leukemia. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Overexpression of proto-oncogene c-jun and constitutive activation of the Jun NH2-terminal kinase (JNK) signaling pathway have been implicated in the leukemic transformation process. However, c-jun expression has not been investigated in acute myeloid leukemia (AML) cells containing the most common chromosomal translocations. t(8;21) is one of the most common AML-associated translocation and results in the AML1-ETO fusion protein. Overexpression of AML1-ETO in NIH3T3 cells leads to increased phosphorylation of Ser63 in c-Jun, which is generally JNK dependent. The role of the JNK signaling pathway for the functional properties of AML1-ETO is, however, unknown. In the present study we found high expression levels of c-jun mRNA in t(8;21), t(15;17) or inv(16) positive patient cells by microarray analysis. Within t(8;21) positive patient samples, there was a correlation between AML1-ETO and c-jun mRNA expression levels. In myeloid U937 cells, c-jun mRNA and c-Jun protein expression levels increased upon induction of AML1-ETO. AML1-ETO transactivated the human c-jun promoter through the proximal AP-1 site via activating the JNK signaling pathway. JNK targets c-Jun and ATF-2, which also bind to the proximal AP-1 site in U937 cells, were also phosphorylated upon AML1-ETO induction. Furthermore, AML1-ETO induction increased the DNA binding capacity of c-Jun and ATF-2 to the proximal AP-1 site of the c-jun promoter, which might result in their enhanced transactivation capacities. Interference with JNK and c-Jun activation by using JIP-1 or a JNK inhibitor reduced the transactivation capacity of AML1-ETO on the c-jun promoter and the pro-apoptotic function of AML1-ETO in U937 cells. AML1-ETO seems to activate the JNK signaling pathway by inducing the expression of a cytoplasmic factor, possibly G-CSF, because supernatant of AML1-ETO expressing cells was sufficient to induce phosphorylation of JNK and c-Jun in wildtype U937 cells. This data demonstrates a novel mechanism of how AML1-ETO might exert positive effects on target gene expression and identifies the proto-oncogene c-jun as a common target gene in AML patient cells.

Abstract

Überexpression des Proto-Onkogens c-jun und konstitutive Aktivierung des Jun NH2-terminalen Kinase (JNK)-Signaltransduktionsweges sind wichtig für die leukämische Transformation in der Chronischen Myeloischen Leukämie. Die Expression von c-jun bei Akuter Myeloischer Leukämie (AML) mit den häufigsten reziproken Translokationen ist jedoch unbekannt. Bei einer der häufigsten AML Translokation t(8;21) wurde in Fibroblastenzellen gezeigt, daß das AML1-ETO-Fusionsgen die Phosphorylierung des Serin 63 in c-Jun erhöht. Die Rolle des JNK-Signalweges, der c-Jun am Serin 63 phosphorylieren kann, für die Funktion von AML1-ETO wurde bisher jedoch nicht untersucht. Weiterhin kann aktiviertes c-Jun durch eine positive Rückkoppelungsschleife über den c-jun Promotor zur Erhöhung der c-Jun Expression führen. In der vorliegenden Arbeit konnten wir zeigen, daß AML Patientenzellen mit den häufigen Translokationen: t(8;21), t(15;17) oder inv(16) mehr c-jun mRNA besitzen im Vergleich zu Knochenmarkszellen gesunder Probanden. Weiterhin fanden wir eine hohe Korrelation zwischen der AML1-ETO und der c-jun mRNA bei t(8;21) positiven Patientenzellen. Induktion von AML1-ETO in der myeloischen U937 Zellinie erhöhte sowohl c-jun mRNA als auch c-Jun Proteinexpression. Damit konnten wir zeigen, daß AML1-ETO die Erhöhung der c-jun Expression bewirkt. Wir untersuchten den molekularen Mechanismus in U937 Zellen mittels transienter Transfektionen und fanden, daß AML1-ETO den c-jun Promotor durch die proximale AP-1 Seite transaktiviert. Diese Transaktivierung erfolgte indirekt über Aktivierung des JNK-Signaltransduktionsweges durch AML1-ETO. AML1-ETO-Induktion führte auch zur Phosphorylierung der JNK-Zielproteine c-Jun und ATF-2. Diese konnten im Gelretardierungsassay an die proximale AP-1 Seite des c-jun Promotors binden und wurden durch AML1-ETO-Induktion in ihrer Bindungsfähigkeit verstärkt. Deshalb nehmen wir an, daß die Transaktivierungskapazität des c-jun Promotors durch AML1-ETO über die Aktivierung des JNK-Signalweges läuft.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: AML, AML1-ETO, c-jun, JNK
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Englisch
• Datum der mündlichen Prüfung: 3. November 2003