Untersuchung des Einflusses von Synaptotagmin 13 auf Proliferation, Migration und Zellviabilität des Duktalen Adenokarzinoms des Pankreas

Strohmer, Dorothee Franziska (2025): Untersuchung des Einflusses von Synaptotagmin 13 auf Proliferation, Migration und Zellviabilität des Duktalen Adenokarzinoms des Pankreas. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Hintergrund: Das Duktale Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) ist eine der tödlichsten Krebsarten weltweit. Da das PDAC in den meisten Fällen erst in späteren Krankheitsstadien diagnostiziert wird, liegt das 5-Jahres-Überleben trotz etablierter Behandlungsverfahren aktuell bei nur 11 %. Neue Therapieansätze und vor allem Maßnahmen zur Früherkennung werden daher dringend benötigt. Einen neuen Ansatzpunkt bietet hierbei Synaptotagmin 13 (SYT13), ein Vertreter der Proteinfamilie der Synaptotagmine, dessen tumorfördernde Funktion in vitro bereits in anderen Krebsarten nachgewiesen werden konnte. Methoden: Die Expression von SYT13 wurde in sieben verschiedenen PDAC-Zelllinien auf mRNA- sowie Proteinebene via qPCR bzw. Western Blot und Immunzytochemie nachgewiesen. Zellen der Linie Panc-1 wurden mittels vektorbasierter Nukleofektion mit shRNA transfiziert und ein Knockdown von SYT13 herbeigeführt. Die Verifikation des erfolgreichen Knockdowns erfolgte neben Detektion mittels Fluoreszenzmikroskop mithilfe von qPCR und Western Blot. Anschließend wurde der Einfluss auf Zellmigration, Koloniebildungsfähigkeit und Viabilität der Tumorzellen in Wound-Healing Assay, Colony Formation Assay und MTT Assay ermittelt. Zusätzlich wurde eine In-Silico-Analyse durchgeführt, um weitere, im TCGA-Datensatz mit der SYT13-Expression im Pankreaskarzinom korrelierte Gene zu ermitteln. Hierbei wurde MUC13 als zweites Zielgen ausgewählt und zuletzt durch qPCR und Western Blot die Auswirkung des Knockdowns von SYT13 auf die Expression von MUC13 in SYT13-Knockdown-Zellen analysiert. Ergebnisse: SYT13 konnte in allen untersuchten Tumorzelllinien nachgewiesen werden. Nach Etablierung einer effizienten Transfektion in der Zelllinie Panc-1 konnte eine signifikante Senkung der Migrations- und Koloniebildungsfähigkeit sowie der Proliferation festgestellt werden. Die In-Silico-Analyse ergab eine signifikante negative Korrelation von SYT13 mit 104 Genen, 123 Gene waren signifikant positiv mit SYT13 korreliert. Von letzteren wurde MUC13 für weitere Untersuchungen ausgewählt. MUC13 konnte in allen PDAC-Zelllinien nachgewiesen werden, die positive Korrelation zeigte sich bei Auswertung der shSYT13-Zellen mittels qPCR und Western Blot jedoch nicht. Schlussfolgerung: Diese Arbeit weist die signifikante Verringerung von Zellmigration, Koloniebildungsfähigkeit und Proliferation nach Knockdown von SYT13 nach, was auf eine onkogene Funktion von SYT13 in PDAC-Tumorzelllinien hinweist. Zusätzlich bieten ermittelte, mit SYT13 korrelierte Gene einen Ansatzpunkt für ein tieferes Verständnis der Rolle von SYT13 im PDAC und in anderen Krankheitsbildern.

Abstract

Background: Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is one of the deadliest kinds of cancer. Often being diagnosed in a very late state of disease, the 5-year-survival is only 11 %, even though established treatments are available. This is why new treatment methods as well as early-detection measures are needed. Synaptotagmin 13 (SYT13), a member of the synaptotagmin protein family, might be a new approach as its tumorigenic function has been shown in other cancers. Methods: SYT13 expression was examined on mRNA and protein level in seven different PDAC cell lines using qPCR, Western Blot and immunocytochemistry. Panc-1 cancer cells were transfected with shRNA utilizing a vector based nucleofection method, and SYT13 knockdown was induced. Sufficient knockdown was verified by fluorescence microscopy, qPCR and Western Blot, respectively. Moreover, the influence of SYT13 knockdown on cell migration, colony formation and proliferation was investigated using wound-healing assay, colony formation assay and MTT assay. Furthermore, in-silico-analysis was performed to detect genes which are correlated with SYT13 expression in the TCGA dataset of PDAC. MUC13 was selected as a second target gene and the influence of silencing SYT13 on MUC13 gene expression was analysed in SYT13 knock-down cells by qPCR and western blot experiments. Results: SYT13 was detected in all of the seven examined tumor cell lines. Having established an efficient transfection in Panc-1 cell line, a significant reduction of cell migration, colony forming ability and cell proliferation was detected in SYT13 knockdown cells. In-silico-analysis of SYT13 correlations revealed a significant negative correlation of 104 genes as well as a significant positive correlation of 123 genes. Of the latter, MUC13 was chosen for further experiments. MUC13 was detected in all of the examined tumor cell lines; however, its correlation could not be verified in qPCR and western blot analysis of SYT13 knockdown cells. Conclusion: This study has been able to show a significant reduction of cell migration, colony formation and proliferation ability after SYT13 knockdown, implying an oncogenic function of SYT13 in PDAC tumor cell lines. Moreover, the genes correlated with SYT13 expression will be a suitable starting point in order to achieve broader understanding of SYT13’s function in PDAC and other diseases.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Synaptotagmin 13, SYT13, Duktales Adenokarzinom des Pankreas, PDAC, Pankreaskarzinom
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 16. September 2025
• 1. Bericht­erstatter:in: Bazhin, Alexandr