@phdthesis{Lex2004,
  author    = {Lex, Benno Franziskus Johannes},
  title     = {Differenzierte molekulare Expression von Selenoproteinen im menschlichen Gastrointestinaltrakt und in gastrointestinalen Tumorzelllinien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-10965},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Von den bisher entdeckten Selenoproteinen im Organismus von Eu- und Prokaryonten sind nur wenige Proteine hinsichtlich ihrer biologischen Funktion weitgehend analysiert. Mit zunehmenden Erkenntnisgewinn {\"u}ber Funktion und Regulation einzelner Selenoproteine kristallisiert sich eine Gewebsspezifit{\"a}t heraus. {\"U}ber die Genexpression von Selenoproteinen im Gastrointestinaltrakt des Menschen gibt es nur wenige Daten. Da f{\"u}r die kontinuierliche nutritive Selensupplementation ein eindrucksvoller pr{\"a}ventiver Effekt auf die Inzidenz kolorektaler Karzinome nachgewiesen wurde, erscheint der Gastrointestinaltrakt als wichtiges Zielorgan f{\"u}r Selen und Selenoproteine. In der vorliegenden Arbeit wurden molekularbiologische und proteinbiochemische Untersuchungen zur Genexpression und Funktion einzelner Selenoproteine im Gastrointestinaltrakt durchgef{\"u}hrt. Dabei wurden mit Selenoprotein P (SeP), Thioredoxinreduktase (TrxR1) und den beiden Isoformen der Glutathionperoxidase GPx-GI und pGPx erstmals vier verschiedene gastrointestinale Selenoproteine auf mRNA-Ebene identifiziert. Hier zeigte sich ein differenzielles Expressionsmuster in den verschiedenen Kompartimenten des humanen Verdauungstraktes. Dieser Befund bildete die Grundlage f{\"u}r weitere Untersuchungen, in welchen ver{\"a}nderte Expressionsmuster der Selenoproteine in gastrointestinalen Pr{\"a}kanzerosen wie kolorektale Adenome oder Barrett-{\"O}sophagus nachgewiesen werden konnten. Analog hierzu fand sich eine Expression dieser Selenoproteine in den humanen Kolon- und Magenkarzinomzelllinien Caco 2 und ST23132, was diese als geeignetes Zellkultursystem zur Untersuchung der Regulation der Genexpression ausweist. Die Detektion der zu den genannten Proteinen zugeh{\"o}rigen Banden in metabolischen Markierungsversuchen mit 75Se (in Zellkultur und gastrointestinalen Schleimhautbiopsien) ist als Nachweis der Translation dieser Gene zu werten. Von besonderem Interesse ist die Rolle der GPx-GI bei der gastrointestinalen Karzinogenese. Die aus epidemiologischen Daten als Karzinogene einzustufenden Stoffe Ethanol und Tamoxifen bewirken in der Zellkultur eine gesteigerte Genexpression der GPx-GI. Die vermehrte Bildung von GPx-GI wurde auch in kolorektalen Adenomen, einer fakultativen Pr{\"a}kanzerose, gefunden. Der Stellenwert der ver{\"a}nderten Genexpression von gastrointestinalen Selenoproteinen im Rahmen der Karzinogenese bleibt noch weiter zu untersuchen. Eine Wirkung von {\"O}strogen auf die gastrointestinalen Selenoproteine war nicht nachweisbar. Diese Frage war Gegenstand dieser Arbeit, da f{\"u}r {\"O}strogen (wie auch f{\"u}r Selen) epidemiologisch ein Schutzeffekt gegen kolorektale Karzinome bekannt ist. Zu den zuk{\"u}nftig weiter zu kl{\"a}renden Fragen geh{\"o}rt insbesondere die weitere Aufkl{\"a}rung der biologischen Funktionen von Selenoproteinen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Menth2004,
  author    = {Menth, Marianne},
  title     = {Expression und Regulation von Selenoproteinen in der humanen onkozyt{\"a}ren Schilddr{\"u}senkarzinom-Zelllinie XTC.UC1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-9784},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die Schilddr{\"u}se geh{\"o}rt zu den Organen mit dem h{\"o}chsten Gehalt an Selen (Se). Dieses ist haupts{\"a}chlich in Form von Selenoproteinen gebunden. Hierzu geh{\"o}ren die 5'DI, die in den Stoffwechsel der Schilddr{\"u}senhormone involviert ist, die TRxR, die unter anderem die Redoxstatus-abh{\"a}ngige Aktivit{\"a}t verschiedener Transkriptionsfaktoren reguliert, SePP, ein Protein, dem vor allem eine Funktion als Transportprotein zugeschrieben wird, und einige GPx, die w{\"a}hrend der H2O2-abh{\"a}ngigen Schilddr{\"u}senhormonbiosynthese eine Rolle beim Abbau von H2O2 spielen. Die Zelllinie XTC.UC1 ist eine hoch differenzierte Schilddr{\"u}senkarzinom-Zelllinie. Sie wurde aus der Weichteilmetastase eines onkozyt{\"a}ren Schilddr{\"u}senkarzinoms (H{\"u}rthle-Zell-Karzinoms). H{\"u}rthle-Zell-Karzinome weisen charakteristische Anomalien auf, wie z.B. eine hohe Zahl an Mitochondrien und verminderten Iodidtransport. Vermehrte Mitochondrien erzeugen eine erh{\"o}hte Belastung durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS). Dies wirft die Frage auf, ob die Expression von Selenoproteinen, die in erster Linie f{\"u}r den Schutz der Zellen vor oxidativer Sch{\"a}digung verantwortlich sind, in H{\"u}rthle-Zell-Tumoren intakt ist. Im Rahmen der Arbeit wurde die Synthese der oben genannten Selenoproteine in XTC-Zellen {\"u}berpr{\"u}ft. Retins{\"a}ure (RA) bewirkt bei m{\"a}ßig differenzierten Schilddr{\"u}senkarzinom-Zelllinien wie FTC 133 und 238 eine partielle Redifferenzierung. Aufgrund des seltenen Ansprechens auf eine Radioiodtherapie und der vergleichsweise hohen Tendenz oxyphiler Tumorzellen zur weiteren malignen Entartung wurde die Reaktion von XTC-Zellen auf eine Stimulation mit RA untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Aktivit{\"a}ten der untersuchten Selenoproteine in XTC-Zellen mit den Aktivit{\"a}ten in anderen Schilddr{\"u}senzelllinien vergleichbar sind. Die GPx-Aktivit{\"a}t steigt nach Se-Behandlung bis zu einem Maximum bei 300 nmol/l Na2SeO3 an. In der Zeitkurve wird auch nach 144 h Inkubation kein Plateau erreicht. Sie ist klar von der Se-Konzentration im Kulturmedium abh{\"a}ngig und kann als Marker f{\"u}r den Se-Status betrachtet werden. Die Aktivit{\"a}t der TrxR wird in der Dosiskurve schon durch 1 nmol/l Na2SeO3 stimuliert und in der Kinetik nach 24 h. Beide Kurven steigen abrupt an und erreichen rasch ein Plateau. H{\"o}here Na2SeO3-Konzentrationen oder l{\"a}ngere Inkubation haben keinen zus{\"a}tzlichen Effekt. GPx und TRxR k{\"o}nnen mittels Enzymassay auch in konditioniertem Medium nachgewiesen werden. Auch SePP kann im Western Blot aus konditioniertem Medium nachgewiesen werden, zeigt aber keine Reaktion auf Na2SeO3-Stimulation. {\"U}berraschende Ergebnisse zeigt die Untersuchung der 5'DI-Aktivit{\"a}t: Bei Passagenzahlen zwischen 20 und 22 wird die Aktivit{\"a}t der 5'DI zeit- und dosisabh{\"a}ngig durch Na2SeO3 stimuliert. Bei Passagenzahlen zwischen 28 und 31 reagiert die 5'DI nicht l{\"a}nger auf Stimulation mit Na2SeO3, kann aber durch zus{\"a}tzliche Stimulation mit 1 µmol/l RA wieder induziert werden. Dieses ungleiche Ansprechen auf Se- und RA-Stimulation entspricht der unterschiedlichen Regulation des Enzyms in verschiedenen Schilddr{\"u}senzelllinien: In differenzierten Zelllinien wie FRTL-5, wo eine hohe basale Aktivit{\"a}t an 5'DI vorhanden ist, zeigt RA keinen Einfluss. In eher entdifferenzierten follikul{\"a}ren Karzinom-Zelllinien wie FTC 133 und 238 ist die basale 5'DI-Aktivit{\"a}t niedrig, kann durch Behandlung mit RA aber induziert werden. Dieser Wechsel in der Reaktion auf Se und RA vollzieht vermutlich einen Teil der Ver{\"a}nderungen nach, die w{\"a}hrend der Entdifferenzierung normaler Thyrozyten zu follikul{\"a}ren Tumorzellen auftreten. Die Selenhierarchie unter den verschiedenen Selenoenzymen ist auch in XTC-Zellen intakt. Wie in anderen Systemen wird die 5'DI in XTC-Zellen im Vergleich zur cGPx bevorzugt mit Se versorgt. Bereits Konzentrationen von 1 nmol/l Na2SeO3 bewirken einen deutlichen Aktivit{\"a}tszuwachs. Bei Se-Depletion kann man noch 5 Tage nach Beginn des Se-Entzugs 50 \% der Maximalaktivit{\"a}t messen, Hinweis auf eine Umverteilung des Se zugunsten der 5'DI. Insgesamt sind also Expression und Aktivit{\"a}t der untersuchten Selenoenzyme in XTC-Zellen im Vergleich mit anderen Schilddr{\"u}senzelllinien nicht erh{\"o}ht, wie man es als Reaktion auf eine verst{\"a}rkte Belastung durch ROS erwarten k{\"o}nnte. Andererseits ist die Aktivit{\"a}t auch nicht vermindert, was als Ursache f{\"u}r eine besonders ausgepr{\"a}gte oxidative Zellsch{\"a}digung inklusive DNA-Mutation und eine dadurch gef{\"o}rderte Tumorentstehung gewertet werden k{\"o}nnte. Diese Resultate bieten keinen Anhaltspunkt f{\"u}r eine Rolle von Selenoenzymen bei der Entstehung dieser Art von Schilddr{\"u}sentumoren. Ferner scheint die Responsivit{\"a}t verschiedener Selenoproteine auf Stimulation mit Na2SeO3 in XTC-Zellen von Passagenzahl oder Differenzierungsstadium abh{\"a}ngig zu sein. Diese Zelllinie k{\"o}nnte daher ein interessantes Modell darstellen, um das Ansprechen menschlicher Schilddr{\"u}senkarzinome auf eine Redifferenzierungstherapie mit RA und evtl. Adjuvanzien wie Se weiter zu untersuchen.},
  language  = {de}
}