@phdthesis{Schlereth2013,
  author    = {Schlereth, Florian},
  title     = {Expression of the DHEA/DHEAS-Shuttle in cell lines and foetal tissue of human liver, adrenal and cartilage},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-102068},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {DHEA is a precursor for the male and female sex hormones testosterone and estradiol, which are mainly secreted from the testes and the ovary, respectively. In addition, epidemiological studies showed that low serum levels of DHEA and DHEAS correlate with the incidence of autoimmune disease, cancer and cardiovascular disease. In vitro, DHEA and DHEAS influenced glucose metabolism in a favourable manner. However, positive effects of DHEA substitution were only significant adrenal insufficiency in women. Steroid sulphotransferase 2A1 (SULT2A1) is the responsible enzyme for sulphonation of DHEA to DHEAS which is thought to be the inactive form of DHEA. In this role, SULT2A1 acts as a central regulator of steroid synthesis because sulphonation of DHEA withdraws the substrate for further downstream conversion. Another essential cofactor for sulphonation is PAPS, which is produced by the enzyme PAPS synthase (PAPSS) from ATP and anorganic sulphate. PAPSS exists in the different isoforms PAPSS1 and PAPSS2 and splice variants PAPSS2a and PAPSS2b. Changes in PAPSS activity are thought to influence sulphonation of DHEA significantly. However, neither regulation of PAPSS nor its influence on SULT2A1 have been investigated in human cell lines or humans. The main goal of this thesis was to analyze the enzyme expression of the DHEA/DHEA shuttle, i.e. mRNA and protein of SULT2A1, PAPSS1 and PAPSS2, in various human cell lines. Furthermore, I investigated which cell line could serve as a suitable model for further research regarding regulation of SULT2A1, PAPSS1 and PAPSS2. Here, I could show that the enzymes of the DHEA/DHEAS shuttle were expressed in the human adrenal cell line NCI-h295R as both mRNA and protein. In enzyme assays, I was able to prove conversion of DHEA to DHEAS as well as to different other steroids. However, applying Trilostane, a potent inhibitor of CYP3B, effectively directed conversion of DHEA to DHEAS. Using these findings, future experiments can investigate for example the influence of certain cytokines or endocrine disruptors on expression and activity of PAPSS1/2 and on sulphonation of DHEA. In particular, the relatively equal expression of PAPSS1 and PAPSS2 will enable us to do knock down experiments with siRNA to elucidate how the activity of one enzyme changes when the other one fails. Sulphonation of DHEA by SULT2A1 is thought to happen in the cytoplasm or more precisely in the Golgi apparatus. However, experiments in transfected cells have shown both a cytoplasmatic and a nuclear localisation when both enzymes were expressed at the same time. Immunocytochemistry revealed the same results in the adrenal cell line NCI-h295R, where both enzymes were expressed strongly in the nucleus. The physiological role is not clear and requires further research. Presumably, sulphate is activated in the nucleus. However, one could also speculate that a shift of PAPSS to the nucleus could generate a reservoir, which can be activated by re-localisation to the cytoplasm when more PAPS is needed. Expression of SULT2A1 in some foetal tissues has been investigated earlier. Whilst in adult human cartilage PAPSS1 is predominant, in newly born hamsters PAPSS2 is more abundantly expressed. The expression of PAPSS isoforms in highly sulphonating tissue has not been investigated in humans, so far. This work demonstrated a differential expression of SULT2A1, PAPSS1 and PAPSS2 in adult and foetal liver, adrenal and foetal cartilage tissue. In adult and foetal adrenal expression was similar. However, foetal and adult liver differed in the expression of SULT2A1, which was expressed much more in adult tissue. Most importantly, in foetal cartilage there was only a low expression of SULT2A1 and PAPS seems to mostly provided by PAPSS1, which was considerably higher expressed in cartilage than in other tissues. In contrast, PAPSS2 was mainly expressed in adult and foetal adrenal. Additionally, we reported a case of a female patient who had been investigated for hyperandrogenism. Two mutations in the PAPSS2 gene had led to massively reduced serum levels of DHEAS. One heterozygous mutation in the domain of the APS kinase of the PAPSS2 protein leads to substitution of one amino acid at position 48 (T48R). In vitro experiments showed a residual activity of 6\% for this mutation. A second mutation in the ATP sulphurylase domain of PAPSS2 was found. The introduction of thymidine instead of cytidine leads to a stop codon, which is presumed to truncate the protein at position 329 (R329X). In vitro, no residual activity was seen for this mutation. The lack of PAPS reduces sulphonation of DHEA but also sulphonation of proteoglycanes, which leads to skeletal abnormalities. The abundance of DHEA enables massive downstream conversion to androgens leading to clinical features of hyperandrogenism. Regarding the bone abnormalities, it is interesting and surprising that activity of PAPSS1 compensated to a great extent in cartilage but was not able to keep up a more considerable sulphonation of DHEA. Possibly, the subcellular localisation might play a role in this scenario.},
  subject      = {Dehydroepiandrosteron},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Sanning2010,
  author    = {Sanning, Petra},
  title     = {Die Stressantwort der hormonellen Nebennierenrindenaktivit{\"a}t auf ACTH-Stimulation und in der Sepsis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-50193},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Das Steroidhormon Dehydroepiandrosteron (DHEA) und die sulfatierte Form Dehydroepiandrosteron-Sulfat (DHEAS) werden haupts{\"a}chlich in der Nebennierenrinde produziert und sind quantitativ das Hauptprodukt der Steroidsynthese der menschlichen Nebennierenrinde. Nur DHEA kann weiter verstoffwechselt werden und ist ein wichtiger Ausgangstoff sowohl f{\"u}r die weibliche wie die m{\"a}nnliche Geschlechtshormonsynthese. Bei Patienten mit Sepsis wurde ein Abfall der DHEAS-Serumkonzentration nachgewiesen. Da bisher eine kontinuierliche Interkonversion zwischen DHEA und DHEAS angenommen wurde, schloss man aus diesem Befund auch auf eine niedrige DHEA-Konzentration. Neuere Erkenntnisse - unter anderem begr{\"u}ndet durch eine Studie von Hammer et al.(5) - widerlegen jedoch die Hypothese der kontinuierlichen Interkonversion. Um den Einfluss der Sepsis auf die DHEA-Konzentration zu bestimmen, wurden f{\"u}r die Studie ACTH-Tests bei drei verschiedenen Kohorten durchgef{\"u}hrt. Die Ergebnisse der Studie weichen ab von der fr{\"u}heren Annahme eines DHEA-Mangels bei Patienten mit Sepsis und zeigen eine Differenz zwischen DHEA- und DHEAS-Konzentration im Sinne einer signifikant erh{\"o}hten DHEA-Konzentration und einer erniedrigten DHEAS-Konzentration. Die erh{\"o}hte DHEA-Konzentration konnte nicht f{\"u}r Patienten mit akuter H{\"u}ftfraktur nachgewiesen werden, sodass die Hochregulation von DHEA wahrscheinlich eine entz{\"u}ndugsspezifische Reaktion ist. Da die Werte f{\"u}r DHEAS bei der Sepsiskohorte im Vergleich zu gesunden Probanden signifikant niedriger sind, k{\"o}nnte eine verminderte Aktivit{\"a}t bzw. Produktion der DHEA-Sulphotransferase der Grund f{\"u}r die erh{\"o}hte DHEA-Konzentration sein. Daraus folgt, dass DHEAS keinen verl{\"a}sslicher Marker f{\"u}r die adrenale Androgenproduktion - insbesondere in pathologischen Situationen wie der Sepsis - darstellt, da die vorliegende Arbeit kein kontinuierliches Gleichgewicht von DHEA- und DHEAS-Konzentration ergab. M{\"o}glicherweise ist die erh{\"o}hte Serumkonzentration von DHEA als gegenregulatorischer Mechanismus zu verstehen, um das Gleichgewicht zwischen Cortisol- und DHEA-vermittelten Wirkungen aufrecht zu erhalten. Jedoch kann sich dieser Mechanismus ersch{\"o}pfen, wie es der Verlauf bei schwerst betroffenen Patienten vermuten l{\"a}sst.},
  subject      = {Dehydroepiandrosteron},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Filko2010,
  author    = {Filko, Diana Andrea},
  title     = {Untersuchungen zur Rolle von Dehydroepiandrosteron und seinem Sulfatester Dehydroepiandrosteronsulfat in der Pathogenese des Androgenexzesses beim Syndrom der polyzystischen Ovarien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-49947},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Das Syndrom der polyzystischen Ovarien (PCO-Syndrom) geh{\"o}rt zu den h{\"a}ufigsten endokrinen Erkrankungen junger erwachsener Frauen. Es ist in erster Linie durch eine Hyperandrogen{\"a}mie charakterisiert. Eine der wichtigsten Quellen f{\"u}r die weibliche Androgenproduktion ist das Nebennierenrindensteroid Dehydroepiandrosteron (DHEA). DHEA kann durch das Enzym Hydroxysteroid-Sulfotransferase (SULT2A1) insbesondere in der Leber rasch zu Dehydroepiandrosteronsulfat (DHEAS) inaktiviert werden, jedoch findet die R{\"u}ckaktivierung von DHEAS zu biologisch aktivem DHEA in den meisten Geweben nur in einem vernachl{\"a}ssigbaren Umfang statt. Somit spielt das Enzym SULT2A1 die entscheidende Rolle in der Regulation des Verh{\"a}ltnisses von biologisch aktivem DHEA und inaktivem DHEAS. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob das Verh{\"a}ltnis von DHEA zu DHEAS bei Patientinnen mit PCO-Syndrom gest{\"o}rt ist. Hierzu wurden Patientinnen mit PCO-Syndrom (n=89) und ein korrespondierendes gesundes Kollektiv untersucht. Die Serumkonzentrationen von DHEA, DHEAS und der periphere Androgenmetabolit Androstandiolglukuronid (ADG) wurden untersucht. Die mittleren Serumkonzentrationen von DHEAS und ADG unterschieden sich nicht signifikant zwischen den Patientinnen mit PCO-Syndrom und dem Kontrollkollektiv. Dagegen war die mittlere Serumkonzentration des aktiven DHEA und somit auch der DHEA/DHEAS-Quotient bei PCOS-Patientinnen gegen{\"u}ber dem Kontrollkollektiv signifikant erh{\"o}ht. Es konnte eine Subkohorte an PCOS-Patientinnen identifiziert werden, die knapp ein Drittel des PCOS-Gesamtkollektives ausmachte, bei denen der DHEA/DHEAS-Quotient {\"u}ber der 90. Perzentile des Kontrollkollektivs lag. Auch die mittlere ADG Serumkonzentration war in dieser Subkohorte gegen{\"u}ber dem Kontrollkollektiv signifikant erh{\"o}ht. Klinisch (BMI, Taillenumfang, Serumlipide, Blutzucker) unterschieden sich die Patientinnen der neu identifizierten Kohorte nicht von den {\"u}brigen Patientinnen. Aus den Analysen kann geschlussfolgert werden, dass eine reduzierte Aktivit{\"a}t des Enzyms SULT2A1 ein bedeutsamer Mechanismus in der Pathogenese des Androgenexzesses bei einem Teil der PCOS-Patientinnen sein k{\"o}nnte. Es bleibt zu kl{\"a}ren, worauf die verminderte Aktivit{\"a}t der SULT2A1 zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist.},
  subject      = {Dehydroepiandrosteron},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Drescher2008,
  author    = {Drescher, Daniel Georg},
  title     = {Untersuchungen zum Einfluss von Alter und Geschlecht auf die Konversion von DHEA in humanen peripheren mononukle{\"a}ren Blutzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37359},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Dehydroepiandrosteron wirkt haupts{\"a}chlich indirekt {\"u}ber nachfolgende Umwandlung in Androgene und {\"O}strogene sowie deren Zwischenprodukte in den peripheren Zielzellen, respektive Immunzellen. In vitro Versuche erbrachten den Nachweis von gesteigerter Interleukin-2 Sekretion durch T-Lymphozyten nach Gabe von DHEA, wohingegen es zu einer Inhibierung der Interleukin-6 Sekretion kam. Dementgegen wird im Altersprozess ein Abfall von DHEA und Interleukin-2 beobachtet bei gleichzeitigem Anstieg von Interleukin-6. Diese Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Frage, in wieweit humane periphere mononukle{\"a}re Blutzellen (PBMCs) {\"u}ber Expression und funktionale Aktivit{\"a}t der im DHEA-Downstream-Metabolismus essentiellen Enzyme verf{\"u}gen und ob es alters- bzw. geschlechtsspezifische Unterschiede gibt. Die Studie wurde an 8 gesunden j{\"u}ngeren Frauen sowie 8 gesunden j{\"u}ngeren und 8 gesunden {\"a}lteren M{\"a}nnern durchgef{\"u}hrt. Zur Bestimmung der mRNA-Expression der im DHEA-Downstreammetabolismus notwendigen Steroidenzyme in humanen PBMCs wurden qualitative, semiquantitative und quantitative RT-PCR Analysen sowie PBMC-Enzymfunktionsassays durchgef{\"u}hrt. Hierbei wurden PBMCs mit radioaktiv markiertem 4-14C-Testosteron, 4-14C-Androstendion bzw. 4-14C-DHEA inkubiert, extrahiert und mittels D{\"u}nnschichtchromatographie separiert. Die anschließende quantitative Auswertung der Konversionsprodukte erfolgte durch Phosphorimager-Analyse. Zusammenfassend l{\"a}sst sich aussagen, dass humane periphere mononukle{\"a}re Blutzellen (PBMCs) ausgehend von DHEA {\"u}ber alle notwendigen Steroidenzyme f{\"u}r einen effizienten Downstreammetabolismus zu aktiven Androgenen verf{\"u}gen. Dies konnte sowohl durch den qualitativen und quantitativen Nachweis von mRNA der betreffenden Enzyme als auch durch die nachgewiesene Aktivit{\"a}t in PBMC-Enzymfunktionsassays best{\"a}tigt werden. Dabei zeigten sich signifikante alters- und geschlechtsspezifische Ver{\"a}nderungen im Androgenmetabolismus. Insbesondere konnte eine erh{\"o}hte 17beta-HSD5-Aktivit{\"a}t und -Expression in der {\"a}lteren m{\"a}nnlichen und weiblichen Probandengruppe im Vergleich zur j{\"u}ngeren m{\"a}nnlichen nachgewiesen werden, was sich in signifikant h{\"o}heren Konversionsraten von DHEA zu Androstenediol und Androstenedion zu Testosteron widerspiegelte. Ebenso konnte eine signifikant erh{\"o}hte 5alpha-Reduktase-Aktivit{\"a}t in der {\"a}lteren m{\"a}nnlichen Probandengruppe im Vergleich zur j{\"u}ngeren m{\"a}nnlichen aufgezeigt werden. Dementgegen waren die Konversionsraten von DHEA zu Androstenedion via 3beta-Aktivit{\"a}t unter den einzelnen Probandengruppen {\"a}hnlich. Die vermehrte Konversion von DHEA zum immunmodulatorisch wirksamen Metabolit Androstendiol sowie von Androstendion zu Testosteron entspricht einer vermehrten Androgenaktivierung. Dieses Hochregulieren k{\"o}nnte einen kompensatorischen Mechanismus der peripheren Zielzelle darstellen, dem sinkenden DHEA-Serumspiegel w{\"a}hrend des Alterungsprozesses entgegenzuwirken und kann einen endokrinen Hinweis auf eine „Immunseneszenz" geben.},
  subject      = {Testosteron},
  language  = {de}
}