TY  - THES
A1  - Etzrodt-Walter, Gwendolin
T1  - Regulation von Faktoren der Angiogenese durch die kurzkettige Fettsäure Butyrat
T1  - Regulation of angiogenetic factors by the short chained fatty acid butyrate
N2  - Grundlage dieser Arbeit war es die verschiedenartigen Effekte von Butyrat, unter anderem im Rahmen der Prävention von kolorektalen Karzinomen auf die bereits fortgeschrittenen Formen, zu erweitern. Hierzu erfolgte eine Unteruchung von Angiogenesefaktoren und deren Beeinflussung durch die kurzkettige Fettsäure Butyrat. Die untersuchten Faktoren umfassten VEGF, als potentes angiogenetisches Agens und dessen zugehörigen Rezeptor FLT-1. Zudem wurde das Tumorsuppressorgen p53, ein wichtiger Modulator der Tumorentstehung und Tumorprogression, mituntersucht. Ziel war es, die positiven Effekte im Rahmen der Prävention auf die metastasierten kolorektalen Karzinome bzw. derer Zelllinien aufzuzeigen. Die verwendeten Methoden stützten sich einerseits auf die Analyse der mRNA und der Proteine. Hierfür wurden die Zellkultur, die RNA-Isolation, ein RNase Protection Essay (RPA), der Westernblot und ein Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) durchgeführt. Die Analysen zeigten einen positiven Effekt auf die Supprimierbarkeit des Wachstumsfaktors VEGF und dessen Rezeptor FLT-1, sowie auch auf das Tumorsuppressorgen p53mut- in seiner mutierten Variante. Butyrat senkte somit die Expression von VEGF und FLT-1 sowohl auf RNA- als auch auf Proteinebene. Bezüglich der Expression von p53 konnte gezeigt werden, dass die RNA-Expression durch Butyrat ebenfalls eine Hemmung erfuhr. Ein weiteres Ergebnis der Arbeit bestand darin, den Stress, welcher sowohl die Zugabe von Butyrat als auch eine Episode mit Serumentzug auf das Verhalten des Wachstumsfaktors VEGF hatte. Hierbei zeigte sich eine sehr rasche Zunahme der Expression. Diese normalisierte sich im weiteren Verlauf und hatte somit keinen längerfristigen Einfluß auf die Ergebnisse. Zusammenfassend zeigt sich eine deutliche Beeinflussung der Angiogenese durch Butyrat, welche auch auf dem Hintergrund der aktuellen Studienlage bezüglich VEGF Antikörpern einen adjuvanten Behandlungsweg darstellen könnte. Kritisch anzumerken bleiben die Probleme der Applikation von Butyrat.
N2  - Angiogenesis is a critical factor in growth and metastasis of colon tumors. Neovascularisation is necessary for tumor growth and spread. Malignant cells are capable to activate dormant endothelial cells via overexpression of pro-angiogentic factors such as the vascular endothelial growth factor (VEGF) and the simultaneous inhibition of the expression anti-angiogentic factors such as angiostatin. Of these angiogenic factors, VEGF plays a major role. In tumor cells the expression of VEGF is modulated by growth factors, genetic aberrations, and hypoxia. Among those factors, the product of the mutated form of the p53 tumor suppressor gene, which occurs frequently in human colon carcinoma, have been show to have a stimulatory effect on VEGF expression. Two tyrosine kinase VEGF-receptors have been described, which bind VEGF with high affinity: KDR (Kinase domain region) and flt-1 (fms-like tyrosine kinase 1), which are both predominantly expressed on vascular endothelial cells. Binding of VEGF to its receptor results in receptor dimerization and activation of the intrinsic kinase followed by receptor autophosphorylation and signal transduction. The role of VEGF and its receptors in malignant disease is characterized by increased expression of both VEGF and its receptors in tumors. This often correlates with a higher microvessel density and poor prognosis. Considerable effort has been generated to develop VEGF/VEGF receptor (VEGFR) antagonists. Inactivation of VEGF with neutralizing antibodies or expression of a dominant-negative mutant of flk-1 results in an effective inhibition of tumor angiogenesis and tumor growth in vivo. VEGF is an important angiogenic factor in primary and metastatic human colon cancer with may have a prognostic value. Patients suffering form hepatic metastasis expressed higher levels of VEGF mRNA than those without. The expression of the VEGF189 mRNA isoforms is correlated with liver metastasis and poor prognosis in colon cancer. Epidemiologic, animal and intervention studies support the overall conclusion that an inverse association between dietary fiber intake and colorectal cancer risk does exist. Fermentation of dietary fiber by anaerobic bacteria within the colon generates an array of short chain fatty acids (SCFAs) such as butyrate, propionate, valerate and others. Of these SCFAs, butyrate appears to mediate the most profound protective effects of a high-fiber diet. In vitro, butyrate has been shown to modulate cell proliferation, differentiation, motility, adhesion, and apoptosis. These effects may constitute the underlying mechanism of butyrate’s potential to protect against colon carcinogenesis. An inhibitory effect of phenylbutyrate on angiogenesis in prostate cancer xenografts was reported. In this study we investigated the ability of physiologic concentrations of butyrate to inhibit VEGF-expression in human colon cancer cells.
KW  - VEGF
KW  - KRK
KW  - SCFA
KW  - Butyrat
KW  - Angiogenese
KW  - VEGF
KW  - CRc
KW  - SCFA
KW  - Butyrate
KW  - Angiogenesis
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-15283
ER  - 
TY  - THES
A1  - Köstlin, Sebastian Michael Cosmann
T1  - Die Sekretion angiogenetischer Zytokine durch menschliche Melanomzellen unter Hypoxie
T1  - Secretion of angiogenic cytokines by human melanoma cells under hypoxia
N2  - Das maligne Melanom ist ein Tumor der Hautpigmentzellen mit weltweit steigender Inzidenz. Aufgrund seiner frühzeitigen lymphogenen und hämatogenen Metastasierung zählt das maligne Melanom zu den prognostisch sehr ungünstigen Tumorerkrankungen. Nach erfolgter Metastasierung werden mit den derzeitig etablierten Therapieschemata noch keine ausreichenden Prognoseverbesserungen erzielt. Einen möglichen neuen Therapieansatz stellt die Blockade der Tumorangiogenese dar. Besondere Bedeutung wird dabei der zyto- bzw. chemokinvermittelten Angiogenese zugemessen. In den letzten Jahren zeigten verschiedene diesbezügliche Studien richtungsweisende und erfolgversprechende Ergebnisse. Trotzdem besteht weiterhin hoher Bedarf an Verbesserung des Verständnisses der zugrundeliegenden Regulationsmechanismen. Ziel der vorliegenden Arbeit war, die Sekretion acht angiogenetisch wirksamer Zyto- und Chemokine in vitro durch hoch- und niedrigmaligne Melanomzellen unter normalen Kulturbedingungen sowie unter Hypoxie, Serum- und Glukosemangel zu erfassen. Diese Stressbedingungen dienten als vereinfachtes in vitro-Modell der Mangelbedingungen, die in schnell wachsenden bzw. Nekrosezonen angrenzenden Tumorarealen vorherrschen. Mittels ELISA wurden die abgegeben Mengen der Zytokine VEGF, b-FGF, Angiogenin, PDGF und TGF-ß sowie der Chemokine IL-8, Gro-α und GM-CSF in den Zellüberständen bestimmt. Dabei zeigten die verschiedenen Melanomzelllinien für alle getesteten Zyto- bzw. Chemokine außer GM-CSF charakteristische Sekretionsverhalten unter bestimmten Kulturbedingungen. Insbesondere unter Hypoxie und nach Reoxigenierung ließen sich signifikante Veränderungen im Sekretionsverhalten der verschiedenen Melanomzelllinien feststellen. Eine signifikante Steigerung in der Freisetzung der Zyto- bzw. Chemokine durch Melanomzellen unter Hypoxie ließ sich nur für VEGF, b-FGF, Angiogenin und IL-8 feststellen. Zudem unterschieden sich hochmaligne Melanomzelllinien signifikant von niedrigmalignen Zelllinien in ihrer Sekretion von VEGF, Angiogenin, PDGF, IL-8 und Gro-α unter normalen Kulturbedingungen und unter Hypoxie (Angiogenin, PDGF, IL-8 und Gro-α). In weiterführenden Experimenten wurde das Sekretionsverhalten von normalen Melanozyten, Endothelzellen und Fibroblasten untersucht. Dabei wiesen differenzierte Melanozyten im Vergleich zu den Melanomzellen signifikante Unterschiede in den abgegebenen Zyto-/ Chemokinmengen für VEGF, Angiogenin, PDGF, IL-8 und Gro-α unter normalen bzw. hypoxischen Kulturbedingungen auf. Differenzierte Melanozyten unterschieden sich also von Melanomzellen in ihrer Sekretion bei den selben Zyto- bzw. Chemokinen wie niedrigmaligne von hochmalignen Melanomzelllinien (VEGF, Angiogenin, PDGF, IL-8 und Gro-α). Im Sekretionsverhalten für VEGF, Angiogenin, IL-8 und Gro-α ähnelten Fibroblasten und Endothelzellen (bzgl. VEGF nur HMEC-1) den Melanomzellen. Der Einfluss dieser vier Zyto- und Chemokine und b-FGF auf das in-vitro-Wachstumsverhalten von Endothelzellen wurde mit einem BrD-U-Proliferationsassay untersucht. Sowohl mikrovaskuläre (HMEC-1) als auch makrovaskuläre (HUVEC) Endothelzellen steigerten ihre Proliferation unter dem Einfluss von VEGF, b-FGF, Angiogenin, IL-8 und Gro-α signifikant. HMEC-1 reagierten dabei mit einem tendenziell stärkeren Ansprechen auf die Stimulation als HUVEC. In weiteren Versuchen zeigten HUVEC eine erhöhte Sensibilität für Zytokine (insbesondere für b-FGF) unter Serummangelbedingungen, nicht jedoch für Chemokine (IL-8 und Gro-α). Am deutlichsten fiel die Proliferationssteigerung unter dem Einfluss der einzelnen Zyto- und Chemokine aus, wenn HUVEC in nonadhärentem Zustand stimuliert wurden. Mit den Ergebnissen dieser Arbeit konnte erstmalig bzw. zeitgleich mit anderen Publikationen gezeigt werden, dass Melanomzellen unter Hypoxie nicht nur VEGF, sondern auch Angiogenin und IL-8 deutlich vermehrt sezernieren, dass diese Sekretionssteigerung nach Reoxigenierung weiter anhält und Melanomzellen signifikant von differenzierten Melanozyten unterscheidet. Jedes dieser Zyto- und Chemokine stimulierte die Endothelzellproliferation in vitro. Dabei erhöhten Serummangel und vor allem initial fehlende Zell-Zellkontakte die Zyto- bzw. Chemokinwirkung. Im Gegensatz zu dem bisher intensiver untersuchten VEGF sezernierten hochmaligne Melanomzellen unter Hypoxie signifikant mehr Angiogenin und IL-8 als niedrigmaligne Melanomzellen. Nur für Angiogenin zeigte sich darüber hinaus eine gegensätzliche Sekretionsregulation unter Hypoxie aller Melanomzellen im Vergleich zu normalen Melanozyten. Dies könnte für IL-8 und im Besonderen für Angiogenin auf eine mögliche Schlüsselfunktion in der Melanom-induzierten Angiogenese hindeuten. Inwieweit Rückschlüsse auf die in vivo-Verhältnisse und eine klinische Relevanz zulässig sind, werden weitere Untersuchungen und ggf. Therapiestudien zeigen müssen.
N2  - The aim of this study was to investigate the secretion of angiogenic cytokines by human melanoma cells under normal cell culture conditions and conditions of deficiency. Hypoxia, serum- or glucose deficiency served as a simplified in-vitro-model of the deficiency existing in rapid growing tumors or metastasis. The supernatants of highly and low metastatic melanoma cell lines were tested by ELISA for both the angiogenic cytokines VEGF, b-FGF, Angiogenin (ANG), PDGF and TGF-ß and the angiogenic chemokines IL-8, Gro-alpha and GM-CSF. Especially under hypoxia and after reoxygenation the different melanoma cell lines changed their secretion significantly for most of these factors. Melanoma cells showed significant up-regulation of their secretion under hypoxia for VEGF, b-FGF, ANG and IL-8. Over and above that significant differences between low and highly metastatic cell lines could be seen for their secretion of VEGF, ANG, PDGF, IL-8 and Gro-alpha under normal culture conditions and for ANG, PDGF, IL-8 and Gro-alpha under hypoxia. In further experiments the secretion of these eight factors by normal melanocytes, fibroblasts and endothelial cells was tested. In comparison to melanoma cells normal melanocytes showed significant differences in their secretion of VEGF, ANG, PDGF, IL-8 and Gro-alpha under normal culture conditions and/or hypoxia as described before for highly and low metastatic melanoma cell lines. Fibroblasts and endothelial cells showed a similar secretion of VEGF, ANG, IL-8 and Gro-alpha as melanoma cells. To investigate the effect of these four cytokines and b-FGF on the proliferation of endothelial cells a BrD-U-proliferationassay was performed. All angiogenic factors significantly stimulated both microvascular (HMEC-1) and macrovascular (HUVEC) endothelial cell growth. Cytokine stimulation showed a tendency to effect HMEC-1 proliferation more than growth of HUVEC. In further experiments lack of serum revealed an increased sensibility for the tested cytokines (i.e. b-FGF) but not for the chemokines IL-8 and Gro-alpha. All angiogenic factors achieved their strongest proliferative effect stimulating non-adherent endothelial cells. The results of this study showed for the first time respectively contemporaneous that melanoma cells increase not only their secretion of VEGF but also of ANG and IL-8 under hypoxia. It could also be demonstrated that this effect endures under reoxygenation and significantly differenciates melanoma cells from normal melanocytes. Each of these cyto-/ chemokines stimulated endothelial cell proliferation in vitro. Lack of serum and especially of cell-cell contact increased the stimulatory effect of the cytokines and cyto-/chemokines respectively. In contrast to VEGF highly metastatic melanoma cell lines secreted significantly more ANG and IL-8 than the low metastatic cell lines. On top of that all melanoma cells revealed a contrasting regulation only for ANG in comparison to normal melanocytes. This could indicate a key role for IL-8 and especially for ANG within the melanoma induced angiogenesis. To what extent these results admit conclusions to in-vivo conditions and to a clinical relevance has to be evaluated in further studies.
KW  - Angiogenese
KW  - Zytokine
KW  - Melanom
KW  - Hypoxie
KW  - Angiogenin
KW  - Angiogenesis
KW  - cytokine
KW  - melanoma
KW  - hypoxia
KW  - Angiogenin
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-21305
ER  -