TY  - THES
A1  - Schlesinger, Tobias
T1  - Autolog zellbesiedelte Matrix zum Verschluss gastraler Inzisionen: Eine Machbarkeitsstudie im Schweinemodell
T1  - Autologous seeded matrix for gastrotomy closure: A proof of concept in a porcine model
N2  - Einleitung: Strukturelle Defekte der gastrointestinalen Hohlorgane stellen ein allgegen-wärtiges Problem im klinischen Alltag dar. Sie entstehen meist auf dem Boden einer ent-zündlichen oder tumorösen Grunderkrankung und können außerdem traumatisch sowie durch medizinische Eingriffe hervorgerufen werden. In der Folge kommt es zur Kontami-nation des umliegenden Gewebes mit Magen- bzw. Darminhalt, wodurch deletäre Folgen wie eine systemische Infektion, also eine Sepsis mit Multiorganversagen drohen können. Vor diesem Hintergrund sind gastrointestinale Defekte immer als potenziell lebensbedroh-lich für den Patienten zu betrachten. Die adäquate und kausale Behandlung erfolgt je nach Ätiologie und Zustand des Patienten durch eine Operation oder eine endoskopische Inter-vention. Hierzu stehen zahlreiche etablierte, operative und interventionelle Therapieme-thoden zur Verfügung. In manchen Fällen stoßen die etablierten Techniken jedoch an ihre Grenzen. Bei Patienten mit schwerwiegenden Komorbiditäten oder im Rahmen neuer me-dizinischer Verfahren sind Innovationen gefragt. Die Grundidee der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer biotechnologischen Therapieoption zur Versorgung gastrointesti-naler Hohlorganperforationen.
Methoden: Zur Durchführung einer Machbarkeitsstudie wurden zehn Göttinger Mi-nischweine in zwei Gruppen mit jeweils 5 Tieren aufgeteilt. Den Tieren der Experimental-gruppe wurden Hautbiopsien entnommen und daraus Fibroblasten isoliert, welche vo-rübergehend konserviert wurden. Unter Verwendung von azellularisiertem Schweinedarm erfolgte die Herstellung von Implantaten nach den Prinzipien des Tissue Engineerings. Die Tiere beider Gruppen wurden einer Minilaparotomie und einer ca. 3cm-Inzision der Ma-genvorderwand unterzogen. Die anschließende Versorgung wurde in der Experimental-gruppe durch Implantation der neuartigen Konstrukte erzielt. In der Kontrollgruppe wur-de im Sinne des Goldstandards eine konventionelle Naht durchgeführt. Anschließend wurden die Tiere für vier Wochen beobachtet. Eine bzw. zwei Wochen nach dem pri-mären Eingriff wurde bei allen Tieren beider Gruppen eine Laparoskopie bzw. Gastrosko-pie durchgeführt. Am Ende der klinischen Observationsphase wurden die Versuchstiere getötet und die entsprechenden Magenareale zur histologischen Untersuchung explantiert. 
Ergebnisse: Die Herstellung der Implantate konnte auf der Basis standardisierter zellbio-logischer Methoden problemlos etabliert werden. Alle Tiere beider Gruppen überlebten den Primäreingriff sowie das vierwöchige Nachbeobachtungsintervall und zeigten dabei keine klinischen Zeichen möglicher Komplikationen. Die durchgeführten Laparoskopien und Gastroskopien ergaben bei keinem der Tiere Hinweise auf Leckagen oder lokale Infek-tionsprozesse. Die histologische Aufarbeitung zeigte im Bereich des ursprünglichen De-fekts eine bindegewebige Überbrückung sowie ein beginnendes Remodeling der Magen-schleimhaut in beiden Gruppen.
Schlussfolgerungen: Durch die Verknüpfung von Einzelprozessen der Zellkultur und dem Großtier-OP konnte ein neues Verfahren zum Verschluss gastrointestinaler Defekt erfolgreich demonstriert und etabliert werden. Das Projekt konnte reibungslos durchge-führt werden und lieferte Ergebnisse, die dem Goldstandard nicht unterlegen waren. Auf-grund der kleinen Fallzahl und weiterer methodischer Limitationen sind jedoch nur einge-schränkt Schlussfolgerungen möglich, weshalb die Durchführung größerer und gut geplan-ter Studien notwendig ist. Die Erkenntnisse dieser Pilotstudie liefern eine solide Basis für die Planung weiterführender Untersuchungen.
N2  - Introduction: Structural defects of the gastrointestinal hollow organs are a common problem in clinical routine. They mostly arise from inflammatory or malignant patholo-gies as well as trauma or medical procedures. Contamination of adjacent tissue with fae-ces is a consequence of this, which can lead to systemic infection e.g. sepsis with multiple organ failure. Bearing this in mind gastrointestinal defects are always potentially life-threatening for the patient. Considering the aethiology and the patient’s general condition an appropriate therapy namely operation or endoscopic intervention will be performed. Though, these techniques have limitations in certain cases. For example there are patients with severe comorbidities or history of previous operations. And there are also new sur-gical procedures emerging. Therefore, innovations are needed in this field. The main purpose of the present study is the fabrication of a new biotechnological method for therapy of gastrointestinal hollow organ perforation.
Methods: A feasibility study with Göttinger Minipigs was perforemd. Ten animals were randomly split up in two groups regarding closure technique . Skin biopsies were ob-tained from the animals of the experimental group (n=5) in order to obtain dermal fibro-blasts. Using acellularised porcine small intestine seeded with the autologous dermal fi-broblasts implants were manufactured following the principles to tissue engineering. All animals underwent laparotomy and a 3cm gastrical incision. Subsequently, animals of the experimental group received a novel implant in order to close the defect. Animals of the control group received a conventional suture as a gold standard technique. All animals were observed for four weeks. One and two weeks after primary surgery all animals un-derwent laparoscopy and gastroscopy respectively. Observation was completed after four weeks and all animals were euthanized. Relevant specimens of the gastric wall were ex-planted for histological examination.
Results: Fabrication of the implants was based on well-established cell cultural methods. All animals survived within four weeks after primary surgery and showed no signs for possible complications. Neither laparoscopy nor gastroscopy revealed leakage or local infection in both groups. Histological examinations showed connective tissue in the de-fect-area predominantly but also initial remodeling of gastric mucosa.
Conclusions: In this trial, a novel method based on cell culture methods and surgery were combined creating a new technique for closure of gastrointestinal defect. The pro-ject was carried out smoothly and results showed non-inferiority compared with the gold standard. Though, evidence generated from this study is limited due to the small scaled design and methodological issues. Thus, further investigations with larger animal groups and proper planning are required. Nevertheless, this pilot study will contribute to im-provement of trial designs in the future.
KW  - Magenkrankheit
KW  - NOTES <Chirurgie>
KW  - Tissue Engineering
KW  - Fibroblast
KW  - Magenchirurgie
KW  - Fibroblasts
KW  - small intestinal submucosa
KW  - Anastomoseninsuffizienz
KW  - Gastrointestinaltrakt
KW  - Magen
KW  - Perforation <Medizin>
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-305832
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TY  - THES
A1  - Beck, Katharina
T1  - Die nitrerge Neurotransmission im Gastrointestinaltrakt der Maus
T1  - Nitrergic neurotransmission in the murine gastrointestinal tract
N2  - Die NO-sensitive Guanylyl-Cyclase (NO-GC) ist ein zentrales Enzym der NO/cGMP-Signalkaskade, das über die Aktivierung von NO zur Bildung des second messangers cGMP führt. Die NO-GC setzt sich aus zwei Untereinheiten zusammen, sodass zwei Isoformen des Enzyms gebildet werden können (α1β1 und α2β1). Da die genaue Verteilung der beiden Isoformen im Colon nicht bekannt ist, wurde diese im ersten Teil dieser Arbeit charakterisiert. Immunhistochemie und In-situ-Hybridisierung zeigten die Expression beider Isoformen sowohl in der glatten Muskelschicht als auch in der Submukosa und Lamina propria. Dabei war die α1β1-Isoform ubiquitär, die α2β1-Isoform dagegen hauptsächlich im Bereich des myenterischen Plexus vorzufinden.
In der glatten Muskelschicht des Colons ist die NO-GC in glatten Muskelzellen (SMC), interstitiellen Zellen von Cajal (ICC) sowie Fibroblasten-ähnliche Zellen (FLC) exprimiert und hauptsächlich in die Modulation der gastrointestinalen Motilität involviert. Zur spezifischen Charakterisierung der Funktion der NO-GC in den einzelnen Zelltypen wurden Knockout-Mäuse generiert, denen die NO-GC global (GCKO) oder spezifisch in SMC (SMC-GCKO), ICC (ICC-GCKO) oder beiden Zelltypen (SMC/ICC-GCKO) fehlt. Anhand dieser Mausmodelle sollten im zweiten Teil dieser Arbeit die modulatorischen Effekte der NO-GC auf die spontanen Kontraktionen des Colons bestimmt werden. Zur Charakterisierung der spontanen Kontraktionen der zirkulären Muskelschicht wurden Myographiestudien mit 2,5 mm langen Colonringen durchgeführt. Hierbei konnten drei verschiedene Kontraktionen gemessen werden: Kleine, hochfrequente Ripples, mittlere Kontraktionen und große Kontraktionen. Die detaillierte Analyse der einzelnen Kontraktionen zeigte einerseits eine NO-unabhängige Regulation der Ripples, andererseits eine NO-abhängige Modulation der mittleren und großen Kontraktionen über die NO-GC in SMC und ICC. Die NO-GC in SMC beeinflusst die Kontraktionen vermutlich vor allem über die Regulation des Muskeltonus der zirkulären Muskelschicht. Die NO-GC in ICC dagegen modifiziert die spontanen Kontraktionen möglicherweise über eine Veränderung der Schrittmacheraktivität. Allerdings führt erst ein Funktionsverlust des NO/cGMP-Signalweges in beiden Zelltypen zu einem sichtbar veränderten Kontraktionsmuster, das dem von globalen Knockout-Tieren glich. Dies weist auf eine kompensatorische Wirkung der NO-GC im jeweils anderen Zelltyp hin.
Zur Analyse der propulsiven Kontraktionen entlang des gesamten Colons wurden Videoaufnahmen der Darmbewegungen in Kontraktionsmusterkarten transformiert. Zudem wurde der Darm durchspült und die Ausflusstropfen aufgezeichnet, um die Effektivität der Kontraktionen beurteilen zu können. Hierbei zeigte sich, dass eine Beeinträchtigung des NO/cGMP-Signalweges eine verminderte Effektivität der Kontraktionen zur Folge hat und vermutlich durch eine beeinträchtige Synchronisation der Kontraktionen erklärt werden kann. In diesem Regulationsmechanismus konnte vor allem der NO-GC in SMC eine übergeordnete Rolle zugewiesen werden.
Der dritte Teil der Arbeit thematisierte den Befund, dass SMC-GCKO-Tiere ca. 5 Monate nach Tamoxifen-Behandlung Entartungen der Mukosa entwickelten. Diese Entartung war lediglich in Tamoxifen-induzierten Knockout-Tieren vorzufinden. Histologische Analysen identifizierten die Entartungen als tubulovillöses Adenom. Die Genexpressionsanalyse von Mukosafalten von SMC-GCKO-  und heterozygoten Kontrolltieren zeigte eine Vielzahl von Genen, welche spezifisch bei colorectalem Karzinom differenziell exprimiert sind. Einer dieser Faktoren war der BMP-Antagonist Gremlin1. Dieser Faktor erschien von besonderem Interesse, da er in Zellen der Lamina muscularis mucosae und kryptennahen Myofibroblasten exprimiert wird. Immunhistochemische Analysen ließen vermuten, dass diese Zellen sowohl die NO-GC als auch die Cre-Rekombinase unter dem SMMHC-Promotor exprimieren. Diese Arbeit liefert demnach Hinweise darauf, dass die NO-GC einen wichtigen Regulator innerhalb der Stammzellnische bildet. Die Deletion der NO-GC führt vermutlich zu einer verstärkten Bildung bzw. Sekretion von Gremlin1, was die Homöostase der mukosalen Erneuerung stört und somit zur Entwicklung von Adenomen führt.
N2  - The NO/cGMP signalling cascade is involved in many physiological processes. NO sensitive Guanylyl-Cyclase (NO-GC) is a key enzyme of this cascade, which is activated by NO and leads to the generation of the second messenger cGMP. As NO GC is comprised of two subunits two different isoforms exist (α1β1 und α2β1). However, the detailed distribution of the two isoforms in the colon is not known. Therefore, in the first part of this thesis, immunohistochemical staining and in situ hybridization was performed. The results showed NO-GC expression in the smooth muscle layer as well as in the submucosa and the lamina propria. Whereas the α1β1 isoform is expressed ubiquitously, expression of the α2β1 isoform is concentrated on the myenteric plexus.
In the smooth muscle layer, NO-GC expression has been shown specifically in smooth muscle cells (SMC), interstitial cells of Cajal (ICC) and fibroblast-like cells (FLC). The function has been mainly associated with modulation of gastrointestinal motility. To specify the role of NO-GC on colonic motility in each cell type, mice lacking NO-GC globally (GCKO) or specifically in SMC (SMC-GCKO), ICC (ICC-GCKO) or in both (SMC/ICC-GCKO) were used. First, organ bath studies were performed using small proximal colonrings of 2,5 mm size. These measurements showed three different contractions: small, high frequency ripples, intermediate contractions and large contractions. For each contraction type, NO dependence was analyzed: Ripples are regulated in a NO-independent manner. In contrast, intermediate and large contractions are modulated by NO via a mechanism involving both ICC and SMC: NO GC in SMC most likely modulates contractions by setting muscle tone, whereas NO GC in ICC interacts with the pacemaker activity.
Moreover, contractions along the whole colon were analyzed using spatiotemporal maps. These measurements revealed NO-GC to be related to the efficiency of propulsive long distance contractions (LDC). Impaired NO-GC signalling (e.g. in SMC-GCKO, GCKO mice or in the presence of NOS inhibitor L-NAME) resulted in altered appearance of LDC. Some of these LDC did not produce outflow. Thus, our results indicate a prominent role of NO-GC in SMC to synchronize contractions along the colon to result in effective propulsion.
The third part of the study focused on the potential involvement of NO-GC in adenoma development. This hypothesis was set up based on the observation that colon of SMC GCKO mice showed mucosal swellings five month after tamoxifen treatment. Histological analysis assumed the mucosal swellings as tubulovillous adenoma. Subsequent gene expression analysis of mucosal folds of SMC-GCKO and heterozygous control mice identified a variety of differentially expressed genes, among them the BMP antagonist Gremlin1. This factor is potentially influenced by NO-GC as it is expressed by cells of the lamina muscularis mucosae and myofibroblasts closely located to the colonic crypts. Immunohistochemical analysis of tdTomato reporter mice assumed the same cells to express NO-GC under control conditions and active Cre recombinase in SMC-GCKO colon. Thus, this work hypothesizes NO-GC to be involved in the regulation of mucosal renewal. Deletion of NO-GC likely increases Gremlin1 generation and/or secretion, leading to altered mucosal renewal and finally resulting in adenoma development.
KW  - Gastrointestinaltrakt
KW  - Cyclo-GMP
KW  - Colon
KW  - Motilität
KW  - Stickstoffoxid
KW  - Knockout-Mäuse
KW  - interstitielle Zellen von Cajal
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-159896
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lies, Barbara Christiane
T1  - Untersuchung zur NO/cGMP-Signaltransduktion in der glatten Muskulatur von NO-GC-defizienten Mäusen
T1  - Investigation of NO/cGMP signaltransduction in smooth muscle of NO-GC-deficient mice
N2  - Die Stickstoffmonoxid (NO)/cGMP-Signaltransduktion besitzt eine entscheidende Rolle bei der Tonusregulation der glatten Muskulatur. Dabei ist NO neben seiner herausragenden Bedeutung für das vaskuläre System einer der wichtigsten inhibitorischen Neurotransmitter im Gastrointestinaltrakt. Die Wirkung von NO beruht hauptsächlich auf der Aktivierung der NO-sensitiven Guanylyl-Cyclase (NO-GC), die aus zwei Untereinheiten aufgebaut ist (α und ß). Die Deletion der ß1-Untereinheit in Mäusen resultiert in einem vollständigen NO-GC-Knockout (GCKO). Im Gastrointestinaltrakt ist die Expression von NO-GC in glatten Muskelzellen (SMC), interstitiellen Zellen von Cajal (ICC) und Fibroblasten-ähnlichen Zellen (FLC) nachgewiesen. In dieser Arbeit wurde die Bedeutung des NO/cGMP-Signalweges für die Regulation von Kontraktion und Relaxation innerhalb dieser drei Zelltypen anhand von zellspezifischen GCKO-Tieren untersucht. SMC- und ICC-spezifische GCKO-Tiere waren bereits vorhanden. FLC-spezifische GCKO-Tiere wurden generiert und mit den vorhandenen ICC- und SMC-GCKO-Linien gekreuzt, um Doppel- und Tripel-Knockout-Tiere zu erhalten. FLC-GCKO-Tiere zeigen eine NO-induzierte Relaxation glattmuskulären Gewebes, die der von WT-Tieren gleicht. Auch Gewebe von FLC/ICC- und FLC/SM-GCKO-Tieren kann durch NO relaxiert werden. Erst die Deletion der NO-GC in allen drei Zelltypen (Tripel-GCKO) führt zu einer Unterbrechung der NO-Relaxation, wie sie aus GCKO-Tieren bekannt ist. Überraschenderweise zeigt sich bei FLC-GCKO-Tieren eine beschleunigte Darmpassagezeit. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen darauf schließen, dass die NO-GC in allen drei Zelltypen des Gastrointestinaltrakts an der nitrergen Signaltransduktion beteiligt ist, wenn auch auf unterschiedliche Weise. Es besteht demnach eine Interaktion zwischen den verschiedenen Zelltypen, die durch weiterführende Versuche mit den vorhandenen Doppel-Knockout-Tieren sowie der Tripel-GCKO-Linie nähergehend untersucht werden muss. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigte sich mit der Rolle der NO-GC im unteren Harntrakt. Dort liegt die NO-GC in verschieden Zelltypen vor. In Urethra-Gewebe wird die NO-GC ausschließlich in SMC exprimiert, während sie in der Harnblase einzig in interstitiellen Zellen, nicht aber in SMC, befindet. Funktionell hat dies zur Folge, dass die NO-induzierte Urethra-Relaxation ausschließlich von glatten Muskelzellen vermittelt wird. Die Harnblasenmuskulatur hingegen zeigt keine Relaxation auf NO-Gabe hin. Die Identifizierung der NO-GC-exprimierenden interstitiellen Zellen sowie ihre Funktion sind bislang ungeklärt. In einem dritten Projekt wurden Untersuchungen zur Effektivität der NO-GC-Inhibitoren ODQ und NS2028 durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem Einsatz der Inhibitoren nicht von einer vollständigen Hemmung der NO-GC ausgegangen werden sollte. Drei Faktoren beeinflussen nachhaltig die Inhibitor-Effektivität: (1) die Klasse des NO-Donors, (2) die Inkubationszeit mit dem Inhibitor und dem NO-Donor sowie (3) die Stärke der Vorkontraktion bei Versuchen mit Glattmuskelgewebe. Die Wahl dieser Parameter bestimmt, in welchem Ausmaß ODQ und NS2028 die NO-stimulierte NO GC inhibieren können. Aus diesem Projektteil resultiert, dass man den Einsatz dieser Inhibitoren nicht, wie vielfach in der Literatur vorzufinden, als Beweis für cGMP unabhängige Effekte nutzen sollte.
N2  - The nitric oxide (NO)/cGMP signal transduction has a prominent role in the control of smooth muscle tone. Besides its outstanding function in vascular relaxation NO is a major inhibitory neurotransmitter in the gastrointestinal (GI) tract. It acts predominantly via NO-sensitive guanylyl cyclase (NO-GC) which consists of two subunits (α and ß). Deletion of the ß1 subunit in the mouse leads to a global NO-GC knockout (GCKO). In the GI tract, expression of NO-GC is detected in smooth muscle cells (SMC), interstitial cells of Cajal (ICC) and fibroblast-like cells (FLC). Using cell-specific knock-out mice the impact of NO/cGMP-signaling on regulation of contraction and relaxation in the respective GI cell types was investigated. SMC- and ICC-specific GCKO mice already existed in our lab whereas FLC-specific GCKO mice were generated and then crossed to obtain double and triple mutants. GI smooth muscle from FLC-GCKO mice shows a WT-like relaxation towards NO. Also tissue from FLC/ICC- and FLC/SM-GCKO mice can be relaxed by addition of NO. Only deletion of NO-GC in all three cell types leads to an abolished relaxation as seen in GCKO tissue. Surprisingly, FLC-GCKO mice show an accelerated gut transit time in comparison to WT animals. These results lead to the conclusion that NO-GC in all three GI cell types mediates nitrergic signaling in smooth muscle, even though in different ways. There seems to be an interaction of the three cell types which needs to be further attended to by investigation of the double- and triple-GCKO mutants. The second part of this project engaged in the investigation of NO-GC in the lower urinary (LU) tract. Here, expression of NO-GC is detected in urethra and urinary bladder. Urethral NO-GC is expressed in SMC whereas in the urinary bladder NO-GC expression can only be detected in interstitial cells. As a consequence, NO-induced urethral relaxation is exclusively dependent on SMC. Bladder smooth muscle does not reveal NO-mediated relaxation. The identification and function of the NO-GC expressing interstitial cells remains to be further investigated. Investigation of the NO-GC inhibitors ODQ and NS2028 shows that their efficiency is dependent on three different factors: (1) class of NO donor, (2) incubation time of the inhibitor and the NO donor and (3) the strength of pre-contraction when using smooth muscle tissue. The choice of these parameters determines to which extent ODQ and NS2028 are able to inhibit NO-GC. For that reason use of these inhibitors should not be taken as proof of cGMP-independent effects.
KW  - Glatte Muskulatur
KW  - Gastrointestinaltrakt
KW  - NO-sensitive Guanylyl-Cyclase
KW  - unterer Harntrakt
KW  - NO-sensitive guanylyl cyclase
KW  - lower urinary tract
KW  - gastrointestinal tract
KW  - smooth muscle
KW  - Maus
KW  - Knockout <Molekulargenetik>
KW  - Stickstoffoxide
KW  - Cyclo-GMP
KW  - Signaltransduktion
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85499
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TY  - THES
A1  - Lex, Benno Franziskus Johannes
T1  - Differenzierte molekulare Expression von Selenoproteinen im menschlichen Gastrointestinaltrakt und in gastrointestinalen Tumorzelllinien
T1  - Differential expression of selenoproteins in the human gastrointestinal tract and in gastrointestinal cell lines
N2  - Von den bisher entdeckten Selenoproteinen im Organismus von Eu- und Prokaryonten sind nur wenige Proteine hinsichtlich ihrer biologischen Funktion weitgehend analysiert. Mit zunehmenden Erkenntnisgewinn über Funktion und Regulation einzelner Selenoproteine kristallisiert sich eine Gewebsspezifität heraus. Über die Genexpression von Selenoproteinen im Gastrointestinaltrakt des Menschen gibt es nur wenige Daten. Da für die kontinuierliche nutritive Selensupplementation ein eindrucksvoller präventiver Effekt auf die Inzidenz kolorektaler Karzinome nachgewiesen wurde, erscheint der Gastrointestinaltrakt als wichtiges Zielorgan für Selen und Selenoproteine. In der vorliegenden Arbeit wurden molekularbiologische und proteinbiochemische Untersuchungen zur Genexpression und Funktion einzelner Selenoproteine im Gastrointestinaltrakt durchgeführt. 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 für weitere Untersuchungen, in welchen veränderte Expressionsmuster der Selenoproteine in gastrointestinalen Präkanzerosen wie kolorektale Adenome oder Barrett-Ösophagus 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 zugehörigen 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 Präkanzerose, gefunden. Der Stellenwert der veränderten Genexpression von gastrointestinalen Selenoproteinen im Rahmen der Karzinogenese bleibt noch weiter zu untersuchen. Eine Wirkung von Östrogen auf die gastrointestinalen Selenoproteine war nicht nachweisbar. Diese Frage war Gegenstand dieser Arbeit, da für Östrogen (wie auch für Selen) epidemiologisch ein Schutzeffekt gegen kolorektale Karzinome bekannt ist. Zu den zukünftig weiter zu klärenden Fragen gehört insbesondere die weitere Aufklärung der biologischen Funktionen von Selenoproteinen.
N2  - From the so far discovered selenoproteins in the organisms of eukaryotes and prokaryotes only a few proteins are well known for their biological function. With increasing knowledge about function and regulation of selected selenoproteins their tissue specifity becomes clearer. There are only a few data’s about gene expression of selenoproteins in the human gastrointestinal tract. Because a continuous nutritional selenium supplementation showed an impressing preventive effect on the incidence of colorectal cancer, the gastrointestinal tract seems to be an important target for selenium and selenoproteins. In this paper gene expression and function of different selenoproteins in the gastrointestinal tract was investigated with various molecular and biochemical methods. Therefore we first identified selenoprotein P (SeP), thirodoxinreductase (TrxR1) and two glutathionperoxidase isoenzymes (GPx-GI and pGPx) by mRNA-extraction. A differential expression pattern in the different intestinal compartments of the human gastrointestinal tract was found. These data’s built the base for further investigations, in which different patterns of selenoprotein expression in gastrointestinal praecanceroses like colorectal adenoma and Barrett`s oesophagus. Analogous here fore there was an expression of the same proteins in human cell lines of colorectal (Caco 2) and gastric (ST 23132) cancer, which revealed them to be the suitable cell culture system to investigate the regulation of gene expression. The detection of the auto radiographic signals of the above mentioned proteins in the metabolic marker experiment with 75 Se (in cell culture and and gastrointestinal mucosa biopsies) can be interpreted as gene translation. The role of GPx-GI in gastrointestinal carcinogenesis is of special interest. Ethanol and tamoxifen - epidemiological studies identified both as carcinogens - induced a higher expression of GPx-GI. Also in colorectal adenoma GPx-GI showed a higher expression. The biological importance of a modified gene-expression for gastrointestinal selenoproteins in carcinogenesis must be investigated in further experiments. In this study for oestrogen no regulation of selenoprotein expression was found, even though epidemiological data’s show an oestrogen related protection for colorectal carcinoma. The further analysis of the multiple biological functions of the different selenoproteins will be task to future research.
KW  - Selenoproteine
KW  - Gastrointestinaltrakt
KW  - Selenoprotein P
KW  - Thioredoxinreduktase
KW  - Glutathionperoxidasen
KW  - selenoproteins
KW  - gastrointestinal tract
KW  - selenoprotein P
KW  - thioredoxinreduktase
KW  - glutathionperoxidasen
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-10965
ER  -