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 UR - https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/frontdoor/index/index/docId/944 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-10965 ER -