Einfluss der interzellulären Kommunikation durch Gap Junction Kanäle auf strahlungsinduzierte Bystander Effekte

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Obwohl die biologischen Mechanismen von strahlungsinduzierten Bystander Effekten bis heute noch nicht vollständig geklärt sind, wird den interzellulären Gap Junction Kanälen eine bedeutende Rolle für die Vermittlung dieser Effekte zugesprochen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher der Einfluss von Gap Junction Kanälen bei der Vermittlung von strahlungsinduzierten Bystander Effekten in Jeg3 Zellen untersucht. Es wurde die kommunikationsdefiziente humane Chorionkarzinomzelllinie Jeg3, die stabil mit dem induzierbaren Cx43 und Cx26 Genen transfiziert wurde, eingesetzt. Als Vorversuch wurde untersucht, in wie weit die Expression von Cx43 Kanälen durch Röntgenstrahlung in verschiedenen Zelllinien moduliert wurde. Im Vergleich zu den Transfektanten wurden zusätzliche Zelllinien bEnd3 (Maus Endothelzellen) und EA.hy926 (humane Endothelzellen) getestet. In dieser Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass die Modulation der Cx43 Expression durch die Bestrahlung zellspezifisch ist und vor der Durchführung von Bystander Experimenten für jede Zelllinie überprüft werden muss. Nach Röntgenbestrahlung wurde in bEnd3 Zellen Cx43 mRNA und Protein hochreguliert. In EA.hy926 Zellen wiederum konnte nach Bestrahlung eine transiente Herunterregulation des Cx43 Transkripts festgestellt werden. Auf Proteinebene waren in EA.hy926 Zellen keine Modulationen nachweisbar. Bei beiden Zelllinien war jedoch keine zusätzliche Steigerung der Kopplung zu detektieren. In Jeg Cx43 Transfektanten war nach Bestrahlung mit 5 Gy weder eine Modulation des exogenen Cx43 noch eine Induktion des endogenen Cx43 weder auf Transkript- noch auf Proteinebene festzustellen. Um einen geeigneten Stressmarker für die Analyse von strahlungsinduzierten Bystander Effekten zu finden, wurde die Expression von aktiviertem p53, dem Zellzyklusinhibitor p21 und der aktivierten Caspase 3 nach Bestrahlung untersucht. Nur p53 erwies sich als ein guter Marker für die Untersuchung von strahlungsinduzierten Bystander Effekten nach Kokulturexperimenten, da p53 in direkt bestrahlten Zellen schnell und stabil bis zu 24 h nach Bestrahlung exprimiert wurde. Die Weitergabe von strahlungsinduzierten Bystander Effekten wurde in dieser Arbeit in Kokulturexperimenten mit Röntgenstrahlen in einer Dosis von 5 Gy analysiert. Nach einer vier stündigen Kokultivierung erfolgte die Zellsortierung mittels FACS-Analyse nach bestrahlten und unbestrahlten Zellen. Die Auswertung der p53 Expression in den jeweiligen Populationen ergab einen strahlungsinduzierten Bystander Effekt in Jeg3 Zellen, der unabhängig von Gap Junction Kanälen vermittelt wurde. Zur Überprüfung von Kurzzeiteffekten und einer anderen Energiequelle nach Bestrahlung wurden an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig (PTB) mit Hilfe einer Mikrostrahl-Anlage einzelne Zellen in einer Zellpopulation mit α-Teilchen bestrahlt. Nach einer 30 minütigen Kokultivierung von direkt bestrahlten und unbestrahlten Zellen auf einem Bestrahlunsträger, wurde mit einer speziellen Software die Expression von p53 nach immunzytochemischer Fluoreszenzfärbung automatisch bestimmt. Die Ergebnisse der Einzelzellbestrahlung stimmten tendenziell mit den Ergebnissen der Kokulturexperimente nach Röntgenbestrahlung überein. Auch nach Bestrahlung mit α-Teilchen konnte ein strahlungsinduzierter Bystander Effekt in den unbestrahlten Zellen nachgewiesen werden. Dieser Bystander Effekt wird aber auch nicht über Gap Junction Kanäle vermittelt. Vermutlich werden in Jeg3 Zellen Bystander Effekte über frei diffusionsfähige zelluläre Faktoren an unbestrahlte Zellen weitergegeben, die in weiteren Untersuchungen ermittelt werden müssen.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
ehem. Fakultät für Biologie und Geografie
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beitragende:
Prof. Dr. Winterhager, Elke [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr. Iliakis, George [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
22.02.2007
Dokument erstellt am:
04.05.2007
Promotionsantrag am:
01.10.2006
Dateien geändert am:
09.05.2007
Medientyp:
Text