Dokument: Regulation von FoxO-Transkriptionsfaktoren durch Umweltnoxen: Einfluss von Metallionen und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen
| Titel: | Regulation von FoxO-Transkriptionsfaktoren durch Umweltnoxen: Einfluss von Metallionen und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=14721 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20100412-100435-2 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. Eckers, Anna [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Dr. Klotz, Lars-Oliver [Gutachter] Prof. Dr. Schmitt, Lutz [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | FoxO, Insulin, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, Schwermetalle | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie | |||||||
| Beschreibungen: | FoxO-Transkriptionsfaktoren regulieren eine Vielzahl von zellulären Prozessen durch die Kontrolle der Expression von Zielgenen. Durch die FoxO-gesteuerte Synthese von Proteinen wie der Mangansuperoxiddismutase (MnSOD) und des Selenoproteins P (SeP) unterstützen sie die endogene Abwehr gegen oxidativen Stress. FoxO-Proteine regulieren nicht nur die Bildung antioxidativ wirkender Proteine, sondern werden auch selbst auf posttranslationaler Ebene durch oxidativen Stress moduliert. Umweltfaktoren wie Schwermetalle und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) aktivieren Signalwege innerhalb der Zelle entweder durch direkte Interaktion mit Proteinen oder durch die Induktion der Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS).
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass die Behandlung menschlicher Hepatomzellen mit subtoxischen und nichtoxidierenden Nickelkonzentrationen eine Aktivierung der FoxO phosphorylierenden Ser/Thr-Kinase Akt hervorruft, die Aktivität von FoxO-Proteinen jedoch unbeeinflusst bleibt. Im Gegensatz dazu ging die durch Kupfer induzierte Phosphorylierung von Akt sowie FoxO-Proteinen sowohl mit der FoxO-Inaktivierung als auch cytotoxischen Effekten und einer Erhöhung des Glutathion-disulfidspiegels einher. Ebenso wurde beschrieben, dass xenobiotischer Stress, ausgelöst durch eine Behandlung von Hepatomzellen mit den PAK Benzo(a)pyren [B(a)P] und 3-Methylcholanthren (3-MC), und das Tryptophan Photoprodukt FICZ die transkriptionssteigernde Aktivität von FoxO-Faktoren und die Promotoraktivität der Glucose 6-Phosphatase erhöht. Im Gegen-satz dazu wurden die Promotoraktivitäten der für SeP und MnSOD codierenden Gene durch die Behandlung mit 3-MC gesenkt. In Übereinstimmung mit den Reportergenana-lysen wurde die mRNA-Expression von Selenoprotein P durch eine Behandlung mit 3-MC verringert. Dass die Bindung von FoxO-Proteinen an beide FoxO-Bindestellen des SeP-Promotors für die durch 3-MC induzierte Verringerung der SeP-Promotoraktivität essenziell ist, wurde durch Punktmutationen innerhalb der Bindestellen gezeigt. Neben der Aktivität wird auch die Expression der FoxO-Proteine durch PAH und FICZ moduliert, wie anhand der Verringerung der mRNA-Spiegel von FoxO4 nach Stimulation von Zellen mit 3-MC oder FICZ gezeigt werden konnte. Darin ähnelt die zelluläre Reaktion auf diese Xenobiotika der Antwort auf Insulin, das eine Verringerung der mRNA-Spiegel der FoxO-Isoformen 1a, 3a und 4 in Hepatomzellen induziert.FoxO transcription factors are crucial modulators of various cellular processes, control-ling the expression of target genes such as those coding for manganese superoxide dismutase (MnSOD) and selenoprotein P (SeP), thereby supporting defense against oxidative stress. Environmental stimuli such as heavy metal ions and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) modulate signaling pathways both by interaction with proteins or by inducing the generation of reactive oxygen species (ROS). Exposure of hepatoma cells to nickel ions at subcytotoxic doses did not translate into modulation of FoxO activity despite an activation of the Ser/Thr-kinase Akt. The cellular response to nickel ions under these conditions is most likely independent of the formation of ROS, since there were no increased levels of glutathione disulfide detectable. FoxO activity was then found to be modulated in response to exposure of cells to PAH or the tryptophan photoproduct FICZ. Both PAH and FICZ caused an increased activity of a FoxO-responsive promoter construct as well as of glucose 6-phosphatase promoter activity. In contrast, the activities of promoters of genes coding for MnSOD or SeP were decreased in response to exposure to the PAH 3-methylcholanthrene (3-MC). In line with the promoter effects, 3-MC also decreased steady-state levels of SeP mRNA. The response of the SeP promoter to 3-MC was abrogated by point mutations introduced at the two identified FoxO binding elements of the SeP promoter, implying that interaction of FoxO proteins with these sites is essential for the downregulation of promoter acivity. In addition to FoxO activity being modulated by xenobiotics, it was then demonstrated that FoxO expression was also modulated by exposure of cells to PAH or FICZ. FoxO4 mRNA levels were downregulated in hepatoma cells exposed to 3-MC or FICZ. Simi-larly, insulin treatment caused a downregulation of mRNA levels of FoxO 1a, 3a and 4 in hepatoma cells. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Sonstige Einrichtungen/Externe » An-Institute » Institut für Umweltmedizinische Forschung (IUF) an der HHU | |||||||
| Dokument erstellt am: | 12.04.2010 | |||||||
| Dateien geändert am: | 02.04.2010 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 03.12.2009 | |||||||
| Datum der Promotion: | 19.01.2010 |
