Dokument: Stimulation of Gap Junctional Intercellular Communication by The Human Teratogens Retinoic Acid and Thalidomide
| Titel: | Stimulation of Gap Junctional Intercellular Communication by The Human Teratogens Retinoic Acid and Thalidomide | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2287 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20010215-000287-1 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Onat, Hatice Duygu [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Dr. h.c. Sies, Helmut [Gutachter] Prof. Dr. Wunderlich, Frank [Gutachter] Prof. Dr. Knust, Elisabeth [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Interzelluläre Kommunikation, Thalidomid, Retinoiden, Gap Junctions,Teratogen, Hautfibroblasten, WB-F344, F9RARßlacZGap Junctions, Thalidomide, Retinoids, Connexin,Teratogen, HFFF2, WB-F344, F9RARßlacZ, Intercellular Communication | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Gap Junctions sind Zell-Zell Kanäle, die an der zellulären Signalgebung teilnehmen und eine wichtige Rolle bei der embryonalen Entwicklung spielen. Die Stimulation der interzellulären Kommunikation über Gap Junctions (GJIC) wurde durch Teratogene wie Thalidomid, Retinsäure und einige ihrer Analoga in verschiedenen Zellen von Mensch, Maus und Ratte untersucht. All-trans-Retinsäure und verwandte Verbindungen, die eine Steigerung der GJIC verursachten, stabilisierten Connexin 43 (Cx 43) mRNA; Cx 43 ist ein weit verbreitetes Gap Junction Protein. Das starke Teratogen 13-cis-Retinsäure stimulierte die GJIC und stabilisierte Cx 43 mRNA ähnlich wie die all-trans-Retinsäure. Dagegen transaktivierte 4-oxo-13-cis-Retinsäure, ein schwaches Teratogen, zwar den RARß2-Promotor, stabilisierte aber weder Cx 43 mRNA, noch induzierte es die GJIC. Alle Retinoide transaktivierten den RARß2-Promotor in F9 Maus-Teratokarzinom Zellen; dennoch scheinen ihre Wirkungen auf die GJIC durch eine posttranskriptionale Regulierung von Cx 43 mRNA zu erfolgen. Die starken Teratogene, Thalidomid, sein Analog EM 12 und der Thalidomidmetabolit 2-Phthalimido-Glutarsäure (PGA), stimulierten die GJIC signifikant in humanen fötalen Hautfibroblasten. EM 12 und PGA waren weniger effektiv bei der Stimulierung der GJIC in Rattenleber Epithelzellen (WB-F344). Das PGA Analog, EM 138, stimulierte die GJIC effektiver in WB-F344 Zellen, während das EM 12 Analog EM 364 in HFFF2 Zellen effektiver war. Dies deutet auf eine speziesspezifische Wirkung von Thalidomid und seiner Analoga auf die GJIC hin, und könnte in Beziehung zu deren speziesspezifischer teratogenen Wirkung stehen. Weder in HFFF2 noch in WB-F344 Zellen, ergab sich eine Wirkung auf die GJIC bei Behandlung mit EM 16, einem nicht-teratogenen Thalidomidanalogon. All-trans-Retinsäure, die ein starkes Teratogen bei Mensch und Ratte ist, stimulierte die GJIC signifikant in Zellen beider Spezies. Der Phorbolester, 12-O-Tetradekanoylphorbol-13-Azetat (TPA) aktiviert die Protein Kinase C (PKC) und bewirkt dadurch eine Phosphorylierung und Translokation von Cx 43 Protein von der Membran in das Cytosol, was die GJIC vermindert. EM 364, das die GJIC in Zellen beider Spezies stimuliert, verhinderte effektiv die TPA-verursachte Translokation von Cx 43; EM 16, das die GJIC nicht in Zellen beider Spezies stimulieren konnte, war nicht effektiv. Ob Thalidomid und seine Analoga die GJIC über einen PKC-abhängigen Weg stimulieren, muß noch weiter untersucht werden. Die hier vorgeschlagene Modifikation der GJIC könnte mit den pharmakologischen und toxikologischen Wirkungen der all-trans-Retinsäure, des Thalidomids und deren Analoga in Beziehung stehen.Gap junctions are cell-to-cell channels involved in cellular signaling and play a pivotal role in embryonal development. Stimulation of gap junctional intercellular communication (GJIC) by the potent human teratogens thalidomide and retinoic acid, and some of their analogs were examined in different cell types originating from human, mouse and rat tissues. All-trans-retinoic acid and all of its derivatives that caused an increase in GJIC, also increased the stability of connexin 43 (Cx 43) mRNA which codes for the most abundant gap junction protein. The potent human teratogen, 13-cis-retinoic acid stimulated GJIC and increased the stability of Cx 43 mRNA to a similar extent as all-trans-retinoic acid. On the other hand, 4-oxo-13-cis-retinoic acid, which is weaker teratogen than all-trans-retinoic acid, was able to transactivate the RARß2-promoter but did not increase Cx 43 mRNA stability or GJIC. Although all retinoids transactivated the RARß2-promoter in F9 mouse teratocarcinoma cells, it seems that they affect GJIC via the post-transcriptional regulation of Cx 43 gene expression, rather than leading to an increase in the transcription rate. The potent teratogens, thalidomide, its analog, EM 12, and the thalidomide hydrolysis product, 2-phthalimidoglutaric acid (PGA), stimulated GJIC significantly in human fetal skin fibroblasts (HFFF2). On the other hand, EM 12 which is known to be non-teratogenic in rats and PGA were less effective to stimulate GJIC in rat liver epithelial cells (WB-F344). The PGA analog, EM 138, stimulated GJIC more effectively in WB-F344 cells, whereas EM 12 analog, EM 364, was relatively more effective in HFFF2 cells. This might be related to a species-specific effect of thalidomide and its derivatives on GJIC which might be linked to their species-specific teratogenicity. Neither in HFFF2 nor in WB-F344 cells, there was any detectable alteration of GJIC with the thalidomide analog EM 16, known as a non-teratogenic compound. All-trans-retinoic acid, which is a potent teratogen in humans and rats, stimulated GJIC significantly in cells from both species. The phorbol ester, 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA) activates protein kinase C (PKC) and thereby causes phosphorylation and translocation of Cx 43 protein from the membrane into the cytosol which results in a decrease of GJIC. EM 364 stimulating GJIC in both cell types, was effective to prevent TPA-induced translocation of Cx 43, whereas EM 16, which did not stimulate GJIC, was found to be not effective. Thus, thalidomide and its derivatives may stimulate GJIC by interfering with one of the PKC related pathways or by inhibiting PKC activity directly, thereby regulating phosphorylation of channel proteins which should be further examined. It is suggested that modification of GJIC is related to the pharmacological and toxicological properties of all-trans-retinoic acid, thalidomide and their derivatives. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 15.02.2001 | |||||||
| Dateien geändert am: | 12.02.2007 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 15.02.2001 | |||||||
| Datum der Promotion: | 15.02.2001 |
