Dokument: Modulation der Seneszenzinduktion humaner Fibroblasten durch blaues Licht der Wellenlänge 453 nm

Titel:	Modulation der Seneszenzinduktion humaner Fibroblasten durch blaues Licht der Wellenlänge 453 nm
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=50325
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20190808-085420-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Prost, Max [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,50 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 29.07.2019 / geändert 29.07.2019
Beitragende:	Prof. Dr. Suschek, Christoph V. [Gutachter] PD Dr. Mahotka, Csaba [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Einleitung: Blaues Licht der Wellenlänge 453 nm besitzt ein hohes Therapiepotenzial in der Dermatologie. Trotz seines geringen Energiegehaltes ist eine Therapie mit blauem Licht nicht gänzlich unproblematisch, da seine Anwendung mit Entstehung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) einhergeht. Es ist allgemein anerkannt, dass ROS und oxidativer Stress wesentliche Faktoren der zellulären Seneszenz darstellen. Diese ist charakterisiert durch eine beschränkte Teilungsfähigkeit von Zellen mit anschließendem Zellzyklusarrest. Ein wichtiger Marker seneszenter Zellen ist die Akkumulation der -Galaktosidase (-Gal) im Zytoplasma. Ziel dieser Arbeit war es zu evaluieren, ob blaues Licht die Seneszenz humaner Hautfibroblasten (FB) beeinflusst. Material/Methoden: Es wurden FB-Kulturen mit unterschiedlichen Dosen blauen Lichts und als positive Kontrolle mit UVA-Strahlen bestrahlt. Der Grad der -Gal-Akkumulation wurde mittels einer -Gal-spezifischen Färbung bestimmt. Weiterhin wurde der ROS-Gehalt fluorometrisch charakterisiert, die Proteinexpression redoxaktiver Enzyme wurde mittels der Western-Blot Technik quantifiziert und die mRNA-Expression dieser redoxaktiven Enzyme mittels rt-PCR bestimmt. In einer abschließenden Versuchsreihe wurde zudem der Einfluss einer langfristigen regelmäßigen Bestrahlung mit blauem Licht auf die kumulative Populationsverdopplungszeit von Fibroblasten untersucht. Ergebnisse: Die Exposition der Zellen mit blauem Licht mit Dosen bis zu 80 J/cm2 führte zu einer signifikanten Erhöhung der ROS-Generierung. Paradoxerweise war jedoch auch eine signifikant niedrigere Anzahl -Gal-positiver Zellen zu beobachten verglichen mit den nicht-bestrahlten Kontrollkulturen. Im Gegensatz dazu führte eine Exposition der Zellen mit UVA-Strahlen zu einem starken und signifikanten Anstieg der Zahl -Gal-positiver Zellen. Bei der Untersuchung der mRNA-Expression der redoxaktiven Enzyme konnten keine signifikanten Veränderungen gezeigt werden. In Bezug auf die Proteinexpression dieser Enzyme war lediglich bei Betrachtung der Katalase eine signifikante Verringerung der Expression in bestrahlten Zellen festzustellen. Weiterhin war zu beobachten, dass sich eine langfristige Bestrahlung mit blauem Licht negativ auf die kumulative Populationsverdopplung auswirkt. Diskussion: Zusammenfassend lässt sich sagen, dass trotz einer Erhöhung des oxidativen Stresses und Erniedrigung des antioxidativen Potenzials der bestrahlten Zellen blaues Licht in den hier verwendeten therapeutisch-relevanten Dosen paradoxerweise zu einer geringeren Expression des Seneszenz-Parameters β-Galaktosidase in den bestrahlten Zellen führte. Aufgrund der nicht signifikanten Ergebnisse der Untersuchung der Proteinexpression der untersuchten redoxaktiven Enzyme sowie der Expression der zugehörigen mRNA ließ sich dieses Paradoxon noch nicht endgültig klären, und es bedarf noch zukünftiger Versuche zur endgültigen Beantwortung der Frage nach dem Einfluss von blauem Licht auf die Modulation von Seneszenzindukation in humanen Fibroblasten. Ebenso muss die Frage aufgeworfen werden, ob β-Galaktosidase in Bezug auf diese Fragestellung einen geeigneten Parameter zur Seneszenzbeurteilung darstellt. Introduction: Blue light with the wavelength 453 nm has a high therapeutic potential in dermatology. Despite the short energy content, therapy with blue light is not completely unproblematic, since its application is accompanied by the formation of reactive oxygen species (ROS). It is generally accepted that ROS and oxidative stress are important factors of cellular senescence. Senescence is characterized by a limited ability of cells to divide with subsequent cell cycle arrest. An important marker is the accumulation of -galactosidase (-gal) in the cytoplasm of senescent cells. The aim of this study was to evaluate whether blue light influences the senescence of human dermal fibroblasts (FB). Material/Methods: For this purpose, FB cultures were irradiated with different doses of blue light and as a positive control with UVA light. The degree of -gal accumulation was determined by a -gal-specific staining. Furthermore, the ROS content was characterized fluorometrically, the protein expression of redox-active enzymes (catalase, superoxide dismutase 1 and 2) was quantified by western blot technique and the mRNA expression of these redox-active enzymes was determined by rt-PCR. In a final series of experiments the influence of long-term blue light irradiation on the cumulative population doubling time of fibroblasts was investigated. Results: It could be shown that exposure of cells to blue light with doses up to 80 J / cm2 leads to a significant increase of ROS generation. Paradoxically, however, there was observed a significantly lower number of -gal positive cells compared to the non-irradiated control cultures. In contrast, exposure of the cells to UVA radiation resulted in a strong and significant increase in the number of -gal positive cells. In the study of the mRNA expression of the various redox-active enzymes, it was not possible to show any significant changes. In terms of protein expression of these redox-active enzymes, there was only found a significant reduction of catalase expression in irradiated cells. The superoxide dismutases showed no significant changes. Furthermore, long-term irradiation with blue light has a negative effect on the cumulative population doubling. Discussion: In summary, despite an increase in oxidative stress and lowering of the antioxidant potential of the irradiated cells, blue light in the therapeutically relevant doses used here paradoxically resulted in a lower expression of the senescence parameter β-galactosidase in irradiated cells. Due to the insignificant results of the investigation of the protein expression of the investigated redox - active enzymes, as well as the expression of the corresponding mRNA, this paradox could not be finally clarified and further experiments are needed to explain the influence of blue light on the Modulation of Senescence Induction in Human Fibroblasts. Furthermore you have to talk about the question if β-galactosidase is the right parameter to analyze senescene in this study.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	08.08.2019
Dateien geändert am:	08.08.2019
Promotionsantrag am:	13.02.2019
Datum der Promotion:	18.07.2019