Dokument: Untersuchung zur möglichen Zellzyklus-abhängigen Induktion des Tumorsuppressorproteins p21

Titel:	Untersuchung zur möglichen Zellzyklus-abhängigen Induktion des Tumorsuppressorproteins p21
Weiterer Titel:	Investigation of a possible cell cycle–dependent induction of the tumor suppressor protein p21
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=72515
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20260319-141312-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Chen, Susan [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 31,33 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 10.03.2026 / geändert 10.03.2026
Beitragende:	Prof. Dr. med. Boege, Fritz [Gutachter] PD Dr. Floß, Doreen M. [Gutachter]
Stichwörter:	p21
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der potenziellen zellzyklusabhängigen Induktion des Tumorsuppressorproteins p21 im Kontext von DNA-Schädigungen. p21 ist als Cyclin-abhängiger-Kinasen-Inhibitor (CKI) ein zentraler Regulator der Zellzyklusprogression, der über p53-abhängige und -unabhängige Wege reguliert wird und entscheidend zur Aufrechterhaltung der genomischen Stabilität beiträgt. Eine Fehlregulation kann die Tumorentstehung begünstigen und den therapeutischen Erfolg beeinträchtigen. In Vorarbeiten des gastgebenden Instituts wurde das grün fluoreszierende Protein- (GFP) Gen in die HT-1080 Zelllinie mittels CRISPR/Cas9-Methode integriert. Während der Rekombination fusionierte das GFP gezielt mit dem endogenen p21-Gen. Die daraus resultierende fluoreszierende Zelllinie HT-p21GFP ermöglicht es, die Expression von p21-GFP auf Einzelzellebene sichtbar zu machen. Diese Eigenschaft wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit genutzt, um mittels Durchflusszytometrie und konfokaler Lebendzellfluoreszenzmikroskopie die Dynamik und Regulation von p21-GFP detailliert zu analysieren. Ziel war es, die Dynamik und Heterogenität der p21-GFP-Expression nach Behandlung mit Röntgenstrahlen und Camptothecin (CPT) zu untersuchen. Unsere Ergebnisse im Rahmen der durchflusszytometrischen Analyse zeigten eine dosisabhängige lineare Zunahme der p21-GFP-Expression bei Röntgenexposition sowie eine biphasische Reaktion auf die CPT-Behandlung. Im Zuge des Live cell imaging beobachteten wir, dass die p21-GFP-Expression unabhängig von der Zellzyklusphase zum Zeitpunkt der DNA-Schadensinduktion war. In G1- und G2- Phasen konnte die Anwesenheit von p21-GFP nachgewiesen werden. p21-GFP wurde jedoch in den S-Phasen vollständig abgebaut. Die p21-GFP-Expression ging mit einer verlängerten G1-Phasenlänge und erhöhter Zelltodrate einher. Zusammenfassend konnten charakteristische Dosis-Wirkungsbeziehungen der p21- Expression für die jeweiligen Induktoren eines DNA-Schadens beobachtet werden. Die Ergebnisse unserer Arbeit suggerieren, dass p21-GFP künftig als diagnostisches Werkzeug zur Identifikation der Toxizität verschiedener Noxen geeignet sein könnte. This study focuses on the potential cell cycle–dependent induction of the tumor suppressor protein p21 in the context of DNA damage. As a cyclin-dependent kinase inhibitor (CDKI), p21 is a key regulator of cell cycle progression. It is controlled through both p53-dependent and independent pathways and plays a crucial role in maintaining the genomic stability. Dysregulation of p21 can promote tumorigenesis and impair therapeutic outcomes. In preliminary work conducted at the host institute, the green fluorescent protein (GFP) gene was integrated into the HT-1080 cell line using CRISPR/Cas9 technology. During homologous recombination, GFP was specifically fused to the endogenous p21 gene. The resulting fluorescent cell line, HT-p21GFP, enables visualization of p21-GFP expression at the single-cell level. This feature was leveraged in the present study to analyse the dynamics and regulation of p21-GFP using flow cytometry and confocal live-cell fluorescence microscopy. The aim was to investigate the dynamics and heterogeneity of p21-GFP expression following treatment with ionizing radiation and the chemotherapeutic agent camptothecin (CPT). Flow cytometric analysis revealed a dose-dependent linear increase in p21-GFP expression following irradiation, while CPT treatment induced a biphasic response. In live-cell imaging, we observed that p21-GFP expression was independent of the cell cycle phase at the time of DNA damage induction. p21-GFP was detectable in G1 and G2 phases but was completely degraded during the S phase. Notably, increased p21- GFP expression correlated with prolonged G1 phase duration and higher rates of cell death. In conclusion, distinct dose–response relationships of p21 expression were observed for each DNA-damaging agent. Our findings suggest that p21-GFP may serve as a valuable diagnostic tool for assessing the cytotoxicity of various genotoxic stressors in the future.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Zentralinstitut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik
Dokument erstellt am:	19.03.2026
Dateien geändert am:	19.03.2026
Promotionsantrag am:	07.05.2025
Datum der Promotion:	26.02.2026