@phdthesis{Dobbernack2008,
  author    = {Dobbernack, Gisela},
  title     = {Konstruktion und Charakterisierung transgener Mauslinien f{\"u}r humane Sulfotransferasen als Modellsysteme f{\"u}r eine SULT-vermittelte metabolische Aktivierung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-30447},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die Enzyme der Sulfotransferase-Gensuperfamilie (SULT) konjugieren nukleophile Gruppen von kleinen endogenen Verbindungen und Fremdstoffen mit der negativ geladenen Sulfo-Gruppe. Dadurch wird die Polarit{\"a}t dieser Verbindungen erh{\"o}ht, ihre passive Permeation von Zellmembranen verhindert und somit ihre Ausscheidung erleichtert. Jedoch stellt die Sulfo-Gruppe in bestimmten chemischen Verbindungen eine gute Abgangsgruppen dar. Aus der Spaltung resultierende Carbenium- oder Nitreniumionen k{\"o}nnen mit DNA oder anderen zellul{\"a}ren Nukleophilen reagieren. In Testsystemen f{\"u}r Mutagenit{\"a}t wurden zahlreiche Verbindungen, darunter Nahrungsinhaltsstoffe und Umweltkontaminanten, durch SULT zu Mutagenen aktiviert. Dabei zeigten sich zum einen eine ausgepr{\"a}gte Substratspezifit{\"a}t selbst orthologer SULT-Formen unterschiedlicher Spezies und zum anderen Interspezies-Unterschiede in der SULT-Gewebeverteilung. Daher k{\"o}nnten sich die Zielgewebe einer SULT-induzierten Krebsentstehung bei Mensch und Nager unterscheiden. Um die Beteiligung von humanen SULT an der Bioaktivierung von Fremdstoffen im Tiermodell untersuchen zu k{\"o}nnen, wurden transgene Mauslinien f{\"u}r den Cluster der humanen SULT1A1- und -1A2-Gene sowie f{\"u}r die humane SULT1B1 generiert. Zur Herstellung der transgenen Linien wurden große genomische Konstrukte verwendet, die die SULT-Gene sowie - zum Erreichen einer der Humansituation entsprechenden Gewebeverteilung der Proteinexpression - deren potentielle regulatorische Sequenzen enthielten. Es wurden je drei transgene Linien f{\"u}r hSULT1A1/hSULT1A2 und drei transgene Linien f{\"u}r hSULT1B1 etabliert. Die Expression der humanen Proteine konnte in allen Linien gezeigt werden und f{\"u}nf der sechs Linien konnten zur Homozygotie bez{\"u}glich der Transgene gez{\"u}chtet werden. In der molekularbiologischen Charakterisierung der transgenen Linien wurde der chromosomale Integrationsort der Konstrukte bestimmt und die Kopienzahl pro Genom untersucht. Mit Ausnahme einer hSULT1A1/hSULT1A2-transgenen Linie, bei der Kopien des Konstrukts in zwei unterschiedliche Chromosomen integriert vorliegen, wiesen alle Linien nur einen Transgen-Integrationsort auf. Die Untersuchung der Transgen-Kopienzahl ergab, dass die Mauslinien zwischen einer und etwa 20 Kopien des Transgen-Konstrukts pro Genom trugen. In der proteinbiochemischen Charakterisierung wurde gezeigt, dass die transgenen Linien die humanen Proteine mit einer weitgehend der des Menschen entsprechenden Gewebeverteilung exprimieren. Die Intensit{\"a}t der im Immunblot nachgewiesenen Expression korrelierte mit der Kopienzahl der Transgene. Die zellul{\"a}re und subzellul{\"a}re Verteilung der Transgen-Expression wurden bei einer der hSULT1A1/hSULT1A2-transgenen Linien in Leber, Niere, Lunge, Pankreas, D{\"u}nndarm und Kolon und bei einer der hSULT1B1-transgenen Linien im Kolon untersucht. Sie stimmte ebenfalls mit der Verteilung der entsprechenden SULT-Formen im Menschen {\"u}berein. Da sich die erzeugten transgenen Linien aufgrund ihrer mit dem Menschen vergleichbaren Gewebeverteilung der SULT-Expression als Modellsystem zur Untersuchung der menschlichen SULT-vermittelten metabolischen Aktivierung eigneten, wurde eine der hSULT1A1/hSULT1A2-transgenen Linien f{\"u}r zwei erste toxikologische Untersuchungen eingesetzt. Den M{\"a}usen wurden chemische Verbindungen verabreicht, f{\"u}r die in in-vitro-Versuchen eine hSULT1A1/hSULT1A2-vermittelte Bioaktivierung zu Mutagenen gezeigt worden war. In beiden Untersuchungen wurde die Gewebeverteilung der entstandenen DNA-Addukte als Endpunkt einer gewebespezifischen genotoxischen Wirkung ermittelt. In der ersten Untersuchung wurden 90 mg/kg K{\"o}rpergewicht 2-Amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridin - ein in gebratenem Fleisch gebildetes heterozyklisches aromatisches Amin - transgenen sowie Wildtyp-M{\"a}usen oral verabreicht. Acht Stunden nach Applikation wiesen die transgenen M{\"a}use signifikant h{\"o}here Adduktniveaus als die Wildtyp-M{\"a}use in Leber, Lunge, Niere, Milz und Kolon auf. In der Leber der transgen M{\"a}use war das Adduktniveau 17fach h{\"o}her als in der Leber der Wildtyp-M{\"a}use. Die Leber war bei den transgenen Tieren das Organ mit dem h{\"o}chsten, bei den Wildtyp-Tieren hingegen mit dem niedrigsten DNA-Adduktniveau. In der zweiten Untersuchung (Pilotstudie mit geringer Tierzahl) wurde transgenen und Wildtyp-M{\"a}usen 19 mg/kg K{\"o}rpergewicht des polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffs 1-Hydroxymethylpyren - ein Metabolit der Nahrungs- und Umweltkontaminante 1-Methylpyren - intraperitoneal verabreicht. Nach 30 Minuten wurden, verglichen mit den Wildtyp-M{\"a}usen, bis zu 25fach erh{\"o}hte Adduktniveaus bei den transgenen M{\"a}usen in Leber, Niere, Lunge und Jejunum nachgewiesen. Somit konnte anhand einer in dieser Arbeit generierten transgenen Mauslinie erstmals gezeigt werden, dass die Expression der humanen SULT1A1/hSULT1A2 tats{\"a}chlich sowohl auf die St{\"a}rke als auch die Zielgewebe der DNA-Adduktbildung in vivo eine Auswirkung hat.},
  language  = {de}
}