@phdthesis{Mueller2013,
  author    = {M{\"u}ller, Mike-Freya},
  title     = {Die Glutathionperoxidase 2 : physiologische Funktion und Rolle in der Azoxymethan-induzierten Colonkanzerogenese},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-66955},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2013},
  abstract  = {Das Selenoprotein Glutathionperoxidase 2 (GPx2) ist ein epithelzellspezifisches, Hydroperoxide-reduzierendes Enzym, welches im Darmepithel, vor allem in den proliferierenden Zellen des Kryptengrundes, exprimiert wird. Die Aufrechterhaltung der GPx2-Expression im Kryptengrund auch bei subad{\"a}quatem Selenstatus k{\"o}nnte darauf hinweisen, dass sie hier besonders wichtige Funktionen wahrnimmt. Tats{\"a}chlich weisen GPx2 knockout (KO)-M{\"a}use eine erh{\"o}hte Apoptoserate im Kryptengrund auf. Ein Ziel dieser Arbeit war es deshalb, die physiologische Funktion der GPx2 n{\"a}her zu untersuchen. In Kryptengrundepithelzellen aus dem Colon selenarmer GPx2 KO-M{\"a}use wurde eine erh{\"o}hte Caspase 3/7-Aktivit{\"a}t im Vergleich zum Wildtyp (WT) festgestellt. Zudem wiesen diese Zellen eine erh{\"o}hte Suszeptibilit{\"a}t f{\"u}r oxidativen Stress auf. Die GPx2 gew{\"a}hrleistet also den Schutz der proliferierenden Zellen des Kryptengrundes auch bei subad{\"a}quater Selenversorgung. Des Weiteren wurde im Colon selenarmer (-Se) und -ad{\"a}quater (+Se) GPx2 KO-M{\"a}use im Vergleich zum WT eine erh{\"o}hte Tumornekrosefaktor α-Expression und eine erh{\"o}hte Infiltration von Makrophagen festgestellt. Durch F{\"u}tterung einer selensupplementierten Di{\"a}t (++Se) konnte dies verhindert werden. In GPx2 KO-M{\"a}usen liegt demnach bereits basal eine niedriggradige Entz{\"u}ndung vor. Dies unterstreicht, dass GPx2 vor allem eine wichtige antiinflammatorische Funktion im Darmepithel besitzt. Dem Mikron{\"a}hrstoff Selen werden protektive Funktionen in der Colonkanzerogenese zugeschrieben. In einem Mausmodell der Colitis-assoziierten Colonkanzerogenese wirkte GPx2 antiinflammatorisch und hemmte so die Tumorentstehung. Auf der anderen Seite wurden jedoch auch prokanzerogene Eigenschaften der GPx2 aufgedeckt. Deshalb sollte in dieser Arbeit untersucht werden, welchen Effekt ein GPx2 knockout in einem Modell der sporadischen, durch Azoxymethan (AOM) induzierten, Colonkanzerogenese hat. Im WT kam es in pr{\"a}neoplastischen L{\"a}sionen h{\"a}ufig zu einer erh{\"o}hten GPx2-Expression im Vergleich zur normalen Darmmucosa. Eine derartige Steigerung der GPx2-Expression wurde auch in der humanen Colonkanzerogenese beschrieben. Das Fehlen der GPx2 resultierte in einer verminderten Entstehung von Tumoren (-Se und ++Se) und pr{\"a}neoplastischen L{\"a}sionen (-Se und +Se). Somit f{\"o}rderte GPx2 die Tumorentstehung im AOM-Modell. Acht Stunden nach AOM-Gabe war im GPx2 KO-Colon im Vergleich zum WT eine erh{\"o}hte Apoptoserate in der Kryptenmitte (-Se, +Se), nicht jedoch im Kryptengrund oder in der ++Se-Gruppe zu beobachten. M{\"o}glicherweise wirkte GPx2 prokanzerogen, indem sie die effiziente Elimination gesch{\"a}digter Zellen in der Tumorinitiationsphase verhinderte. Eine {\"a}hnliche Wirkung w{\"a}re auch durch die erh{\"o}hte GPx2-Expression in der Promotionsphase denkbar. So k{\"o}nnte GPx2 proliferierende pr{\"a}neoplastische Zellen vor oxidativem Stress, Apoptosen, oder auch der Antitumorimmunit{\"a}t sch{\"u}tzen. Dies k{\"o}nnte durch ein Zusammenwirken mit anderen Selenoproteinen wie GPx1 und Thioredoxinreduktasen, f{\"u}r die ebenfalls auch prokanzerogene Funktionen beschrieben wurden, verst{\"a}rkt werden. Eine wichtige Rolle k{\"o}nnte hier die Modulation des Redoxstatus in Tumorzellen spielen. Die Variation des Selengehalts der Di{\"a}t hatte im WT einen eher U-f{\"o}rmigen Effekt. So traten in der -Se und ++Se-Gruppe tendenziell mehr und gr{\"o}ßere Tumore auf, als in der +Se Gruppe. Zusammenfassend sch{\"u}tzt GPx2 also die proliferierenden Zellen des Kryptengrundes. Sie k{\"o}nnte jedoch auch proliferierende transformierte Zellen sch{\"u}tzen und so die sporadische, AOM-induzierte Colonkanzerogenese f{\"o}rdern. In einem Modell der Colitis-assoziierten Colonkanzerogenese hatte GPx2 auf Grund ihrer antiinflammatorischen Wirkung einen gegenteiligen Effekt und hemmte die Tumorentstehung. Die Rolle der GPx2 in der Colonkanzerogenese ist also abh{\"a}ngig vom zugrunde liegenden Mechanismus und wird maßgeblich von der Beteiligung einer Entz{\"u}ndung bestimmt.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bertz2018,
  author    = {Bertz, Martin},
  title     = {Funktion von Selenoproteinen  w{\"a}hrend der kolorektalen Karzinogenese},
  doi       = {10.25932/publishup-42780},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-427808},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {VII, 109},
  year      = {2018},
  abstract  = {Kolorektalkrebs (CRC) ist die dritth{\"a}ufigste Tumorerkrankung weltweit. Neben dem Alter spielt auch die Ern{\"a}hrung eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Krankheit. Eine vermutlich krebspr{\"a}ventive Wirkung wird dabei dem Spurenelement Selen zugeschrieben, das fast ausschließlich {\"u}ber Lebensmittel aufgenommen wird. So h{\"a}ngt beispielsweise ein niedriger Selenstatus mit dem Risiko, im Laufe des Lebens an CRC zu erkranken, zusammen. Seine Funktionen vermittelt Selen dabei {\"u}berwiegend durch Selenoproteine, in denen es in Form von Selenocystein eingebaut wird. Zu den bisher am besten untersuchten Selenoproteinen mit m{\"o}glicher Funktion w{\"a}hrend CRC z{\"a}hlen die Glutathionperoxidasen (GPXen). Die Mitglieder dieser Familie tragen aufgrund ihrer Hydroperoxid-reduzierenden Eigenschaften entscheidend zum Schutz der Zellen vor oxidativem Stress bei. Dies kann je nach Art und Stadium des Tumors entweder krebshemmend oder -f{\"o}rdernd wirken, da auch transformierte Zellen von dieser Schutzfunktion profitieren. In dieser Arbeit wurde die GPX2 in HT29-Darmkrebszellen mithilfe stabil-transfizierter shRNA herunterreguliert, um die Funktion des Enzyms vor allem in Hinblick auf regulierte Signalwege zu untersuchen. Ein Knockdowns (KD) der strukturell {\"a}hnlichen GPX1 kam ebenfalls zum Einsatz, um gezielt Isoform-spezifische Funktionen unterscheiden zu k{\"o}nnen. Anhand eines PCR-Arrays wurden Signalwege identifiziert, die auf einen Einfluss der beiden Proteine im Zellwachstum hindeuteten. Anschließende Untersuchungen ließen auf einen verminderten Differenzierungsstatus in den GPX1- und GPX2-KDs aufgrund einer geringeren Aktivit{\"a}t der Alkalischen Phosphatase schließen. Zudem war die Zellviabilit{\"a}t im Neutralrot-Assay (NRU) bei Fehlen der GPX1 bzw. GPX2 im Vergleich zur Kontrolle reduziert. Die Ergebnisse des PCR-Arrays, und speziell f{\"u}r die GPX2 fr{\"u}here Untersuchungen der Arbeitsgruppe, wiesen weiterhin auf eine Rolle der beiden Proteine in der entz{\"u}ndungsgetriebenen Karzinogenese hin. Daher wurden auch m{\"o}gliche Interaktionen mit dem NFκB-Signalweg analysiert. Eine Stimulation der Zellen mit dem proinflammatorischen Zytokin IL1β ging mit einer verst{\"a}rkten Aktivierung der MAP-Kinasen ERK1/2 in den Zellen mit GPX1- bzw. GPX2-KD einher. Die gleichzeitige Behandlung mit dem Antioxidans NAC f{\"u}hrte nicht zur R{\"u}cknahme der Effekte in den KDs, sodass m{\"o}glicherweise nicht nur die antioxidativen Eigenschaften der Enzyme bei der Interaktion mit diesen Signalwegsproteinen relevant sind. Weiterhin wurden Analysen zum Substratspektrum der GPX2 in HCT116-Zellen mit einer {\"U}berexpression des Proteins durchgef{\"u}hrt. Dabei zeigte sich mittels NRU-Assay und DNA-Laddering, dass die GPX2 besonders vor den proapoptotischen Effekten einer Behandlung mit den Lipidhydroperoxiden HPODE und HPETE sch{\"u}tzt. Im Gegensatz zur GPX2 l{\"a}sst sich Selenoprotein H (SELENOH) st{\"a}rker durch die aliment{\"a}re Selenzufuhr beeinflussen. Einer m{\"o}glichen Nutzung als Biomarker oder gar als Ansatzpunkt bei der Pr{\"a}vention bzw. Behandlung von CRC steht allerdings unvollst{\"a}ndiges Wissen {\"u}ber die Funktion des Proteins gegen{\"u}ber. Zur genaueren Charakterisierung von SELENOH wurden daher stabil-transfizierte KD-Klone in HT29- und Caco2-Zellen hergestellt und zun{\"a}chst auf ihre Tumorigenit{\"a}t untersucht. Zellen mit SELENOH-KD bildeten mehr und gr{\"o}ßere Kolonien im Soft Agar und zeigten ein erh{\"o}htes Proliferations- und Migrationspotenzial im Vergleich zur Kontrolle. Ein Xenograft in Nacktm{\"a}usen resultierte zudem in einer st{\"a}rkeren Tumorbildung nach Injektion von KD-Zellen. Untersuchungen zur Beteiligung von SELENOH an der Zellzyklusregulation deuten auf eine hemmende Rolle des Proteins in der G1/S-Phase hin. Die weiterhin beobachtete Hochregulation von SELENOH in humanen Adenokarzinomen und pr{\"a}kanzer{\"o}sem Mausgewebe l{\"a}sst sich m{\"o}glicherweise mit der postulierten Schutzfunktion vor oxidativen Zell- und DNA-Sch{\"a}den erkl{\"a}ren. In gesunden Darmepithelzellen war das Protein vorrangig am Kryptengrund lokalisiert, was zu einer potenziellen Rolle w{\"a}hrend der gastrointestinalen Differenzierung passt.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Banning2005,
  author    = {Banning, Antje},
  title     = {Selenabh{\"a}ngige Glutathionperoxidasen als Mediatoren und Ziele der intrazellul{\"a}ren Redoxregulation : Identifizierung der GI-GPx als Ziel f{\"u}r Nrf2 und der PHGPx ...},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5436},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Das 1817 erstmals schriftlich erw{\"a}hnte Selen galt lange Zeit nur als toxisch und sogar als procancerogen, bis es 1957 von Schwarz und Foltz als essentielles Spurenelement erkannt wurde, dessen biologische Funktionen in S{\"a}ugern durch Selenoproteine vermittelt werden. Die Familie der Glutathionperoxidasen nimmt hierbei eine wichtige Stellung ein. F{\"u}r diese sind konkrete Funktionen und die dazugeh{\"o}rigen molekularen Mechanismen, welche {\"u}ber die von ihnen katalysierte Hydroperoxidreduktion und damit verbundene antioxidative Kapazit{\"a}t hinausgehen, bislang nur unzureichend beschrieben worden. Die Funktion der gastrointestinalen Glutathionperoxidase (GI-GPx) wird als Barriere gegen eine Hydroperoxidabsorption im Gastrointestinaltrakt definiert. Neuen Erkenntnissen zufolge wird die GI-GPx aber auch in verschiedenen Tumoren verst{\"a}rkt exprimiert, was weitere, bis dato unbekannte, Funktionen dieses Enzymes wahrscheinlich macht. Um m{\"o}gliche neue Funktionen der GI-GPx, vor allem w{\"a}hrend der Cancerogenese, abzuleiten, wurde hier die transkriptionale Regulation der GI-GPx detaillierter untersucht. Die Sequenzanalyse des humanen GI-GPx-Promotors ergab das Vorhandensein von zwei m{\"o}glichen "antioxidant response elements" (ARE), bei welchen es sich um Erkennungssequenzen des Transkriptionsfaktors Nrf2 handelt. Die meisten der bekannten Nrf2-Zielgene geh{\"o}ren in die Gruppe der Phase-II-Enzyme und verf{\"u}gen {\"u}ber antioxidative und/oder detoxifizierende Eigenschaften. Sowohl auf Promotorebene als auch auf mRNA- und Proteinebene konnte die Expression der GI-GPx durch typische, in der Nahrung enthaltene, Nrf2-Aktivatoren wie z.B. Sulforaphan oder Curcumin induziert werden. Eine direkte Beteiligung von Nrf2 wurde durch Cotransfektion von Nrf2 selbst bzw. von Keap1, das Nrf2 im Cytoplasma festh{\"a}lt, demonstriert. Somit konnte die GI-GPx eindeutig als Nrf2-Zielgen identifiziert werden. Ob sich die GI-GPx in die Gruppe der antiinflammatorischen und anticancerogenen Phase-II-Enzyme einordnen l{\"a}sst, bleibt noch zu untersuchen. Die Phospholipidhydroperoxid Glutathionperoxidase (PHGPx) nimmt aufgrund ihres breiten Substratspektrums, ihrer hohen Lipophilie und ihrer F{\"a}higkeit, Thiole zu modifizieren, eine Sonderstellung innerhalb der Familie der Glutathionperoxidasen ein. Mit Hilfe eines PHGPx-{\"u}berexprimierenden Zellmodells wurden deshalb Beeinflussungen des zellul{\"a}ren Redoxstatus und daraus resultierende Ver{\"a}nderungen in der Aktivit{\"a}t redoxsensitiver Transkriptionsfaktorsysteme und in der Expression atheroskleroserelevanter Adh{\"a}sionsmolek{\"u}le untersucht. Als Transkriptionsfaktoren wurden NF-kB und Nrf2 ausgew{\"a}hlt. Die Bindung von NF-kB an sein entsprechendes responsives Element in der DNA erfordert das Vorhandensein freier Thiole, wohingegen Nrf2 durch Thiolmodifikation von Keap1 freigesetzt wird und in den Kern transloziert. Eine erh{\"o}hte Aktivit{\"a}t der PHGPx resultierte in einer Erh{\"o}hung des Verh{\"a}ltnisses von GSH zu GSSG, andererseits aber in einer verminderten Markierbarkeit freier Proteinthiole. PHGPx-{\"U}berexpression reduzierte die IL-1-induzierte NF-kB-Aktivit{\"a}t, die sich in einer verminderten NF-kB-DNA-Bindef{\"a}higkeit und Transaktivierungsaktivit{\"a}t ausdr{\"u}ckte. Auch war die Proliferationsrate der Zellen vermindert. Die Expression des NF-kB-regulierten vaskul{\"a}ren Zelladh{\"a}sionsmolek{\"u}ls, VCAM-1, war ebenfalls deutlich verringert. Umgekehrt war in PHGPx-{\"u}berexprimierenden Zellen eine erh{\"o}hte Nrf2-Aktivit{\"a}t und Expression der Nrf2-abh{\"a}ngigen H{\"a}moxygenase-1 zu verzeichnen. Letzte kann f{\"u}r die meisten der beobachteten Effekte verantwortlich gemacht werden. Die hier dargestellten Ergebnisse verdeutlichen, dass eine Modifizierung von Proteinthiolen als wichtige Determinante f{\"u}r die Regulation der Expression und Funktion von Glutathionperoxidasen angesehen werden kann. Entgegen fr{\"u}heren Vermutungen, welche oxidative Vorg{\"a}nge generell mit pathologischen Ver{\"a}nderungen assoziierten, scheint ein moderater oxidativer Stress, bedingt durch eine transiente Thiolmodifikation, durchaus g{\"u}nstige Auswirkungen zu haben, da, wie hier dargelegt, verschiedene, miteinander interagierende, cytoprotektive Mechanismen ausgel{\"o}st werden. Hieran wird deutlich, dass sich "antioxidative Wirkung" oder "oxidativer Stress" keineswegs nur auf "gute" oder "schlechte" Vorg{\"a}nge beschr{\"a}nken lassen, sondern im Zusammenhang mit den beeinflussten (patho)physiologischen Prozessen und dem Ausmaß der "St{\"o}rung" des physiologischen Redoxgleichgewichtes betrachtet werden m{\"u}ssen.},
  subject      = {Selen},
  language  = {de}
}