@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}
}