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Expression HIF-1-abhängiger Gene in humanen Lungenadenokarzinom (A549)-Zellen und deren Regulation nach Photonen- und Schwerionenbestrahlung
Hypoxische Tumorzellen sind besonders unsensibel für Photonenbestrahlung. Der Hypoxie–induzierbare Faktor (HIF-1), dessen Rolle nach Schwerionenbestrahlung noch unklar ist, wird als eine der wesentlichen Ursachen für die Radioresistenz gegenüber der konventionellen Photonenbestrahlung angesehen....
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| Main Author: | |
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| Contributors: | |
| Format: | Doctoral Thesis |
| Language: | German |
| Published: |
Philipps-Universität Marburg
2013
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| Subjects: | |
| Online Access: | PDF Full Text |
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| Summary: | Hypoxische Tumorzellen sind besonders unsensibel für Photonenbestrahlung. Der
Hypoxie–induzierbare Faktor (HIF-1), dessen Rolle nach Schwerionenbestrahlung noch
unklar ist, wird als eine der wesentlichen Ursachen für die Radioresistenz gegenüber der
konventionellen Photonenbestrahlung angesehen. Ziel dieser Arbeit war das zelluläre
Überleben und die Regulation von HIF-1 und dessen Zielgenen nach beiden
Bestrahlungsqualitäten unter verschiedenen Sauerstoffbedingungen an humanen nichtkleinzelligen
Bronchialkarzinom-Zellen (A549) zu untersuchen. Hierzu wurde mit
biologisch äquivalenten Dosen das im Koloniebildungstest bestimmten 10% Überleben
(D10), für Photonen [6 Gy] und Schwerionen [2 Gy] bestrahlt.
Die Ergebnisse des zellulären und klonogenen Überlebens belegten die unter Hypoxie
beschriebene Resistenz gegenüber Photonenbestrahlung. Das Überleben hypoxischer
gegenüber normoxischer A549-Zellen nach Schwerionenbestrahlung war jedoch nicht
erhöht. Reoxygenierte Zellen zeigten kein erhöhtes Überleben nach
Photonenbestrahlung. In den Genexpressionsanalysen hatte sich neben der
sauerstoffabhängigen Regulation HIF-1-abhängiger Zielgene auch eine vermehrte
Expression von GLUT-1, LDH-A, PDK-1 und VEGF durch Photonenbestrahlung nicht
aber durch Schwerionenbestrahlung nach 48 h in normoxischen Zellen gezeigt.
CDKN1A, der als Inhibitor der Zellzyklusprogression erwartungsgemäß nach
Bestrahlung stark exprimiert wurde, zeigte auch eine sauerstoffabhängige Regulation.
Für GLUT-1 und HIF-1 stellte sich im Western Blot und einer anschließenden
Densitometrie eine signifikante Steigerung durch Hypoxie dar, nach
Photonenbestrahlung ließ sich ein Trend zur Expressionssteigerung erkennen und
Schwerionenbestrahlung bewirkte keine Expressionsänderung. Auf Proteinebene zeigte
sich nach 72 h eine signifikante Steigerung von VEGF durch Photonenbestrahlung in
normoxischen Zellen.
Die aktuell vermehrt auftretende Diskussion, dass SCF oder Trx-1 in Zusammenhang
mit HIF-1 steht, ließ sich unter gegebenen Versuchsbedingungen für A549-Zellen nicht
bestätigen. Während Trx-1 weder durch veränderten Sauerstoffgehalt noch durch
Bestrahlung an den untersuchten Zeitpunkten in seiner Expression beeinflusst wurde,
zeigte sich für SCF sowohl in der quantitativen Real Time-PCR als auch im ELISA eine
vermehrte Expression nach Photonenbestrahlung, nicht jedoch nach
Schwerionenbestrahlung.
Zusammenfassend lässt sich annehmen, dass HIF-1 nach Photonenbestrahlung vermehrt
aktiviert wird und somit Anteil an der Radioresistenz trägt, wohingegen HIF-1 bzw.
dessen Zielgene nach Schwerionenbestrahlung nicht vermehrt exprimiert werden. Darin
scheint ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Photonen- und
Schwerionenbestrahlung zu liegen. Aufgrund der Assoziation von HIF-1 mit einer
schlechten Prognose stellt der Einsatz von Schwerionenbestrahlung einen möglichen
Vorteil für Schwerionenbestrahlung bei der Behandlung des nicht-kleinzelligen
Bronchialkarzinoms dar, was klinisch zu beweisen wäre. |
|---|---|
| DOI: | 10.17192/z2013.0698 |