Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-895
Authors: Trapp, Christian
Title: Untersuchungen zur Reparatur und Mutagenität oxidativer DNA-Schäden in vivo und deren Bedeutung für die Kanzerogenese
Online publication date: 8-Jan-2007
Year of first publication: 2007
Language: german
Abstract: Gegenstand dieser Arbeit war die Untersuchung, welche Rolle endogen gebildete oxidative DNA-Modifikationen bei der Kanzerogenese spielen. Dazu wurden Cockayne Syndrom B-knockout-Mäuse (Csb-/-), 8-Hydroxyguanin-DNA-Glykosylase-knockout-Mäuse (Ogg1-/-) und Csb-/-/Ogg1-/- Mäuse generiert, die das bakterielle lacI-Gen (Big Blue®) tragen und somit für in vivo Mutationstests eingesetzt werden können. Die Ergebnisse zeigen, dass es in den Lebern der Ogg1-/- Mäuse zu einem 2,1-fachen und in Csb-/-/Ogg1-/- Mäusen zu einem statistisch signifikanten 3,3-fachen Anstieg der Mutationsfrequenz kommt. Die gefundene Erhöhung der Mutationsfrequenz war vor allem auf eine Erhöhung der G:C zu T:A Transversionen zurückzuführen, die typischerweise aus nicht repariertem 8 Hydroxyguanin (8-oxoG) entstehen. Aus mechanistischer Sicht verdeutlichen die Ergebnisse, dass OGG1 das primäre Abwehrsystem gegen oxidative DNA-Modifikationen darstellt und dass das CSB-Protein einen Ausfall von OGG1, selbst in nicht transkribierter DNA, teilweise kompensieren kann. Aus der Korrelation der gefundenen oxidativen DNA-Schäden - bestimmt mittels Alkalischer Elution und der bakteriellen Formamidopyrimidin-DNA-Glykosylase (Fpg-Protein) - mit der Mutationsfrequenz konnte abgeleitet werden, dass bereits weniger als 0,2 Fpg-sensitive DNA-Modifikationen pro 1 Million Basenpaare ausreichen, die spontane Mutationsfrequenz in vivo zu verdoppeln. Zur Untersuchung, welche Rolle die erhöhte Mutationsfrequenz bei der Krebsentstehung spielt, wurden Csb-/-/Ogg1-/- und Wildtyp-Mäuse mit dem Peroxisomenproliferator und spezifischem Leberpromotor WY-14,643 behandelt um spontan initiierte Hepatozyten zur Proliferation anzuregen. Als Endpunkt einer malignen Entartung wurde das Auftreten von Glucose-6-Phosphatase positiven und negativen Läsionen beobachtet. Es zeigte sich, dass Csb-/-/Ogg1-/- Mäuse signifikant mehr enzymveränderte Läsionen in ihren Lebern aufwiesen, als die Wildtyp-Kontrollen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass endogen gebildete oxidative DNA-Modifikationen und daraus resultierende Mutationen grundsätzlich einen erheblichen Anteil zur hohen spontanen Krebsinzidenz in der Bevölkerung leisten könnten.
The aim of this work was to evaluate the role of oxidative DNA-modifications in the development of cancer. To assess the mutagenicity of oxidative DNA- modifications in vivo, we generated Cockayne Syndrome B-knockout-mice (Csb-/-), 8-hydroxyguanine-DNA glycosylase-knockout-mice (Ogg1-/-) and Csb-/-/Ogg1-/- mice, carrying the bacterial lacI-gene (BigBlue®-Assay). The results show a pronounced increase in the mutation frequency in livers of Ogg1-/- mice (2.1-fold) and Csb-/-/Ogg1-/- mice (3.3-fold; p < 0.05), compared to the control animals. The observed increase was mainly due to G:C to T:A transversions that typically originate from unrepaired 8-hydroxyguanine (8-oxoG). The results imply that OGG1 acts as the primary defence system against oxidative DNA-modifications and that CSB can partly compensate for the loss of OGG1, even in non transcribed DNA. The correlation of mutation frequencies with the steady-state-levels of oxidative DNA-modifications – measured by an alkaline elution technique and the bacterial formamidopyrimidine-DNA glycosylase (Fpg-protein) - in the livers of these mice indicate that an increase of less than 0.2 Fpg sensitive modifications per 1 million base pairs can double the spontaneous mutation frequency in vivo. To evaluate the carcinogenic potential of the increased mutation frequency, we treated wild-type and Csb-/-/Ogg1-/- mice with the peroxisome proliferator WY-14,643 to stimulate liver cell proliferation. The results clearly demonstrate that Csb-/-/Ogg1-/- mice respond to the treatment with a higher amount of preneoplastic lesions (glucose-6-phosphatase positive and negative lesions) in liver sections than their wild-type counterparts. The data imply that endogenous DNA-modifications and resulting mutations could contribute to the high spontaneous cancer incidence in the population.
DDC: 500 Naturwissenschaften
500 Natural sciences and mathematics
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-895
URN: urn:nbn:de:hebis:77-12197
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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