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Charakterisierung der Helicobacter pylori-assoziierten Magenadenokarzinogenese am Tiermodell des Mongolischen Gerbils: Rolle der cag-Pathogenitätsinsel bei der Induktion präkanzeröser Prozesse.

URN zum Zitieren dieses Dokuments: urn:nbn:de:bvb:703-epub-1669-5

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Wiedemann, Tobias:
Charakterisierung der Helicobacter pylori-assoziierten Magenadenokarzinogenese am Tiermodell des Mongolischen Gerbils: Rolle der cag-Pathogenitätsinsel bei der Induktion präkanzeröser Prozesse.
Bayreuth , 2010 . - 42,13, 31, 23 S.
( Dissertation, 2010 , Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften)

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Abstract

Helicobacter pylori ist ein spiralförmiges, gramnegatives, mikroaerophiles und motiles Bakterium. Der humanpathogene Keim adhäriert an die Magenepithelzellen, wodurch eine Signaltransduktionskaskade gestartet wird, die in der Induktion von Zytokinen, der Infiltration von immunreaktiven Zellen und letztendlich in einer chronischen Gastritis resultiert. Eine über Jahre anhaltende chronische Entzündung stellt per se ein erhöhtes karzinogenes Risiko dar. H. pylori als Karzinogen der Klasse I wird somit eine bedeutende Rolle bei der Umwandlung der Magenmukosa, entlang der präkanzerösen Stufen Atrophie, Metaplasie, Dysplasie bis hin zum Magenadenokarzinom zugeschrieben. Aufgrund der Fähigkeit virulenter H. pylori-Stämme (Typ I) das Effektorprotein CagA in die Wirtszelle zu translozieren, wird vermutlich eine Signaltransduktionskaskade gestartet, die auf die Physiologie und Architektur der Magenmukosa direkt regulatorisch wirkt. Ein Ziel dieser Arbeit war es, den Regulationsmechanismus der H. pylori-induzierten Karzinogenese im Magen am Modell des Mongolischen Gerbils zu analysieren. Mit Hilfe einer Zeitverlaufsstudie konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass eine frühzeitig hochgradige Entzündung der Antrum- und Korpusmukosa zu späten physiologischen Veränderungen führt (Hypochlorhydrie und Hypergastrinämie). Diese H. pylori Typ I-Stamm-induzierte Entzündung und die damit verbundenen physiologischen Veränderungen sind kausal für die Entwicklung präkanzeröser Transformationen der Magenmukosa verantwortlich. Anhand der Ergebnisse diverser Studien wurde vermutet, dass dem gastrointestinalen Hormon Gastrin eine bedeutende Schlüsselrolle bei der Entstehung maligner Veränderungen der gastrointestinalen Mukosa zukommt. Aufgrund der im Tiermodell gemessenen Hypergastrinämie und der damit verbundenen Entwicklung präkanzeröser Veränderungen wurde im zweiten Teil dieser Arbeit die Regulation des humanen Gastrinpromotors durch H. pylori Typ I-Stämme untersucht. Hierfür wurden in diesem Teilprojekt die stabil mit einem humanen Gastrinpromotor-Luziferase-Reporterkonstrukt transfizierten Magen-karzinomzellen AGS verwendet. Es konnte erstmalig beta5-Integrin als wichtiger Wirtsrezeptor für die H. pylori-induzierte Gastrinpromotoraktivierung identifiziert werden. Weitere Untersuchungen bestätigten einen neuartigen beta5-Integrin-ILK-Signalkomplex, der für die H. pylori-induzierte Gastrinexpression verantwortlich ist. Zusätzlich konnte eine Beteiligung des EGF-Rezeptors sowie des Liganden TGF-alpha bei der Aktivierung der Gastrinexpression nachgewiesen werden. Das von H. pylori induzierte, aus der Epithelzelle der Magenmukosa sekretierte Chemokin IL-8 bewirkt im Tiermodell eine frühe Infiltration von immunreaktiven Zellen, sowie die daraus resultierende hochgradige Entzündung. Aus diesem Grund wurde die Regulation der H. pylori-induzierten IL-8-Sekretion mit Hilfe von AGS-Zellen in vitro untersucht. Das Ergebnis zeigt, dass eine spezifische C-terminale "coiled-coil"-Region des H. pylori CagL-Proteins eine essentielle Rolle bei der Adhärenz des Bakteriums an die Epithelzelle besitzt. Bedeutend war, dass isogene H. pylori-Mutanten, bei denen die "coiled-coil"-Region des CagL-Proteins deletiert wurde, keine IL-8-Ausschüttung mehr zeigten.

Abstract in weiterer Sprache

Helicobacter pylori is a spiral-shaped, gram-negative, microaerophilic and motile bacterium. The human pathogen adheres to the epithelial cells of the stomach and induces a signal cascade that leads to the induction of cytokines, the infiltration of immune cells and eventually chronic gastritis. A persisting chronic inflammation intrinsically increases the risk for developing cancer. Hence, H. pylori a class I-carcinogen plays a crucial role in the malignant transformation of the gastric mucosa including all described precancerous steps leading to cancer (atrophy, metaplasia, and dysplasia). The physiology and architecture of the gastric mucosa are probably regulated via signal cascades that are induced by the translocated H. pylori type I effector protein CagA. One aim of this study was to analyze the regulatory mechanisms that are involved in H. pylori-induced carcinogenesis of the stomach. To examine these regulatory mechanisms, we used the Mongolian gerbil animal model. By applying a time course experiment, we could show for the first time that an early severe inflammation in antral and corpus mucosa later leads to physiological changes (hypochlorhydria, hypergastrinemia). This H. pylori type I-strain induced inflammation and the associated physiological changes are responsible for precancerous transformations of the gastric mucosa. Several studies indicated that the gastrointestinal hormone gastrin plays an essential role in regulating the normal and malignant development of the gastrointestinal mucosa. Based on the observed hypergastrinemia and induced precancerous conditions in Mongolian gerbils, we analyzed the mechanisms involved in H. pylori type I-strain-induced gastrin expression. In order to explore the regulation of the human gastrin expression by H. pylori, we used an in vitro study applying gastric epithelial cell line (AGS) stably transfected with a human gastrin promoter luciferase reporter construct. We have identified beta5-integrin as a host-recognition receptor essential for H. pylori-induced gastrin promoter activation. Further investigations revealed a novel beta5-integrin-ILK signaling complex that is responsible for H. pylori-induced gastrin expression. Additionally, we determined the EGF receptor and one of its ligands, TGF-alpha were involved in H. pylori-induced gastrin expression. An early infiltration of immune cells and the resulting severe inflammation of the gastric mucosa observed in the animal model infected with H. pylori were mainly caused by IL-8, a chemokine secreted by epithelial cells. For this reason, we wanted to examine the H. pylori-induced IL-8 secretion by applying an in vitro approach. The results of this study demonstrate that a specific C-terminal coiled-coil region of CagL plays a crucial role in H. pylori-adherence to the epithelial cells. However, the most important finding is that isogenic H. pylori mutant-strains missing the specific coiled-coil region are completely unable to induce IL-8 expression.

Weitere Angaben

Publikationsform: Dissertation (Ohne Angabe)
Keywords: Helicobacter pylori; Helicobacter pylori-Infektion; Pathogenität; Magenkrebs;
Helicobacter pylori; Helicobacter pylori-infection; pathogenicity; gastric cancer
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften; Biologie
Institutionen der Universität: Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Biologie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Biologie > Ehemalige Professoren
Sprache: Deutsch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-1669-5
Eingestellt am: 05 Jul 2016 05:42
Letzte Änderung: 05 Jul 2016 05:42
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/1669