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Dissertation

Autor(en): Peter Josef Hofmann
Titel: Aufbau eines Reportergenassays zur Untersuchung der Wechselwirkung endokriner Disruptoren mit der T 3-regulierten Transaktivierung
Gutachter: Werner Kloas; Gudrun Brockmann; Josef Köhrle
Erscheinungsdatum: 27.08.2008
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-10092412)
Fachgebiet(e): Biowissenschaften, Biologie
Schlagwörter (ger): Rezeptor, Endokriner Disruptor, Flammschutzmittel, Flavonoid, Luziferase, Pestizid, Reportergenassay, Schilddrüsenhormon, UV-Filter, Weichmacher, Xenobiotika
Schlagwörter (eng): receptor, endocrine disrupter, flame retardant, flavonoid, luciferase, pesticide, plasticizer, reporter gene assay, thyroid hormone, UV-filter, xenobiotic
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Zitationshinweis: Hofmann, Peter Josef: Aufbau eines Reportergenassays zur Untersuchung der Wechselwirkung endokriner Disruptoren mit der T 3-regulierten Transaktivierung; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 27.08.2008, urn:nbn:de:kobv:11-10092412
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Abstract (ger):
Das Schilddrüsenhormon Triiodthyronin (T3) ist ein essenzieller Regulator physiologischer Prozesse der Entwicklung, des Wachstums und im Intermediärstoffwechsel. Täglich werden zahlreiche natürliche und synthetische Stoffe aufgenommen, die mit dem endokrinen System interferieren und deshalb als Endokrine Disruptoren (ED) bezeichnet werden. Zur Untersuchung einer direkten Interferenz von ED mit den Schilddrüsenhormonrezeptoren (TR) und ihrer transkriptionellen Aktivität wurde im Rahmen dieser Arbeit ein neues Luziferase-basiertes T3 Reportergensystem mit TRalpha1-transfizierten humanen Leberzellen aufgebaut. Durch Validierung mit dem synthetischen TR-Agonisten GC-1 und dem Antagonisten NH-3 konnte nachgewiesen werden, dass dieser Assay ein hoch-sensitives System zur Analyse von agonistischen sowie antagonistischen Effekten von Testsubtanzen darstellt. Zur Bestimmung der endokrinen Aktivitäten einiger humanrelevanter Vertreter aus den Stoffkategorien der Nahrungsmittel, Kosmetika, Pestizide und Industriechemikalien wurden Dosis-Wirkungskurven in Aktivierungs- und T3-Kompetitionsexperimenten ermittelt. In mikromolaren Konzentrationen wirkten von insgesamt 21 Testsubstanzen einige als reine Agonisten oder Antagonisten während andere gemischt agonistische/antagonistische Effekte hatten. Aufgrund ihrer hier beobachteten Effekte und der gegebenen Humanexposition wird eine eingehendere Analyse von 4-Methylbenzyliden Campher, 4-Nonylphenol, Acetochlor, Benzophenon 2, Benzophenon 3, Bisphenol A, Genistein, Octylmethoxycinnamat, Tetrabromobisphenol A und Xanthohumol empfohlen. Außerdem erwiesen sich einige Metaboliten von Schilddrüsenhormonen als potente Agonisten im T3-Reportergenassay und bedürfen weiterer Aufmerksamkeit. Für die molekulare Charakterisierung der Einflüsse solcher Substanzen auf die T3-regulierte Transaktivierung konnte mit dem hier etablierten Bioassay ein zuverlässiges neues Testsystem für reproduzierbare Screeningserien geschaffen werden.
Abstract (eng):
Triiodothyronine (T3) is a crucial regulator of many physiological processes during development, growth and metabolism. A variety of natural and synthetic substances, which are collectively termed endocrine disrupters (ED) due to their interference with the endocrine system, is taken up on a daily base. A novel luciferase-based T3-responsive reporter gene system employing a human liver cell line transfected with thyroid hormone receptor (TR) alpha1 was established in this work to elucidate the potential molecular interference of certain ED with TR and their transcriptional activity. This assay was validated to be a highly sensitive and reliable tool for analyzing agonistic and antagonistic effects of test compounds using the synthetic TR agonist GC-1 and the antagonist NH-3. Dose-response data of test compounds contained in food, cosmetics, pesticides, plasticizers and other industrial chemicals were obtained after applying the substances alone in activation assays or in combination with T3 in competition assays. In total 21 test compounds were screened of which some acted as pure agonists or antagonists while others were mixed agonists/antagonists in the micromolar concentration range and only one was without effect. Follow-up studies are recommended for some of these substances with regard to their effects as determined in this bioassay and in light of information known on human exposure, i.e., 4-methylbenzyliden camphor, 4-nonylphenol, acetochlor, benzophenone 2, benzophenone 3, bisphenol A, genistein, octylmethoxycinnamate, tetrabromobisphenol A and xanthohumol. In addition some endogenous metabolites of thyroid hormones were surprisingly potent agonists in the T3 reporter gene assay and merit further attention. The novel bioassay established here represents a reliable tool for the screening and molecular characterization of substances interfering with T3-mediated transactivation of gene expression.
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