Thomas Lehmann

Adaptation von MDR-P-Glykoprotein, MRP- und LRP-Expression in primären Lungenzellen und Lungentumorlinien in Kultur

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 06.12.2002

Abstract
Die Expression des multidrug resistance proteins MDR1 P-gp, des multidrug resistance related proteins MRP1 und des lung resistance associated proteins LRP wurden in differenzierten humanen Lungenzellkulturen, permanenten Lungentumorlinien und primaeren Alveolar TypII-Zellkulturen untersucht. Primaere humane Lungenzellkulturen wurden als normale humane Brochialepithelzellen (NHBEZ) und periphere Lungenzellen (PLZ) etabliert.
Die Basisexpression von MDR1 und MRP1 zeigte in NHBEZ- und PLZ-Kulturen eine interindividuelle Variabilitaet. Die LRP-Expression war stabil. Die Expression von MDR1, MRP1 und LRP war empfindlich gegenueber Wasserstoffperoxid und Paraquat. Das laesst vermuten, dass reaktive Sauerstoffspezies (ROS) an der Regulation der untersuchten Transportproteine in der menschlichen Lunge beteiligt sind.
Die mdr1b mRNA-Expression war in frisch isolierten AII-Zellen der Rattenlunge nur gering ausgepraegt, es kam jedoch in Kultur zu einer zeitabhaengigen intrinsischen mRNA-Ueberexpression. Primaere AII-Zellen waren empfindlicher gegenueber durch Paraquat induzierte Toxizitaet und Lipidperoxidation als permanente Lugentumorlinien. Ein weiterer Anstieg der mdr1b mRNA Expression nach Generierung von ROS nach H2O2- und PQ-Inkubation stuetzen die Vermutung einer Beteiligung von durch oxidativen Stress hervorgerufen Mechanismen an der Regulation des mdr1b Gens in der Rattenlunge.

Expression of multidrug resistance protein MDR1 P-gp, multidrug resistance related protein MRP1 and lung resistance associated protein LRP were studied in differentiated primary human lung cells in culture, in permanent human lung cell lines and primary alveolar type II cells from rat lung. Primary human lung cell cultures were established from normal human bronchial epithelial cells (NHBEC) and peripheral lung tissue (PLC).
The basal expression of MDR1 and MRP1 showed inter-individual differences in primary NHBEC and PLC. A very constant level of LRP was observed. The expression of MDR1, MRP1 and LRP in culture is sensitive toward hydrogen peroxide and paraquat. Therefore, reactive oxygen species (ROS) might be involved in the regulation of these transporters in human lung.
AII cells exhibited low basal levels of mdr1b mRNA, that increased over time. Primary AII cells were substantially more sensitive toward paraquat induced cytotoxicity and lipid peroxidation than permant human lung tumor cell lines. ROS production induced by paraquat and hydrogen peroxide induced further mdr1b upregulation supporting that oxidative stress mediated mechanisms are involved in the regulation of mdr 1b in rat lung.

Keywords:
MDR1, MRP1, LRP, AII-Zellen, Lungenzellen, Bronchialzellen, Wasserstoffperoxid, Paraquat, ROS, Primaerkultur

MDR1, MRP1, LRP, AII-cells, lung cells, bronchial cells, hydrogen peroxide, paraquat, ROS, primary culture

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Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung (1-24)
2. Material und Methoden (25-53)
3. Ergebnisse (54-83)
4. Diskussion (84-105)
Zusammenfassung (106-108)
Anhang (Abbildungen, Literaturverzeichnis, Patientendaten, Publikationen) (109-129)