Untersuchungen zum Einfluss der Umweltkontaminante PFOA auf das Transkriptom und Proteom von humanen Leberzellen

Lichtenstein, D.

Die Perfluoroktansäure (PFOA) ist eine Industriechemikalie, die sich zunehmend in unserer Umwelt anreichert und als eine ubiquitär verteilte Umweltkontaminante gilt. Aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften unterliegt sie keiner Degradation oder Transformation. PFOA wird vom Menschen vorwiegend oral aufgenommen, gut resorbiert und ist in nahezu allen humanen Blutproben nachweisbar. Im Menschen weist PFOA eine sehr geringe renale Clearance auf. So liegt die Serumhalbwertszeit bei durchschnittlich 3,8 Jahren. In zahlreichen Studien an Nagern wurden die toxischen Eigenschaften von PFOA untersucht und die Aktivierung von PPARÓ durch PFOA belegt. Die Bedeutung dieses Mechanismus für den Menschen wird noch diskutiert. So sind für die Risikobewertung PPARÓ-unabhängige Signalwege, die von PFOA beeinflusst werden von großem Interesse. Aus diesem Grundwurde im Vorfeld dieser Arbeit in einem Proteomic-Projekt die Proteinexpression von PFOA behandelten humanen Leberzellen untersucht. Dabei zeigte sich, dass der Transkriptionsfaktor HNF4Ó eine zentrale regulatorische Rolle innehaben könnte. Aufgrund dieser Ergebnisse strebte diese Arbeit eine Validierung der Proteomic-Daten an. Hierfür wurde eine Auswahl an regulierten und identifizierten Proteine des Proteomic-Projektes getroffen und quantitativ per Real-time PCR und Western Blot auf ein verändertes Expressionsmuster hin untersucht. Von den sieben untersuchten, in der 2D-Analyse als reguliert eingestuften Proteinen (APOA1, ACY1, APOE, TF, HSP74, EF-2 und TPT1), wiesen fünf im Western Blot ein verändertes Expressionsprofil auf und drei mittels Real-time PCR. Dabei wurden die 2D Datenfür APOE (Expressionssteigerung) und EF-2 (Expressionsverringerung) erfolgreich validiert. Für zwei der drei Transkripte, die in der qPCR eine veränderte Expression aufwiesen, ließ sich das Ergebnis im Western Blot bestätigen. Dies war der Fall für die Expressionsverringerung von Transferrin und APOA1. Alle anderen untersuchten Proteine wiesen gegensätzlich Ergebnisse auf. Die beobachtete geringe Korrelation der Ergebnisseder einzelnen Methoden ist auf vielfältige Gründe zurückzuführen. Unter anderem werden hier verschiedene Ebenen der Proteinprozessierung und sehr unterschiedliche Methoden mit unterschiedlichen Limitierungen und Sensitivitäten miteinander verglichen. Zusätzlich wurde ALDH2 als ein direkt von HNF4Ó reguliertes Protein untersucht. Es wies kein verändertes Expressionsprofil in der Real-time- und der Western Blot-Analyse auf. Da Transferrin hier den deutlichsten PFOA-vermittelten Effekt aufwies und Transferrin eine essenzielle Rolle im humanen Eisentransport und dessen Speicherung spielt, sind weiterführende Untersuchungen nötig, um das Risiko von PFOA-vermittelten Effekten auf den menschlichen Organismus besser abschätzen zu können.

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Lichtenstein, D.: Untersuchungen zum Einfluss der Umweltkontaminante PFOA auf das Transkriptom und Proteom von humanen Leberzellen. Beuth Hochschule für Technik Berlin 2011.

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