Untersuchungen zur Rolle von Connexin32 in der chemisch-induzierten Hepatokanzerogenese im Mausmodell

Abstract

Connexin32 (Cx32) ist das in den Hepatozyten der Maus vorherrschende gap-junction-Protein. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Cx32 auf den Hepatokanzerogeneseprozess untersucht. Experiment I: Genetischer Hintergrund Mäuse verschiedener Stämme zeichnen sich durch unterschiedliche Lebertumor-Suszeptibilität aus. Cx32-Null-Mäuse wurden mit C57BL- (wenig) bzw. C3H-Mäusen (hoch suzeptibel) gekreuzt. Cx32Y/+ und Cx32Y/- Männchen (Cx32 ist X-chromosmal lokalisiert) der jeweiligen F1-Generation wurden einmalig mit dem Hepatokanzerogen DEN behandelt und die kanzerogene Antwort in der Leber anhand Glukose-6-Phosphatase (G-6-Pase) defizienter Läsionen quantifiziert. Hierbei zeigten Cx32Y/--Mäuse eine im Vergleich zum jeweiligen Wildtyp deutlich stärkere kanzerogene Antwort, insbesondere eine gesteigerte Wachstumsgeschwindigkeit der enzymveränderten Läsionen. Der Cx32-Gendefekt 'promoviert' unabhängig vom weiteren genetischen Hintergrund den Kanzerogeneseprozess, wobei, die weitaus stärkste Antwort in Cx32-Null-C3H-Mäusen beobachtet wurde. Mäuse dieses Stamms reagieren somit extrem sensitiv auf krebsauslösende Stoffe und sind somit potentiell zur empfindlichen Erfassung kanzerogener Wirkungen geeignet. Experiment II: Mosaik-Expression von Cx32 Die aufgrund X-chromosomaler Inaktivierung postulierte mosaikartige Expresssion von Cx32 in der Leber heterozygoter Cx32+/--Mäuse konnte im Lebernormalgewebe durch immunhistochemische Färbung nachgewiesen werden, wobei die jeweiligen Gewebsanteile bei etwa 50 lagen und sich mit dem Alter der Tiere nicht signifikant änderten. Im Lebernormalgewebe bietet das Fehlen der Cx32-Expression somit keinen selektiven Wachstumsvorteil. Cx32+/--Mäuse wurden einmalig mit DEN behandelt und der Phänotyp sowie das Wachstumsverhalten der induzierten präneoplastisch- und neoplastisch-veränderten Läsionen bestimmt.

Connexin32 (Cx32) is the major gap junctional protein in mouse liver and the formation of liver tumours in Cx32-deficient mice is strongly increased. In the first part of this work the effects of Cx32-deficiency on liver carcinogenesis in two strains of mice with differing susceptibility to hepatocarcinogenesis are compared. Heterozygous Cx32+/- females were crossed with male Cx32 wild-type C57BL/6J (low susceptibility) or C3H/He (high susceptibility) mice to gain F1 males with Cx32Y/+ and Cx32Y/- -genotypes, since the Cx32 gene is located on the X-chromosome. Neoplastic liver lesions were induced in weanling mice by a single injection of N-nitrosodiethylamine and histochemically analyzed. Precancerous liver lesions characterized by a deficiency in the marker enzyme glucose-6-phosphatase were quantitated. The results demonstrate that Cx32-deficiency only slightly affects the number of enzyme-altered lesions but strongly enhances their growth, irrespective of the genetic background of the mouse strain used. Since Cx32-deficient C3H/He hybrids were about 5-10 times more sensitive than their corresponding wildtyps, this mouse strain may prove very useful for toxicological screening purposes. Mosaicism with respect to Cx32 expression in heterozygous females enables their use in the second experiment to study the effects of Cx32 deficiency in a mixed Cx32-plus/Cx32-minus environment in vivo. Female C3H/He mice were crossed with Cx32 deficient C57BL/129Sv males to yield F1 females heterozygous with respect to Cx32 (Cx32+/-). Patches of hepatocytes were observed in normal liver tissue which either expressed Cx32 or failed to express the protein. The mean fraction of Cx32 negative tissue in liver was about 60 and did not change significantly with age of mice. Neoplastic liver lesions were induced in weanling mice by a single injection of N-nitrosodiethylamine and histochemically analyzed.