Untersuchung der zonalen Zellproliferation mittels BrdU in der Leber der B6C3F1 und C57BL Maus nach Verabreichung von drei nicht-genotoxischen Karzinogenen

Zusammenfassung

Es wurde die Wirkung von 3 bekannten nicht-genotoxischen Leberkarzinogenen auf die Zellteilungsrate von männlichen B6C3F1 und C57BL Mäusen untersucht. Es handelte sich dabei um Phenobarbital, Chloroform und Wyeth 14,643. Die Substanzen wurden den Tieren über die Zeiträume von 1, 4 und 13 Wochen verabreicht. Proliferierende Zellen wurden mittels BrdU mit Hilfe einer 7-Tage Miniumpe ermittelt.

Für verschiedene Substanzen wurde eine promovierende Wirkung vor allem auf bestimmte Hepatozytenpopulationen beschrieben (CHEN et al., 1995; CONSTAN et al., 1995; BAHNEMANN, 2000). Um einen eventuell vorhandenen zonalen Effekt der verwendeten Substanzen zu detektieren, wurde als Meßverfahren die lobule-dependent zonal measurement (LZM) Methode (BAHNEMANN und MELLERT, 1997) gewählt. Innerhalb des Leberläppchens wurde in 3 gleichgroßen Zonen gemessen, wobei Zone 1 an das Portalfeld, Zone 3 an die abführende Vene grenzte und Zone 2 dazwischen lag. Bei unbehandelten Tieren beider Mäusestämme stellte die Zone 2 zu allen 3 Meßzeitpunkten die Hauptproliferationszone dar. Dies steht im Gegensatz zu dem von ZAJICEK et al. (1985) an Ratten entwickelten Konzept der "streaming liver", wonach in Zone 1 die höchste proliferative Aktivität vorliegt.

Die B6C3F1 Maus wies nach 4 und 13 Wochen gegenüber der C57BL Maus höhere Labelingindizes (LI) auf, was mit der deutlich höheren Spontantumorrate der B6C3F1 Maus korreliert. Phenobarbital rief bei beiden Stämmen eine anhaltend gesteigerte Zellteilung über 13 Wochen hervor. Nach 4 und 13 Wochen waren die erhöhten LI auf Hepatozyten der Zone 3 begrenzt und wären ohne die zonal-differenzierte Auswertung nicht entdeckt worden. Chloroform verursachte bei B6C3F1 Mäusen eine anhaltend gesteigerte Zellproliferation in allen Zonen über 13 Wochen. Die C57BL Maus wies nur nach 1 Woche erhöhte LI auf. Wyeth 14,643 rief bei beiden Mäusestämmen zu allen 3 Zeitpunkten und in allen Zonen eine ausgeprägte Zellteilung hervor. Hauptproliferationszone war die Zone 1. Mit Hilfe der LZM-Methode wurden ebenfalls die Mitose- und Apoptoserate ermittelt. Die Mitoserate, korrelierte gut mit den LI in Zonen mit hoher Zellteilungsrate. Deutlich gesteigerte Apoptoseraten fanden sich nach der Behandlung mit Wyeth 14,643.

Mit dieser Arbeit konnte gezeigt werden, daß eine Auswertung der Zellteilungsrate in der Leber unter Beachtung der Zonalität notwendig ist, da einige Substanzen vor allem auf bestimmte Zonen des Leberläppchens wirken. Bei einer alleinigen Auswertung zufällig gewählter Felder innerhalb des Lebeläppchens können Substanz-induzierte Effekte übersehen werden. Es konnten stammesspezifische Unterschiede in der Zellteilungsrate aufgezeigt werden, die mit der unterschiedlichen Tumorprävalenz der Stämme übereinstimmten. Weiterhin leistet diese Arbeit einen Beitrag zu einer Datenbank, die als Grundlage für die Erstellung eines Kurzzeitestes zur Beurteilung des kanzerogenen Potentials nicht-genotoxischer Karzinogene dienen soll.