Universität zu Köln

Marcuzzi, Gian Paolo (2006). Analyse des onkogenen Potentials der frühen Gene E6 und E7 des humanen Papillomvirus Typ 8 durch die Etablierung transgener Mausmodelle. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Das kutane humane Papillomvirus 8 (HPV8) gehört zu den Hoch-Risiko Typen bei Epidermodysplasia verruciformis (EV)-Patienten. Mit Hilfe sensitiver Detektionstechniken konnte dieser EV-HPV auch in gesunder Haut und in nicht-melanozytärem Hautkrebs der Normalbevölkerung gefunden werden, vor allem bei immunsupprimierten Organ Transplantatempfängern. Durch die Etablierung transgener Mäuse mit der gesamten frühen Region (GFR) von HPV8 unter der Kontrolle des humanen Keratin-14 Promotors, welcher die Expression dieser Gene in basalen Hautkeratinozyten aktiviert, konnten wir das onkogene Potential von HPV8 in vivo demonstrieren. Da im HPV8-GFR Mausmodell alle frühen Gene von HPV8 gleichzeitig exprimiert werden, sollten im Rahmen dieser Dissertation die Gene E6 und E7 einzeln im transgenen Mausmodell untersucht werden, um deren Rolle in der Karzinogenese zu charakterisieren. Dabei stellte sich heraus, dass das E6 Protein alleine in der Lage ist singuläre oder multifokale gutartige Tumoren spontan zu induzieren. Diese Tumoren sind durch Papillomatose, Akanthose, Hyperkeratose und unterschiedliche Grade epidermaler Dysplasie gekennzeichnet und entarten in 6% der Fälle zu Plattenepithelkarzinomen, vergleichbar mit den Ergebnissen der HPV8-GFR Mäuse. Im Gegensatz dazu zeigten die HPV8-E7 transgenen Mäuse keinen offensichtlichen Phänotyp. Um synergistische Effekte des UV-Lichtes und der Wundheilung in diesen transgenen Tieren zu evaluieren, wurde die Haut der HPV8 Mäuse mit UVA und UVB bestrahlt oder mit Biopsiestanzen verwundet. Die UVA/B Bestrahlung und die Verwundung induzierten in den HPV8-GFR und -E6 transgenen Mäusen zwei bis drei Wochen nach der Behandlung Papillomatose. Die Bestrahlung mit UVA hatte keine induzierende Wirkung und die Bestrahlung mit UVB alleine erwies sich als schwacher Induktor der Papillomatose. In 40% der untersuchten PEK konnten Mutationen im Codon 61 des H-ras Gens identifiziert werden. Mutationen im p53 Gen wurden weder in benignen noch in malignen Tumoren von HPV8 positiven Mäusen gefunden. Immunhistochemische Färbungen von p53 zeigten gleiche Spiegel von p53 in der Epidermis HPV8 positiver und negativer Mäuse nach UV Bestrahlung. In der murinen Epidermis ist das E6 Protein von HPV8 das Hauptonkogen, notwendig und ausreichend, um eine spontane Tumorentwicklung bis hin zum Karzinom zu induzieren. Eine HPV8 Infektion, die über Dekaden, obgleich auf einem niedrigen Niveau, fortbesteht, könnte in Interaktion mit Prozessen der Wundheilung, eine relevante Ursache von Hautkarzinogenese beim Menschen sein.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Analysis of the oncogenic potential of the human papillomavirus 8 E6 and E7 genes in transgenic mice. English
Translated abstract:	Abstract Language The cutaneous human papillomavirus 8 (HPV8) belongs to the high risk types associated with epidermodysplasia verruciformis (EV) patients. Sensitive detection techniques also found EV-HPVs in healthy skin and in non melanoma skin cancer of the general population. They are particularly prevalent in immunosuppressed organ transplant recipients. By generating transgenic mice with the complete early region (GFR) of HPV8 under control of the human keratin-14 promoter, which activates the expression of these genes in the basal keratinocytes, we could demonstrate the oncogenic capacity of HPV8 in vivo. In order to further characterize the role of the early genes in carcinogenesis we expressed the genes E6 and E7 separately in transgenic mice, showing that the E6 protein alone is able to spontaneously induce singular or multifocal benign tumors. These tumors are characterized by papillomatosis, acanthosis, hyperkeratosis and varying degrees of epidermal dysplasia. In 6% of the cases the tumors became malignant, comparable with the results of the HPV8-GFR mice. In contrast the HPV8-E7 transgenic mice showed no obvious phenotype. In order to evaluate synergistic effects of UV light and wound healing in these transgenic animals, the skin of HPV8 mice was irradiated with UVA and UVB or wounded with punch biopsies. The UVA/B irradiation and the wounding induced papillomatosis in the HPV8-GFR and -E6 transgenic mice two to three weeks after the treatment. The irradiation with UVA did not have an inducing effect and the irradiation with UVB alone led to a weak induction of papillomatosis. In 40% of the examined squamous cell carcinomas (SCC) mutations in Codon 61 of the H-ras gene could be identified. In the HPV8 positive mice, mutations in the p53 gene were not found neither in benign nor in malignant tumors. Immunhistochemical stainings of p53 showed similar levels of p53 in the epidermis of HPV8 positive and negative mice after UV irradiation. In the murine epidermis the E6 protein of HPV8 is the major oncogene, necessary and sufficient to induce spontaneous tumor development up to SCC. A HPV8 infection persisting over decades, although at a low level, in interaction with wound healing processes, may be a relevant cause of skin carcinogenesis in man. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Marcuzzi, Gian Paolo gian.marcuzzi@uk-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-19117
Date:	2006
Language:	German
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Medicine > Virologie > Institut für Virologie
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language HPV8 , transgene Mäuse , E6-Protein , Wundheilung , Plattenepithelkarzinom German HPV8 , transgenic mice , E6-Protein , squamous cell carcinoma , wound healing English
Date of oral exam:	11 December 2006
Referee:	Name Academic Title Pfister, Herbert Prof. Dr. Dr. h.c.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1911