Obesity associated regulation of GADD45 in the human first trimester placenta

Die Entwicklung der Plazenta im ersten Drittel der Schwangerschaft ist ein sensibler Prozess um die Versorgung des Fötus sicherzustellen. Mütterliches Übergewicht und assoziierte metabolische Veränderungen wirken sich auf Funktionen der Plazenta aus und können zu Schwangerschaftskomplikationen führen. Übergewicht und Schwangerschaft setzen den Körper in einen Zustand chronischer Entzündung, der mit erhöhten Adipokin-Konzentrationen einhergeht. GADD45 ist ein Stressprotein, das in vielen zellulären Prozessen in die Antwort auf Zellschäden involviert ist und Signale weiterleitet. Ziel dieser Studie war, den Einfluss von Übergewicht und insbesondere von Adipokinen auf GADD45 und andere Stress-assoziierte Zellsignalwege in der frühen Plazenta zu untersuchen. Expression von spezifischen, mit DNA-Schäden assoziierten Genen wurde in Plazenten von übergewichtigen mit Plazenten von normalgewichtigen Frauen verglichen. Um den Effekt einzelner Adipokine zu untersuchen wurde eine Gewebekultur entwickelt, in der Zottengewebe unter physiologischen Bedingungen kultiviert, und mit den Adipokinen TNFa, Leptin, IL-6 oder Glukose behandelt wurde. GADD45 und andere Zellstressmarker wurden auf Gen- und Proteinebene detektiert und im Gewebe lokalisiert.Die Ergebnisse zeigen, dass Übergewicht die Expression von Genen, die spezifisch für DNA-Schäden sind, in der Plazenta abhängig von der Schwangerschaftswoche verändert. GADD45 wurde im Stroma und in Blutgefäßen von plazentären Villi lokalisiert. Die Adipokine zeigten jedoch keinen Einfluss auf GADD45 und andere Stressmarker im Plazentagewebe. Zelluläre Reaktionen wie DNA Schäden und Apoptose wurden in allen Plazentageweben, unabhängig von der Behandlung mit Adipokinen, detektiert.Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass Übergewicht die Genexpression in der frühen Plazenta beeinflusst. Zelluläre Prozesse in kultiviertem Plazentagewebe sind jedoch nicht sensitiv auf die getesteten Adipokine.The development of the placenta in the first trimester of pregnancy is crucial to ensure proper fetal supply with oxygen and nutrients. Maternal obesity and associated metabolic changes alter placental functions and are often associated with pregnancy complications and adverse pregnancy outcomes. Obesity and pregnancy contribute to a state of low grade inflammation characterised by increased adipokines levels. The placenta is affected by circulating adipokines that alter signal transduction and contribute to inflammatory stress. The protein GADD45 is involved in cellular stress response and mediates signalling upon damaging events. The aim of the study was to examine the effect of obesity, specifically of adipokines, on GADD45 associated and general stress signalling in the first trimester placenta and to detect cellular responses like DNA damage or apoptosis. Placental tissue from lean and obese women was screened for differences in DNA damage related gene expression and under physiologic conditions placental tissue was exposed to the adipokines TNFa, leptin, IL-6 or to glucose to simulate an obese environment. GADD45 and associated stress markers were detected at gene and protein level and localised in the tissue.The results indicate that DNA-damage related gene expression is altered in placentas from obese women and depends on gestational age. GADD45 was localised in the stroma and blood vessels of placental villi. Adipokine treatment, however, did not affect the levels of GADD45 or other stress markers in cultivated placental tissue. DNA damage and apoptosis correlated in all explants independent of adipokine treatment.Altogether, the data suggests that maternal obesity has an effect on DNA damage specific gene expression in first trimester placental villous tissue. However, obesity associated adipokines tested here did not affect GADD45 or general oxidative stress signalling in first trimester placental explants.submitted by Caroline PöchlauerZusammenfassungen in Deutsch und EnglischKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2018(VLID)289024

cis- and trans-1,2-diphenylaziridines: induction of xenobiotic-metabolizing enzymes in rat liver and mutagenicity in Salmonella typhimurium

trans-Stilbene imine (trans-1,2-diphenylaziridine) is the nitrogen analog of trans-stilbene oxide, a potent inducer of several microsomal and cytosolic xenobiotic-metabolizing enzymes. Although the acute toxicity of cis- and trans-stilbene imines prevents their application at the usual dose for trans-stilbene oxide (400 mg/kg/day), it is apparent that the imines nevertheless potently induce several xenobiotic-metabolizing enzymes in rat liver. The IP administration of trans-stilbene imine resulted in statistically significant increases in the activities of aminopyrine N-demethylase, microsomal epoxide hydrolase, glutathione transferase (toward 1-chloro-2,4-dinitrobenzene, 1,2-dichloro-4-nitrobenzene and delta 5-androstene-3,17-dione) and UDP-glucuronosyltransferase (toward testosterone). cis-Stilbene imine was less potent in inducing these activities. Although trans-stilbene imine (total dose = 400 mg/kg) was more potent than trans-stilbene oxide (total dose = 1200 mg/kg) in inducing the activities of glutathione transferase (toward 1-chloro-2,4-dinitrobenzene) and UDP-glucuronosyltransferase (toward testosterone), both compounds belong to the class of substances which are more potent inducers of conjugating (phase II) enzymes. Because of their structural similarity with K-region arene imines which are potent mutagens, cis-stilbene imine and trans-stilbene imine were investigated for mutagenicity (reversion of his- strains of Salmonella typhimurium). cis-Stilbene imine and trans-stilbene imine were direct mutagens in the strain TA100. This result, and the finding that acenaphthene 1,2-imine efficiently reverts various strains of Salmonella typhimurium, demonstrates that not only K-region arene imines, but also other aziridines substituted at the two carbons with aromatic moieties, are mutagenic