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Approximately 45% of men will develop cancer during their lifetime; some of which will be of reproductive age (Canadian Cancer Society, 2008). Current advances in treatment regimens such as radiotherapy have significantly lowered cancer-related mortality rates; however, one major quality-of-life issue in cancer survivors is the ability to produce healthy offspring. Exposure to ionizing radiation (IR) leads to genomic instability in the germline, and further to transgeneration genome instability in unexposed offspring of preconceptionally exposed parents. The results presented in this thesis define, in part, the molecular consequences of direct and indirect irradiation for the male germline. Direct exposure results in a significant accumulation of DNA damage, altered levels of global DNA methylation and microRNAome dysregulation of testis tissue. Localized cranial irradiation results in a significant accumulation of unrepaired DNA lesions and loss of global DNA methylation in the rodent (rat) germline. Biological consequences of the changes observed are discussed. / xii, 121 leaves : ill. ; 29 cm.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirkung von Valproinsäure (VPA) auf Keimzelltumoren des Hodens in vivo und in vitro untersucht. Keimzelltumoren des Hodens (TGCT) sind die häufigsten soliden malignen Tumoren des Mannes zwischen dem 15. und 34. Lebensjahr. Nach therapeutischen und histogenetischen Kriterien werden die TGCT in Seminome und Nicht-Seminome unterteilt. VPA gilt seit 2001 als weiterer Wirkstoff der Gruppe der Histondeacetylaseinhibitoren die über die Wirkung auf die Chromatinstruktur und epi-gentische Modifikation unterschiedliche Effekte in den Zellen erzielen können. VPA führt in unterschiedlichen malignen Tumoren zu einer Proliferationshemmung, Apoptoseinduktion und kann den Differenzierungsgrad in Tumorzellen beeinflussen. Im In-vivo-Mausmodell konnte gezeigt werden, dass VPA eine antitumoröse Potenz auch auf TGCT besitzt. Es zeigte sich in vitro eine Proliferationshemmung und Apoptoseinduktion sowie eine Differen-zierungsinduktion unter VPA-Behandlung. Konkordant zu anderen Tumor konnte eine verstärkte Histonacetylierung unter VPA gezeigt werden. In einer Mikroarray-expressionsanalyse zeigten sich für die Zelllinie TCam-2 als Modell eines seminomatösen Keimzelltumors eine differentielle Expression von 1810 Genen unter VPA-Behandlung und eine differentielle Expression von 1061 Genen für die Zelllinie NTERA-2 als Modell eines embryonalen Karzinoms (Nicht-Seminom). Hierunter fanden sich eine Reihe von differentiell exprimierten Kandidatengenen, deren Regulation Einfluss auf die o.g. Proliferations-hemmung und Apoptoseinduktion haben können. In beiden Zelllinien wurde das Stammzell-genmuster durch Behandlung mit VPA verändert und vermehrt Differenzierungsmarker exprimiert. Insbesondere supprimierte VPA die Expression von NANOG, OCT3/4 in beiden Zelllinien und in der Nicht-seminomatösen Zelllinie NTERA-2 zusätzlich SOX2 als Schlüsselgene zur Erhaltung der Pluripotenz. Beides konnte mittels Mikroarray und q-RT-PCR gezeigt werden.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirkung von Valproinsäure (VPA) auf Keimzelltumoren des Hodens in vivo und in vitro untersucht. Keimzelltumoren des Hodens (TGCT) sind die häufigsten soliden malignen Tumoren des Mannes zwischen dem 15. und 34. Lebensjahr. Nach therapeutischen und histogenetischen Kriterien werden die TGCT in Seminome und Nicht-Seminome unterteilt. VPA gilt seit 2001 als weiterer Wirkstoff der Gruppe der Histondeacetylaseinhibitoren die über die Wirkung auf die Chromatinstruktur und epi-gentische Modifikation unterschiedliche Effekte in den Zellen erzielen können. VPA führt in unterschiedlichen malignen Tumoren zu einer Proliferationshemmung, Apoptoseinduktion und kann den Differenzierungsgrad in Tumorzellen beeinflussen. Im In-vivo-Mausmodell konnte gezeigt werden, dass VPA eine antitumoröse Potenz auch auf TGCT besitzt. Es zeigte sich in vitro eine Proliferationshemmung und Apoptoseinduktion sowie eine Differen-zierungsinduktion unter VPA-Behandlung. Konkordant zu anderen Tumor konnte eine verstärkte Histonacetylierung unter VPA gezeigt werden. In einer Mikroarray-expressionsanalyse zeigten sich für die Zelllinie TCam-2 als Modell eines seminomatösen Keimzelltumors eine differentielle Expression von 1810 Genen unter VPA-Behandlung und eine differentielle Expression von 1061 Genen für die Zelllinie NTERA-2 als Modell eines embryonalen Karzinoms (Nicht-Seminom). Hierunter fanden sich eine Reihe von differentiell exprimierten Kandidatengenen, deren Regulation Einfluss auf die o.g. Proliferations-hemmung und Apoptoseinduktion haben können. In beiden Zelllinien wurde das Stammzell-genmuster durch Behandlung mit VPA verändert und vermehrt Differenzierungsmarker exprimiert. Insbesondere supprimierte VPA die Expression von NANOG, OCT3/4 in beiden Zelllinien und in der Nicht-seminomatösen Zelllinie NTERA-2 zusätzlich SOX2 als Schlüsselgene zur Erhaltung der Pluripotenz. Beides konnte mittels Mikroarray und q-RT-PCR gezeigt werden.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirkung von Valproinsäure (VPA) auf Keimzelltumoren des Hodens in vivo und in vitro untersucht. Keimzelltumoren des Hodens (TGCT) sind die häufigsten soliden malignen Tumoren des Mannes zwischen dem 15. und 34. Lebensjahr. Nach therapeutischen und histogenetischen Kriterien werden die TGCT in Seminome und Nicht-Seminome unterteilt. VPA gilt seit 2001 als weiterer Wirkstoff der Gruppe der Histondeacetylaseinhibitoren die über die Wirkung auf die Chromatinstruktur und epi-gentische Modifikation unterschiedliche Effekte in den Zellen erzielen können. VPA führt in unterschiedlichen malignen Tumoren zu einer Proliferationshemmung, Apoptoseinduktion und kann den Differenzierungsgrad in Tumorzellen beeinflussen. Im In-vivo-Mausmodell konnte gezeigt werden, dass VPA eine antitumoröse Potenz auch auf TGCT besitzt. Es zeigte sich in vitro eine Proliferationshemmung und Apoptoseinduktion sowie eine Differen-zierungsinduktion unter VPA-Behandlung. Konkordant zu anderen Tumor konnte eine verstärkte Histonacetylierung unter VPA gezeigt werden. In einer Mikroarray-expressionsanalyse zeigten sich für die Zelllinie TCam-2 als Modell eines seminomatösen Keimzelltumors eine differentielle Expression von 1810 Genen unter VPA-Behandlung und eine differentielle Expression von 1061 Genen für die Zelllinie NTERA-2 als Modell eines embryonalen Karzinoms (Nicht-Seminom). Hierunter fanden sich eine Reihe von differentiell exprimierten Kandidatengenen, deren Regulation Einfluss auf die o.g. Proliferations-hemmung und Apoptoseinduktion haben können. In beiden Zelllinien wurde das Stammzell-genmuster durch Behandlung mit VPA verändert und vermehrt Differenzierungsmarker exprimiert. Insbesondere supprimierte VPA die Expression von NANOG, OCT3/4 in beiden Zelllinien und in der Nicht-seminomatösen Zelllinie NTERA-2 zusätzlich SOX2 als Schlüsselgene zur Erhaltung der Pluripotenz. Beides konnte mittels Mikroarray und q-RT-PCR gezeigt werden.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirkung von Valproinsäure (VPA) auf Keimzelltumoren des Hodens in vivo und in vitro untersucht. Keimzelltumoren des Hodens (TGCT) sind die häufigsten soliden malignen Tumoren des Mannes zwischen dem 15. und 34. Lebensjahr. Nach therapeutischen und histogenetischen Kriterien werden die TGCT in Seminome und Nicht-Seminome unterteilt. VPA gilt seit 2001 als weiterer Wirkstoff der Gruppe der Histondeacetylaseinhibitoren die über die Wirkung auf die Chromatinstruktur und epi-gentische Modifikation unterschiedliche Effekte in den Zellen erzielen können. VPA führt in unterschiedlichen malignen Tumoren zu einer Proliferationshemmung, Apoptoseinduktion und kann den Differenzierungsgrad in Tumorzellen beeinflussen. Im In-vivo-Mausmodell konnte gezeigt werden, dass VPA eine antitumoröse Potenz auch auf TGCT besitzt. Es zeigte sich in vitro eine Proliferationshemmung und Apoptoseinduktion sowie eine Differen-zierungsinduktion unter VPA-Behandlung. Konkordant zu anderen Tumor konnte eine verstärkte Histonacetylierung unter VPA gezeigt werden. In einer Mikroarray-expressionsanalyse zeigten sich für die Zelllinie TCam-2 als Modell eines seminomatösen Keimzelltumors eine differentielle Expression von 1810 Genen unter VPA-Behandlung und eine differentielle Expression von 1061 Genen für die Zelllinie NTERA-2 als Modell eines embryonalen Karzinoms (Nicht-Seminom). Hierunter fanden sich eine Reihe von differentiell exprimierten Kandidatengenen, deren Regulation Einfluss auf die o.g. Proliferations-hemmung und Apoptoseinduktion haben können. In beiden Zelllinien wurde das Stammzell-genmuster durch Behandlung mit VPA verändert und vermehrt Differenzierungsmarker exprimiert. Insbesondere supprimierte VPA die Expression von NANOG, OCT3/4 in beiden Zelllinien und in der Nicht-seminomatösen Zelllinie NTERA-2 zusätzlich SOX2 als Schlüsselgene zur Erhaltung der Pluripotenz. Beides konnte mittels Mikroarray und q-RT-PCR gezeigt werden.

Two fundamental problems of developmental biology are the understanding of cell fate specification, and the integration of broader environmental contexts into developmental programs. While cell fate specification is largely achieved by differential gene expression programs, environmental integration relies on cellular receptors. A predominant mechanism to mediate both processes utilizes nuclear hormone receptors (NHRs). However, it remains unclear how diverse the NHR’s modes of action are in regulating gene expression. This thesis utilizes the development of the C. elegans germ line as a model system to study a novel link that integrates cell fate specification and the nutritional environment. In C. elegans, germ cell fate specification is chiefly controlled by posttranscriptional mechanisms. Furthermore, overall germline development is influenced by the animal’s nutritional status. However, it remains unknown whether germline posttranscriptional control mechanisms and germ cell fate decisions are linked to nutrition, and if so, how this link may operate in molecular terms. This thesis reports the characterization of the nuclear hormone receptor nhr-114 and its crucial functions for germline development and fertility. Depending on the tissue of expression, nhr-114 regulates overall germline organization, germ cell proliferation and oogenesis. Importantly, all aspects of nhr-114 function are linked to diet. Feeding nhr-114 mutants with a specific E. coli strain, or a tryptophan-supplemented diet significantly reduces germline development defects and sterility. Based on mutant analysis, nhr-114 was found to have overlapping functions with gld-4 cytoplasmic poly(A) polymerase (cytoPAP). This thesis provides evidence that nhr-114 may function in germ cells in a posttranscriptional manner linked to gld-4 cytoPAP. Further evidence shows that NHR-114 interacts with GLD-4 cytoPAP. Together these findings suggest that NHR-114 may control gene expression by transcriptional and posttranscriptional mechanisms in a tissue-specific manner. This thesis proposes that NHR-114 ensures the input of tryptophan to allow germline development; and that this function integrates nutritional information into the germline gene expression programs according to the environment of the worm. Therefore, NHR-114 potentially provides a direct molecular link to how a developmental program is coordinated with the nutritional status of an animal.