Barrett`s Esophagus (BE) is a disease of the esophagus in which squamous epithelium is replaced by columnar line epithelium caused by acid and bile in a gastroesophageal reflux disease. Especially bile acid can induce NfkB and DNA damage and maybe lead to transformation from BE to low grade dysplasia, to high grade dysplasia and finally to esophageal adenocarcinoma. A crucial player in this transformation could be the bile acid receptor FXR, a nuclear ligand activated receptor that has major functions in bile, glucose and lipid homeostasis. In this project we aimed to analyze the effects of bile acids and FXR and its role during carcinogenesis by crossing our transgenic BE mouse model (pL2-IL-1 β) and FXR knock out mouse model (FXR-/-). In our pL2-IL-1β mouse model, hIL1beta is over expressed in the esophageal and squamous forestomach mucosa and therefore imitates chronic inflammation. It provides us a model to study esophagitis as well as its progress from BE to adenocarcinoma. FXR is known to act as a protective factor in the liver and the gastrointestinal tract. We therefore hypothesized that a lack of FXR in pL2-IL-1β mice would increase BE development and accelerate its progression to EAC. pL2-IL-1β/FXR-/- mice were sacrificed at 6, 9, 12 and 15 months to monitor different stages of carcinogenesis. At any time point, histopathology, proliferation, differentiation and DNA damage were analyzed. Furthermore, we screen the gene profiles by microarray. Our findings showed that pL2-IL-1β mice develop esophageal tumors, Barrett-Like Metaplasia, Neoplasia and dysplasia in cardia in 9 to 12 months. FXR-/- mice have disrupted homeostasis of bile acids, higher proliferating in the esophagus, esophagitis and show an increased carcinogenesis. pL2-IL-1β/FXR-/- mice showed a localized and stronger inflammation especially in 6 months old mice. pL2-IL-1β/FXR-/- mice at 9 months had an accelerated phenotype of metaplasia and dysplasia. Surprisingly, with an age of 15 months the two different genotypes showed almost no different phenotype anymore suggesting a role for FXR only in early carcinogenesis. We demonstrated that a lack of FXR resulted in more proliferation leading to less differentiation which was correlated with an increased metaplastic and dysplastic development. Only pL2-IL-1/FXR-/- mice show gH2AX staining indicating that loss of FXR would induce more DNA damage and therefor induce a more malignant phenotype during early carcinogenesis. Our findings in the mouse model correlated with the expression of FXR in human BE tissue as FXR expression was highest in BE tissue in both human and mouse and almost lost in cancer. In conclusion we here provide evidence for the functional importance of FXR expression as a protective factor during esophageal carcinogenesis. Future studies should evaluate FXR as a potential biomarker for the progression to cancer.     «

Barrett`s Esophagus (BE) is a disease of the esophagus in which squamous epithelium is replaced by columnar line epithelium caused by acid and bile in a gastroesophageal reflux disease. Especially bile acid can induce NfkB and DNA damage and maybe lead to transformation from BE to low grade dysplasia, to high grade dysplasia and finally to esophageal adenocarcinoma. A crucial player in this transformation could be the bile acid receptor FXR, a nuclear ligand activated receptor that has major fun...     »

Refluxösophagitis, bei der Säure vom Magen und Gallensäure vom Darm in die Speiseröhre gelangt, verursacht Barrett`s Ösophagus. Dies ist eine Erkrankung der Speiseröhre bei der das vorhandene Plattenepithel durch Zylinderepithel ersetzt wird. Vor allem die Gallensäure aktiviert NfkB und bewirkt DNS-Strangbrüche, welche wahrscheinlich dieas Veranschreiten von Barrett`s Ösophagus zu Ösophaguskarzinom fördert. Für diese Entwicklung könnte der Gallenrezeptor Farnesoid X Rezeptor sein. Dieser Rezeptor ist verantwortlich für die Aufrechterhaltung der Gallensäure-, Glukose- und Lipidhomeostatse. In dieser Arbeit wurden Mäuse mit einem humanen L2-IL1beta Transgen mit FXR k.o Mäusen gekreuzt. Das Transgen bewirkt eine Überexpression von IL-1beta im Ösophagus und Vormagen der Maus wodurch eine chronische Entzündung imitiert wird. Das Model zeigt Ösophagitis und die Entwicklung von Barrett-Metaplasie bis hin zum Karzinom. Der Gallensäurerezeptor FXR agiert als schützender Faktor im Magen-Darm-Trakt. Unsere Hypothese ist, dass durch die Kreuzung der beiden Mauslinien die Entzündung im Magen gefördert wird, welche eine schnellere Entwicklung zum Barrett`s Ösophagus zur Folge hat und somit auch eine schnellere Entstehung des Karzinoms bewirkt. Dafür wurden mindestens vier Tiere mit dem Alter von 6, 9, 12 und 15 Monate verwendet um einen histopathologischen Score zu ermitteln. Dazu wurden Tumore in der Kardiaregion gezählt und ausgewertet. Des weiteren wurden die Marker Ki67 für Proliferation und Dclk1 für Stammzellen immunhistochemisch evaluiert. Für die Differenzierung wurde PAS verwendet. Mittels Microarray wurde die veränderten Genexpressionen bei den Tieren mit 12 Monaten ermittelt. Es zeigte sich, dass Tiere mit pL2-IL-1β ab 9 Monaten Metaplasien, Neoplasien, Dysplasien und Tumore entwickeln. FXR k.o Mäuse zeigen eine gestörte Gallenhomeostase, vermehrte Proliferation in der Speiseröhre, Ösophagitis, Hyperkeratosis und eine verstärkte Karzinogenese. pL2-IL-1β/FXR-/- Tiere zeigen dies lokalisierter und, besonders in 6 Monate alten Mäusen tendenziell etwas stärker ausgeprägt. Mit 9 Monaten zeigt sich eine stärker ausgeprägte Meta-/Dysplasie im Vergleich zu Tieren mit FXR Wildtyp Allel. Mit 15 Monaten ist kaum noch ein Unterschied zwischen den Tieren zu erkennen. Wir zeigten auch, dass pL2-IL-1β/FXR-/- Tiere im Vergleich zu pL2-IL-1β Tieren eine höhre Proliferation und geringere Differenzierung hatten. Die Anzahl der Stammzellen war ähnlich. Nur pL2-IL- 1β/FXR-/- Mäuse konnten erfolgreich immunhistochemisch auf gH2AX getestet werden. Bei der Analyse der Microarray Daten ergab sich kein signifikanter Unterschied in der Genexpression der Mäuse. In Zellkulturexperimenten zeigte Gallensäure keinen Einfluss auf nicht entzündetes Epithel und Gewebe. Weiterhin konnte durch Gallensäure auch kein Einfluss auf die Migration von Tumorzellen festgestellt werden. Die FXR Expression ist bei BE Patienten und in Mäusen mit Barrett-Phänotyp am höchsten. Im Tumor ist eine Expression von FXR nicht mehr feststellbar. Daher könnte FXR als möglicher Biomarker bei Diagnosen bei Patienten behilflich sein. Diese Arbeit lässt vermuten, dass FXR einen Schutz gegen die Entwicklung zum Krebs bei Barrett`s Ösophagus bietet.     «

Refluxösophagitis, bei der Säure vom Magen und Gallensäure vom Darm in die Speiseröhre gelangt, verursacht Barrett`s Ösophagus. Dies ist eine Erkrankung der Speiseröhre bei der das vorhandene Plattenepithel durch Zylinderepithel ersetzt wird. Vor allem die Gallensäure aktiviert NfkB und bewirkt DNS-Strangbrüche, welche wahrscheinlich dieas Veranschreiten von Barrett`s Ösophagus zu Ösophaguskarzinom fördert. Für diese Entwicklung könnte der Gallenrezeptor Farnesoid X Rezeptor sein. Dieser Rezepto...     »