This work has been digitalized and published in 2013 by Verlag Zeitschrift für Naturforschung in cooperation with the Max Planck Society for the Advancement of Science under a Creative Commons Attribution4.0 International License.

Dieses Werk wurde im Jahr 2013 vom Verlag Zeitschrift für Naturforschungin Zusammenarbeit mit der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung derWissenschaften e.V. digitalisiert und unter folgender Lizenz veröffentlicht:Creative Commons Namensnennung 4.0 Lizenz.

Spezifische Mitose-Auslösung in normaler Rattenleber durch Serum von partiell hepatektomierten Ratten

V o n H . F R I E D R I C H - F R E K S A u n d F . G . Z A K I *

Aus dem Max-Planck-Institut für Biochemie, Abt. Virusforschung, Tübingen (Z. Naturforschg. 9b , 394—397 [1954]; eingegangen am 15. April 1954)

Durch intraperitoneale Injektion von Serum partiell hepatektomierter Ratten in normale Ratten lassen sich regelmäßig Mitosen in der Leber normaler Ratten auslösen. Der mitose-auslösende Faktor ist nicht dialysabel und wirkt nicht mitose-auslösend auf das Parotis-Gewebe.

Bei vielen Tieren gibt es eine stationäre Phase, in der das Wachstum abgeschlossen ist. Jedes Organ

hat dann eine ihm eigentümliche Größe erreicht. Die Wachstumsregulation, die hier angenommen werden muß, wurde besonders eingehend bei der Leber von erwachsenen Ratten untersucht. Nach Entfernung eines Teils der Leber erfolgt die Regeneration in wenigen Tagen, und die ursprüngliche Größe wird wieder erreicht (vgl. 1. c.1) . Die Größe der Wundfläche kann keine entscheidende Rolle spielen, denn bei der Ratte lassen sidi einzelne Leberlappen fast ohne Wundsetzung entfernen. Hypophyse und Schild-drüse sind für die Regeneration nidit nötig1 . Aus Parabiose-Versuchen geht aber hervor, daß die hier vorliegende Wachstumsregulation auf hormonalem Wege erfolgt; partielle Hepatektomie bei einem Partner des Parabiose-Paares führt zur Vergröße-rung der Leber beim anderen Partner. Dieses Ver-suchsergebnis läßt sich verschieden interpretieren. Die eine Möglichkeit ist die, daß nach der partiellen Hepatektomie ein zellteilungs-fördernder Stoff im Blut auftritt2 ; es kann aber audi so sein, daß nach partieller Hepatektomie ein für die Leber zelltei-lungs-hemmender Stoff oder Stoffkomplex im Blut in seiner Konzentration herabgesetzt wird 4 ' 5 . Zwi-schen diesen beiden Möglichkeiten kann der Para-biose-Versuch nicht entscheiden.

In einer vorhergehenden Untersuchung6 wurde festgestellt, wie die Mitosewelle der Leber nach par-tieller Hepatektomie bei dem von uns verwendeten Rattenstamm abläuft. Danach liegt das Maximum der

* Faculty of Science, University of Cairo, Giza, Ägypten.

1 B. G. C h r i s t e n s e n u. E. J a c o b s e n , Acta med. scand. Suppl. 234, 103 [1950],

2 N. L. B. B ü c h e r , J. F. S c o 11 u. J. C. A u b , Cancer Res. 11, 457 [1951],

3 A. S. W e n n e k e r u. N. S u s s m a n , Proc. Soc. exp. Biol. Med. 76, 685 [1952].

Mitosehäufigkeit 48 Stdn. nach der Entfernung des Leberlappens. 36 Stdn. nach der partiellen Hepat-ektomie hat der Wassergehalt der Leberzellen ein Maximum erreicht, wie es auch in anderen Organen vor dem Mitose-Maximum festgestellt wurde 7. Diese Arbeit gab die Grundlage für die vorliegenden Ver-suche, die erweisen, daß mit dem Serum von par-tiell hepatektomierten Ratten in der Leber normaler Ratten Mitosen hervorgerufen werden.

M e t h o d e . Zu den Experimenten wurden Ratten des Stamms BDI (D r u c k r e y) verwandt, die fast alle 2—3 Monate alt waren. Bei der partiellen Hepatektomie wurden wie in der vorhergehenden Untersuchung der linke und der mediane Leberlappen entfernt. 24—72 Stdn. nach der Operation wurde von den Ratten Serum asep-tisch gewonnen und 1—3 ccm in normale Ratten glei-chen Alters intraperitoneal caudalwärts injiziert. Zur Kontrolle wurde das Serum normaler Ratten gewonnen und in gleicher Weise in normale Ratten injiziert. An-zeichen einer Peritonitis waren in keinem Fall vorhanden.

Die Lebern der Ratten wurden 24—72 Stdn. nach der Injektion mit Serum in Bouin-Duboscq fixiert. An mög-lichst entsprechenden Stellen der Lebern der verschie-denen Versuchstiere wurden 5 /.i dicke Schnitte angefer-tigt und mit Hämatoxylin-Eosin nach der Methode von H a r k n e s s 8 gefärbt. Bei dieser Methode wird wie bei der F e u 1 g e n färbung vorher eine Hydrolyse mit 1-n. HCl ausgeführt. Auf diese Weise treten die Mitosen besonders deutlich hervor. Die Zählung der Mitosen er-folgte mit einem Binokular 10-mal und Objektiv 40-mal. Jedesmal wurden 100 Gesichtsfelder ausgezählt. Die Ge-samtzahl der epithelialen Zellen eines Gesichtsfeldes be-trägt durchschnittlich 128, so daß bei jedem Versuchstier insgesamt 12800 Zellen durdimustert wurden. Zum Ver-gleich wurden auch je 100 Gesichtsfelder von Parotis-Schnitten ausgezählt. Die durchschnittliche Anzahl der

4 A. D. G 1 i n o s u. G . O . G e y , Proc. Soc. exp. Biol. Med. 80, 421 [1952],

5 P. W e i s s , Science [Washington] 115, 487 [1952]. e F. G. Z a k i , Z. Naturforschg. 9b, 239 [1954], ' E. B. A s t w o o d , Endocrinology 23 25 [1938];

K. B r i c k , Dissertation, Tübingen 1950. 8 R. D. H a r k n e s s , J. Physiol. 117, 267 [1952].

Serumspender Serumempfänger

Vers. Alter Gewicht Zeit Dosis Alter Gewidit mitotisdier Index Nr. [Monate] [g] [Stdn.] [ml] [Monate] oescnl.

[g] Leber Parotis

2 2 cf 124 48 2,4 3 d 135 0 2 cT 119 36 2,0 2 cT 127 0 —

2 9 128 24 2,5 3 9 130 2 —

19 3 9 136 48 2,0 2 9 94 0 0 2 d1 122 48 2,0 2 rf 123 1 0 2 cT 90 48 2,0 2 9 84 0 2

normale Ratte ohne Injektion 2 d1 118 0 —

Tab. 1. Kontrollexperimente: Injektion von Serum normaler Ratten in normale Ratten.

Epithelzellen in einem Gesichtsfeld beträgt hier 165. Die Mitosen wurden wie in der früheren Arbeit von der späten Prophase an gezählt. Bei einigen Versuchen wurde 4 Stdn. vor der Obduktion subkutan Colchicin gegeben in einer Dosis von 0,2 mg pro 100 g Körpergewicht.

M i t o s e - A u s l ö s u n g b e i n o r m a l e n R a t t e n d u r c h S e r u m von h e p a t e k t o m i e r t e n T i e r e n

Tab. 1 zeigt zunächst das Verhalten der Kontrol-len. In Versuch 3 wurde das Serum von 3 zwei Monate alten normalen Ratten gesammelt und je 2—2,5 ccm in 3 normale Ratten injiziert. In ähn-licher Weise wurde der Versuch 19 ebenfalls an je 3 Tieren durchgeführt. Insgesamt wurden bei allen 6 Tieren 3 Mitosen gefunden. Da zusammen 77 000 Zellen durchmustert wurden, entspricht das einer Mitose-Häufigkeit von 4 Mitosen je 100000 Zellen. Diese Zahl stimmt gut mit der Mitose-Häufigkeit von 5—10 je 100000 Zellen überein, wie sie B r u e s und M a r b l e 9 bei normalen Ratten angeben. Es wurden ferner bei einer normalen Ratte ohne In-jektion 13000 Zellen durchmustert und keine Mitose gefunden (Tab. 1 unten). Normales Serum hat also keinen gesicherten Einfluß auf die Mitose-Häufigkeit.

Tab. 2 bringt die Ergebnisse bei insgesamt 17 Rat-ten, denen Serum von partiell hepatektomierten Tie-ren injiziert worden war. 5 Tiere wurden 4 Stdn. vor der Obduktion mit Colchicin behandelt. Ebenso wie bei den Kontrollen wurde das Serum der in einer Rubrik aufgeführten Spender vereinigt und den auf der rechten Seite der Tabelle angegebenen Empfängern injiziert. Aus dem in der vorletzten Spalte genannten mitotischen Index ist ersichtlich, daß bei sämtlichen 17 Tieren mit und ohne Colchi-cin eine weit über die Streuung des Werts bei den normalen Tieren hinausgehende Mitose-Häufigkeit

9 A. M. B r u e s u. B. B. M a r b 1 e , J. exp. Medicine 65, 15 [1937],

vorliegt. Damit ist der Unterschied der Mitose-Häufigkeit bei Behandlung mit Hepatektomie-Serum und normalem Serum statistisch gesichert. Nimmt man den Durchschnitt der 12 nicht mit Colchicin be-handelten Tiere, so erhält man eine Mitose-Häufig-keit von 22 (om — 5,6) pro 13000 Zellen gegenüber 0,5 (öm = 0,34) bei den Kontrollen. Die Mitose-Häu-figkeit ist also auf das 40-fache erhöht. Bei den mit Colchicin behandelten Tieren sind die Werte gegen-über den mit dem gleichen Serum behandelten Tie-ren auf das 1,5—2-fache erhöht. Abb. 1 * gibt einen Schnitt wieder, auf dem 4 Mitosen in einem Ge-sichtsfeld zu sehen sind. Abb. 2 stellt eine Mitose bei stärkerer Vergrößerung (ölimmersion) dar.

S p e z i f i t ä t d e r W i r k u n g

Bei 3 Kontrollen mit Normalserum und bei 7 Ver-suchstieren wurde untersucht, ob das Serum von hepatektomierten Tieren einen Einfluß auf die Mitose-Rate in der Parotis hat. In der Parotis besteht gegenüber den Kontrollen keine Mitose-Erhöhung. In 2 Versuchen (Schluß der Tab. 2) wurde Serum von hepatektomierten Ratten, das bei normalen Ratten wirksam war, Mäusen injiziert. Bei diesen beiden Mäusen war keine Mitose-Steigerung in der Leber festzustellen.

D i a l y s e - V e r s u c h

Von je 4 — 5 Ratten wurde 24 Stdn. nach partieller Hepatektomie Serum gewonnen und vereinigt. Je 4,5—11 ccm Serum wurden jeweils gegen die 10-fache Menge dest. Wasser 2 Tage bei 4° C unter Rühren dialysiert. Das Dialysat wurde durch Ab-blasen mit kalter Luft im Kühlraum auf das 10-fache konzentriert, so daß wieder etwa physiologische Salz-

* Abb. 1 u. 2 s. Tafel S. 396 a.

Serumspender Serumempfänger

Vers. Zeit Alter LI Gewicht Zeit Dosis Alter Gewicht mitotischer Index Nr. [Stdn.] [Monate] Geschl.

[g] [Stdn.] [ml] [Monate] Gesdil. [g] Leber Parotis

2 48 3 cf 153 48 2,0 2 cf 125 79 _ 2 cf 131

2a 48 2 d 108 48 2,5 3 d 168 34 2 d 112

4 40 2 c? 107 48 3,0 2 cf 121 13 0 2 cf 127

5 36 3 d 169 24 2,0 1,5 cf • 86 12 —

3 cf 136 48 3,0 2 cf 114 9 —

7 36 1,5 cf 85 36 1,5 2 cf 96 24* —

9 48 2 cf 106 24 2,5 2 cf 95 12* 1 2 cf 85 48 2,5 2 cf 90 27* 2

11 48 3 d 155 48 3,5 3 d 162 15 —

2 cf 131 48 1,5 1 d1 60 22 —

12 48 2 d 112 36 1,5 1,5 cf 66 14 —

2 9 100 36 1,5 1,5 cf 79 18 —

13 36 2 cf 108 3 d 125 36 3,5 1,5 cf 30 38* —

2 d 90 36 4,0 1,5 cf 82 26 1 2 cf 118

10 48 3 cf 172 48 2,0 2 cf 121 17 —

3 cf 152 48 2,0 3 cf 150 29* —

3 d 130 72 2,0 2 cf 107 6 0 2 cf 93 48 1,0 2 Maus cf 20 0 0 cf

72 1,0 2 Maus cf 22 0 0

* 4 Stunden vor der Obduktion mit Colchicin injiziert.

Tab. 2. Wirkung der intraperitonealen Injektion von Serum partiell hepatektomierter Ratten in normale Ratten.

konzentration erreicht wurde. Die Innenflüssigkeit des Dialyse-Versuchs wurde durch 24-stdg. Dialyse gegen physiologische Kochsalz-Lösung wieder auf die ursprüngliche Salzkonzentration eingestellt. Die Außenflüssigkeit der zweiten Dialyse wurde ver-worfen. Je 2 ccm Innenflüssigkeit, 2 ccm Außen-flüssigkeit und 2 ccm nicht-dialysiertes Serum wur-den in normale Ratten injiziert. Der Mitose-Index wurde 24, 48 und 72 Stdn. nach der Injektion in Leber und Parotis bestimmt. Das Ergebnis zeigt Tab. 3. Auf die Parotis ist weder das ursprüngliche Serum noch die beiden Fraktionen wirksam. Auf die Leber wirkt das nicht-dialysierte Serum und die Innenflüssigkeit der Dialyse mitose-steigernd, die Außenflüssigkeit ist unwirksam. Der mitose-steigernde Faktor ist also nicht dialysabel. Der Mitose-Index für die Innenflüssigkeit ist etwas geringer als für das nicht-dialysierte Serum. Bemerkenswert ist, daß eine Mitose-Wirkung noch 72 Stdn. nach der Injek-

tion des Hepatektomie-Serums nachweisbar ist, wenn auch die Wirkung zu dieser Zeit nachzulassen scheint.

B e s p r e c h u n g d e r E r g e b n i s s e

Während es nach den Parabiose-Versuchen noch zweifelhaft bleiben mußte, ob der Wegfall eines in-hibierenden Faktors oder ein mitose-förderndes Agens für die hormonale Wirkung verantwortlich ist, zei-gen die Injektionsversuche mit Serum eindeutig, daß eine mitose-erzeugende Wirkung im Blut vorhanden ist. Über den Mechanismus der Wirkung dieses Stof-fes ist damit nichts gesagt. Es ist durchaus möglich, daß er durch Blockade eines inhibierenden Stoffes in der Leber wirksam wird. Der wirksame Stoff oder Stoffkomplex ist nicht dialysabel und wirkt auf die Leber, aber nicht auf Parotis-Gewebe. Es ist hier-nach zu vermuten, daß er organ-spezifisch ist. Ob aus dem Wegfall einer Wirkung bei Mäusen auf Art-

H. Friedrich-Freksa und F. G. Zaki, Spezifische Mitose-Auslösung in normaler Rattenleber durdi Serum von partiell hepatektomierten Ratten (S. 394)

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Abb. 1. Versuch Nr. 2 a, Ausschnitt aus der Leber mit 4 Mitosen im Gesichtsfeld, Schnittdicke 5 p,, Färbung Hämatoxylin-Eosin nach H a r k n e s s . Veigr. 500-mal.

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Abb. 2. Versuch Nr. 12, eine Mitose bei stärkerer Ver-größerung, Schnittdicke 5 u, Färbung Hämatoxylin-Eosin

nach H a r k n e s s . Vergrößerung 1325-mal.

Serumspender tc c Serumempfänger

i-£ C' • S "C tn

nidit dialysiert dialysiert (Innenflüssigkeit) dialysiert (Außenflüssigkeit)

Gew. -ö <D >1 'S CS

i-£ C' • S "C tn ; <D mitot. Index rö7 mitot. Index röT mitot. Index

LgJ O H >- 1—1 <a 2 ci

O

Gew. [g]

-ö CO <D o

fll TO C ^ ° Leber Parotis

Gew. [g] VI

<D Ü

aj TO •ü C

S Leber Parotis

Gew. [g] tn

O

Qj TO ~ c ^ ° E

Leber Parotis

132 128 125 118 142 126 156 112

cf 9 cf cf cf cf cf 9

2 2 2

3 2 3 2

24

36

132

85

cf

cf

2

2

27

24

00

1

153

122

96

cf

9

9

3

2

2

14

10

12

00

00

00

125

105

90

o

cf

cf

2

2

2

00

00

00

00

00

2

130 153 130 83

154

cf cf 9 cf 9

2 3 2

1,5 3

48 75 9 1,5 21 00 94

79

9

9

2

1,5

14

12

2

3

84

72

9

9

1,5

1,5

00

00

00

1

164 143 152 158 163

cf 9 9 cf o ¥

3 3 3 3 3

72 93 9 2 13 00 85

78

9

9

2

1,5

10

8

0

1

101

76

cf

cf

2

1,5

00

00

1

1

Tab. 3. Wirkung der intraperitonealen Injektion von Serum hepatektomierter Ratten in normale Ratten vor und nach der Dialyse und von Dialyse-Außenflüssigkeit.

Spezifität geschlossen werden kann, ist zweifelhaft. Wenn der Faktor an Eiweiß gebunden ist, so be-steht die Möglichkeit, daß das artfremde Eiweiß im Reticulo-Endothel der Mäuseleber aufgefangen wird und nicht zur Wirkung in den Leber-Parenchym-Zellen kommt.

Ebensowenig schließen die Versuche die Möglidi-keit aus, daß neben der mitose-steigernden Wirkung bei der Wachstumsregulation noch ein spezifischer inhibierender Faktor vorhanden ist. Mischversuche von Normal-Serum mit Hepatektomie-Serum, die

10 G. R u h e n s t r o t h - B a u e r , Naunyn-Schmiede-bergs Arth. exp. Path. Pharmakol. 211, 32 [1950].

wir zur Untersuchung dieser Frage ausgeführt haben, und auch andere Experimente weisen in diese Rich-tung, sind aber noch nicht genügend gesichert.

Wahrscheinlich handelt es sich bei der hormo-nalen Wachstumsregulation durch organ-spezifische Stoffe um einen weit verbreiteten Medianismus, der nicht auf die Leber beschränkt ist. Dafür sprechen unter anderem die Versuche von R u h e n s t r o t h 1 0

am hämotopoetischen System, die Versuche von T e i r 11 an den Orbital-Drüsen der Ratte und die Versuche von W e i ß 5 und Mitarbb. an Hühner-embryonen.

ii H. T e i r , Growth 16, 85 [1952].