W. Maurer

Autoradiographische untersuchung über die konstanz der DNS-Verdopplungs-Dauer bei Zellarten von Maus und Ratte Durch Doppelmarkierung mit 3H- und 14C-Thymidin

Zusammenfassung Durch Doppelmarkierung mit 3 H- und 143 C-Thymidin wurde die Dauer der DNS-Verdopplung bei 27 Zellarten von Maus und Ratte gemessen. Fur alle Zellarten wurde ungefahr die gleiche DNS-Verdopplungs-Dauer von im Mittel 7,5 Stunden gefunden. Das Verfahren ist ohne weiteres auf eine asynchron wachsende Zellpopulation im steady state anwendbar. Bei Zellarten mit tageszeitlichen Schwankungen des 3 H-Index, d. h. mit periodischen Teilsynchronisationen, muss zunachst der zeitliche Verlauf des 3 H-Index wahrend eines Tages gemessen werden. Fur eine Reihe von Zellarten der Maus wurde auch die Generationszeit und die Mitose-Dauer bestimmt. Dabei fand sich, dass das Zeitintervall zwischen dem Anfang der DNS-Verdopplung und dem Ende der Mitose bei den einzelnen Zellarten relativ konstant ist, wahrend die Generationszeiten sehr grosse Unterschiede zeigen. Diese Unterschiede kommen im wesentlichen durch die grossen Unterschiede der postmitotisch-praesynthetischen Ruhe-Phase G 1 zustande.

Autoradiographische Bestimmung der Dauer der DNS-Verdopplung und ihres zeitlichen Verlaufs bei Spermatogonien der Ratte durch Doppelmarkierung mit C-14- und H-3-Thymidin

11, 229 (1956). BLOMQVIST, t{.: Acta pathol, microbiol, seaud. Suppl. 121 (1957). PASCI-INIS, If.: Cancer Rex. 18, 98t (t958). s) BARNuM, C.P., C.D. JARDETZKY, u. F. HALBERO: Amer. J. Physiol. 19s, 301 (1958). ~) BRUES, A.M., D.R. DRURY U. M.C. BRUES: Arch. Pathology 22, 658 (t936). ~) JA~E, J . J . : Anat. Ree. 120, 935 (1954). __s) HALBERO, F., C.P. BARNUM, R.H. SILBER U. J . J . BITTNER: Proc. Soe. Exp. Biol. Med. 27, 897 (1958).

Autoradiographische Untersuchungen der Dauer der S-phase und des Generationzyklus der Basal-Epithelien des Ohres der Maus

Abstract Mice were given a first injection of 14 C-thymidine and then a second one of 3 H-thymidine at times differing from 1 to 91 hr later. One hour after the second injection the animals were sacrificed, and autoradiograms were prepared from their ears. The number of double labeled nuclei in the ear epithelia on the autoradiograms was determined as a function of the time interval between the two injections. In addition the number of 14 C-traces per nucleus and the number of 3 H-grains per nucleus were determined. An S-phase duration of 18 hr was deduced from the curve expressing the number of double labeled nuclei as a function of time. The generation time was taken as the length of time between two sequential S-phases. These values continually varied between ca 30 and 100 hr. The S-phase was also determined from the same experimental material using the method of labeled mitoses, according to which the 14 C-labeled mitoses were counted. The duration of the S-phase obtained by this method was also 18 hr.

Autoradiographische Untersuchungen über den Modus der Proliferation und Regeneration des Samenepithels der Wistarratte

SummaryTo find the mode of proliferation and regeneration of the seminiferous epithelium of the Wistar rat, the life spans and subphases of the spermatogonial types A1, A2, A3, A4, Im, and B were determined by the method of labeled mitoses. After a single injection of H-3-thymidine 48 rats were sacrificed between 2 hours and 14 days. By means of autoradiographs the percentage of labeled mitoses was determined.More than 30 maxima of labeled mitoses were found (Fig. 2). The position of the first two maxima after injection gives the life span of A1-spermatogonia as 5.9 days. The other spermatogonial types have almost identical life spans of 39–42 hoursUnder the assumption that the A1-spermatogonia are the descendents of Im-spermatogonia (or “A5”-spermatogonia), the duration of the cycle of the seminiferous epithelium can be explained by the addition of the life spans of the spermatogonial types A2+A3+A4+Im (or “A5” alternatively)+A1 as 12.8 days. This value is in good agreement with the values of the duration of the cycle determined by earlier investigations.Some observations are discussed which do not correspond with this simple scheme of regeneration. An extension of the regeneration scheme has been proposed to resolve these differences. In this context the hypothesis is made that from all types of A-spermatogonia can rise A1-spermatogonia.ZusammenfassungUm den Modus der Proliferation und Regeneration des Samenepithels bei der Winterratte zu finden, wurden die Generationszeiten und Teilphasen der Spermatogonienarten A1, A2, A3, A4, Im und B mit der Methode der markierten Mitosen gemessen. Nach einmaliger Injektion von H-3-Thymidin wurden 48 Wistarratten zwischen 2 Std und 14 Tagen getötet. Auf Autoradiogrammen wurde dann der Prozentsatz markierter Mitosen der einzelnen Spermatogonienarten bestimmt.Insgesamt wurden für die einzelnen Spermatogonienarten über 30 Maxima markierter Mitosen gefunden (Abb. 2). Aus der Lage der ersten beiden Maxima post inj. ergibt sich für die A1-Spermatogonien eine Generationszeit von 5,9 Tagen. Die übrigen Spermatogonien (A2, A3, A4, Im, B) haben fast gleiche Generationszeiten von 39–42 Std (Tabelle 1).Unter der Voraussetzung, daß sich die A1-Spg von den Im-Spg (oder „A5“-Spg) ableiten, kann die Cyclusdauer aus der Summe der Generationszeiten der Spermatogonienarten A2+A3+A4+Im (oder „A5“)+A1 = 12,8 Tage erklärt werden. Dieser Wert stimmt ausgezeichnet mit Werten überein, die bei früheren Untersuchungen mit anderen Methoden gefunden wurden.Es wird auf einige Beobachtungen eingegangen, die mit diesem einfachen Regenerationsschema nicht übereinstimmen. Es wird dann im einzelnen diskutiert, wie diese Widersprüche durch eine Erweiterung des Regenerationsschemas evtl. beseitigt werden könnten. In diesem Zusammenhang wird unter anderem versuchsweise die Annahme gemacht, daß die Bildung von A1-Spermatogonien von allen A-Spermatogonien ausgehen kann.

Autoradiographische Bestimmung der Generationszeiten und Teilphasen der verschiedenen Spermatogonien-Generationen der Ratte

155 ~zg./mI. respect ively , were ob t a i ned af te r e ight days of i ncuba t i on a t p H 5.5. Alan ine was p roduced in excess of lys ine and add i t iona l efforts to increase t h e yields of t he fo rmer were a t t e m p t e d . As ind ica ted in t he tab le t he h i ghes t Ievel of a lan ine was ob ta ined w h e n u rea was used as t h e n i t rogen source. Ni t rogen sources s tud ied inc luded NaNO3, NH4NO 8 and urea. These c o m p o u n d s were inco rpora t ed in to t he m e d i u m a t concen t r a t ions of 3 mg. /ml , of n i t rogen. CARITO and PISANO [3~ h a v e r ecen t ly repor ted t h a t add i t i on of cer ta in wa te r soluble g roup v i t a m i n s p roved to be i nh ib i to ry to a lan ine p roduc t ion by Fusarium monili/ormi. T h e y sugges t t h a t t he i nh ib i to ry effect m a y be due to t h i a m i n e wh ich m a y e n h a n c e ox ida t ion of p y r u v a t e . I n view of th i s we added add i t iona l a m o u n t of ace t a t e in t h e m e d i u m wh i ch s t i m u l a t e d a m i n o acids p roduct ion (alanine a b o u t 1.75 t imes) p r o b a b l y by spa r ing p y r u v a t e f rom ox ida t ive b reakdown. F u r t h e r work on th i s mold could lead to t he d e v e l o p m e n t of process for t he microbial p roduc t ion of a lanine.

[Radioautographic determination of the labeling index, the S-phase and the generation time of various cell types in 2--35-day-old chickens]

Fur 1,7–34,7 Tage alte Kuken wurde autoradiographisch mit H3-Thymidin der Markierungsindex einer Reihe von Zellarten in Abhangigkeit vom Alter bestimmt. Bei den Leberparenchymzellen, den Zellen des Brustmuskels, den Tubuluszellen der Niere und den Muskelzellen des Dunndarms betragt der Markierungsindex bei 1,7 Tagen 4–6%. Mit zunehmendem Alter nimmt der Markierungsindex zunachst stark und spater langsamer auf 0,05–0,25% bei 34,7 Tagen ab.SummaryUsing H3-thymidine the labeling index was determined as a function of age for various cell types of chickens 1.7–34.7 day old. In 1.7 day old chickens a labeling index of 4–6% was found for liver epithelia, cells of the pectoral muscle, tubulus epithelia of the kidney and cells of the smooth muscle of the intestine. With increasing age the labeling index decreases at first quickly and later on more slowly up to 0.05–0.25% in 34.7 day old chickens.However, for the epithelia of the intestine and the esophagus a labeling index of 35% and 15% resp. was found regardless of the age of the chickens.The duration of the DNA synthesis time (S-phase) was determined for a number of cell types by double labeling with H3- and C14-thymidine. The duration of S varied between 4 and 5.5 hours being independent of the age of the chicken.Based on the duration of S and the labeling indices the instantaneous generation time as a function of age of the animal was calculated for different cell types. From this the increase in number of cells with increasing time was estimated for the liver and pectoral muscle of the chickens. It is discussed in detail how the increase in organ weight as a function of time can be understood based on these estimations.ZusammenfassungFür 1,7–34,7 Tage alte Küken wurde autoradiographisch mit H3-Thymidin der Markierungsindex einer Reihe von Zellarten in Abhängigkeit vom Alter bestimmt. Bei den Leberparenchymzellen, den Zellen des Brustmuskels, den Tubuluszellen der Niere und den Muskelzellen des Dünndarms beträgt der Markierungsindex bei 1,7 Tagen 4–6%. Mit zunehmendem Alter nimmt der Markierungsindex zunächst stark und später langsamer auf 0,05–0,25% bei 34,7 Tagen ab.Bei den Epithelien des Dünndarms bzw. des Oesophagus betrug der Markierungsindex 35 bzw. 15% und zwar unabhängig vom Alter der Küken.Mit der Methode der Doppelmarkierung durch H3- und C14-Thymidin wurde die Dauer der DNS-Verdopplungsphase (S-Phase) für einige Zellarten gemessen. Für die S-Phasen wurden Werte zwischen 4–5,5 Std gefunden und zwar unabhängig vom Alter der Küken.Aus der S-Phase und den Markierungsindices wurde dann der zeitliche Verlauf der momentanen Generationszeit für einige Zellarten berechnet. Daraus wurde weiterhin für den Brustmuskel und die Leber der Küken auf die zeitliche Zunahme der Zahl der Muskelzellen und Leberparenchymzellen geschlossen. Es wird im einzelnen diskutiert, wie man hieraus die zeitliche Zunahme der Organgewichte verstehen kann.