@phdthesis{Kirchner2021, author = {Kirchner, Juliane}, title = {Die Ver{\"a}nderungen der Tight Junction-Proteine der Blut-R{\"u}ckenmarkschranke in einem neuropathischen Schmerzmodell bei Ratten}, doi = {10.25972/OPUS-22263}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-222634}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Neuropathische Schmerzen treten in der klinischen Praxis h{\"a}ufig auf und beeintr{\"a}chtigen in hohem Maße die Lebensqualit{\"a}t der Patienten. Bedingt durch eine Sch{\"a}digung somatosensorischer Nervenstrukturen im peripheren oder zentralen Nervensystem ist der Schmerz meist durch eine Allodynie, Hyperalgesie oder einschießende Schmerzen charakterisiert. Diese Symptome lassen sich durch g{\"a}ngige Schmerzmittel kaum lindern. In j{\"u}ngerer Zeit r{\"u}ckte die Blut-R{\"u}ckenmarkschranke immer mehr in den Fokus verschiedener Untersuchungen, da auch einige nicht-schmerzhafte Erkrankungen (z.B. Multiple Sklerose und Amyotrophe Lateralsklerose) zur Ver{\"a}nderung dieser Barriere mit folgender Permeabilit{\"a}tserh{\"o}hung durch reduzierte Tight Junction-Protein-Expression f{\"u}hren. Die Blut- R{\"u}ckenmarkschranke dichtet Gef{\"a}ße des R{\"u}ckenmarks ab und verhindert das Eindringen toxischer oder proanalgetischer Mediatoren in das zentrale Nervensystem. Daf{\"u}r ist die Funktion der Tight Junction-Proteine zur Aufrechterhaltung dieser Barriere essentiell. Dennoch konnte die Rolle der Blut-R{\"u}ckenmarkschranke bei Neuropathie noch nicht vollst{\"a}ndig er{\"o}rtert werden. Die Untersuchungen meiner Arbeitsgruppe konnten bereits zeigen, dass eine lockere Ligatur des N. ischiadicus bei Ratten (CCI; chronic constriction injury) zur Entwicklung einer thermischen und mechanischen Hyperalgesie sowie eingeschr{\"a}nkten motorischen Funktionen f{\"u}hrt. Zudem konnte eine St{\"o}rung der Blut-R{\"u}ckenmarkschranke nach einer CCI nachgewiesen werden, da es Tracern unterschiedlicher molekularer Gr{\"o}ße m{\"o}glich war das R{\"u}ckenmark zu penetrieren. Daher sollte im Rahmen dieser Dissertation untersucht werden, inwieweit es zu einer Ver{\"a}nderung unterschiedlicher Tight Junction-Proteine nach peripherer Nervenverletzung (CCI) kommt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass eine CCI zu einer Herabregulation der mRNA-Expression von Claudin-1, Claudin-19, Tricellulin und Occludin im R{\"u}ckenmark f{\"u}hrt, wobei diese Ver{\"a}nderungen insbesondere 7 und 14 d nach der CCI auftraten. Die membran{\"a}re Expression dieser Proteine im R{\"u}ckenmark blieb bis auf Occludin unver{\"a}ndert, das 7 d nach der CCI signifikant reduziert war. Am deutlichsten waren jedoch Claudin-5 und ZO-1 ver{\"a}ndert. Folglich vermindert eine CCI signifikant die Claudin-5-mRNA sowie die Immunreaktivit{\"a}t in isolierten Kapillaren des R{\"u}ckenmarks. Das Ankerprotein ZO-1 war sogar auf allen Ebenen, also in der Genals auch Proteinexpression, und dar{\"u}ber hinaus in den R{\"u}ckenmarkskapillaren signifikant reduziert. Die Interpretation dieser Ergebnisse legt nahe, dass ZO-1, und zum Teil auch Claudin-5, f{\"u}r die gest{\"o}rte Blut-R{\"u}ckenmarkschranke verantwortlich sind und die anderen untersuchten Proteine vermutlich nur eine untergeordnete Rolle spielen. Die Bedeutung der Tight Junction-Proteine in der Blut-R{\"u}ckenmarkschranke konnte somit weiter untermauert werden. In zuk{\"u}nftigen Untersuchungen w{\"a}re es wichtig den Signalweg, der zur Ver{\"a}nderung der Tight Junction-Proteine f{\"u}hrt sowie die subzellul{\"a}re Lokalisation zu untersuchen, um M{\"o}glichkeiten zum Wiederverschluss der Barriere zu finden. Somit k{\"o}nnten Therapien zur Aufrechterhaltung der Blut- R{\"u}ckenmarkhom{\"o}ostase den neuropathischen Schmerz unter Umst{\"a}nden kausal, und nicht nur symptomatisch, behandelbar machen.}, subject = {Tight junction}, language = {de} } @phdthesis{Schneider2021, author = {Schneider, Dominik}, title = {Systematische Videoanalyse von Verletzungen im Profibasketball der M{\"a}nner}, doi = {10.25972/OPUS-22268}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-222681}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Bisher gibt es nur wenige Forschungsarbeiten, die sich mit der videogest{\"u}tzten Analyse von Basketballverletzungen besch{\"a}ftigen. In der vorliegenden Arbeit wurden Basketballverletzungen der ersten Basketballbundesliga und der zweiten Basketballbundesliga systematisch per Video analysiert, mit dem Ziel, Verletzungsmuster zu beschreiben und somit gegebenenfalls die Rate von Basketballverletzungen durch geeignete Pr{\"a}ventionsans{\"a}tze zu reduzieren. Hierbei wurden Daten hinsichtlich der Rahmenbedingungen, des Orts der Verletzung, der Spielsituation, der Ausl{\"o}ser und der Umst{\"a}nde der Verletzung an sich zu 215 Verletzungen mit Hilfe eines speziell f{\"u}r die videogest{\"u}tzte Analyse von Basketballverletzungen entwickelten Beobachtungsbogens erhoben. Es zeigte sich in 38\% der erhobenen F{\"a}lle das Bewegungsmuster Landung zum Verletzungszeitpunkt, was somit das h{\"a}ufigste zu Verletzungen f{\"u}hrende Bewegungsmuster war. Oft waren gerade die die athletische Spielweise des Basketballs charakterisierenden Spielaktionen (z. B. Korbleger bzw. Dunking und Shotblock) Ausl{\"o}ser von Verletzungen. Zudem ereigneten sich die Verletzungen im zweiten Viertel 2,1-fach h{\"a}ufiger und im vierten Viertel 1,9-fach h{\"a}ufiger im Vergleich zu den anderen beiden Vierteln. Ein weiteres wichtiges Resultat war, dass die Verletzungen in der Mehrzahl der F{\"a}lle (80\%) nicht auf ein Foulspiel zur{\"u}ckzuf{\"u}hren waren. Insgesamt ergibt sich aus den Erkenntnissen die Empfehlung der Implementierung von neuromuskul{\"a}ren Pr{\"a}ventionsprogrammen, welche die besonderen Verletzungsmechanismen des Basketballs miteinbeziehen. Bisherige Pr{\"a}ventionsprogramme k{\"o}nnen aufgrund dieser Datenlage bez{\"u}glich der Bewegungsmuster, der Spielposition, des Verletzungszeitpunkts und des Kontaktmechanismus sowie der individuellen Voraussetzungen des jeweiligen Spielers verwendet werden. Die Umsetzung sollte von Trainern/-innen mitgetragen und {\"u}berpr{\"u}ft werden. Foulregel{\"a}nderungen m{\"u}ssen gem{\"a}ß der vorliegenden Untersuchung - in Hinblick auf die Verletzungspr{\"a}vention nicht durchgef{\"u}hrt werden. Bez{\"u}glich der Resultate hinsichtlich des Verletzungszeitpunkts k{\"o}nnte nach Detektion der genauen Ursachen f{\"u}r eine geh{\"a}ufte Anzahl an Verletzungen in bestimmten Spielabschnitten durch weitere Studien eine Regel{\"a}nderung mit Verl{\"a}ngerung der Viertelpausen erwogen werden.}, subject = {Basketball}, language = {de} } @phdthesis{Streck2021, author = {Streck, Laura Elisa}, title = {Zweizeitige Implantation reverser Schulterendoprothesen bei Infektionen des Glenohumeralgelenks - Diagnostik und Ergebnisse -}, doi = {10.25972/OPUS-22262}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-222626}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Infektionen des Schultergelenks gehen mit hoher Mortalit{\"a}t und Morbidit{\"a}t einher. Ihre Diagnostik und Therapie stellen h{\"a}ufig eine Herausforderung dar. Zudem ist - im Gegensatz zu Infektionen von H{\"u}fte und Knie - die schulterspezifische Datenlage sp{\"a}rlich, es mangelt an evidenzbasierten Diagnose- und Therapiealgorithmen. Diese Arbeit evaluiert unter anderem 1) den Erfolg der mehrzeitigen Implantation reverser Schulterendoprothesen zur Therapie von Infektionen des Glenohumeralelenks, 2) das schulterspezifische Keimspektrum, 3) den Stellenwert einer pr{\"a}operativen Gelenkpunktion und 3) den Stellenwert einer Gelenkspunktion bei einliegendem Spacer. Es handelt sich um eine retrospektive Studie mit prospektiver Datenerfassung an insgesamt 41 Patienten, welche zwischen 2007-2015 in der Orthop{\"a}dischen Klinik K{\"o}nig-Ludwig-Haus (W{\"u}rzburg) die mehrzeitige Implantation einer Schulterendoprothese mit zwischenzeitlicher Implantation eines PMMA-Spacers auf Grund einer Infektion des Glenohumeralgelenks erhalten haben. Die vorliegende Arbeit konnte zeigen, dass Infektionen des Glenohumeralgelenks geh{\"a}uft multimorbide, voroperierte Patienten betreffen. Die Haupterreger waren Cutibakterien und koagulasenegative Staphylokokken, insbesondere S. epidermidis. Diese Erreger sollten bei einer kalkulierten Antibiotikatherapie immer ber{\"u}cksichtigt werden. Mikrobiologische Kulturen der pr{\"a}operative Gelenkpunktion zeigten eine m{\"a}ßige Sensitivit{\"a}t (58\%) bei guter Spezifit{\"a}t (89\%). Die Punktion kann somit keinen sicheren Infektionsausschluss bieten, erm{\"o}glicht im Falle eines Keimnachweises jedoch die gezielte antibiotische Therapie sowie die Anpassung der Antibiotika im Spacer und hat somit einen berechtigten Stellenwert in der Infektionsdiagnostik. Die Punktion bei einliegendem Spacer zeigte eine Sensitivit{\"a}t von 0\%, ihre routinem{\"a}ßige Durchf{\"u}hrung sollte daher sehr kritisch hinterfragt werden. F{\"u}r die Therapie mit mehrzeitiger Implantation einer reversen Schulterendoprothese zeigte sich eine Infektionseradikationsrate von 87\% und ein kumulatives infektionsfreies {\"U}berleben von 91\% nach 128 Monaten. Die Funktionalit{\"a}t der Schulter blieb hinter der Funktion der Gegenseite zur{\"u}ck, war jedoch ausreichend um die eigenst{\"a}ndige Versorgung und die Durchf{\"u}hrung von Alltagsaktivit{\"a}ten zu erm{\"o}glichen. Die große Mehrzahl der Patienten hatte keine/minimale Schmerzen.}, subject = {Endoprothese}, language = {de} } @phdthesis{Freitag2021, author = {Freitag, Philipp}, title = {Vergleich der Behandlungsergebnisse von chirurgischer und konservativer Therapie bei ausgedehnten kn{\"o}chernen Brustwandverletzungen}, doi = {10.25972/OPUS-21636}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-216369}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Zielsetzung: Das Thoraxtrauma beinhaltet Verletzungen des kn{\"o}chernen Brustkorbs sowie der intrathorakalen Organe. Das operative Vorgehen erfolgt im Vergleich zur konservativen Therapie deutlich seltener, oftmals im Rahmen schwerer intrathorakaler Verletzungen sowie anhaltender respiratorischen Insuffizienz oder einer fortgeschrittenen Thoraxdeformit{\"a}t. Es besteht bis zum heutigen Zeitpunkt keine Einigkeit dar{\"u}ber, welches Patientengut genau von einer operativen Versorgung profitiert. Methode: Es wurde eine retrospektive monozentrische Kohortenanalyse von Traumapatienten durchgef{\"u}hrt. Einschlusskriterium in diese Analyse war der ct-morphologisch gesicherte Nachweis einer ein- oder beidseitigen Rippenserienfraktur. Es wurden 243 Patienten eingeschlossen, welche konservativ behandelt wurden sowie 34 Patienten mit chirurgischer Rippenstabilisierung mittels Plattenosteosynthese. Es wurden demographische Daten, Verletzungsmuster, Injury Severity Score (ISS), Glasgow Coma Scale (GCS), der station{\"a}re Verlauf sowie das Auftreten von pulmonalen Komplikationen analysiert. Um einen Selection bias in beiden Gruppen zu minimieren wurden 2 Matched-Pair Analysen durchgef{\"u}hrt, stratifiziert nach dem ISS (32 Paare) und dem GCS (25 Paare). Ergebnisse: Der gr{\"o}ßte Anteil der konservativen und chirurgischen Patientenkohorte war m{\"a}nnlich (74 vs. 76\%, p= 0,727) mit einem {\"a}hnlichen Durchschnittsalter (55 ± 20 vs. 59 ± 13 Jahren, p= 0,279) und ISS (20 ± 8 vs. 21 ± 9, p= 0,211). Die chirurgische Kohorte zeigte im direkten Vergleich eine durchschnittlich h{\"o}here Rate an Rippen - und Claviculafrakturen sowie Zwerchfellrupturen. Die konservative Therapie ergab einen statistischen Vorteil in Bezug auf Gesamtverweildauer (15 ± 11 vs. 23 ± 15 Tagen, p<0,001) und Pneumonierate (4\% vs. 12\%, p= 0,017). Die Patientenkohorte, welche chirurgisch therapiert wurde, zeigte jedoch einen statistisch signifikant niedrigeren GCS-Wert (12 ± 4 vs. 8 ± 5, p<0,001) im Sinne einer schweren cerebralen Verletzung. Die Matched-Pair Analyse stratifiziert nach dem GCS zeigte gleiche Pneumonieraten, aber einen k{\"u}rzeren Aufenthalt auf der Intensivstation (9 vs. 15 Tagen, p=0,005) mit k{\"u}rzerer Beatmungsdauer (305 ± 195 Stunden vs. 143 ± 161 Stunden, p=0,003) sowie niedrigerer Tracheotomie- (64 vs. 24\%, p=0,010) und Mortalit{\"a}tsrate (4 vs. 12\%). Schlussfolgerung: Patienten mit schweren Rippenserienfrakturen und gleichzeitiger cerebraler Sch{\"a}digung profitieren von einer chirurgischen Stabilisierung durch eine k{\"u}rzere Beatmungsdauer und Intensivaufenthalt.}, subject = {Thoraxchirurgie}, language = {de} } @phdthesis{Lorz2021, author = {Lorz, Helena}, title = {Evaluation eines Kommunikationstrainings f{\"u}r Zahnmedizinstudierende mit Fokus auf kommunikationsbezogene Selbstwirksamkeit}, doi = {10.25972/OPUS-22269}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-222698}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Ziel der vorliegenden Arbeit war es das neu eingef{\"u}hrte Kommunikationstraining f{\"u}r Zahnmedizinstudierende an der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg mittels einer prospektiven Fragebogenstudie zu evaluieren. Die kommunikative Selbstwirksamkeit der Studien-teilnehmer stieg vom Ausgangswert zu direkt nach dem Training signifikant an und nahm nach 6 Monaten wieder geringf{\"u}gig ab. Die Effektivit{\"a}t des Trainings wurde direkt nach diesem besser beurteilt als nach erfolgten Patientenkontakten. Die Ergebnisse der Studie lassen folgenden Schluss zu: Um einen nachhaltigen Effekt des Kommunikationstrainings zu erm{\"o}glichen, w{\"a}ren longitudinale Lehr¬-veranstaltungen zur Unterst{\"u}tzung der kommunikativen F{\"a}higkeiten der Studierenden notwendig.}, subject = {Zahnmedizinstudierende}, language = {de} } @phdthesis{Eisenmann2021, author = {Eisenmann, Michael Simon}, title = {Entwicklung, Testung und Anwendung von PRAAT Skripten zur semi-automatischen Vokalisationsanalyse im Rahmen der Vorsprachlichen Diagnostik am ZVES}, doi = {10.25972/OPUS-22285}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-222858}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Die Vorsprachliche Diagnostik besch{\"a}ftigt sich mit der Aufzeichnung, Auswertung und therapiebegleitenden Verwendung akustischer Laut{\"a}ußerungen von S{\"a}uglingen und Kleinkindern, insbesondere f{\"u}r jene mit einem erh{\"o}hten Risiko f{\"u}r eine Sprech- und/oder Sprachentwicklungsst{\"o}rung. Zielsetzung dieser Arbeit war die semi-automatische, computergest{\"u}tzte Analyse von S{\"a}uglingslauten im Rahmen eines Kooperationsprojektes mit einer Forschungsgruppe der Universit{\"a}t Iowa. Daf{\"u}r wurden neurobiologische Untersuchungen durchgef{\"u}hrt und aufgezeichnete akustische Laut{\"a}ußerungen von Kindern mit und ohne Lippen- Kiefer- Gaumen- Segelspalten untersucht. F{\"u}r die Analyse der aufgezeichneten Laut{\"a}ußerungen wurden im Rahmen dieser Arbeit f{\"u}r die Phonetiksoftware PRAAT Skripte (Programmroutinen) entwickelt, getestet und am Zentrum f{\"u}r Vorsprachliche Entwicklung und Entwicklungsst{\"o}rungen (ZVES) implementiert. Diese sollen einen Beitrag zur Automatisierung der Vorsprachlichen Diagnostik leisten. Eine ausf{\"u}hrliche Dokumentation der erstellten Skripte sollte zuk{\"u}nftigen Anwendern das Verst{\"a}ndnis und die Anwendung der Skripte erleichtern. Die Funktion der Skripte wurde an geeigneten Testsignalen aus dem Archiv des ZVES {\"u}berpr{\"u}ft und mit bisher gebr{\"a}uchlichen manuellen Analyseroutinen am selben Datensatz verglichen. Schließlich wurden die erstellen Skripte erfolgreich auf die Projektdaten angewendet sowie die Ergebnisse im Journal „Pediatric Research" ver{\"o}ffentlicht. Die Ergebnisse stellen erstmals einen potenziellen Zusammenhang zwischen dem Segmentierungsverhalten und der Hirnreifung von S{\"a}uglingen mit LKGS-Spalten her, die in Nachfolgestudien mit gr{\"o}ßerer Probandenzahl {\"u}berpr{\"u}ft werden m{\"u}ssen.}, subject = {Lippen-Kiefer-Gaumenspalte}, language = {de} } @phdthesis{Kurz2021, author = {Kurz, Florian Peter}, title = {Induktion der microRNA-205-Expression in Prostatakarzinomzellen durch Metformin {\"u}ber einen p53-abh{\"a}ngigen Mechanismus}, doi = {10.25972/OPUS-22256}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-222562}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Das Biguanid Metformin besitzt in Prostatakarzinomzellen eine proliferationsinhibierende Wirkung unter anderem {\"u}ber die Aktivierung von p53, die eine {\"U}berexpression von microRNA-205 {\"u}ber einen direkten Induktionsmechanismus bewirkt. Somit konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit microRNA-205 als Effektor der proliferationsinhibierenden Wirkung von Metformin im Prostatakarzinom identifiziert werden.}, subject = {Metformin}, language = {de} } @phdthesis{Tillmann2021, author = {Tillmann, Carolin}, title = {Wirksamkeit und Sicherheit der oralen Propranolol-Therapie bei S{\"a}uglingen mit proliferierenden infantilen H{\"a}mangiomen: eine retrospektive Untersuchung bei Patienten der interdisziplin{\"a}ren H{\"a}mangiomsprechstunde am Universit{\"a}tsklinikum W{\"u}rzburg}, doi = {10.25972/OPUS-22046}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-220462}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Die vorliegende retrospektive Untersuchung fasst Ergebnisse bei 69 S{\"a}uglingen zusammen, die in den Jahren 2010 bis 2014 aufgrund infantiler H{\"a}mangiome mit eingetretenen oder drohenden Komplikationen am Universit{\"a}tsklinikum W{\"u}rzburg mit dem Betablocker Propranolol oral behandelt wurden. Erg{\"a}nzend wurden von 45 der 69 Elternpaare nach Therapieende Frageb{\"o}gen zur subjektiven Einsch{\"a}tzung der Behandlung ihrer Kinder ausgef{\"u}llt. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen in Zusammenschau mit zahlreichen Publikationen zu diesem Thema, dass Propranolol bei proliferierenden S{\"a}uglingsh{\"a}mangiomen eine sichere und hocheffektive Therapie bei gleichzeitig {\"u}berschaubaren und nur in Einzelf{\"a}llen gravierenden Nebenwirkungen hat.}, subject = {H{\"a}mangiom}, language = {de} } @phdthesis{Klein2021, author = {Klein, Thomas}, title = {Establishing an in vitro disease model for Fabry Disease using patient specific induced pluripotent stem cell-derived sensory neurons}, doi = {10.25972/OPUS-19970}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-199705}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Fabry disease (FD) is an X-linked lysosomal storage disorder caused by deficiency of the α-galactosidase A (GLA), leading to intracellular accumulations of globotriaosylceramide (Gb3). Acral burning pain, which can be triggered by heat, fever or physical activity is an early hallmark of FD and greatly reduces patients' quality of life. The pathophysiology of FD pain is unknown and research is hindered by the limited in vivo availability of suitable human biomaterial. To overcome this obstacle, we generated induced pluripotent stem cells (iPSC) from one female and two male patients with a differing pain phenotype, and developed a refined differentiation protocol for sensory neurons to increase reliability and survival of these neurons, serving as an in vitro disease model. Neurons were characterized for the correct neuronal subtype using immunocytochemistry, gene expression analysis, and for their functionality using electrophysiological measurements. iPSC and sensory neurons from the male patients showed Gb3 accumulations mimicking the disease phenotype, whereas no Gb3 depositions were detected in sensory neurons derived from the female cell line, likely caused by a skewed X-chromosomal inactivation in favor of healthy GLA. Using super-resolution imaging techniques we showed that Gb3 is localized in neuronal lysosomes of male patients and in a first experiment using dSTORM microscopy we were able to visualize the neuronal membrane in great detail. To test our disease model, we treated the neurons with enzyme replacement therapy (ERT) and analyzed its effect on the cellular Gb3 load, which was reduced in the male FD-lines, compared to non-treated cells. We also identified time-dependent differences of Gb3 accumulations, of which some seemed to be resistant to ERT. We also used confocal Ca2+ imaging to investigate spontaneous neuronal network activity, but analysis of the dataset proofed to be difficult, nonetheless showing a high potential for further investigations. We revealed that neurons from a patient with pain pain are more easily excitable, compared to cells from a patient without pain and a healthy control. We provide evidence for the potential of patient-specific iPSC to generate a neuronal in vitro disease model, showing the typical molecular FD phenotype, responding to treatment, and pointing towards underlying electrophysiological mechanisms causing different pain phenotypes. Our sensory neurons are suitable for state-of-the-art microscopy techniques, opening new possibilities for an in-depth analysis of cellular changes, caused by pathological Gb3 accumulations. Taken together, our system can easily be used to investigate the effect of the different mutations of GLA on a functional and a molecular level in affected neurons.}, subject = {Induzierte pluripotente Stammzelle}, language = {en} } @phdthesis{Kumari2021, author = {Kumari, Khushbu}, title = {The role of lipid transfer proteins (LTPs) during the fertilization process in Arabidopsis thaliana}, doi = {10.25972/OPUS-19961}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-199613}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Double fertilization is a defining characteristic of flowering plants (angiosperms). As the sperm cells of higher plants are non-motile, they need to be transported to the female gametophyte via the growing pollen tube. The pollen-tube journey through the female tissues represents a highly complex process. To provide for successful reproduction it demands intricate communication between the cells of the two haploid gametophytes - the polar growing pollen tube (carrying the two non-motile sperm cells) and the ovule (hosting the egg cell/synergid cells). The polar growth of the pollen tube towards the female gamete is guided by different signaling molecules, including sugars, amino acids and peptides. Some of these belong to the family of lipid transfer proteins (LTPs), which are secreted cysteine-rich peptides. Depending on the plant species several lines of evidence have also suggested potential roles for LTPs during pollen germination or pollen-tube guidance. Although Arabidopsis thaliana has 49 annotated genes for LTPs, several of which are involved in plant immunity and cell-to-cell communication, the role of most members of this family during fertilization is unknown. The aim of this project was therefore to systematically identify LTPs which play a role in the fertilization process in A. thaliana, particularly during pollen tube guidance. To identify candidate proteins, the expression profile of LTPs in reproductive tissue was investigated. This was accomplished by in-silico bioinformatic analysis using different expression databases. Following confirmion of these results by qRT-PCR analysis, seven Type-I nsLTPs (LTP1, LTP2, LTP3, LTP4, LTP5, LTP6 and LTP12) were found to be exclusively expressed in pistils. Except for LTP12, all other pistil expressed LTPs were transcriptionally induced upon pollination. Using reporter-based transcriptional and translational fusions the temporal and spatial expression patterns together with protein localizations for LTP2, 3, 4, 5, 6, and 12 were determined in planta. Stable transgenic plants carrying PromLTP::GUS constructs of the six different LTP candidates showed that most of LTPs were expressed in the stigma/stylar region and were induced upon pollination. With respect to protein localization on the cellular level, they split into two categories: LTP2, LTP5 and LTP6 were localized in the cell wall, while LTP3, LTP4 and LTP12 were specifically targeted to the plasma membrane. For the functional characterization of the candidate LTPs, several T-DNA insertion mutant plant lines were investigated for phenotypes affecting the fertilization process. Pollen development and quality as well as their in-vitro germination rate did not differ between the different single ltp mutant lines and wildtype plants. Moreover, in-vivo cross pollination experiments revealed that tube growth and fertilization rate of the mutant plants were similar to wildtype plants. Altogether, no discernible phenotype was evident in other floral and vegetative parts between different single ltp mutant lines and wildtype plants. As there was no distinguishable phenotype observed for single ltp-ko plants, double knock out plants of the two highly homologous genes LTP2 (expressed in the female stigma, style and transmitting tract) and LTP5 (expressed in the stigma, style, pollen pollen-tube and transmitting tract) were generated using the EPCCRISPR-Cas9 genome editing technique. Two ltp2ltp5 mutant transgenic-lines (\#P31-P2 and \#P31-P3) with frameshift mutations in both the genes could be established. Further experiments showed, that the CRISPR/Cas9-mediated knock-out of LTP2/LTP5 resulted in significantly reduced fertilization success. Cell biological analyses revealed that the ltp2ltp5 double mutant was impaired in pollen tube guidance towards the ovules and that this phenotype correlated with aberrant callose depositions in the micropylar region during ovule development. Detailed analysis of in-vivo pollen-tube growth and reciprocal cross pollination assay suggested that, the severely compromised fertility was not caused by any defect in development of the pollen grains, but was due to the abnormal callose deposition in the embryo sac primarily concentrated at the synergid cell near the micropylar end. Aberrant callose deposition in ltp2ltp5 ovules pose a complete blockage for the growing pollen tube to change its polarity to enter the funiculus indicating funicular and micropylar defects in pollen tube guidance causing fertilization failure. Our finding suggests that female gametophyte expressed LTP2 and LTP5 play a crucial role in mediating pollen tube guidance process and ultimately having an effect on the fertilization success. In line with the existence of a N-terminal signal peptide, secreted LTPs might represent a well-suited mobile signal carrier in the plant's extracellular matrix. Previous reports suggested that, LTPs could act as chemoattractant peptide, imparting competence to the growing pollen tube, but the molecular mechanism is still obscure. The results obtained in this thesis further provide strong evidence, that LTP2/5 together regulate callose homeostasis and testable models are discussed. Future work is now required to elucidate the detailed molecular link between these LTPs and their potential interacting partners or receptors expressed in pollen and synergid cells, which should provide deeper insight into their functional role as regulatory molecules in the pollen tube guidance mechanism.}, subject = {Fertilization in angiosperm}, language = {en} }