@phdthesis{Lagler2017,
  author    = {Lagler, Charlotte},
  title     = {Analyse von BMP2 und BMP2-Derivaten der TGF-β-Familie als potentielles Therapeutikum im Multiplen Myelom},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-155553},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Diese Dissertation analysiert BMP2 und BMP2-Derivate als neue therapeutische Strategien f{\"u}r die Behandlung des Multiplen Myeloms (MM). Das MM ist eine maligne neoplastische Erkrankung des Knochenmarks mit Plasmazellvermehrung und erh{\"o}hten Leveln an Aktivin A im Blutserum, wobei eines der Hauptsymptome das Auftreten von schmerzvollen Osteolysen ist. In den letzten Jahren r{\"u}ckte Aktivin-A als interessantes Target zur Behandlung des Multiplen Myeloms in den Vordergrund. Die Reduzierung der Aktivin-A Level durch decoy-Rezeptoren f{\"u}hrte zu einer signifikanten Verbesserung der Osteolysen und einem reduzierten Proliferationsverhalten der neoplastischen B-Zellen, sowohl im Tierexperiment als auch in Studien der klinischen Phase II. Die Aktivin-A-Antagonisierung ist somit ein neuer und vielversprechender Ansatz in der Therapie des Multiplen Myeloms. Das Bone Morphogenetic Protein 2 ist aufgrund seiner molekularen und biologischen Eigenschaften ein interessantes Target f{\"u}r die Therapie des Multiplen Myeloms. Es ist auf molekularer Ebene ein Aktivin-A-Antagonist, besitzt aber auch osteoinduktives Potential und apoptotische bzw. anti-proliferative Eigenschaften auf neoplastische B-Zellen. Da die in der Literatur bereits beschriebenen, durch Mitglieder der TGF-β-Familie induzierten Apoptosemechanismen, noch nicht genauer untersucht waren, wurde in dieser Arbeit die BMP2-induzierte Apoptose in 10 unterschiedlichen humanen MM-Zellen analysiert. Erstens konnte dabei nachgewiesen werden, dass 7 von 10 Zelllinien nicht BMP2-responsiv waren. Eine genauere Untersuchung ergab, dass neben der Expression spezifischer BMP-Rezeptoren auch die Expression von inhibitorischen Smad-Proteinen {\"u}ber die BMP2-Responsivit{\"a}t entscheidet. Zweitens zeigte die genauere Analyse der Apoptosemechanismen, dass entgegen der in der Literatur publizierten Ergebnisse, BMP2 keine apoptotische Wirkung auf die von uns untersuchten Zelllinien hat. Mehrere verschieden durchgef{\"u}hrte Experimente, u.a. die Verwendung von spezifischen Inhibitoren des programmierten Zelltodes, unterst{\"u}tzen dieses Ergebnis und klassifizieren BMP2 als einen rein anti-proliferativen Faktor. Der letzte Teil der Arbeit befasst sich mit der Analyse von potentiellen Aktivin-A-Antagonisten in Form verschiedener BMP2- und GDF5-Derivate und inwiefern sie sich zum Einsatz in der Therapie des Multiplen Myeloms eignen. Die unterschiedlichen Eigenschaften der einzelnen Mutanten wurden in verschiedenen Zellsystemen getestet. So konnte aufgezeigt werden, dass neben einer erh{\"o}hten biologischen Aktivit{\"a}t in Form eines gesteigerten osteoinduktiven und anti-proliferativen Potentials auf neoplastische B-Zellen (Superagonisten), sich die verschiedenen Derivate als Super-Antagonisten zu Aktivin A eignen und damit unterschiedlichen Anspr{\"u}chen der adjuvanten Therapie im Multiplen Myelom gerecht werden.},
  subject      = {BMP},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kottmair2014,
  author    = {Kottmair, Mathias},
  title     = {Bambi - Charakterisierung eines inhibitorischen BMP-Pseudorezeptors},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-103530},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Die TGF-β-Proteinfamilie umfasst eine Vielzahl von zumeist homodimeren sezernierten Liganden in h{\"o}heren Tieren, die viele Vorg{\"a}nge und Entwicklungen im Embryo wie im adulten Lebewesen {\"u}ber absolute oder graduelle Einflussnahme steuern. Die Signalweiterleitung ins Zytoplasma und den Nukleus erfolgt {\"u}ber promisk paarig rekrutierte Typ-I- und Typ-II-Rezeptoren, ehe vorwiegend rezeptorabh{\"a}ngig verschiedene SMAD-Proteine von Typ-I-Kinasen der Rezeptoren aktiviert werden, in den Kern translozieren und die Transkription induzieren. Zu jedem Zeitpunkt dieser Signalweiterleitung kann mittels verschiedener endogener Inhibitoren regulatorisch eingegriffen werden. Dem bisher einzig bekannten membranst{\"a}ndigen Pseudorezeptor Bambi (BMP and Activine membrane bound inhibitor) wurde in vorangegangenen Arbeiten inhibitorisches Potential gegen{\"u}ber dem BMP- und Activin-vermittelten Signalweg {\"u}ber Bindung an distinkte ligandenadressierte Rezeptoren zugeschrieben, wobei die genaue Wirkweise bislang noch vollkommen unklar war. In der vorliegenden Arbeit wurde initial ein Homologiemodell der extrazellul{\"a}ren Dom{\"a}ne von hBambi anhand der gel{\"o}sten Kristallstruktur der extrazellul{\"a}ren Dom{\"a}ne von BR1A im gebundenen Zustand (PDB-ID: 1REW) erstellt. Anhand dieses Modells wurde eine Arbeitshypothese entwickelt und es gelang in der Folge, biologisch aktives rekombinantes Protein zum einen aus transfizierten Insektenzellen sowie aus der Renaturierung aus bakteriellen Einschlussk{\"o}rpern in hinreichender Menge herzustellen und chromatographisch aufzureinigen. Nach einer vergleichenden Qualit{\"a}tskontrolle beider Exprimate wurden mittels CD-Spektroskopie und analytischer Gelfiltration der Anteil der Sekund{\"a}rstrukturelemente sowie der Oligomerisierungsgrad erfolgreich bestimmt. In SPR-Bindestudien wurde der Beweis erbracht, dass hBambi-ECD Affinit{\"a}t zu ann{\"a}hernd allen getesteten Liganden der BMP-/GDF-Gruppe, die den SMAD-1/-5-/-8-Signalweg aktivieren, zeigt. Bekannte Typ-I- und Typ-II-Bindungsmutanten von BMP-2 wurden ebenfalls von hBambi-ECD quasi wildtypisch gebunden. Verschiedene Rezeptorektodom{\"a}nen sowie ActivinA wurden, wie bisher in der Literatur f{\"a}lschlich angenommen wurde, hingegen nicht gebunden. Die propagierte Homooligomerisierung von Bambi wird {\"u}berdies nicht {\"u}ber die extrazellul{\"a}re Dom{\"a}ne vermittelt. Eingesetzt in Stimulationsversuche mit BMP-responsiven Zellen wurde eine konzentrationsabh{\"a}ngige inhibierende Wirkung von freier hBambi-ECD auf die BMP-2-vermittelte Signalweiterleitung mit unterschiedlichen Nachweismethoden ermittelt, welche die Ergebnisse aus den SPR-Versuchen erfolgreich best{\"a}tigten. In einem weiteren Teil dieser Arbeit wurden verschiedene chim{\"a}re Konstrukte aus f{\"u}r Bambi- und BR1A-Dom{\"a}nen kodierenden Sequenzen kloniert, in HEK Ad293-Zellen zusammen mit BMP- und Activin-responsiven Reportergenkonstrukten transient transfiziert und Stimulationsversuche mit BMP-2 und ActivinA durchgef{\"u}hrt. Wildtypisches Bambi zeigte hierbei ein ambivalentes Verhalten in Bezug auf die Regulation des BMP-2-Signals: geringe Mengen wirken agonistisch, h{\"o}here Mengen antagonistisch auf die Ausbildung des Reporters. Im Fall von ActivinA zeigte sich hingegen kein antagonistischer Einfluss von Bambi. In den Experimenten mit chim{\"a}ren Varianten erfolgte durch die erhaltenen Daten die Eingrenzung der Bindestelle von hBambi-ECD an BMP-2 auf den Bereich der Typ-I-Bindestelle. Ein direkter Einfluss der intrazellul{\"a}ren Dom{\"a}ne auf den BMP-2-Signalweg wurde ausgeschlossen. Weiterhin konnte gerade in Versuchen mit einem Antik{\"o}rper gegen BR1A-ECD eine weitere Eigenheit der Bindung von Bambi an den Liganden offenbart werden: so bildet das Konstrukt aus hBambi-ECD und der intrazellul{\"a}ren BR1A-Dom{\"a}ne mit zugeh{\"o}riger GS-Box und Typ-I-Kinase einen korrekt in den signalaktiven heterohexameren Komplex rekrutierten funktionellen Typ-I-Rezeptor. Mit den in dieser Arbeit erzielten Ergebnissen, n{\"a}mlich der gelungenen Erstellung eines Herstellungsprotokolls der ECD, deren erfolgreich identifizierten Bindepartnern sowie der Charakterisierung der Bindung an BMP-2 ist der Grundstein f{\"u}r die Strukturaufkl{\"a}rung von hBambi-ECD gelegt, welche weitere Klarheit in die Funktionalit{\"a}t dieses Modulators der BMP-/GDF-vermittelten Signalweiterleitung bringen wird. Ebenso sind erste das Verst{\"a}ndnis der ICD aufkl{\"a}rende Ergebnisse erzielt worden, die das Fundament f{\"u}r weitere Experimente und darauf folgende Kenntnisgewinne darstellen werden.},
  subject      = {Knochen-Morphogenese-Proteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hellmann2013,
  author    = {Hellmann, Tina Verena},
  title     = {Einfluss des Corezeptors Repulsive Guidance Molecule b (RGMb) auf den Signalweg der Knochenwachstumsfaktoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85568},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Bone Morphogenetic Proteins (BMPs) bilden die gr{\"o}ßte Untergruppe der Transforming Growth Factor-β (TGF-β) Superfamilie sekretierter Wachstumsfaktoren. Sie haben Schl{\"u}sselfunktionen w{\"a}hrend der fr{\"u}hen Embryogenese inne und regulieren dar{\"u}ber hinaus die Organogenese sowie die Hom{\"o}ostase zahlreicher Organe und Gewebe. BMPs vermitteln ihre Signale {\"u}ber zwei Typen transmembran{\"a}rer Serin-/Threoninkinaserezeptoren, die als Typ I und Typ II Rezeptoren bezeichnet werden. Den etwa zwanzig BMP-Liganden stehen dabei nach aktuellem Kenntnisstand nur f{\"u}nf Typ I und drei Typ II Rezeptorkinasen gegen{\"u}ber, wodurch sich insbesondere die BMP-Familie durch eine hohe Promiskuit{\"a}t der Ligand-Rezeptor-Interaktion auszeichnet. Damit dennoch Liganden-spezifische Signale vermittelt werden k{\"o}nnen, m{\"u}ssen die Signaleigenschaften dieser Faktoren komplex reguliert werden. Die Mehrzahl der Regulationsmechanismen beeinflusst die Signaltransduktion negativ. K{\"u}rzlich wurden jedoch die ersten, spezifisch auf die BMP-Familie wirkenden membranassoziierten Agonisten beschrieben - die Corezeptoren der Repulsive Guidance Molecule (RGM) Familie bestehend aus RGMa, RGMb und RGMc. F{\"u}r das Familienmitglied RGMb werden neben pro-BMP-Prozessen allerdings auch hemmende Wirkungen auf die BMP-abh{\"a}ngige Signaltransduktion diskutiert. Um diese teils widerspr{\"u}chlichen Funktionen zu beleuchten, wurde RGMb im Rahmen dieser Arbeit umfangreich biochemisch und biophysikalisch charakterisiert. Zun{\"a}chst konnte erfolgreich ein Verfahren zur Herstellung und Isolierung von hochreinem rekombinanten RGMb Corezeptorprotein etabliert werden. Dies erm{\"o}glichte die Entwicklung umfangreicher in vitro Interaktionsstudien mit verschiedenen Liganden sowie Rezeptorektodom{\"a}nen der TGF-β Superfamilie basierend auf dem Verfahren der Oberfl{\"a}chen-Plasmonresonanz (Surface Plasmon Resonance, SPR). Dadurch konnte gezeigt werden, dass RGMb spezifisch und hochaffin mit Wachstumsfaktoren der BMP-Familie, nicht aber mit Vertretern anderer Untergruppen der TGF-β Superfamilie wechselwirkt. Im Widerspruch zu Literaturdaten konnten dar{\"u}ber hinaus keine direkten Interaktionen zwischen RGMb und den analysierten Typ I und Typ II Rezeptorektodom{\"a}nen nachgewiesen werden. Zellbasierte Kompetitionsanalysen ergaben, dass der l{\"o}sliche RGMb Corezeptor BMP-induzierte Signale dosisabh{\"a}ngig inhibiert, w{\"a}hrend die membranverankerte RGMb-Variante eine Verst{\"a}rkung des BMP-Signals durch eine Erniedrigung der halbmaximalen Ligandenkonzentration hervorruft. Mittels Oberfl{\"a}chen-Plasmonresonanz konnte im Rahmen von Coinjektionsstudien außerdem beobachtet werden, dass RGMb die Bindung der untersuchten BMP-Liganden an die Typ I Rezeptorektodom{\"a}nen hemmt. Daraus kann geschlossen werden, dass RGMb an das Typ I Rezeptorbindeepitop der BMP-Liganden bindet und dadurch deren Signalaktivit{\"a}t neutralisiert. Ein abweichendes Bild zeigt sich f{\"u}r die Beeinflussung der BMP/Typ II Rezeptorinteraktion durch RGMb. So wurde im Rahmen von SPR-basierten Coinjektionsstudien beobachtet, dass BMP-Liganden in Gegenwart des Corezeptors RGMb ausschließlich mit der Ektodom{\"a}ne des Typ II Rezeptors ActR IIB, nicht aber mit den Rezeptoren ActR-II oder BMPR-II interagieren k{\"o}nnen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass zwar der Kernbereich des Typ II Rezeptorepitops durch die Interaktion des Liganden mit RGMb unbeeinflusst bleibt, jedoch eine partielle periphere {\"U}berlagerung bei gleichzeitiger Bindung von RGMb und den Typ II Rezeptoren f{\"u}r die Ausbildung der beobachteten Selektivit{\"a}t verantwortlich sein muss. Um diese Wechselwirkungen auch auf zellul{\"a}rer Ebene analysieren zu k{\"o}nnen, wurden fluoreszenzbasierte Fusionskonstrukte f{\"u}r BMP-Rezeptoren sowie f{\"u}r RGMb synthetisiert und ein funktionelles F{\"a}rbeprotokoll f{\"u}r die konfokale Mikroskopie etabliert. Die biochemischen Analysen sowie die in dieser Arbeit pr{\"a}sentierten umfassenden Charakterisierungen der Corezeptorinteraktionen mit einer Vielzahl an BMP-Liganden sowie deren Rezeptoren grenzen das RGMb-Bindeepitop ein und bilden so einen idealen Ausgangspunkt f{\"u}r die genaue Identifizierung und Charakterisierung dieses Epitops mittels gerichteter Mutagenese. Dar{\"u}ber hinaus weisen die vorliegenden in vitro Bindungsstudien auf einen deutlich komplexeren als bisher in der Literatur angenommenen, m{\"o}glicherweise v{\"o}llig neuartigen Modulationsmechanismus des BMP-Signalweges durch den Corezeptor RGMb hin. So wird in Anwesenheit von RGMb die Typ II Rezeptorspezifit{\"a}t und vermutlich auch die Lokalisierung der BMP-Liganden in bestimmten Membrankompartimenten - etwa Lipid Rafts - selektiv reguliert, wodurch BMP-induzierte Signale fein moduliert werden k{\"o}nnten. Die in dieser Arbeit synthetisierten fluoreszenzbasierten Fusionskonstrukte stellen zudem zusammen mit den etablierten Protokollen zur konfokalen Mikroskopie effektive Werkzeuge f{\"u}r eine zuk{\"u}nftige detaillierte Aufkl{\"a}rung (z. B. durch FRET-Studien) der komplexen RGMb-abh{\"a}ngigen Regulation des BMP-Signalweges auf zellul{\"a}rer Ebene dar.},
  subject      = {Knochen-Morphogenese-Proteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Fuchs2012,
  author    = {Fuchs, Andreas Rudolf},
  title     = {3D-Pulverdruck von Zellkulturtr{\"a}gern mit Magnesium-Phosphat-Chemie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-77415},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurden erstmals im 3D-Pulerdruckverfahren hergestellte Struvit-Matrizes auf ihre Eignung als Tr{\"a}germaterial f{\"u}r Knochenzellen in vitro untersucht. Hierzu wurde die Zytokompatibilit{\"a}t sowie die chemische L{\"o}slichkeit von gedruckten Struvit-Strukturen betrachtet. In einem zweiten Schritt wurde untersucht, ob die biologische Funktion von BMP-2-L{\"o}sungen nach Durchlaufen des Druckprozesses erhalten bleibt und ob es m{\"o}glich ist, BMP-2 unter Beibehaltung seiner biologischen Wirksamkeit direkt in Struvit-Matrizes zu drucken. Als Reaktanten zur Herstellung der Struvit-Matrizes wurde modifiziertes Farringtonit-Pulver mit definierter K{\"o}rnung und eine {\"a}quimolare Binder-L{\"o}sung aus DAHP und ADHP verwendet. Die untersuchten Zellkulturtr{\"a}ger mit Magnesiumammoniumphosphatchemie zeigten eine ausreichende Zytokompatibilit{\"a}t in vitro. Außerdem wurde gezeigt, dass thermolabile Proteine wie BMP-2 im 3D-Pulverdruckverfahren unter weitgehender Beibehaltung ihrer biologischen Wirksamkeit in vitro grunds{\"a}tzlich prozessierbar sind. Die Freisetzung direkt eingedruckter Proteine aus den Struvit-Matrizes blieb jedoch hinter den Erwartungen zur{\"u}ck. Mit Struvit steht ein alternatives Zementsystem f{\"u}r den 3D-Pulverdruck zur Verf{\"u}gung, welches spezifische Vorteile gegen{\"u}ber den etablierten Calciumphosphaten bietet. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um die Ursache f{\"u}r die geringe BMP-Freisetzung aus den Struvit-Matrizes zu ermitteln und die Vorteile der neutralen Abbindereaktion voll nutzen zu k{\"o}nnen.},
  subject      = {Struvit},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ulbrich2010,
  author    = {Ulbrich, Jannes},
  title     = {Integrierung und biochemische Charakterisierung ektoper BMP Rezeptoren in Zellmembranen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55462},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {BMPs vermitteln ihre zellul{\"a}ren Effekte durch Rekrutierung und Aktivierung von zwei Typen spezifischer, membranst{\"a}ndiger Rezeptoren. Die genauen Mechanismen der Rezeptorakivierung und die Komposition eines funktionellen, signalvermittelnden Komplexes auf der Zelloberfl{\"a}che sind in den letzten Jahren genau untersucht worden. Die dimere Natur aller BMPs, die Promiskuitivit{\"a}t der BMPs sowie der entsprechenden Rezeptoren und die unterschiedlichen Rezeptorkonformationen (PFC, BISC) erschweren jedoch die experimentelle Zug{\"a}nglichkeit dieser Proteinfamilie. Um den Einfluss der Membranverankerung der Rezeptoren auf deren Affinit{\"a}t zu einzelnen Liganden zu untersuchen, wurden verschiedene Methoden evaluiert, die eine quantitative Kopplung an Plasmamembranen erm{\"o}glichten. Die BMP Rezeptorektodom{\"a}nen wurden u.a. mittels einer lysin-spezifischen Kopplung lipidiert, oder aber als His6-Ektodom{\"a}nen an membranintegrierte Chelatlipide gekoppelt.},
  subject      = {Knochen-Morphogenese-Proteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mueller2009,
  author    = {M{\"u}ller, Sophia},
  title     = {Molekulare Untersuchungen zur Rolle von Homeobox-Genen bei der Entwicklung von Echinococcus multilocularis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35616},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die alveol{\"a}re Echinokokkose ist eine, vorrangig in der n{\"o}rdlichen Hemisph{\"a}re verbreitete, parasit{\"a}re Erkrankung. Verursacht wird sie beim Menschen durch das Larvenstadium des Fuchsbandwurms. Homeoboxgene sind hochkonservierte Gene, die die Morphogenese von Lebewesen steuern. Die Anzahl und die Bedeutung von Homeoboxgenen in der Entwicklung von E.multilocularis waren bislang unbekannt. Im Rahmen dieser Arbeit konnten mit Hilfe von Sequenzanalysen im Genom des Fuchsbandwurms erstmals Homeoboxgene identifiziert und deren Expressionsmuster mittels PCR in verschiedenen Larvenstadien charakterisiert werden. Von insgesamt 23 gefundenen Homeoboxgenen wurden 15 Gene auf ihre larvenstadienspezifische Expression untersucht. Neun der untersuchten Gene zeigten in dem gew{\"a}hlten Versuchsaufbau eine Expression in den untersuchten Larvenstadien, f{\"u}nf davon zeigten eine verst{\"a}rkte Expression in den sp{\"a}ten Larvenstadien. F{\"u}r acht dieser neun Gene ließen sich dar{\"u}ber hinaus Hinweise auf eine Prozessierung ihrer mRNA {\"u}ber den Mechanismus des Trans-Spleißens finden. Vorangehende Versuche der Arbeitsgruppe von Prof. Brehm hatten einen Zusammenhang zwischen einer Stimulation fr{\"u}her Entwicklungsstadien der Parasitenlarven mit dem Zytokin BMP-2 und dessen rascherer Entwicklung in sp{\"a}tere Entwicklungsstadien nahegelegt. Die Auswirkung einer Behandlung fr{\"u}her Entwicklungsstadien mit dem Zytokin BMP-2 auf die jeweilige Genexpression wurde daher f{\"u}r die ausgew{\"a}hlten 15 Gene {\"u}berpr{\"u}ft. F{\"u}nf Gene zeigten unter dessen Einfluss eine verst{\"a}rkte Expression. Zwei darunter waren solche, die eine st{\"a}rkere Expression in sp{\"a}ten Larvenstadien aufwiesen. Diese zwei Gene stellen nun Kandidaten dar, die an der Entwicklung von E.multilocularis maßgeblich beteiligt sein k{\"o}nnten. Durch die Untersuchungen dieser Arbeit ergaben sich wichtige Hinweise auf die Entwicklung und die Regulationsmechanismen der Genexpression von E. multilocularis. Sie bilden eine Grundlage, die Rolle der Homeoboxgene f{\"u}r den Fuchsbandwurm n{\"a}her zu beschreiben und die hormonelle Kreuzregulation zwischen Parasit und Wirt weiter zu studieren.},
  subject      = {Fuchsbandwurm},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schlueter2008,
  author    = {Schl{\"u}ter, Jan},
  title     = {Molekulare Charakterisierung der Proepikardentwicklung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30287},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Charakterisierung der molekularen Grundlagen der Proepikardentwicklung im Huhn. Das Proepikard (PE) stellt die Vorl{\"a}uferpopulation des Koronargef{\"a}ßsystems dar. Es wurden zwei Schwerpunkte bearbeitet, zum einen die Rolle von einem Mitglied der TGFß-Superfamilie (BMP, bone morphogenetic protein) w{\"a}hrend der Induktionsphase des PE und zweitens die molekularen Mechanismen, welche der links/rechts Asymmetrie der PE Entwicklung zugrunde liegen. Die Expressionsmuster von TBX18, WT1, CFC weisen diese als proepikardiale Marker aus. BMP4 wird ebenfalls im PE exprimiert, wenngleich wesentlich schw{\"a}cher als BMP2 im benachbarten Sinusmyokard. Durch in vitro Experimente mit proepikardialen Prim{\"a}rkulturen wurde festgestellt, dass die Zugabe von rekombinatem BMP2 einen Teil der Zellen zu Kardiomyozyten differenzieren l{\"a}sst. Daher wird angenommen, dass ein Teil der proepikardialen Zellen konzentrationsabh{\"a}ngig auf Wachstumsfaktoren reagieren und in der Lage sind, die epikardiale Linie zu verlassen und ein myokardiales Schicksal anzunehmen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Rolle des NODAL-PITX2-Signalweges in Bezug auf die Unilateralit{\"a}t des Proepikards im H{\"u}hnchen analysiert. Dazu wurden Manipulationen des Hensenschen Knotens im HH Stadium 4 durchgef{\"u}hrt, mit dem Ziel linksseitige Markergene auf der rechten Seite ektopisch zu induzieren. Keine dieser Manipulationen, als auch eine virale {\"U}berexpression von PITX2 in sinuatrialen Progenitoren in vivo, liess eine Ver{\"a}nderung der TBX18-Lateralit{\"a}t erkennen, obwohl die PITX2-Expression randomisiert war. Dagegen f{\"u}hrte die Inhibition des asymmetrischen Ionenfluxes sowie der Apoptose im Primitivstreifen zu einer v{\"o}lligen Randomisierung der TBX18-Expression, sowie unter anderem der Entwicklung bilateraler Proepikardien. Die Induktion bilateraler TBX18-Expressionsdom{\"a}nen war ebenfalls durch ektopisches FGF8 auf der linken Seite des Knotens zu beobachten. Der Verlust der rechtsseitigen FGF Signalgebung im Knoten resultierte in einem Verlust der rechtsseitigen TBX18-Expression im Sinus. Daraus kann geschlossen werden, dass proepikardiale Progenitoren nicht nur durch den asymmetrischen Ionenflux sowie Apoptose im Primitivstreifen in ihrer Lateralit{\"a}t festgelegt werden, sondern auch von rechtsseitigen FGF-Signalen im Knoten und unabh{\"a}ngig vom linkseitigen NODAL-PITX2-Signalweg lateralisiert werden.},
  subject      = {Embryonalentwicklung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Klammert2006,
  author    = {Klammert, Uwe},
  title     = {Evaluation einer neuen BMP-2 Mutante mit antagonistischer Aktivit{\"a}t - Eine in vivo Studie in Ratten -},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21052},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Bone Morphogenetic Proteins sind in eine Vielzahl von physiologischen Wachstums-und Entwicklungsvorg{\"a}ngen involviert und an verschiedenen unphysiologischen bzw. pathologischen Prozessen insbesondere im Bereich des Skelettsystems beteiligt. Ein gezielter Eingriff in die BMP-Signalkaskade k{\"o}nnte denkbare therapeutische Ans{\"a}tze liefern. In der vorliegenden experimentellen Arbeit wurde die Wirksamkeit eines neuartigen Antagonisten am BMP-Rezeptor, der BMP-2-Doppelmutante A34D/D53A, in vivo evaluiert. Hierzu diente ein heterotopes Implantationsmodell (Skelettmuskulatur) sowie ein orthotopes Defektmodell (Kalottentrepanationsdefekt) bei Ratten. F{\"u}r die eingesetzten Proteine wurde equines EXKK als Tr{\"a}ger- und Freisetzungssystem verwendet. Im heterotopen Implantatlager diente zugesetztes BMP-2 in einer gut evaluierten Dosis als zu unterdr{\"u}ckender osteogener Stimulus. Im orthotopen Defektmodell (Defekt nicht kritischer Gr{\"o}ße) sollte der Einfluss auf die physiologischerweise ablaufende kn{\"o}cherne Defektregeneration ohne weiteren Zusatz von Morphogenen untersucht werden. Bez{\"u}glich der heterotopen Implantation konnte eine signifikante, dosisabh{\"a}ngige Hemmung der BMP-2-induzierten Osteoneogenese festgestellt werden. Bei dem orthotopen Implantationsmodell war keine Beeinflussung der physiologischen kn{\"o}chernen Defektregeneration zu verzeichnen. Die Inhibierung eines einzelnen definierten osteogenen Reizes durch BMP-Rezeptorantagonismus konnte somit gut in vivo belegt werden. Im Rahmen der komplexeren physiologischen orthotopen Knochenregeneration mit vermutlich einer Vielzahl beteiligter Wachstumsfaktoren scheint hingegen die Hemmung eines m{\"o}glichen Teilaspektes der Osteogenese keine ausschlaggebende Rolle zu spielen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mai2005,
  author    = {Mai, Nikola},
  title     = {Expression und Isolierung des BMP-bindenden Proteins Ep45},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15311},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Die BMPs (Bone morphogenetic proteins) sind Zytokine, die in fast allen Tieren exprimiert werden und zur TGF-\&\#946; Superfamilie geh{\"o}ren. Sie spielen eine wichtige Rolle in der Knochenentwicklung, unter anderem auf Grund ihrer F{\"a}higkeit, die Neubildung von Knochen auszul{\"o}sen. Eine weitere Aufgabe der BMPs liegt in der Beeinflussung der Embryogenese. Hier tragen sie zur Differenzierung der einzelnen Keimbl{\"a}tter bei und werden w{\"a}hrend der Organogenese in vielen Organanlagen exprimiert. Ep45, ein Protein aus Xenopus laevis, geh{\"o}rt zur Familie der Serinproteaseinhibitoren und ist ein extrazellul{\"a}rer Ligand von BMP4, ohne jedoch dessen Rezeptorbindung bzw. dessen Aktivit{\"a}t zu beeinflussen. Ep45, auch bekannt unter dem Namen pNiXa, wird in der Embryogenese von Xenopus laevis wirksam: Es induziert die Reifung von Oozyten, kann im weiteren Verlauf in verschiedenen Organanlagen nachgewiesen werden und wird in Zusammenhang gebracht mit Teratogenit{\"a}t, die durch Ni2+ hervorgerufen wird. Um auf die aufwendige Isolierung von Ep45 aus Xenopus-Oozyten bzw. -Embryonen verzichten zu k{\"o}nnen, sollte in dieser Arbeit eine Methode zur rekombinanten Expression und Isolierung von aktivem Ep45 entwickelt werden. Zun{\"a}chst wurde die Expression von Ep45 in E. coli als l{\"o}sliches Einzelprotein mit dem Vektor pET25b(+) angestrebt. Da sich jedoch zeigte, dass das Protein zum Großteil als unsl{\"o}sliche Aggregate in Form von inclusion bodies vorlag, wurden diese pr{\"a}pariert, denaturiert und eine Isolierung von Ep45 durch verschiedene Chromatographie-Verfahren (Kationenaustauschers{\"a}ule, Gelchromatographie) unternommen. Durch die nachfolgenden Renaturierungsversuche konnte jedoch kein aktives Protein gewonnen werden. Zum Nachweis von aktivem Ep45 dienten ein Enzymassay, der auf der Serinproteaseinhibitor-Funktion von Ep45 beruht, sowie ein Bindungsassay. Dieser weist den Ep45-Chymotrypsin-Komplex nach, der bei der Inhibition von Chymotrypsin durch Ep45 entsteht. Als alternatives Expressionssystem kam deshalb das pMal™-Fusionsprotein-System zur Anwendung. Dazu wurde Ep45 an MBP gekoppelt, so dass eine Aufreinigung mittels Chromatographie an einer Amyloses{\"a}ule m{\"o}glich werden sollte. Nach Spaltung durch Faktor Xa sollten die beiden Proteine durch Chromatographie voneinander getrennt werden, so dass schließlich Ep45 als reines aktives Protein vorliegt. Trotz des Einsatzes diverser Chromatographie-Verfahren (Ionentauschers{\"a}ule, hydrophobe S{\"a}ule, Nickels{\"a}ule) gelang keine Isolierung von Ep45. Da in E. coli zwar eine Expression jedoch keine Aufreinigung von aktivem Ep45 gelang, wurde ein Expressionssystem unter Verwendung von Sf9-Zellen (Insektenzellen) eingesetzt. Nach Herstellung des Plasmids pIZT/V5-xEp45 wurden Versuche zur transienten Expression von Ep45 in Sf9-Zellen mittels des InsectSelect™ Systems durchgef{\"u}hrt, die bis zum Abschluss meiner praktischen Arbeit nicht zum Erfolg f{\"u}hrten, aber innerhalb der Arbeitsgruppe weiter bearbeitet werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Janke2005,
  author    = {Janke, Carsten Theodor Wilhelm},
  title     = {Knochenneubildung durch induktive Implantate der TGF-Beta-Familie : eine tierexperimentelle Studie zum Synergismus von BMP-2-Mutanten und TGF-Beta bei der heterotopen Osteoinduktion},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-16393},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Die osteoinduktive Wirkung von „Bone morphogenetic protein 2" (BMP-2) und der regulative Einfluss des Faktors „Transforming growth factor beta 1" auf das physiologische Remodelling des Knochens sind durch zahlreiche In-vitro- und In-vivo-Untersuchungen belegt. Die gentechnische Modifikation der N-terminalen Aminos{\"a}uresequenz von rekombinantem, im bakteriellen System (E. coli) exprimiertem BMP-2 (rh-BMP-2) f{\"u}hrt zu rh-BMP-2-Varianten mit verst{\"a}rktem (T3 und T4) bzw. nicht mehr messbarem (EH-BMP) Bindungsverm{\"o}gen zur extrazellul{\"a}ren Matrix und ver{\"a}ndert somit die Retentionszeit dieser Morphogene im Gewebe. In der vorliegenden Arbeit sollte die osteoinduktive Potenz der genannten BMP-Varianten (T3, T4, EH-BMP) mit der ihres Wildtyps rh-BMP-2 verglichen werden. Zudem war zu untersuchen, ob ein Zusammenhang zwischen applizierter Wirkstoffmenge und dem Ausmaß der induzierten Osteogenese vorliegt, und zu zeigen, dass dieser durch gemeinsame Applikation der verwendeten Morphogene mit dem nicht osteoinduktiven Wachstumsfaktor rh-TGF-ß-1 zu steigern ist. Hierzu wurden zylinderf{\"o}rmige (L{\"a}nge l=10mm, Durchmesser {\O}=5mm), bovine EXKK-Tr{\"a}ger (extrahiertes, xenogenes Knochen-Kollagen) mit den genannten BMPs, TGF-ß-1 und Kombinationen dieser Wachstumsfaktoren best{\"u}ckt und f{\"u}r 28 Tage in die Oberschenkelmuskulatur von 50 Sprague-Dawley-Ratten implantiert. Jedes Tier erhielt eine mit 2µg bzw. 4µg des jeweiligen BMPs dotierte Probe und einen zus{\"a}tzlich, entsprechend dem Massenverh{\"a}ltnis von 20:1 mit 100ng, bzw. 200ng rh-TGF-ß-1 beladenen Tr{\"a}ger auf der kontralateralen Seite. Als Kontrolle wurden unbehandelte bzw. nur mit rh-TGF-ß-1 (10µg und 20µg) dotierte EXKK-Zylinder eingebracht. Durch am 5., 11., 17., 23. und 28. Tag post OP durchgef{\"u}hrte R{\"o}ntgenkontrollen konnten Beginn, Verlauf und Geschwindigkeit der ablaufenden Osteoinduktionsprozesse bewertet werden. Mittels zwei- und dreidimensionaler radiologischer Methoden, labortechnischer und histologischer Auswertungsschritte wurden zudem die in den am 28. Tag post OP explantierten Zylindern vorhandenen Knochenformationen auf ihre Menge, ihre Dichte, ihren Kalziumgehalt und ihre histologische Qualit{\"a}t hin untersucht. Durch R{\"o}ntgen der histologischen Schnitte wurde ein direkter Vergleich histologischer Strukturen mit ihrer r{\"o}ntgenologischen Darstellung m{\"o}glich. F{\"u}r die undotierten EXKK-Tr{\"a}ger und die nur mit rh-TGF-ß-1 rekonstituierten Proben ergab sich weder nach r{\"o}ntgenologischer noch nach histologischer Auswertung ein Anhalt auf osteoinduktive Aktivit{\"a}t. Alle außer den mit EH-BMP dotierten Proben zeigten schon ab dem 11. Tag post OP signifikante Knochenneubildungen. BMP-2 und T4 f{\"u}hrten, gefolgt von T3, insgesamt zur schnellsten und mengen-, kalzium- und dichtem{\"a}ßig am st{\"a}rksten ausfallenden Osteoneogenese. Bei Verwendung von 4µg Morphogen und Zusatz von rh-TGF-ß-1 erreichten rh-BMP-2 und T4 bereits am 23. Tag post OP die auch zu Versuchsende ermittelten Werte. Die Variante EH-BMP lieferte deutlich weniger Knochen und relativ unkonstante Ergebnisse. Die Erh{\"o}hung der implantierten Proteinmenge auf 4µg und der Zusatz von rh-TGF-ß-1 f{\"u}hrten im Mittel in allen Auswertungen zur Steigerung von Menge, Dichte, Kalziumgehalt und Bildungsgeschwindigkeit des induzierten Knochens. Die osteoinduktive Ausbeute von BMP-Varianten mit verbesserter Matrixbindung und verl{\"a}ngerter Retentionszeit im Lagergewebe ist f{\"u}r klinische Belange einer einfachen Dosissteigerung der BMP-Wildtypen vorzuziehen. Die Varianten f{\"u}hren fr{\"u}her und bei Verwendung geringerer Morphogenmengen zu einer dem Wildtyp {\"a}quivalenten Knochenneubildung. Auch die mitogenen Effekte von rhTGF-ß-1 auf das durch die BMPs determinierte Gewebe haben potenzierend wirkenden Einfluss auf osteoinduktive Effekte. Das Vorhandensein weiterer, an der Regulation des Knochenmetabolismus beteiligter Faktoren deutet auf noch verborgenes therapeutisches Potential hin.},
  language  = {de}
}