@phdthesis{Schauber2001, author = {Schauber, J{\"u}rgen}, title = {Modulation von Zellzyklus- und Apoptoseregulation in humanen kolorektalen Karzinomzellen durch Butyrat und Acetylsalicyls{\"a}ure}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1179976}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Zahlreiche experimentelle und epidemiologische Studien schreiben der kurzkettigen Fetts{\"a}ure Butyrat und dem Cyclooxygenasehemmer Acetylsalicyls{\"a}ure eine Schutzwirkung auf die Entstehung des kolorektalen Karzinoms zu. Die genauen Mechanismen hinter der Wirkung beider Substanzen sind ungekl{\"a}rt. Um die Effekte von Butyrat und Acetylsalicyls{\"a}ure, sowie deren Kombination, auf das Wachstum, die Differenzierung und Apoptose von Kolonkarzinomzellen zu untersuchen, wurden Zellkulturexperimente und Western Blot Analysen durchgef{\"u}hrt. Unter Butyratinkubation kam es zu einer Steigerung der Differenzierung von HT-29-Kolonkarzinomzellen, jedoch nicht von Caco-2 Zellen. Acetylsalicyls{\"a}ure allein hatte keinen relevanten Effekt auf die Zelldifferenzierung und in Kombination konnte Acetylsalicyls{\"a}ure die differenzierende Wirkung des Butyrats nicht verst{\"a}rken. Butyrat und Acetylsalicyls{\"a}ure hemmten die Proliferation der untersuchten kolorektalen Karzinomzellen. Bei Inkubation mit einer Kombination von Butyrat und Acetylsalicyls{\"a}ure wurde der antiproliferative Effekt der Einzelsubstanzen deutlich verst{\"a}rkt. Im Western-Blot konnte diese Beobachtung durch Untersuchung des Proliferationsmarkers PCNA best{\"a}tigt werden. Gleichzeitig ver{\"a}nderte sich das Expressionsmuster zellzyklusregulierender Proteine in den untersuchten Zellen: Die Cyclin D3-Expression wurde in Caco-2 Zellen sowie in HT-29 Zellen durch Butyratinkubation erh{\"o}ht. In Kombination mit Acetylsalicyls{\"a}ure verst{\"a}rkte sich die Wirkung von Butyrat auf die Expression von p21Waf1/Cip1 und cdk2: Acetylsalicyls{\"a}ure und Butyrat in h{\"o}heren Konzentrationen reduzierten die Expression von cdk2 in HT-29 Zellen, in niedrigen Konzentrationen f{\"u}hrte nur die Acetylsalicyls{\"a}ure-Butyrat-Kombination zu einem Abfall des cdk2-Proteingehalts. Butyrat induzierte die Expression des cdk-Inhibitors p21Waf1/Cip1 in beiden Kolonkarzinomzellinien. Die Wirkung auf p21Waf1/Cip1 war hierbei p53-unabh{\"a}ngig, da es gleichzeitig zu einem Abfall der Konzentration an p53-Protein in HT-29 Zellen kam und in Caco-2 Zellen kein p53 nachweisbar war. Acetylsalicyls{\"a}ure hatte erst in h{\"o}herer Konzentration einen Einfluss auf die p21Waf1/Cip1 Proteinexpression in HT-29 Zellen. Die Kombination von Butyrat und Acetylsalicyls{\"a}ure {\"u}bertraf in ihrer Wirkung die des Butyrats schon bei Konzentrationen, bei denen die alleinige Butyratinkubation ohne Effekt blieb. Weiterhin induzierte Butyrat, {\"u}ber einen Anstieg der Expression des pro-apoptotischen Faktors Bak, Apoptose in den untersuchten Kolonkarzinomzellen, bei gleichzeitigem Abfall des anti-apoptotischen Bcl-XL. Bei Inkubation mit der Acetylsalicyls{\"a}ure-Butyrat-Kombination kam es zu einer deutlichen Verst{\"a}rkung der Apoptoseinduktion, wobei Acetylsalicyls{\"a}ure die Wirkung des Butyrats auf Bak und Bcl-XL jedoch nicht steigerte. Zudem konnte gezeigt werden, dass der Effekt des Butyrats mit einer Inhibition der Phosphorylierung und Degradation von IkBa, und damit einer Verhinderung der Aktivierung des Transkriptionsfaktors NFkB einhergeht, was die Wirkung von apoptose-induzierenden Substanzen verst{\"a}rken kann. Zusammenfassend zeigte sich bei Kombination der Einzelsubstanzen Butyrat und Acetylsalicyls{\"a}ure eine Verst{\"a}rkung ihrer Wirkung auf die Zellproliferation, sowie die Apoptoseinduktion bei Kolonkarzinomzellen. Dieser Effekt wird durch unterschiedliche molekulare Mechanismen vermittelt, wobei mit p21Waf1/Cip1 und cdk2 erstmals Faktoren ermittelt wurden, auf deren Expression Butyrat und Acetylsalicyls{\"a}ure additive oder potentiell synergistische Effekte haben.}, language = {de} } @phdthesis{Riedel2001, author = {Riedel, Walter K.}, title = {Metastasierungsverhalten von Mundh{\"o}hlenkarzinomen in Abh{\"a}ngigkeit vom Therapieregime}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1181791}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {In der vorliegenden retrospektiven Studie wurde das Metastasierungsverhalten von Mundh{\"o}hlenkarzinomen des Krankengutes der Klinik und Poliklinik f{\"u}r Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg aus den Jahren 1985 bis 1999 bei unterschiedlichen Therapiekonzepten untersucht. 774 Patienten wurden in die Untersuchung einbezogen. Das Durchschnittsalter der Patienten betrug 59 Jahre. Das Verh{\"a}ltnis von m{\"a}nnlichen zu weiblichen Patienten lag bei 4:1. 36,3 Prozent (280) der Tumoren lagen im Bereich des Mundbodens, 15,9 Prozent (123) in der Unterlippe, 13,7 Prozent (106) im Bereich des Oropharynx, 12,4 Prozent (96) im Unterkiefer-Alveolarfortsatz, 10,2 Prozent (79) in der Zunge, 7,1 Prozent (55) in Oberkiefer und Gaumen, 3,1 Prozent (24) in der Wangenschleimhaut und 1,2 Prozent (9) in der Oberlippe. Eine alleinige chirurgische Tumorresektion wurde bei 60,1 Prozent (465) der Patienten durchgef{\"u}hrt. Eine chirurgische Therapie mit pr{\"a}operative Radiatio (40 Gy) erhielten 1,3 Prozent (10) der Patienten, eine chirurgische Therapie mit kombinierter pr{\"a}operativer Radio-Chemo-Therapie (40 Gy) erhielten 25,5 Prozent (197). 7,4 Prozent (57) der Patienten erhielten eine alleinige Radio-Chemo-Therapie, 4,9 Prozent (38) eine Radiatio solo. Postoperativ wurde eine Bestrahlung bei 5,0 Prozent (39) und eine Chemotherapie bei 0,3 Prozent (2) der Patienten durchgef{\"u}hrt. 21,0 Prozent (163) aller Patienten erhielten eine ipsilaterale Lymphknotenausr{\"a}umung, 22,4 Prozent (173) eine bilaterale Lymphbahnausr{\"a}umung. 50,6 Prozent (170) der Patienten, deren Halsweichteile ausger{\"a}umt wurden, erhielten ipsilateral eine radikale Neck dissection, 21,4 Prozent (72) eine konservierende Neck dissection, 28,0 Prozent (94) eine suprahyoidale Ausr{\"a}umung. 72,5 Prozent (561) der Patienten blieben innerhalb der Nachbeobachtungszeit (durchschnittlich 2,9 Jahre) rezidiv- bzw. metastasenfrei. Ein Lokalrezidiv entwickelten 14,9 Prozent (115) der Patienten. Metastasen entwickelten innerhalb der Nachbeobachtungszeit 16,5 Prozent (128) der Patienten: 68,8 Prozent (88) region{\"a}re Metastasen, 31,2 Prozent (40) Fernmetastasen. Einen statistisch signifikanten Einfluss (p<0,05) auf die Metastasenh{\"a}ufigkeit hatte die Lokalisation des Prim{\"a}rtumors (26,3 Prozent Metastasen bei Tumoren im Bereich der Wangenschleimhaut, 24,3 Prozent bei Mundbodenkarzinomen, 23,6 Prozent bei Oropharynxkarzinomen, 20,0 Prozent bei Oberkieferkarzinomen, 15,9 Prozent bei Zungenkarzinomen, 13,4 Prozent bei Karzinomen des Unterkiefer-Alveolarfortsatzes, 7,0 Prozent bei Lippenkarzinomen und 0,0 Prozent Metastasen bei Oberlippenkarzinomen). Wurde eine alleinige Tumorresektion durchgef{\"u}hrt, traten bei 9,7 Prozent der Patienten Metastasen auf. Wurde die Behandlung durch eine pr{\"a}operative Radio-Chemo-Therapie erweitert, traten bei 35,0 Prozent der Patienten Metastasen auf. Wurde zus{\"a}tzlich noch eine postoperative Radiatio durchgef{\"u}hrt, entwickelten 38,5 Prozent der Patienten Metastasen. Nach Durchf{\"u}hrung einer alleinigen Radiatio mit 70 Gy traten bei 11,1 Prozent der Patienten Metastasen auf, nach kombinierter Radio-Chemo-Therapie (70 Gy) bei 20,5 Prozent der Patienten. Histologisch positive Resekatr{\"a}nder erh{\"o}hten die Metastasenwahrscheinlichkeit statistisch signifikant von 17,0 Prozent auf 45,7 Prozent. Von der Art der Lymphbahnausr{\"a}umung (ohne Ber{\"u}cksichtigung adjuvanter Therapien) ist die Metastasenwahrscheinlichkeit statistisch signifikant abh{\"a}ngig. Nach Durchf{\"u}hrung einer alleinigen ipsilateralen radikalen Neck dissection zeigte sich eine Metastasierungsrate von 25,6 Prozent. Wurde statt dessen eine konservierende Neck dissection durchgef{\"u}hrt, traten bei 40,0 Prozent der Patienten Metastasen auf. Wurde die ipsilaterale radikale Neck dissection mit einer kontralateralen suprahyoidalen Ausr{\"a}umung kombiniert, traten bei 37,1 Prozent der Patienten Metastasen auf. Nach ipsilateraler konservierender Neck dissection und kontralateraler suprahyoidaler Ausr{\"a}umung zeigten sich bei 55,3 Prozent der Patienten Metastasen. Die Inzidenz kontralateraler Metastasen lag bei alleiniger ipsilateraler Behandlung bei 34,3 Prozent, bei zus{\"a}tzlicher kontralateraler suprahyoidaler Ausr{\"a}umung bei 30,2 Prozent (trotz der hier zumeist vorliegenden ung{\"u}nstigeren Prognose durch gr{\"o}ßere Prim{\"a}rtumoren oder deren Lage im Bereich der K{\"o}rpermedianen).}, language = {de} } @phdthesis{ReissPoenitz2001, author = {Reiß-P{\"o}nitz, Ulrike}, title = {Untersuchung zum Wert der kieferorthop{\"a}dischen Behandlung von Kl.II/1-Anomalien}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1179998}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Ziel dieser Arbeit war, den subjektiven und objektiven Wert der kieferorthop{\"a}dischen Behandlung zu erfassen. Es wurden zwei Gruppen von Patienten untersucht: 1. 30 ehemalige Patienten, die aufgrund einer Angle-Kl.II/1-Anomalie in ihrer Kindheit kieferorthop{\"a}disch behandelt wurden und 2. 16 unbehandelte Erwachsene, die zum Untersuchungszeitpunkt eine Kl.II/1-Dysgnathie aufwiesen. Das durchschnittliche Alter betrug etwa 29,5 Jahre. Gepr{\"u}ft wurden Mundgesundheitszustand,Funktionsbefund und die Patientenzufriedenheit mit der dentofazialen {\"A}sthetik und der Funktion des Kauorgans (anhand von Frageb{\"o}gen), bei den behandelten Patienten auch die Stabilit{\"a}t der Behandlungsergebnisse. Die Untersuchungsergebnisse wurden nach dem Helkimo-Index, dem DMF-T-Index und dem CPITN-Index ausgewertet.}, language = {de} } @phdthesis{Piger2001, author = {Piger, Veronika}, title = {Einfluss immunologischer Mechanismen bei der Implantation von Embryonen und deren therapeutischer Nutzen im Rahmen des IVF-Programms}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1181788}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Trotz des hohen Standards in der IVF-Behandlung gibt es bestimmte Patientinnen bzw. Paare, bei denen es nach der Durchf{\"u}hrung von drei oder mehr optimalen Behandlungszyklen mit einem Transfer von mehr als sechs Embryonen insgesamt, nicht zum Eintritt einer Schwangerschaft kommt, vermutlich liegen hierf{\"u}r die Probleme in der Implantationsphase. Dies hieße, daß ein Embryo entweder gar nicht erst implantiert wird oder, daß er kurz nach der Implantation wieder abstirbt. Hieraus erg{\"a}be sich eine {\"A}hnlichkeit zum klinischen Abortgeschehen. Heute weiß man, daß dem klinischen Abortgeschehen in 60 bis 70 Prozent Chromosomenst{\"o}rungen zu Grunde liegen, in den {\"u}brigen F{\"a}llen wird haupts{\"a}chlich eine immunologische Ursache angenommen. Somit k{\"o}nnte auch die Ursache wiederholter frustraner IVF-Behandlungen im immunologischen Bereich zu suchen sein. In unserer Untersuchung wurden 100 sterile Paare untersucht, die von 1987 bis 1995 das IVF-Programm durchliefen. Das Kollektiv umfaßt Patientinnen zwischen 22 und 42 Jahren, mit folgenden gyn{\"a}kologischen Diagnosen: Normalbefund, idiopathische, tubare und ovarielle Sterilit{\"a}t. Bei den Partnern wurden die folgenden Befunde erhoben: Normozoospermie, Oligo-Astheno-Teratozoospermie und isolierte, aber sehr ausgepr{\"a}gte Asthenozoospermie. Bei beiden Partnern wurden die HLA-Antigene bestimmt, sowie zytotoxische Antik{\"o}rper im Serum der Frau gesucht. Anschließend wurden der Patientin intrakutan Lymphozyten ihres Partners in den Unterarm injiziert. Bei zu großer {\"U}bereinstimmung im HLA-System wurden Lymphozyten eines Fremdspenders verwendet, der in den wichtigsten Blutgruppenmerkmalen mit der Patientin {\"u}bereinstimmmte. Nach 4 Wochen wurde im Serum der Patientin nach sog. "sch{\"u}tzenden Antik{\"o}rpern" gesucht. Je nach Testergebnis wurde ein ausreichender Schutz angenommen oder eine Auffrischung empfohlen. Es wurde eine kumulative Schwangerschaftsrate von 53 Prozent erzielt. In {\"u}ber 70 Prozent trat diese bereits im ersten Zyklus nach Immunisierung ein. Folgende Schwangerschaftsverl{\"a}ufe konnten beobachtet werden: je ein Drittel Geburt, intakte Schwangerschaft (>12. SSW), Abort bzw. EUG. Die Immunisierungstherapie, wie von uns durchgef{\"u}hrt, scheint eher unspezifisch zu sein und auch zeitlich begrenzt. Der genaue Wirkmechanismus bleibt noch zu kl{\"a}ren. Die vorherrschenden Erkl{\"a}rungsmodelle in der Literatur f{\"u}r das immunologische Abortgeschehen sind die Folgenden: Ausbildung zytotoxischer Antik{\"o}rper, Fehlen Blockierender Faktoren, erh{\"o}htes HLA-Sharing der Partner.}, language = {de} } @phdthesis{Schwarz2001, author = {Schwarz, Ulrike}, title = {Biochemische und Molekularbiologische Charakterisierung der Wechselwirkungen zwischen Humanen Thrombozyten und Endothelzellen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-2030}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Der Blutkreislauf ist als wichtigstes Transportsystem im menschlichen K{\"o}rper essentiell f{\"u}r die Versorgung der Gewebe und Organe mit Sauerstoff, N{\"a}hrstoffen, Hormonen etc. Zwei Zelltypen, die eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung eines funktionell intakten Blutgef{\"a}ßsystems spielen, sind Thrombozyten, die zentralen Mediatoren der Blutgerinnung, und Endothelzellen, welche die luminale Seite der Gef{\"a}ßw{\"a}nde auskleiden. Diese beiden Zellen sind aber auch wesentlich an der Pathologie der Atherosklerose und kardiovaskul{\"a}rer Erkrankungen beteiligt. Durch direkte und indirekte Interaktionen beeinflussen sich diese beiden Zelltypen gegenseitig und regulieren ihre Aktivit{\"a}t. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Analysenmethode entwickelt, welche den Funktionszustand der Thrombozyten quantitativ erfaßt. Sowohl die Aktivierung als auch die Hemmung humaner Thrombozyten wird durch die Phosphorylierung spezifischer Signalproteine reguliert. Basierend auf der Verwendung phosphorylierungsspezifischer Antik{\"o}rper und der Durchflußzytometrie wurde eine Methode etabliert, welche die Proteinphosphorylierung auf Einzelzellebene erfaßt, schnell quantifizierbare Ergebnisse liefert und f{\"u}r die Analyse im Vollblut geeignet ist. Da die Sekretion von Endothelfaktoren den Phosphorylierungszustand dieser Proteine in den Thrombozyten beeinflußt, kann die Methode auch dazu verwendet werden, indirekt R{\"u}ckschl{\"u}sse auf den Funktionszustand der Endothelzellen zu gewinnen. In einer ersten klinischen Anwendung wurde die Methode eingesetzt, um den Therapieverlauf der antithrombotischen Medikamente Ticlopidin und Clopidogrel, welche gezielt die ADP-induzierte Thrombozytenaktivierung hemmen, zu verfolgen und das Antwortverhalten von Patienten auf diese Medikamente zu messen. Mehrere Personen, bei denen Ticlopidin und Clopidogrel keine Wirkung zeigten, wurden gefunden, ein Hinweis darauf, daß eine Resistenz gegen Thienopyridine vorkommt. Es ist bekannt, daß Endothelfaktoren bestimmte Aspekte der Thrombozytenaktivierung hemmen. In dieser Arbeit wurde gezeigt, daß die Phosphorylierung der p38 und p42 Mitogen-aktivierten Proteinkinasen, die im Verlauf der Thrombozytenaktivierung von zahlreichen Agonisten induziert wird, ebenfalls durch die endothelialen Vasodilatatoren NO (Stickstoffmonoxid) und Prostaglandin gehemmt wurde. Außerdem hemmten diese Substanzen die Translokation der inflammatorischen Molek{\"u}le P-Selektin und CD40 Ligand (CD40L) aus intrazellul{\"a}ren Speicherorganellen auf die Thrombozytenoberfl{\"a}che. P-Selektin und CD40L werden auf aktivierten Thrombozyten exprimiert und sind direkt an der Interaktion von Thrombozyten mit Leukozyten und Endothelzellen beteiligt. Um die Auswirkung von CD40L, P-Selektin und weiteren Faktoren aktivierter Thrombozyten auf humane Endothelzellen zu untersuchen, wurde mit Hilfe von cDNA-Arrays die differentielle Genexpression in Endothelzellen nach Koinkubation mit aktivierten Thrombozyten analysiert. Neben einer bereits bekannten Hochregulierung von Faktoren, die an inflammatorischen Prozessen beteiligt sind, wurde eine verst{\"a}rkte Expression von Transkriptionsfaktoren (c-Jun, Egr1, CREB2), Wachstumsfaktoren (PDGF) sowie von Adh{\"a}sionsrezeptoren f{\"u}r extrazellul{\"a}re Matrixproteine (Integrin av, Integrin b1) gefunden. Diese Faktoren weisen darauf hin, daß aktivierte Thrombozyten die Migration und Proliferation der Endothelzellen anregen und damit die Wundheilung, aber auch pathophysiologische Prozesse wie die Ausbildung atherosklerotischer Plaques induzieren k{\"o}nnten.}, subject = {Thrombozyt}, language = {de} } @phdthesis{Schmidt2001, author = {Schmidt, Marc}, title = {Die Rolle mitogener und stressinduzierter MAPK-Signalwege in der Regulation von keratinozyt{\"a}ren Wachstums- und Differenzierungsvorg{\"a}ngen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-2013}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Fehlgeleitete Proliferations- und Differenzierungsprozesse von Keratinozyten spielen eine entscheidende Rolle in der Pathogenese vieler Hauterkrankungen. Die intrazellul{\"a}ren Signalmechanismen, die die Balance zwischen Keratinozytenwachstum und -differen-zierung steuern, sind bislang weitgehend unbekannt. In dieser Arbeit wurde die Bedeutung Mitogen-aktivierter Proteinkinase (MAPK-) Signalwege in keratinozyt{\"a}ren Wachstums- und Differenzierungsvorg{\"a}ngen untersucht. Es konnte gezeigt werden, daß Induktion von Keratinozytendifferenzierung durch Erh{\"o}hung der extrazellul{\"a}ren Calciumkonzentration mit einer raschen und transienten Aktivierung des Raf/MEK/Erk- (MAPK-) Signalweges verbunden ist, w{\"a}hrend keine ver{\"a}nderte Aktivit{\"a}t der stressinduzierten MAPK Jnk und p38 nachweisbar war. Die calciuminduzierte Erk-Aktivierung unterschied sich in ihrer Kinetik von mitogener Erk-Aktivierung durch den Epidermalen Wachstumsfaktor (EGF) und konnte durch Ver{\"a}nderungen der intrazellul{\"a}ren Calciumkonzentration moduliert werden. W{\"a}hrend die mitogene Erk-Aktivierung durch die kleine GTPase Ras vermittelt wird, erfolgte calciuminduzierte Aktivierung von Erk Ras-unabh{\"a}ngig, was auf einen fundamentalen Unterschied mitogener und differenzierungsinduzierender Stimuli hinsichtlich ihrer Aktivierungsmechanismen der Raf/MEK/Erk-Kaskade hindeutet. Trotz der transienten Natur der calciuminduzierten Erk-Aktivierung waren die calcium-vermittelte Expression des Zellzykusinhibitors p21/Cip1 und des Differenzierungsmarkers Involucrin sensitiv f{\"u}r MEK-Inhibition, was auf eine wichtige Rolle des Raf/MEK/Erk-Signalweges in fr{\"u}hen Stadien des Differenzierungsprozesses hinweist. Wichtige Konvergenzpunkte zwischen calcium- und MAPK-abh{\"a}ngigen Signalwegen scheinen die beiden calciumbindenden S100-Proteine MRP8 und MRP14 zu sein. Beide Proteine werden in vitro differenzierungsabh{\"a}ngig exprimiert und translozieren sowohl nach Erh{\"o}hung der intrazellul{\"a}ren Calciumkonzentration als auch nach Stimulation stress-aktivierter MAPK an Zytoskelettstrukturen. Untersuchung der Expression von MRP8 und MRP14 in paraffin- und kryofixierten Serienschnitten gesunder und pathologisch ver{\"a}nderter Haut ergab, dass deren Expression normalerweise auf differenzierende Zellen im Haarfollikel beschr{\"a}nkt ist, jedoch in differenzierten Hautschichten hyperproliferativer oder tumor{\"o}ser Haut massiv induziert werden kann. In der hier vorgestellten Arbeit wurden interessante neue Signalbeziehungen identifiziert, deren Entdeckung einen wichtigen Beitrag zum Verst{\"a}ndnis der regulatorischen Mechanismen leisten k{\"o}nnte, durch die die Epidermis ihre funktionell wichtige Hom{\"o}ostase erh{\"a}lt.}, subject = {Keratinozyt}, language = {de} } @phdthesis{Schmidt2000, author = {Schmidt, Gerold}, title = {Plant size and intraspecific variability in vascular epiphytes}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-2000}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2000}, abstract = {A central objective of many ecophysiological investigations is the establishment of mechanistic explanations for plant distributions in time and space. The important, albeit mostly ignored, question arises as to the nature of the organisms that should be used as representative in pertinent experiments. I suggest that it is essential to use a "demographic approach" in physiological ecology, because physiological parameters such as photosynthetic capacity (PC, determined under non-limiting conditions with the oxygen electrode) may change considerably with plant size. Moreover, as shown for nine epiphyte species covering the most important taxonomic groups, the intraspecific variability in PC was almost always higher than the interspecific variability when comparing only large individuals. In situ studies with the epiphytic bromeliad V. sanguinolenta revealed that besides physiological parameters (such as PC) almost all morphological, anatomical and other physiological leaf parameters studied changed with plant size as well. Likewise, important processes proved to be size-dependent on whole-plant level. For example, long-term water availability was clearly improved in large specimens compared to smaller conspecifics due to the increased efficiency of the tanks to bridge rainless periods. As model calculations on whole-plant level for V. sanguinolenta under natural conditions have shown photosynthetic leaf carbon gain as well as respiratory losses of heterotrophic plant parts scaled with plant size. The resulting area related annual carbon balances were similar for plants of varying size, which corresponded to observations of size-independent (and low) relative growth rates in situ. Under favorable conditions in the greenhouse, however, small V. sanguinolenta exhibited surprisingly high relative growth rates, similar to annuals, which clearly contradicts the prevalent, but barely tested notion of epiphytes as inherently slow growing plants and simultaneously illustrates the profound resource limitations that epiphytes are subjected to in the canopy of a seasonal rain forest. From habitat conditions it seems that size-related differences in water availability are the driving force behind the observed size-dependent ecophysiological changes: the larger an epiphyte grows the more independent it is with regard to precipitation patterns. In conclusion, the results strongly emphasize the need to treat plant size as an important source of intraspecific variability and thus urge researchers to consider plant size in the design of ecophysiological experiments with vascular epiphytes.}, subject = {Gef{\"a}ßpflanzen}, language = {en} } @phdthesis{Schmid2001, author = {Schmid, Erik}, title = {Die Rolle des CD9 bei der CDV-Infektion}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1994}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Die Infektion einer Zelle und die Virus-Ausbreitung von Zelle zu Zelle in infiziertem Gewebe oder in der Zellkultur ist abh{\"a}ngig von der F{\"a}higkeit des Virus, die Fusion von Membranen zu induzieren und somit die nat{\"u}rliche Barriere zwischen einzelnen Zellen zu {\"u}berwinden. Neben den viralen Glykoproteinen sind dabei Proteine in der Membran der Wirtszelle ausschlaggebend f{\"u}r einen erfolgreichen Ablauf dieser Fusionsprozesse. K{\"u}rzlich konnten wir mit CD9, einem Mitglied der Tetraspann-Transmembran-Proteinfamilie, ein zellul{\"a}res Oberfl{\"a}chenmolek{\"u}l identifizieren, welches bei einer Infektion von Zellen mit CDV an diesen Fusionvorg{\"a}ngen beteiligt ist: Transfektion eines CD9-Expressionsplasmids in CD9-negative Zellen erh{\"o}ht deren Infizierbarkeit und CD9-Antik{\"o}rper inhibieren die Infektion von Zellkulturen mit CDV (OND). In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, welcher Mechanismus hinter der Hemmung der CDV-Infektion durch CD9-Antik{\"o}rper steht. Es besteht keine Korrelation zwischen der Expression von CD9 und der Virusbindung an Zellen besteht. Zudem konnte mit Antik{\"o}rpern gegen CD9 die Bindung von CDV an Zellen nicht beeintr{\"a}chtigt werden. Es konnte des weiteren kein unmittelbarer Effekt von CD9-Antik{\"o}rpern auf die Virusaufnahme, sowie auf die virale mRNA- und Protein-Synthese festgestellt werden. Auch die posttranslationale Modifikation der viralen Proteine, wie die Spaltung des F0-Proteins in F1 und F2, und ihre Expression an der Zelloberfl{\"a}che verl{\"a}uft in Gegenwart von mAK K41 normal. Durch Antik{\"o}rper gegen CD9 wird jedoch die Synzytienbildung in infizierten Zellkulturen stark gehemmt und die Freisetzung neuer Viruspartikel verringert. Untersuchungen der Fusion von uninfizierten mit persistent CDV-infizierten HeLa-Zellen zeigten, dass mAK K41 direkt die CDV-induzierte Zell-Zell-Fusion beeinflusst. Dabei wird aber kein Teilschritt des Fusionsprozesses, wie z.B. die Hemifusion, vollst{\"a}ndig blockiert, da die Synzytienbildung selbst durch den Einsatz hoher Konzentrationen an mAK K41 nicht verhindert werden kann. Die Reduktion der Virustiter und der viralen mRNA-Mengen, die man etwa ab 18 Stunden nach Infektion in Gegenwart von mAK K41 beobachtet, entspricht der Reduktion, die man in Gegenwart eines fusionsinhibierenden Peptids (FIP) beobachtet. In beiden F{\"a}llen ist diese Reduktion h{\"o}chstwahrscheinlich ein Sekund{\"a}reffekt der Inhibition der Infektionsaus-breitung durch Synzytienbildung.Bei CDV kann zwischen St{\"a}mmen, die Synzytien induzieren und St{\"a}mmen, die in infizierten Zellkulturen keine oder nur sehr geringe Plaquebildung zeigen, unterschieden werden. Diese Unterschiede basieren auf Sequenzunterschieden in den viralen Glykoproteinen H und F, die bei Morbilliviren f{\"u}r die Art des zytopatischen Effekts verantwortlich sind. Bei den St{\"a}mmen, die keine Synzytien induzieren, und dem Wildstamm A75/17 haben Antik{\"o}rper gegen CD9 keinen inhibierenden Effekt auf die Infektion und es sind in Zellkulturen keine Unterschiede im Infektionsverlauf in An- oder Abwesenheit von mAK K41 zu beobachten. Die Hemmbarkeit einer CDV-Infektion durch CD9-Antik{\"o}rper ist also abh{\"a}ngig von der F{\"a}higkeit des jeweiligen Stammes Synzytien zu induzieren.Aus den vorliegenden Daten kann geschlossen werden, das CD9-Antik{\"o}rper spezifisch die CDV-induzierte Zell-Zell-Fusion hemmen, nicht aber die Virus-Zell-Fusion. Im Gegensatz zur Virus-Zell-Fusion scheint die virusstammspezifischen Induktion der Zell-Zell-Fusion, neben dem zellul{\"a}ren Rezeptormolk{\"u}l noch von weiteren Interaktionen der viralen H{\"u}llproteine mit anderen Zelloberfl{\"a}chenmolek{\"u}len abh{\"a}ngig zu sein. Es ist anzunehmen, dass CD9 dabei direkt oder indirekt mit diesen Oberfl{\"a}chenmolek{\"u}len interagiert und somit Einfluß auf die Zellfusion hat. Bei der CDV-Infektion bewirken CD9-Antik{\"o}per eine Verz{\"o}gerung der Synzytienbildung, w{\"a}hrend sie bei der NDV-Infektion zu einer verst{\"a}rkten Synzytienbildung f{\"u}hren.Neben dem bereits bekannten fusionregulierenden Protein FRP-1/CD98 konnte so mit CD9 ein weiteres Membranprotein identfiziert werden, das an der Regulierung verschiedener viral-induzierter Zellfusionsvorg{\"a}nge, aber auch an Zellfusionen im Zuge der Zelldifferenzierung und Entwicklung beteiligt ist. Die Regulierung der Fusion scheint aber bei CD9 und FRP-1 auf unterschiedlichen Mechanismen zu beruhen, da Antik{\"o}rper gegen die beiden Membran-proteine bei NDV-infizierten Zellen die Zell-Zell-Fusion stimulieren, FRP-1-Antik{\"o}rper aber keinen Einfluß auf die CDV-induzierte Zellfusion haben. Obwohl einige Interaktionspartner von CD9, wie z.B. Integrine, bekannt sind, konnte der Mechanismus der Regulation der Zell-Zell-Fusion durch CD9-Antik{\"o}rper noch nicht aufgekl{\"a}rt werden. Die vorliegende Arbeit zeigt zum ersten mal Unterschiede in der Virus-Zell- und Zell-Zell-Fusion bei Paramyxoviren auf und ist ein erster Schritt zu einem besseren Ver-st{\"a}ndnis des Unterschiedes zwischen zellul{\"a}ren und viralen Fusionsvorg{\"a}ngen.}, subject = {Staupevirus}, language = {de} } @phdthesis{Schlereth2000, author = {Schlereth, Bernd}, title = {Entwicklung alternativer Vakizinierungsstrategien gegen Masernvirusinfektionen im Tiermodell}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1982}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2000}, abstract = {Trotz der Existenz einer Lebendvakzine gegen Masernvirusinfektionen erkranken j{\"a}hrlich 30-40 Millionen Menschen an Masern und mehr als 1 Million versterben daran. Besonders Kleinkinder besitzen innerhalb des ersten Lebensjahres ein hohes Risiko an Masern zu erkranken und der Anteil an schweren Krankheitsverl{\"a}ufen mit letalem Ausgang ist in dieser Altersgruppe besonders hoch. Aus diesem Grund w{\"a}re es sehr wichtig, wenn man S{\"a}uglinge bereits in den ersten Lebensmonaten erfolgreich immunisieren k{\"o}nnte. Da eine Immunisierung mit dem derzeitigen MV-Impfstoff in den ersten Lebensmonaten durch maternale MV-spezifische Antik{\"o}rper inhibiert wird, hat die WHO dazu aufgerufen neuartige Impfstoffe zu entwickeln, die in Gegenwart maternaler Antik{\"o}rper effektiv sind. Zur Entwicklung und Erprobung von alternativen Impfstoffen in Gegenwart maternaler Antik{\"o}rper konnte bislang nur das Affenmodell benutzt werden, welches durch das geringe Angebot an Tieren und aus praktischen Gr{\"u}nden nur beschr{\"a}nkt einsetzbar ist. In der hier vorgestellten Dissertation wurde gezeigt, daß Baumwollratten (Sigmodon hispidus) alternativ zum Affen ein hervorragendes Tiermodell sind, um die Immunogenit{\"a}t potentieller Impfstoffvektoren und ihre Effektivit{\"a}t in Gegenwart maternaler Antik{\"o}rper zu testen. Baumwollratten sind das einzige Nagetiermodell, in dem das Masernvirus wie beim Menschen im Respirationstrakt replizieren und auch in der Peripherie nachgewiesen werden kann. Nach Immunisierung mit MV-Impfst{\"a}mmen entwickeln Baumwollratten wie der Mensch eine MV-spezifische Immunantwort und sind gegen eine anschließende Infektion mit MV-Wildtypst{\"a}mmen gesch{\"u}tzt. Um zu {\"u}berpr{\"u}fen, ob maternale Antik{\"o}rper wie bei S{\"a}uglingen auch bei Baumwollratten die Vakzine-induzierte Serokonversion inhibieren, wurden zwei Modellsysteme f{\"u}r maternale Antik{\"o}rper entwickelt. MV-immune Weibchen {\"u}bertragen MV-spezifische maternale Antik{\"o}rper auf ihre Jungtiere und stellen ein Modell f{\"u}r nat{\"u}rliche maternale Antik{\"o}rper dar. Im zweiten Modell k{\"o}nnen nach Injektion eines humanen MV-spezifischen Serums in Baumwollratten maternale Antik{\"o}rper simuliert werden. Die Vakzine-induzierte Serokonversion wurde sowohl durch nat{\"u}rliche maternale Antik{\"o}rper, als auch durch passiv transferierte humane MV-spezifische Antik{\"o}rper inhibiert. Die Verwendung eines heterologen Serums als Modell f{\"u}r maternale Antik{\"o}rper bietet drei Vorteile: die Gabe von Humanserum ist gut reproduzierbar, humane MV-spezifische Antik{\"o}rper werden schneller abgebaut, als nat{\"u}rliche maternale Antik{\"o}rper und passiv transferierte ("maternale") Antik{\"o}rper k{\"o}nnen im ELISA von aktiv induzierten Antik{\"o}rpern unterschieden werden. Mit Hilfe der DNS-Immunisierung konnte gezeigt werden, daß das MV-H{\"a}magglutinin, das Fusionsprotein und das Nukleokapsidprotein (MV-Hauptantigene) in der Baumwollratte MV-spezifische Antik{\"o}rper und eine MV-spezifische T-Zellantwort induzieren. Aber nur die beiden Glykoproteine F und H konnten im Gegensatz zum Nukleokapsidprotein MV-neutralisierende Antik{\"o}rper induzieren und gegen eine Infektion des Respirationstraktes sch{\"u}tzen. In Gegenwart maternaler Antik{\"o}rper f{\"u}hrte diese Form der Immunisierung nicht zu einer Vakzine-induzierten Serokonversion und zu Protektion. Um in Gegenwart maternaler Antik{\"o}rper MV-neutralisierende Antik{\"o}rper und Schutz gegen eine Infektion mit MV zu induzieren, wurde ein rekombinantes vesikul{\"a}res Stomatitis Virus (VSV-H) verwendet, welches das MV-H{\"a}magglutinin (Hauptantigen f{\"u}r MV-neutralisierende Antik{\"o}rper) in der H{\"u}lle von VSV exprimierte. Eine alternative MV-Vakzine muß die beiden MV-Glykoproteine (H{\"a}magglutinin- und Fusionsprotein) enthalten, da sie sonst die atypischen Masern (eine schwere Verlaufsform der akuten Masern) in immunisierten Individuen nach Infektion mit dem Wildtypvirus induzieren kann. Da VSV das Fusionsprotein nicht stabil exprimiert, kann VSV nicht als Impfvektor bei Patienten eingesetzt werden. Im Baumwollrattensystem ließen sich mit diesem Vektorsystem jedoch wichtige Untersuchungen zur Immunisierung in Gegenwart maternaler Antik{\"o}rper duchf{\"u}hren. Das MV-H{\"a}magglutinin ist als zus{\"a}tzliches Protein ("passenger protein") in die H{\"u}llmembran von VSV inkorporiert und hat keine funktionelle Bedeutung f{\"u}r die virale Replikation. In vitro konnte gezeigt werden, daß VSV-H im Gegensatz zu MV durch MV-spezifische Antik{\"o}rper nicht neutralisiert werden kann. Eine Immunisierung mit VSV-H induzierte sehr schnell hohe Titer an MV-neutralisierenden Antik{\"o}rpern, die h{\"o}her waren als nach Immunisierung mit MV. In vivo konnte best{\"a}tigt werden, das VSV-H durch maternale Antik{\"o}rper nicht neutralisiert wird und auch in Gegenwart maternaler Antik{\"o}rper MV-neutralisierende Antik{\"o}rper und Schutz gegen eine respiratorische MV-Infektion induziert. Hierbei ist die Stimulation des mukosalen Immunsystems sehr wichtig, da VSV-H nur nach intranasaler und nicht nach intraperitonealer Immunisierung maternale Antik{\"o}rper umgehen kann. Die Replikationsf{\"a}higkeit von VSV-H ist ebenfalls essentiell, da Immunisierungsversuche mit UV-inaktiviertem VSV-H bzw. mit VSV-H Deletionsmutanten, die eine stark verminderte Replikationsf{\"a}higkeit aufweisen, nicht zu Vakzine-induzierter Serokonversion und zu Schutz in Gegenwart maternaler Antik{\"o}rper f{\"u}hrten. An alternative Vektorsysteme muß deshalb die Forderung gestellt werden, daß sie das Schleimhaut-assoziierte Immunsystem stimulieren, Masernvirusproteine als akzessorische Proteine exprimieren und eine gewisse Restvirulenz aufweisen. F{\"u}r die Untersuchung derartiger Vakzine-Kandidaten auf die Induktion der Serokonversion in Gegenwart maternaler Antik{\"o}rper und Schutz gegen MV Infektion ist das Baumwollrattenmodell hervorragend geeignet.}, subject = {Masernvirus}, language = {de} } @phdthesis{Schilder1999, author = {Schilder, Klaus}, title = {Safer without Sex?}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1977}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {1999}, abstract = {Highly eusocial insect societies, such as all known ants, are typically characterized by a reproductive division of labor between queens, who are inseminated and reproduce, and virgin workers, who engage in foraging, nest maintenance and brood care. In most species workers have little reproductive options left: They usually produce haploid males by arrhenotokous parthenogenesis, both in the queenright and queenless condition. In the phylogenetically primitive subfamily Ponerinae reproductive caste dimorphism is much less pronounced: Ovarian morphology is rather similar in queens and workers, which additionally retain a spermatheca. In many ponerine species workers mate and may have completely replaced the queen caste. This similarity in reproductive potential provides for the evolution of diverse reproductive systems. In addition, it increases the opportunity for reproductive conflicts among nestmates substantially. Only in a handful of ant species, including Platythyrea punctata, workers are also able to rear diploid female offspring from unfertilized eggs by thelytokous parthenogenesis. The small ponerine ant P. punctata (Smith) is the only New World member of the genus reaching as far north as the southern USA, with its center of distribution in Central America and the West Indies. P. punctata occurs in a range of forest habitats including subtropical hardwood forests as well as tropical rain forests. In addition to queens, gamergates and thelytokous workers co-occur in the same species. This remarkable complexity of reproductive strategies makes P. punctata unique within ants and provides an ideal model system for the investigation of reproductive conflicts within the female caste. Colonies are usually found in rotten branches on the forest floor but may also be present in higher strata. Colonies contained on average 60 workers, with a maximum colony size of 148 workers. Queens were present in only ten percent of the colonies collected from Florida, but completely absent both from the populations studied in Barbados and Puerto Rico. Males were generally rare. In addition, morphological intermediates between workers and queens (so-called intercastes) were found in 16 colonies collected in Florida. Their thorax morphology varied from an almost worker-like to an almost queen-like thorax structure. Queen and intercaste size, however, did not differ from those of workers. Although workers taken from colonies directly after collection from the field engaged in aggressive interactions, nestmate discrimination ceased in the laboratory suggesting that recognition cues used are derived from the environment. Only one of six queens dissected was found to be inseminated but not fertile. Instead, in most queenless colonies, a single uninseminated worker monopolized reproduction by means of thelytokous parthenogenesis. A single mated, reproductive worker (gamergate) was found dominating reproduction in the presence of an inseminated alate queen only in one of the Florida colonies. The regulation of reproduction was closely examined in ten experimental groups of virgin laboratory-reared workers, in which one worker typically dominated reproduction by thelytoky despite the presence of several individuals with elongated, developing ovaries. In each group only one worker was observed to oviposit. Conflict over reproduction was intense consisting of ritualized physical aggression between some nestmates including antennal boxing, biting, dragging, leap and immobilization behaviors. The average frequency of interactions was low. Aggressive interactions allowed to construct non-linear matrices of social rank. On average, only five workers were responsible for 90 percent of total agonistic interactions. In 80 percent of the groups the rate of agonistic interactions increased after the experimental removal of the reproductive worker. While antennal boxing and biting were the most frequent forms of agonistic behaviors both before and after the removal, biting and dragging increased significantly after the removal indicating that agonistic interactions increased in intensity. Once a worker obtains a high social status it is maintained without the need for physical aggression. The replacement of reproductives by another worker did however not closely correlate with the new reproductive's prior social status. Age, however, had a profound influence on the individual rate of agonistic interactions that workers initiated. Especially younger adults (up to two month of age) and callows were responsible for the increase in observed aggression after the supersedure of the old reproductive. These individuals have a higher chance to become reproductive since older, foraging workers may not be able to develop their ovaries. Aggressions among older workers ceased with increasing age. Workers that already started to develop their ovaries should pose the greatest threat to any reproductive individual. Indeed, dissection of all experimental group revealed that aggression was significantly more often directed towards both individuals with undeveloped and developing ovaries as compared to workers that had degenerated ovaries. In all experimental groups reproductive dominance was achieved by callows or younger workers not older than four month. Age is a better predictor of reproductive dominance than social status as inferred from physical interactions. Since no overt conflict between genetical identical individuals is expected, in P. punctata the function of agonistic interactions in all-worker colonies, given the predominance of thelytokous parthenogenesis, remains unclear. Physical aggression could alternatively function to facilitate a smooth division of non-reproductive labor thereby increasing overall colony efficiency. Asexuality is often thought to constitute an evolutionary dead end as compared with sexual reproduction because genetic recombination is limited or nonexistent in parthenogenetic populations. Microsatellite markers were developed to investigate the consequences of thelytokous reproduction on the genetic structure of four natural populations of P. punctata. In the analysis of 314 workers taken from 51 colonies, low intraspecific levels of variation at all loci, expressed both as the number of alleles detected and heterozygosities observed, was detected. Surprisingly, there was almost no differentiation within populations. Populations rather had a clonal structure, with all individuals from all colonies usually sharing the same genotype. This low level of genotypic diversity reflects the predominance of thelytoky under natural conditions in four populations of P. punctata. In addition, the specificity of ten dinucleotide microsatellite loci developed for P. punctata was investigated in 29 ant species comprising four different subfamilies by cross-species amplification. Positive amplification was only obtained in a limited number of species indicating that sequences flanking the hypervariable region are often not sufficiently conserved to allow amplification, even within the same genus. The karyotype of P. punctata (2n = 84) is one of the highest chromosome numbers reported in ants so far. A first investigation did not show any indication of polyploidy, a phenomenon which has been reported to be associated with the occurrence of parthenogenesis. Thelytokous parthenogenesis does not appear to be a very common phenomenon in the Hymenoptera. It is patchily distributed and restricted to taxa at the distant tips of phylogenies. Within the Formicidae, thelytoky has been demonstrated only in four phylogenetically very distant species, including P. punctata. Despite its advantages, severe costs and constraints may have restricted its rapid evolution and persistence over time. The mechanisms of thelytokous parthenogenesis and its ecological correlates are reviewed for the known cases in the Hymenoptera. Investigating the occurrence of sexual reproduction in asexual lineages indicates that thelytokous parthenogenesis may not be irreversible. In P. punctata the occasional production of sexuals in some of the colonies may provide opportunity for outbreeding and genetic recombination. Thelytoky can thus function as a conditional reproductive strategy. Thelytoky in P. punctata possibly evolved as an adaptation to the risk of colony orphanage or the foundation of new colonies by fission. The current adaptive value of physical aggression and the production of sexuals in clonal populations, where relatedness asymmetries are virtually absent, however is less clear. Quite contrary, thelytoky could thereby serve as the stepping stone for the subsequent loss of the queen caste in P. punctata. Although P. punctata clearly fulfills all three conditions of eusociality, the evolution of thelytoky is interpreted as a first step in a secondary reverse social evolution towards a social system more primitive than eusociality.}, subject = {Ameisenstaat}, language = {en} }