@phdthesis{Weissenberger2012,
  author    = {Weißenberger, Manuel Claudius},
  title     = {Chondrogene Differenzierung von humanen mesenchymalen Stammzellen zur Knorpelregeneration mittels adenoviralem Indian Hedgehog-Gentransfer},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-78014},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob mittels IHH-Gentransfer aus H{\"u}ftk{\"o}pfen gewonnene hMSCs chondrogen im Pelletkultursystem differenziert werden k{\"o}nnen und ob zugleich durch IHH eine Modulation der hypertrophen Enddifferenzierung der hMSCs in diesem System m{\"o}glich ist. IHH bestimmt in der Wachstumsfuge zusammen mit PTHrP w{\"a}hrend der endochondralen Ossifikation die Chondrozytenreifung und -differenzierung entscheidend mit und ist daher ein interessanter Kandidat zur Induktion von hyalinem oder zumindest hyalin-{\"a}hnlichem Knorpelgewebe in der stammzellbasierten Gentherapie. Nach Gewinnung und Kultivierung der hMSCs wurden diese mit Ad.GFP, Ad.IHH, Ad.IHH+TGF-β1, Ad.IHH+SOX-9 oder Ad.IHH+BMP-2 transduziert bzw. ein Teil f{\"u}r die Negativkontrolle nicht transduziert und im Anschluss alle Gruppen zu Pellets weiterverarbeitet. Histologische, biochemische sowie molekularbiologische Untersuchungen wurden an verschiedenen Zeitpunkten zur Evaluierung des chondrogenen Differenzierungsgrades sowie der hypertrophiespezifischen Merkmale der kultivierten Pellets durchgef{\"u}hrt. Es konnte durch diese Arbeit sowohl auf Proteinebene als auch auf Genexpressionsebene reproduzierbar gezeigt werden, dass prim{\"a}re hMSCs im Pelletkultursystem sowohl durch den adenoviralen Gentransfer von IHH allein als auch durch die Co-Transduktionsgruppen IHH+TGF-β1, IHH+SOX-9 und IHH+BMP-2 chondrogen differenziert werden k{\"o}nnen. Dabei zeigten alle IHH-modifizierten Pellets Col II- und CS-4-positive immunhistochemische Anf{\"a}rbungen, eine gesteigerte Synthese von Glykosaminoglykanen im biochemischen GAG-Assay sowie eine Hochregulation von mit der Chondrogenese assoziierten Genen. Das Auftreten hypertropher Merkmale bei den chondrogen differenzierten MSCs konnte durch IHH-Gentransfer nach 3 Wochen in vitro-Kultivierung nicht vollkommen unterdr{\"u}ckt werden, war jedoch besonders stark ausgepr{\"a}gt, wenn BMP-2 co-exprimiert wurde und war etwas weniger evident in der IHH+SOX-9-Gruppe. Dabei zeigte die Ad.IHH+BMP-2-Gruppe sowohl in der ALP-F{\"a}rbung als auch in dem ALP-Assay und der quantitativen RT-PCR die st{\"a}rkste Hochregulierung des hypertrophen Markers ALP. M{\"o}glicherweise brachte die {\"U}berexpression von IHH das fein aufeinander abgestimmte Regulationssystem zwischen IHH und PTHrP aus dem Gleichgewicht und k{\"o}nnte als ein Grund daf{\"u}r angef{\"u}hrt werden, warum die Hypertrophie im Pelletkultursystem nicht vollkommen supprimiert werden konnte. Es bleibt abzuwarten, ob IHH in vivo die Chondrogenese induzieren und dabei zugleich das Ph{\"a}nomen der chondrogenen Hypertrophie regulieren kann. In der Zukunft w{\"u}rde dies letztlich der stammzellbasierten Knorpelregeneration in vivo zu Gute kommen.},
  subject      = {Stammzelle},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Klotz2012,
  author    = {Klotz, Barbara},
  title     = {Die Rolle der Modulatoren 1,25-Dihydroxyvitamin D3, Aktivin A, Myostatin und der Sauerstoffspannung bei der Schl{\"u}sselentscheidung zwischen Stemness und Morphogenese},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-73793},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Aus dem Knochenmark isolierte humane mesenchymale Stammzellen (hMSC) sind als Vorl{\"a}uferzellen der Osteoblasten an der Knochenformation sowie an der Knochenremodellierung beteiligt und aufgrund ihrer Multipotenz in der Lage, in mesenchymales Gewebe (Knochen, Knorpel, Fett) zu differenzieren. Aufgrund dieser Eigenschaften gelten sie als Quelle der Regeneration und der Heilung im Hinblick auf zellbasierte Therapien zur Behandlung degenerativer Erkrankungen (Arthrose, Osteoporose) des muskuloskelettalen Systems. Die besondere Situation der Geweberegeneration beim {\"a}lteren Menschen ist gekennzeichnet durch den Anstieg der Produktion von Hemmstoffen der Geweberegeneration und durch verschiedene h{\"a}ufige Mangelzust{\"a}nde wie z.B. den Vitamin D-Mangel. In der vorliegenden Arbeit wurden Modulatoren (Morphogene) untersucht, die in der Lage sind, die hMSC in vitro in ihrem proliferativen, undifferenzierten Zustand (transient amplifying pool) und am {\"U}bergang in die Differenzierung und Reifung zu beeinflussen. Ziel war es, durch die Charakterisierung solcher Modulatoren, Verfahren zu etablieren, die zu einer verbesserten Zellqualit{\"a}t bei regenerativen Therapiestrategien f{\"u}hren, sei es in situ oder beim Tissue Engineering. Der Fokus lag auf der Geweberegeneration beim {\"a}lteren Menschen. Daf{\"u}r wurden als Morphogene 1,25-Dihydroxyvitamin D3 (1,25D3), Aktivin A (AA), Myostatin (MSTN) und Low Oxygen (LO) ausgew{\"a}hlt und hinsichtlich ihrer Wirksamkeit auf Stemness, Differenzierung und Seneszenzentwicklung in der Zellkultur getestet. Alle 4 Kandidaten nehmen im menschlichen Organismus wichtige regulatorische Aufgaben ein. 1,25D3 wirkt nicht nur lokal auf Zellen und Gewebe, sondern mit der Mineralisierung des Knochens und der Regulierung des Kalzium- und Phosphatspiegels im Serum auch systemisch. AA und MSTN werden als Mitglieder der TGFβ-Familie mit dem muskuloskelettalen System in Verbindung gebracht, da eine Inaktivierung von MSTN bei Mensch und Tier zu einem deutlichen Anstieg der Skelettmuskelmasse f{\"u}hrt. Gleichzeitig f{\"o}rdert ein Aktivin Antagonist, der neue Wirkstoff Sotatercept (ACE-011), die Knochenbildung im Menschen. Mit der Kultivierung der hMSC unter reduzierter Sauerstoffspannung (2,5 \% Sauerstoff, LO) sollten Bedingungen in der Zellkultur geschaffen werden, die - im Vergleich zur traditionellen Kultivierung mit einem atmosph{\"a}rischen Sauerstoffgehalt von 21 \% - n{\"a}her an den physiologischen Gegebenheiten bei der Geweberegeneration sind. Zu Beginn wurde sichergestellt, dass alle 4 Modulatoren die Expression typischer mesenchymaler Oberfl{\"a}chenmarker nicht beeinflussten und die klonogene Kapazit{\"a}t der stimulierten hMSC erhielten. Im Rahmen weiterer Untersuchungen zeigte sich, dass eine permanente 1,25D3 Supplementierung die chondrogene, adipogene und osteogene Differenzierungskapazit{\"a}t der hMSC erhielt und somit den Stammzellcharakter der hMSC nicht beeintr{\"a}chtigte. Die verst{\"a}rkte Expression der Quieszenz-assoziierten Gene in 1,25D3 stimulierten hMSC deutete darauf hin, dass sich die hMSC aufgrund der 1,25D3 Supplementation in Richtung Quieszenz ver{\"a}ndern. Die permanente 1,25D3 Supplementation {\"u}bt somit eine vor Alterungsprozessen sch{\"u}tzende Wirkung in der Zellkultur aus, indem die Entwicklung replikativer Seneszenz verz{\"o}gert wird und das multipotente Potential der hMSC erhalten wird. Im Bezug auf die Differenzierungsf{\"a}higkeit der Zellen verhielten sich rh AA und rh MSTN kontr{\"a}r. W{\"a}hrend eine rh MSTN Stimulation keine Wirkung auf die adipogene und osteogene Differenzierung hatte, schr{\"a}nkte rh AA das adipogene und osteogene Differenzierungspotential der hMSC nahezu vollst{\"a}ndig ein und die Zellen wurden in einem Zustand des Pr{\"a}-Kommittments festgehalten. Da die LO Expandierung die Stemness erh{\"o}hte bzw. die Seneszenz reduzierte und die hMSC in einem proliferativen Zustand bei gleichzeitiger Hemmung der Differenzierung arretierte, scheint diese Art der Kultivierung ein besonderer Schutz f{\"u}r die hMSC zu sein. Mit der vorliegenden Arbeit ist es gelungen, wirksame Morphogene (1,25D3, rh AA, LO) zu finden, die in der Lage sind, modulatorisch auf die hMSC einzuwirken ohne dabei den Stammzellcharakter zu ver{\"a}ndern. Durch ihre Modulation kann nicht nur die Qualit{\"a}t der hMSC verbessert werden, sondern je nach Bedarf k{\"o}nnen auch die verschiedenen Phasen der Geweberegeneration insbesondere beim {\"U}bergang vom „transient amplifying pool" zur Differenzierung gesteuert werden. Diese Ergebnisse k{\"o}nnen Konsequenzen f{\"u}r die Anwendung haben, bei der in situ Geweberegeneration ebenso wie f{\"u}r das ex vivo Tissue Engineering.},
  subject      = {Adulte Stammzelle},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schlegelmilch2012,
  author    = {Schlegelmilch, Katrin},
  title     = {Molecular function of WISP1/CCN4 in the musculoskeletal system with special reference to apoptosis and cell survival},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-73430},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Human adult cartilage is an aneural and avascular type of connective tissue, which consequently reflects reduced growth and repair rates. The main cell type of cartilage are chondrocytes, previously derived from human mesenchymal stem cells (hMSCs). They are responsible for the production and maintainance of the cartilaginous extracellular matrix (ECM), which consists mainly of collagen and proteoglycans. Signal transmission to or from chondrocytes, generally occurs via interaction with signalling factors connected to the cartilaginous ECM. In this context, proteins of the CCN family were identified as important matricellular and multifunctional regulators with high significance during skeletal development and fracture repair. In this thesis, main focus lies on WISP1/CCN4, which is known as a general survival factor in a variety of cell types and seems to be crucial during lineage progression of hMSCs into chondrocytes. We intend to counter the lack of knowledge about the general importance of WISP1-signalling within the musculoskeletal system and especially regarding cell death and survival by a variety of molecular and cell biology methods. First, we established a successful down-regulation of endogenous WISP1 transcripts within different cell types of the human musculoskeletal system through gene-silencing. Interestingly, WISP1 seems to be crucial to the survival of all examined cell lines and primary hMSCs, since a loss of WISP1 resulted in cell death. Bioinformatical analyses of subsequent performed microarrays (WISP1 down-regulated vs. control samples) confirmed this observation in primary hMSCs and the chondrocyte cell line Tc28a2. Distinct clusters of regulated genes, closely related to apoptosis induction, could be identified. In this context, TRAIL induced apoptosis as well as p53 mediated cell death seem to play a crucial role during the absence of WISP1 in hMSCs. By contrast, microarray analysis of WISP1 down-regulated chondrocytes indicated rather apoptosis induction via MAPK-signalling. Despite apoptosis relevant gene regulations, microarray analyses also identified clusters of differentially expressed genes of other important cellular activities, e.g. a huge cluster of interferon-inducible genes in hMSCs or gene regulations affecting cartilage homeostasis in chondrocytes. Results of this thesis emphasize the importance of regulatory mechanisms that influence cell survival of primary hMSCs and chondrocytes in the enforced absence of WISP1. Moreover, findings intensified the assumed importance for WISP1-signalling in cartilage homeostasis. Thus, this thesis generated an essential fundament for further examinations to investigate the role of WISP1-signalling in cartilage homeostasis and cell death.},
  subject      = {Knorpelzelle},
  language  = {en}
}