@phdthesis{Schmittwolf2004,
  author    = {Schmittwolf, Carolin},
  title     = {Analyse des Differenzierungspotentials muriner h{\"a}matopoetischer und neuraler Stammzellen nach Modifikation ihrer Genexpression},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8812},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde das Differenzierungspotential muriner h{\"a}matopoetischer und neuraler Stammzellen nach Modifikation ihrer Genexpression untersucht. Zur Ver{\"a}nderung der Genexpression wurden f{\"u}r die beiden adulten Stammzelltypen zwei unterschiedliche experimentelle Ans{\"a}tze gew{\"a}hlt: In h{\"a}matopoetischen Stammzellen wurden molekulare Regulatoren der H{\"a}matopoese durch retroviral vermittelten Gentransfer {\"u}berexprimiert und anschließend ihr in vitro Verhalten und in vivo in Maustransplantationsmodellen ihre Rekonstitutionsf{\"a}higkeit untersucht. Neurale Stammzellen wurden gleichzeitig mit den Chromatin-modifizierenden Substanzen Trichostatin A (TSA) und 5-Aza-2´-desoxycytidin (AzadC) behandelt, im Anschluß ihre Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber der Behandlung in vitro bestimmt und ihr h{\"a}matopoetisches Entwicklungspotential in vivo analysiert. In h{\"a}matopoetischen Stammzellen wurde der Transkriptionsfaktor HOXB4, die h{\"a}matopoetische Vorl{\"a}uferkinase 1 (HPK1) oder eine Kinase-inaktive Mutante der HPK1 (HPK1M46) durch retrovirale Transduktion {\"u}berexprimiert. Der Transfer wildtypischer HPK1 oder HPK1M46 Gene in Knochenmarkzellen hatte in vitro keinen meßbaren Einfluß auf die Proliferation und Anzahl primitiver Vorl{\"a}uferzellen, was auch nach Expression verschiedener Proteinmengen beobachtet wurde. Das Repopulationsverhalten h{\"a}matopoetischer Stammzellen, die mit wildtypischer HPK1 transduziert wurden, war vergleichbar mit dem kontrolltransduzierter Stammzellen. Nach HPK1M46 Transduktion zeigten h{\"a}matopoetische Stammzellen in vivo ein reduziertes Langzeitrepopulationsverhalten und Knochenmarkzellen ex vivo ein eingeschr{\"a}nktes Koloniebildungspotential. Sowohl mit wildtypischer HPK1 als auch mit HPK1M46 transduzierte h{\"a}matopoetische Stammzellen wiesen ein normales Multilinienbesiedlungspotential auf. Nach Transduktion von Knochenmarkzellen mit HOXB4, einem wichtigen Regulator der Selbsterneuerung h{\"a}matopoetischer Stammzellen, konnten diese in vitro expandiert werden, ohne daß sie, wie dies bei kontrolltransduzierten Knochenmarkzellen auftrat, ph{\"a}notypisch Differenzierungsmarker ausbildeten. Nach HOXB4 Transduktion akkumulierte eine homogene, Mac-1niedrig exprimierende Zellpopulation im Gegensatz zu einer Mac-1hoch, Gr-1 sowie c-kit positiven Population, die sich in den Kontrollkulturen entwickelte. Auf mRNS Ebene wurden nur in den Kontrollkulturen Transkripte hochreguliert, die f{\"u}r differenzierende Zellen spezifisch sind, wie z. B. Zyklin D1 w{\"a}hrend myeloider Differenzierung. Die {\"U}berexpression von HOXB4 erm{\"o}glichte eine konstante Proliferationsrate und hatte auf das Verh{\"a}ltnis von asymmetrischen zu symmetrischen Zellteilungen jedoch keinen Einfluß. Entsprechend blieb das Expressionsmuster an Zyklinen, Zyklin-abh{\"a}ngigen Kinasen und Mitgliedern des Transkriptionsaktivators AP-1 in HOXB4 transduzierten Knochenmarkzellen {\"u}ber den beobachteten Zeitraum konstant. Durch die {\"U}berexpression von HOXB4 kann somit in kultivierten Knochenmarkzellen in vitro eine stabile Proliferationsrate induziert und parallel eine fortschreitende Differenzierung der Knochenmarkkultur aufgehalten oder zumindest verz{\"o}gert werden. Sowohl wildtypische als auch bcl-2 transgene neurale Stammzellen, die mit den Epigenotyp-ver{\"a}ndernden Substanzen TSA und AzadC behandelt wurden, zeigten nach Transplantation in bestrahlte adulte Rezipienten h{\"a}matopoetisches Entwicklungspotential, das unbehandelte neurale Stammzellen nicht aufwiesen. Die Frequenz chim{\"a}rer Tiere konnte durch Verwendung bcl-2 transgener neuraler Stammzellen erh{\"o}ht werden und bereits in vitro wiesen wildtypische und bcl-2 transgene neurale Stammzellen unterschiedliche Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber der TSA/AzadC Behandlung auf. Diese von behandelten neuralen Stammzellen vermittelte Rekonstitution des h{\"a}matopoetischen Systems war langanhaltend und fand sowohl in der myeloiden als auch in der lymphoiden Linie statt. Eine erfolgreiche h{\"a}matopoetische Besiedlung war auch nach Transplantation klonaler neuraler Stammzellen zu beobachten, so daß eine Verunreinigung mit h{\"a}matopoetischen Zellen als Ursache der Rekonstitution ausgeschlossen werden konnte. Die beobachtete Generierung der morphologisch und ph{\"a}notypisch intakten h{\"a}matopoetischen Zellen aus neuralen Zellen war nicht das Ergebnis einer Zellfusion von Rezipientenzellen mit injizierten Donorzellen. Denn die h{\"a}matopoetischen Donorzellen trugen einen normalen 2n Karyotyp und wiesen keine Heterokaryons auf, die f{\"u}r Fusionen charakteristisch w{\"a}ren. Somit ist es m{\"o}glich, durch die Ver{\"a}nderung des Epigenotyps neuraler Stammzellen gefolgt von einer Transplantation in eine h{\"a}matopoetische Mikroumgebung eine Transdifferenzierung neuraler in h{\"a}matopoetische Zellen zu induzieren.},
  subject      = {Maus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{SchulzeLuehrmann2002,
  author    = {Schulze-L{\"u}hrmann, Jan},
  title     = {Die H{\"a}matopoetische Progenitor Kinase (HPK) 1 und NFAT-Transkriptionsfaktoren unterst{\"u}tzen die Apoptose von T-Lymphozyten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3074},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Die Expression der H{\"a}matopoetischen Progenitor Kinase 1 (HPK1), einem Mitglied der Familie der „Germinal Centre" Kinasen, ist im adulten Organismus auf die Zellen des h{\"a}matopoetischen Systems beschr{\"a}nkt. Die HPK1 wurde urspr{\"u}nglich als ein Aktivator des JNK-Signal{\"u}bertragungsweges beschrieben [Hu et al., 1996; Kiefer et al., 1996], und k{\"u}rzlich wurde eine transiente Aktivierung der HPK1 nach TZR-Stimulation nachgewiesen. Auch wurde eine Assoziation der HPK1 mit dem Linker aktivierter T-Zellen (LAT) und den Adaptorproteinen Nck, Crk, Gads, Grb2, Grap, CrkL sowie SLP-76 gezeigt. F{\"u}r die Aktivierung der nach TZR-Stimulation in den Lipid-Rafts lokalisierten HPK1 sind sowohl Lck als auch ZAP-70 notwendig [Liou et al., 2000; Liu et al., 2000a; Ling et al., 2001]. Diese Daten legen eine m{\"o}gliche Funktion von HPK1 bei der TZR-vermittelten Signal{\"u}bertragung nahe. Trotzdem konnte bisher eine physiologische Rolle der HPK1 im Rahmen der Immunrezeptor-Signal{\"u}bertragung nicht nachgewiesen werden. In der vorliegenden Arbeit wird dargestellt, dass eine wichtige Funktion der HPK1 in T-Zellen nach TZR-Stimulation, die durch die F{\"o}rderung des Aktivierungs-induzierten Zelltodes (AICD) vermittelt wird, in der Kontrolle der Termination der Immunantwort und damit Hom{\"o}ostase des Immunsystems besteht. Dies wurde durch retrovirale {\"U}berexpression der wildtypischen (wt) HPK1 in murinen CD4+ T-Zellen nachgewiesen, in denen die HPK1 zu einem Anstieg der spontanen und antiCD3-vermittelten Apoptose sowie zu einer gesteigerten Expression des Fas-Liganden (FasL oder auch CD95L) f{\"u}hrte. Die Expression einer HPK1-„antisense" (AS)-RNA in CD4+ T-Zellen bewirkte dagegen eine schwache, jedoch signifikant nachweisbare Hemmung der Apoptose und FasL-Expression. Die Apoptose-Hemmung durch die HPK1-AS-RNA war besonders stark in H2O2-stimulierten EL-4 T-Zellen ausgepr{\"a}gt, in denen die {\"U}berexpression der wt HPK1 den durch reaktive Sauerstoffmetabolite (ROS) induzierten Zelltod verst{\"a}rkte. Aus diesen Daten folgt, dass die HPK1 die T-Zell-Apoptose reguliert. In H2O2-stimulierten EL-4 T-Zellen f{\"u}hrt die HPK1-Expression zu einer verst{\"a}rkten und anhaltenden Aktivierung der c-Jun N-terminalen Kinase (JNK), die wahrscheinlich an der HPK1-vermittelten Apoptoseinduktion beteiligt ist. Unter den gleichen Bedingungen konnte eine schnelle Spaltung der HPK1 beobachtet werden. Die {\"U}berexpression der N- oder C-terminalen Spaltprodukte in CD4+ T-Zellen f{\"u}hrte - wie die der Gesamt-HPK1 - zu einem Anstieg des AICD. In {\"U}bereinstimmung mit publizierten Daten konnten wir eine Hemmung der NFkB-Aktivit{\"a}t durch das C-terminale HPK1-Peptid nachweisen, das die IkBalpha-Degradation inhibiert. Die erzielten Ergebnisse f{\"u}hrten uns in ihrer Gesamtheit zu folgendem Modell: w{\"a}hrend der Initiationsphase der T-Zell-Stimulierung werden nach schneller, transienter HPK1-Aktivierung pro- und anti-apoptotische Signale durch den JNK- und NFkB-Signal{\"u}bertragungsweg vermittelt. Durch die Akkumulation der C-terminalen HPK1-Spaltprodukte kommt es sp{\"a}ter zur Inhibierung der NFkB-Aktivit{\"a}t und damit zu einer Verschiebung des Gleichgewichts zwischen den {\"U}berlebens- und Apoptose-stimulierenden Signalen zugunsten des AICD. Allerdings gibt es sicherlich weitere Faktoren und Signalwege, die an der HPK1-vermittelten Kontrolle der T-Zell-Apoptose beteiligt sind und von deren Untersuchung ein detaillierteres Verst{\"a}ndnis der HPK1-Physiologie erwartet wird. Die Nukle{\"a}ren Faktoren aktivierter T-Zellen (NFAT´s) geh{\"o}ren zu einer Familie von Transkriptionsfaktoren, denen eine konservierte, ca. 300 Aminos{\"a}uren (aa) große DNA-Bindedom{\"a}ne und eine Calcineurin-Bindedom{\"a}ne gemeinsam ist. NFATc (auch NFATc1 oder NFAT2 genannt) und NFATp (NFATc2 oder NFAT1) werden in peripheren T-Zellen stark exprimiert und kontrollieren deren Effektorfunktionen u.a. {\"u}ber die Expression von IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IFNgamma und weiterer Lymphokine. Weitere von den NFAT´s kontrollierte Gene sind p21WAF1, der CD40L und der CD95L. Somit scheinen die NFAT´s bei der Zellzyklus-Kontrolle und beim AICD von T-Lymphozyten eine wichtige Rolle zu spielen. Daten unseres Labors zeigten, dass die T-Zell-Aktivierung zu einer massiven Induktion der kurzen Isoform A von NFATc innerhalb von 3-4 h f{\"u}hrt [Chuvpilo et al., 1999b], noch vor dem Start des AICD. Dies ließ vermuten, dass sich die biologische Funktion von NFATc/A durch das Fehlen des C-terminalen Peptids von ca. 245 aa, das in allen anderen NFAT-Proteinen einschließlich der l{\"a}ngeren Isoform NFATc/C vorhanden ist, unterscheidet. Deshalb sollte in der vorliegenden Arbeit die Induktion und Funktion von NFATc/A in murinen T-Lymphozyten untersucht werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Infektion prim{\"a}rer CD4+ T-Lymphozyten mit NFATc/A-exprimierenden rekombinanten Retroviren, im Gegensatz zu der mit NFATc/C- oder NFATp-exprimierenden Retroviren, den AICD unbeeinflusst l{\"a}sst. Dies deutet darauf hin, dass es durch die massive NFATc/A-Synthese nach Effektor-T-Zell-Aktivierung zur Induktion von Effektor-Funktionen kommt, ohne dass dabei die T-Zell-Apoptose beschleunigt wird. Im Gegensatz dazu {\"u}ben die langen NFAT-Faktoren wie NFATc/C und NFATp eine pro-apoptotische Wirkung aus.},
  subject      = {T-Lymphozyt},
  language  = {de}
}