@article{MarkertBritzProppertetal.2016,
  author    = {Markert, Sebastian Matthias and Britz, Sebastian and Proppert, Sven and Lang, Marietta and Witvliet, Daniel and Mulcahy, Ben and Sauer, Markus and Zhen, Mei and Bessereau, Jean-Louis and Stigloher, Christian},
  title     = {Filling the gap: adding super-resolution to array tomography for correlated ultrastructural and molecular identification of electrical synapses at the C. elegans connectome},
  series = {Neurophotonics},
  volume    = {3},
  journal   = {Neurophotonics},
  number    = {4},
  doi       = {10.1117/1.NPh.3.4.041802},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-187292},
  pages     = {041802},
  year      = {2016},
  abstract  = {Correlating molecular labeling at the ultrastructural level with high confidence remains challenging. Array tomography (AT) allows for a combination of fluorescence and electron microscopy (EM) to visualize subcellular protein localization on serial EM sections. Here, we describe an application for AT that combines near-native tissue preservation via high-pressure freezing and freeze substitution with super-resolution light microscopy and high-resolution scanning electron microscopy (SEM) analysis on the same section. We established protocols that combine SEM with structured illumination microscopy (SIM) and direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM). We devised a method for easy, precise, and unbiased correlation of EM images and super-resolution imaging data using endogenous cellular landmarks and freely available image processing software. We demonstrate that these methods allow us to identify and label gap junctions in Caenorhabditis elegans with precision and confidence, and imaging of even smaller structures is feasible. With the emergence of connectomics, these methods will allow us to fill in the gap-acquiring the correlated ultrastructural and molecular identity of electrical synapses.},
  language  = {en}
}
@article{ThormannAhrensArmijosetal.2016,
  author    = {Thormann, Birthe and Ahrens, Dirk and Armijos, Diego Mar{\´i}n and Peters, Marcell K. and Wagner, Thomas and W{\"a}gele, Johann W.},
  title     = {Exploring the Leaf Beetle Fauna (Coleoptera: Chrysomelidae) of an Ecuadorian Mountain Forest Using DNA Barcoding},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {11},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {2},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0148268},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-167253},
  pages     = {e0148268},
  year      = {2016},
  abstract  = {Background Tropical mountain forests are hotspots of biodiversity hosting a huge but little known diversity of insects that is endangered by habitat destruction and climate change. Therefore, rapid assessment approaches of insect diversity are urgently needed to complement slower traditional taxonomic approaches. We empirically compare different DNA-based species delimitation approaches for a rapid biodiversity assessment of hyperdiverse leaf beetle assemblages along an elevational gradient in southern Ecuador and explore their effect on species richness estimates. Methodology/Principal Findings Based on a COI barcode data set of 674 leaf beetle specimens (Coleoptera: Chrysomelidae) of 266 morphospecies from three sample sites in the Podocarpus National Park, we employed statistical parsimony analysis, distance-based clustering, GMYC- and PTP-modelling to delimit species-like units and compared them to morphology-based (parataxonomic) species identifications. The four different approaches for DNA-based species delimitation revealed highly similar numbers of molecular operational taxonomic units (MOTUs) (n = 284-289). Estimated total species richness was considerably higher than the sampled amount, 414 for morphospecies (Chao2) and 469-481 for the different MOTU types. Assemblages at different elevational levels (1000 vs. 2000 m) had similar species numbers but a very distinct species composition for all delimitation methods. Most species were found only at one elevation while this turnover pattern was even more pronounced for DNA-based delimitation. Conclusions/Significance Given the high congruence of DNA-based delimitation results, probably due to the sampling structure, our study suggests that when applied to species communities on a regionally limited level with high amount of rare species (i.e. ~50\% singletons), the choice of species delimitation method can be of minor relevance for assessing species numbers and turnover in tropical insect communities. Therefore, DNA-based species delimitation is confirmed as a valuable tool for evaluating biodiversity of hyperdiverse insect communities, especially when exact taxonomic identifications are missing.},
  language  = {en}
}
@article{JonesFrucianoKelleretal.2016,
  author    = {Jones, Julia C. and Fruciano, Carmelo and Keller, Anja and Schartl, Manfred and Meyer, Axel},
  title     = {Evolution of the elaborate male intromittent organ of Xiphophorus fishes},
  series = {Ecology and Evolution},
  volume    = {6},
  journal   = {Ecology and Evolution},
  number    = {20},
  doi       = {10.1002/ece3.2396},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-164956},
  pages     = {7207-7220},
  year      = {2016},
  abstract  = {Internally fertilizing animals show a remarkable diversity in male genital morphology that is associated with sexual selection, and these traits are thought to be evolving particularly rapidly. Male fish in some internally fertilizing species have "gonopodia," highly modified anal fins that are putatively important for sexual selection. However, our understanding of the evolution of genital diversity remains incomplete. Contrary to the prediction that male genital traits evolve more rapidly than other traits, here we show that gonopodial traits and other nongonopodial traits exhibit similar evolutionary rates of trait change and also follow similar evolutionary models in an iconic genus of poeciliid fish (Xiphophorus spp.). Furthermore, we find that both mating and nonmating natural selection mechanisms are unlikely to be driving the diverse Xiphophorus gonopodial morphology. Putative holdfast features of the male genital organ do not appear to be influenced by water flow, a candidate selective force in aquatic habitats. Additionally, interspecific divergence in gonopodial morphology is not significantly higher between sympatric species, than between allopatric species, suggesting that male genitals have not undergone reproductive character displacement. Slower rates of evolution in gonopodial traits compared with a subset of putatively sexually selected nongenital traits suggest that different selection mechanisms may be acting on the different trait types. Further investigations of this elaborate trait are imperative to determine whether it is ultimately an important driver of speciation.},
  language  = {en}
}
@article{HackerEscalonaEspinosaConsalvoetal.2016,
  author    = {Hacker, Ulrich T. and Escalona-Espinosa, Laura and Consalvo, Nicola and Goede, Valentin and Schiffmann, Lars and Scherer, Stefan J. and Hedge, Priti and Van Cutsem, Eric and Coutelle, Oliver and B{\"u}ning, Hildegard},
  title     = {Evaluation of Angiopoietin-2 as a biomarker in gastric cancer: results from the randomised phase III AVAGAST trial},
  series = {British Journal of Cancer},
  volume    = {114},
  journal   = {British Journal of Cancer},
  number    = {8},
  doi       = {10.1038/bjc.2016.30},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-189578},
  pages     = {855-862},
  year      = {2016},
  abstract  = {Background: In the phase III AVAGAST trial, the addition of bevacizumab to chemotherapy improved progression-free survival (PFS) but not overall survival (OS) in patients with advanced gastric cancer. We studied the role of Angiopoietin-2 (Ang-2), a key driver of tumour angiogenesis, metastasis and resistance to antiangiogenic treatment, as a biomarker. Methods: Previously untreated, advanced gastric cancer patients were randomly assigned to receive bevacizumab (n = 387) or placebo (n = 387) in combination with chemotherapy. Plasma collected at baseline and at progression was analysed by ELISA. The role of Ang-2 as a prognostic and a predictive biomarker of bevacizumab efficacy was studied using a Cox proportional hazards model. Logistic regression analysis was applied for correlations with metastasis. Results: Median baseline plasma Ang-2 levels were lower in Asian (2143 pg ml\(^-\)\(^1\)) vs non-Asian patients (3193 pg ml\(^-\)\(^1\)), P<0.0001. Baseline plasma Ang-2 was identified as an independent prognostic marker for OS but did not predict bevacizumab efficacy alone or in combination with baseline VEGF. Baseline plasma Ang-2 correlated with the frequency of liver metastasis (LM) at any time: Odds ratio per 1000 pg ml\(^-\)\(^1\) increase: 1.19; 95\% CI 1.10-1.29; P<0.0001 (non-Asians) and 1.37; 95\% CI 1.13-1.64; P = 0.0010 (Asians). Conclusions: Baseline plasma Ang-2 is a novel prognostic biomarker for OS in advanced gastric cancer strongly associated with LM. Differences in Ang-2 mediated vascular response may, in part, account for outcome differences between Asian and non-Asian patients; however, data have to be further validated. Ang-2 is a promising drug target in gastric cancer.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{AppeltMenzel2016,
  author    = {Appelt-Menzel, Antje},
  title     = {Etablierung und Qualifizierung eines humanen Blut-Hirn-Schranken-Modells unter Verwendung von induziert pluripotenten und multipotenten Stammzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-134646},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Die Blut-Hirn-Schranke (BHS) stellt eine der dichtesten und wichtigsten Barrieren zwischen Blutzirkulation und Zentralnervensystem (ZNS) dar. Sie besteht aus spezialisierten Endothelzellen, welche die zerebralen Kapillaren auskleiden und durch sehr dichte Tight Junctions (TJs) miteinander verbunden sind. Weitere Komponenten der dynamischen Blut-Hirn-Schrankenbarriere stellen Perizyten, Astrozyten, Neurone und Mikrogliazellen dar, welche zusammen mit der extrazellul{\"a}ren Matrix der Basalmembran der Gehirnkapillaren und den zuvor genannten Endothelzellen ein komplexes regulatorisches System, die so genannte neurovaskul{\"a}re Einheit bilden (Hawkins und Davis 2005). Die Hauptfunktionen der BHS lassen sich in drei Untergruppen untergliedern, die physikalische, metabolische und Transport-Barriere (Neuhaus und Noe 2010). Haupts{\"a}chlich dient die BHS der Aufrechterhaltung der Hom{\"o}ostase des ZNS und dem Schutz vor neurotoxischen Substanzen sowie Pathogenen, wie Bakterien und Viren. Zudem ist sie auch f{\"u}r die Versorgung der Neuronen mit N{\"a}hrstoffen und regulierenden Substanzen sowie den Efflux von Stoffwechselendprodukten des ZNS zur{\"u}ck ins Blut verantwortlich. F{\"u}r die Entwicklung von Medikamenten zur Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen, wie Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson und Multiple Sklerose oder Gehirntumoren, stellt die Dichtigkeit der BHS gegen{\"u}ber Substanzen und die hohe metabolische Aktivit{\"a}t der Endothelzellen aber ein großes Problem dar. Viele Medikamente sind nicht in der Lage in ausreichender Konzentration die BHS zu {\"u}berwinden, um an ihren Wirkort zu gelangen oder werden vor dem Transport metabolisiert und die Wirksamkeit dadurch eingeschr{\"a}nkt. Weiterhin spielen auch Defekte der BHS eine entscheidende Rolle in der Beeinflussung der Pathogenese vieler ZNS-Erkrankungen. Aufgrund des hohen Bedarfs an geeigneten Testsystemen in der Grundlagen- sowie pr{\"a}klinischen Forschung f{\"u}r Medikamentenentwicklung und Infektionsstudien wurden eine Vielzahl unterschiedlicher BHS-Modelle entwickelt. Neben in silico-, azellul{\"a}ren in vitro- und in vivo-Modellen sind auch zahlreiche zellbasierte Modelle der BHS entwickelt worden. Standardisierte Modelle auf Basis immortalisierter Zelllinien jedoch weisen nur eine inhomogene TJ-Expression auf und verf{\"u}gen meist {\"u}ber eine geringe Barriereintegrit{\"a}t, erfasst {\"u}ber transendotheliale elektrische Widerst{\"a}nde (TEER) unter 150 · cm2 (Deli et al. 2005). Im Vergleich dazu wurden in Tierexperimenten TEER-Werte von mehr als 1500 · cm2 an der BHS gemessen (Butt et al. 1990; Crone und Olesen 1982). Die Verf{\"u}gbarkeit humaner prim{\"a}rer BHS-Zellen ist sehr limitiert und ihr Einsatz nicht nur im Hinblick auf ethische Aspekte bedenklich. Humane Gehirnzellen k{\"o}nnen z. B. aus Biopsie- oder Autopsiematerial von Patienten mit Epilepsie oder Gehirntumoren isoliert werden. Allerdings besteht hier das Risiko, dass die isolierten Zellen krankheitsbedingt ver{\"a}ndert sind, was die Eigenschaften der BHS-Modelle erheblich beeinflussen kann. Eine Alternative, die diese Probleme umgeht, ist die Verwendung von humanen induziert pluripotenten Stammzellen (hiPSCs), um standardisierte humane BHS-Modelle unter reproduzierbaren Bedingungen bereitzustellen. Im Rahmen dieser Arbeit ist es gelungen, hiPSCs in vitro nach etablierten und standardisierten Methoden in Endothelzellen der BHS, neurale Stammzellen (hiPS-NSCs) sowie Astrozyten (hiPS-A) zu differenzieren (Lippmann et al. 2012; Lippmann et al. 2014; Wilson et al. 2015; Yan et al. 2013;Reinhardt et al. 2013) und zum Aufbau der Modelle einzusetzen. Die Endothelzellen wurden mit Hilfe protein- und genbasierter Nachweismethoden auf das Vorhandensein von endothelzellspezifischen TJ-Markern sowie spezifischen Transportern untersucht und funktionell charakterisiert. Die Kryokonservierung der hiPS-EC-Progenitoren, die im Rahmen der vorliegenden Arbeit entwickelt wurde, erm{\"o}glicht eine gr{\"o}ßere r{\"a}umliche und zeitliche Flexibilit{\"a}t beim Arbeiten mit den stammzellbasierten Modellen sowie das Anlegen standardisierter Zellbanken. Weiterhin wurden multipotente NSCs aus fetalen Gehirnbiopsien isoliert (fNSCs) und als Kontrollkulturen zu den hiPS-NSCs f{\"u}r den Aufbau von BHS-Modellen eingesetzt. Mit dem Ziel die in vivo-BHS bestm{\"o}glich zu imitieren und die Modelleigenschaften zu optimieren, wurde ein Set aus zehn unterschiedlichen BHS-Modellen basierend auf prim{\"a}ren Zellen, hiPSCs und fNSCs analysiert. Der Aufbau der BHS-Modelle erfolgte unter Verwendung von Transwellsystemen. Durch die systematische Untersuchung des Einflusses der unterschiedlichen Zelltypen der neurovaskul{\"a}ren Einheit auf die Barriereintegrit{\"a}t und Genexpression des BHS-Endothels, konnten die Quadrupel-Kulturen mit Perizyten, Astrozyten und hiPS-NSCs als die Kultur mit den physiologischsten Eigenschaften identifiziert werden. Auf Grund der signifikant erh{\"o}hten TEER-Werte von bis zu 2500 · cm2 und einer um mindestens 1,5-fachen Steigerung der Genexpression BHSrelevanter Transporter und TJ-Molek{\"u}le gegen{\"u}ber den Monokulturen, wurden diese Modelle f{\"u}r weiterf{\"u}hrende Studien ausgew{\"a}hlt. Das Vorhandensein eines komplexen, in vivo-{\"a}hnlichen TJ-Netzwerkes, bestehend aus Occludin, Claudin 1, 3, 4 und 5, konnte mittels quantitativer Realtime-PCR, Western Blot sowie ultrastruktureller Analyse in der Gefrierbruch- und Raster-Elektronenmikroskopie nachgewiesen werden. Neben der Begrenzung der parazellul{\"a}ren Permeabilit{\"a}t, welche {\"u}ber die geringe Permeation von FITC-Dextran (4 kDa und 40 kDa), Fluoreszein und Lucifer Yellow nachgewiesen wurde, stellt die BHS ebenfalls eine Barriere f{\"u}r den transzellul{\"a}ren Transport von Substanzen dar. Eine Beurteilung der Modelle hinsichtlich der Qualifikation f{\"u}r die Nutzung im Wirkstoffscreening wurde mit Hilfe von Transportversuchen unter dem Einsatz von BHS-relevanten Referenzsubstanzen durchgef{\"u}hrt. Die Klassifikation der Testsubstanzen erfolgte analog ihrer Permeationsgeschwindigkeiten: Diazepam und Koffein gelten als schnell transportierte Wirkstoffe, Ibuprofen, Celecoxib und Diclofenac werden mit einer mittleren Geschwindigkeit {\"u}ber die BHS transportiert und Loratadin sowie Rhodamin 123 sind langsam permeierende Substanzen. Innerhalb der Versuche mit den Quadrupelkulturen wurde diese Reihenfolge best{\"a}tigt, lediglich f{\"u}r Koffein wurde ein signifikant niedrigerer Permeationskoeffizient verglichen mit der Monokultur erzielt. Der Einsatz der hiPSC-Technologie erm{\"o}glicht es zudem, aus einer Stammzelllinie große Mengen an humanen somatischen Zelltypen zu generieren und f{\"u}r gezielte Anwendungen bereitzustellen. Es konnte im Rahmen dieser Arbeit gezeigt werden, dass mit Hilfe eines eigens f{\"u}r diese Zwecke konstruierten R{\"u}hrreaktorsystems eine reproduzierbare Expansion der hiPSCs unter definierten Bedingungen erm{\"o}glicht wurde. Basierend auf dieser Grundlage ist nun ein Hochdurchsatz-Screening von Medikamenten denkbar. Die in dieser Arbeit pr{\"a}sentierten Daten belegen die Etablierung eines stammzellbasierten in vitro- Quadrupelmodels der humanen BHS, welches {\"u}ber in vivo-{\"a}hnliche Eigenschaften verf{\"u}gt. Die Anforderungen, die an humane BHS-Modelle gestellt werden, wie die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse, eine angemessene Charakterisierung, welche die Untersuchung der Permeabilit{\"a}t von Referenzsubstanzen einschließt, die Analyse der Expression von BHS-relevanten Transportermolek{\"u}len sowie die solide und physiologische Morphologie der Zellen, wurden erf{\"u}llt. Das etablierte BHS-Modell kann in der Pharmaindustrie f{\"u}r die Entwicklung von Medikamenten eingesetzt werden. Ausreichend qualifizierte Modelle k{\"o}nnen hier in der pr{\"a}klinischen Forschung genutzt werden, um Toxizit{\"a}ts- und Transportstudien an neu entwickelten Substanzen durchzuf{\"u}hren und eine bessere in vitro-in vivo-Korrelation der Ergebnisse zu erm{\"o}glichen oder Mechanismen zu entwickeln, um die BHS-Barriere gezielt zu {\"u}berwinden.},
  subject      = {Blut-Hirn-Schranke},
  language  = {de}
}
@article{ElHajjDittrichBoecketal.2016,
  author    = {El Hajj, Nady and Dittrich, Marcus and B{\"o}ck, Julia and Kraus, Theo F. J. and Nanda, Indrajit and M{\"u}ller, Tobias and Seidmann, Larissa and Tralau, Tim and Galetzka, Danuta and Schneider, Eberhard and Haaf, Thomas},
  title     = {Epigenetic dysregulation in the developing Down syndrome cortex},
  series = {Epigenetics},
  volume    = {11},
  journal   = {Epigenetics},
  number    = {8},
  doi       = {10.1080/15592294.2016.1192736},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-191239},
  pages     = {563-578},
  year      = {2016},
  abstract  = {Using Illumina 450K arrays, 1.85\% of all analyzed CpG sites were significantly hypermethylated and 0.31\% hypomethylated in fetal Down syndrome (DS) cortex throughout the genome. The methylation changes on chromosome 21 appeared to be balanced between hypo- and hyper-methylation, whereas, consistent with prior reports, all other chromosomes showed 3-11times more hyper- than hypo-methylated sites. Reduced NRSF/REST expression due to upregulation of DYRK1A (on chromosome 21q22.13) and methylation of REST binding sites during early developmental stages may contribute to this genome-wide excess of hypermethylated sites. Upregulation of DNMT3L (on chromosome 21q22.4) could lead to de novo methylation in neuroprogenitors, which then persists in the fetal DS brain where DNMT3A and DNMT3B become downregulated. The vast majority of differentially methylated promoters and genes was hypermethylated in DS and located outside chromosome 21, including the protocadherin gamma (PCDHG) cluster on chromosome 5q31, which is crucial for neural circuit formation in the developing brain. Bisulfite pyrosequencing and targeted RNA sequencing showed that several genes of PCDHG subfamilies A and B are hypermethylated and transcriptionally downregulated in fetal DS cortex. Decreased PCDHG expression is expected to reduce dendrite arborization and growth in cortical neurons. Since constitutive hypermethylation of PCDHG and other genes affects multiple tissues, including blood, it may provide useful biomarkers for DS brain development and pharmacologic targets for therapeutic interventions.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schoenwaelder2016,
  author    = {Sch{\"o}nw{\"a}lder, Sina Maria Siglinde},
  title     = {Entwicklung und Charakterisierung von Gelatine-basierten Hydrogelen und PLGA-basierten Janus-Partikeln},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142636},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Zusammenfassung In der Regenerativen Medizin sind polymerbasierte Biomaterialien von großer Bedeutung f{\"u}r die Entwicklung und Anwendung verbesserter bzw. neuer Therapien. Die Erforschung der Oberfl{\"a}cheneigenschaften von Biomaterialien, welche als Implantate eingesetzt werden, ist eine grundlegende Voraussetzung f{\"u}r deren erfolgreichen Einsatz. Die Protein-Oberfl{\"a}chen- Interaktion geschieht initial, sobald ein Implantat mit K{\"o}rperfl{\"u}ssigkeiten oder mit Gewebe in Kontakt kommt, und tr{\"a}gt maßgeblich zur direkten Wechselwirkung von Implantat und umgebenden Zellen bei. Dieser Prozess wird in der vorliegenden Arbeit an Gelatine untersucht. Daher bestand ein Ziel darin, stabile, nanometerd{\"u}nne Gelatineoberfl{\"a}chen herzustellen und darauf die Adsorption von humanen Plasmaproteinen und bakteriellen Proteinen zu analysieren. Die Abscheidung der Gelatinefilme in variabler Schichtdicke auf zuvor mit PPX-Amin modifizierten Oberfl{\"a}chen wurde unter Verwendung eines Rotationsbeschichters durchgef{\"u}hrt. Um stabile Hydrogelfilme zu erhalten, wurden die Amingruppen der disaggregierten Gelatinefibrillen untereinander und mit denen der Amin-Modifizierung durch ein biokompatibles Diisocyanat quervernetzt. Dieser Prozess lieferte einen reproduzierbaren und chemisch stabilen Gelatinefilm, welcher durch die substratunabh{\"a}ngige Amin-Modifizierung kovalent auf unterschiedlichste Oberfl{\"a}chen aufgebracht werden konnte. Die durch den Herstellungsprozess pr{\"a}zise eingestellte Schichtdicke (Nano- bzw. Mikrometermaßstab) wurde mittels Ellipsometrie und Rasterkraftmikroskopie ermittelt. Die ebenso bestimmte Rauheit war unabh{\"a}ngig von der Schichtdicke sehr gering. Gelatinefilme, die auf funktionalisierte und strukturierte Proben aufgebracht wurden, konnten durch Elektronenmikroskopie dargestellt werden. Mit Hilfe der Infrarot-Reflexions-Absorptions-Spektroskopie wurden die Gelatinefilme im Hinblick auf ihre Stabilit{\"a}t chemisch charakterisiert. Zur Quantifizierung der Adsorption humaner Plasmaproteine (Einzelproteinl{\"o}sungen) und komplexer Proteingemische aus steril filtrierten Kultur{\"u}berst{\"a}nden des humanpathogenen Bakteriums Pseudomonas aeruginosa wurde die Quarzkristall-Mikrowaage mit Dissipations{\"u}berwachung eingesetzt. Hiermit konnte nicht nur die adsorbierte Menge an Proteinen auf dem Gelatinehydrogel bzw. Referenzoberfl{\"a}chen (Gold, PPX-Amin, Titan), sondern auch die viskoelastischen Eigenschaften des adsorbierten Proteinfilms bestimmt werden. Allgemein adsorbierte auf dem Gelatinehydrogel eine geringere Proteinmasse im Vergleich zu den Referenzoberfl{\"a}chen. Circa ein Viertel der adsorbierten Proteine migrierte in die Poren des gequollenen Gels und ver{\"a}nderte dessen viskoelastische Eigenschaften. Durch anschließende MALDI-ToF/MS- und MS/MS-Analyse konnten die bakteriellen Proteine auf den untersuchten Oberfl{\"a}chen identifiziert und untereinander verglichen werden. Hierbei zeigten sich nur geringf{\"u}gige Unterschiede in der Proteinzusammensetzung. Zudem wurde eine Sekund{\"a}rionenmassenspektrometrie mit Flugzeitanalyse an reinen Gelatinefilmen und an mit humanen Plasmaproteinen beladenen Gelatinefilmen durchgef{\"u}hrt. Durch eine anschließende multivariante Datenanalyse konnte zwischen den untersuchten Proben eindeutig differenziert werden. Dieser Ansatz erm{\"o}glicht es, die Adsorption von unterschiedlichen Proteinen auf proteinbasierten Oberfl{\"a}chen markierungsfrei zu untersuchen und kann zur Aufkl{\"a}rung der in vivo-Situation beitragen. Dar{\"u}ber hinaus bietet dieser Untersuchungsansatz neue Perspektiven f{\"u}r die Gestaltung und das schnelle und effiziente Screening von unterschiedlichen Proteinzusammensetzungen. Biomaterialien k{\"o}nnen jedoch nicht nur als Implantate oder Implantatbeschichtungen eingesetzt werden. Im Bereich des drug delivery und der Depotarzneimittel sind biologisch abbaubare Polymere, aufgrund ihrer variablen Eigenschaften, von großem Interesse. Die Behandlung von bakteriellen und fungalen Pneumonien stellt insbesondere bei Menschen mit Vorerkrankungen wie Cystische Fibrose oder prim{\"a}re Ziliendyskinesie eine große Herausforderung dar. Oral oder intraven{\"o}s applizierte Wirkstoffe erreichen die Erreger aufgrund der erh{\"o}hten Z{\"a}higkeit des Bronchialsekretes oft nicht in ausreichender Konzentration. Daher besteht ein weiteres Ziel der vorliegenden Arbeit darin, mittels electrohydrodynamic cojetting mikrometergroße, inhalierbare, wirkstoffbeladene Partikel mit zwei Kompartimenten (Janus-Partikel) herzustellen und deren Eignung f{\"u}r die therapeutische Anwendung bei Lungeninfektionen zu untersuchen. Durch das in dieser Arbeit entwickelte L{\"o}sungsmittelsystem k{\"o}nnen Janus-Partikel aus biologisch abbaubaren Co-Polymeren der Polymilchs{\"a}ure (Poly(lactid-co-glycolid), PLGA) hergestellt und mit verschiedenen Wirkstoffen beladen werden. Darunter befinden sich ein Antibiotikum (Aztreonam, AZT), ein Antimykotikum (Itraconazol, ICZ), ein Mukolytikum (Acetylcystein, ACC) und ein Antiphlogistikum (Ibuprofen, IBU). Die Freisetzung der eingelagerten Wirkstoffe, mit Ausnahme von ICZ, konnte unter physiologischen Bedingungen mittels Dialyse und anschließender Hochleistungsfl{\"u}ssigkeitschromatographie gemessen werden. Die Freisetzungsrate wird von der Kettenl{\"a}nge des Polymers beeinflusst, wobei eine k{\"u}rzere Kettenl{\"a}nge zu einer schnelleren Freisetzung f{\"u}hrt. Das in die Partikel eingelagerte Antimykotikum zeigte in vitro eine gute Wirksamkeit gegen Aspergillus nidulans. Durch das Einlagern von ICZ in die Partikel ist es m{\"o}glich diesen schlecht wasserl{\"o}slichen Wirkstoff in eine f{\"u}r Patienten zug{\"a}ngliche und wirksame Applikationsform zu bringen. In Interaktion mit P. aeruginosa erzielten die mit Antibiotikum beladenen Partikel in vitro bessere Ergebnisse als der Wirkstoff in L{\"o}sung, was sich in einem in vivo-Infektionsmodell mit der Wachsmotte Galleria mellonella best{\"a}tigte. AZT-beladene Partikel hatten gegen{\"u}ber einer identischen Wirkstoffmenge in L{\"o}sung eine 27,5\% bessere {\"U}berlebensrate der Wachsmotten zur Folge. Des Weiteren hatten die Partikel keinen messbaren negativen Einfluss auf die Wachsmotten. Dreidimensionale Atemwegsschleimhautmodelle, hergestellt mit Methoden des Tissue Engineerings, bildeten die Basis f{\"u}r Untersuchungen der Partikel in Interaktion mit humanen Atemwegszellen. Die Untersuchung von Apoptose- und Entz{\"u}ndungsmarkern im {\"U}berstand der 3D-Modelle zeigte diesbez{\"u}glich keinen negativen Einfluss der Partikel auf die humanen Zellen. Diese gut charakterisierten und standardisierten in vitro-Testsysteme machen es m{\"o}glich, Medikamentenuntersuchungen an menschlichen Zellen durchzuf{\"u}hren. Hinsichtlich der histologischen Architektur und funktionellen Eigenschaften der 3D-Modelle konnte eine hohe in vitro-/in vivo-Korrelation zu menschlichem Gewebe festgestellt werden. Humane Mucine auf den 3D-Modellen dienten zur Untersuchung der schleiml{\"o}senden Wirkung von ACC-beladenen Partikeln. Standen diese in r{\"a}umlichem Kontakt zu den Mucinen, wurde deren Z{\"a}higkeit durch das freigesetzte ACC herabgesetzt, was qualitativ mittels histologischen Methoden best{\"a}tigt werden konnte. Die in dieser Arbeit entwickelten Herstellungsprotokolle dienen als Grundlage und k{\"o}nnen f{\"u}r die Synthese {\"a}hnlicher Systeme, basierend auf anderen Polymeren und Wirkstoffen, modifiziert werden. Gelatine und PLGA erwiesen sich als vielseitig einsetzbare Werkstoffe und bieten eine breite Anwendungsvielfalt in der Regenerativen Medizin, was die erzielten Resultate bekr{\"a}ftigen.},
  subject      = {Gelatine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Beck2016,
  author    = {Beck, Katherina},
  title     = {Einfluss von RSK auf die Aktivit{\"a}t von ERK, den axonalen Transport und die synaptische Funktion in Motoneuronen von \(Drosophila\) \(melanogaster\)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-130717},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {In dieser Arbeit sollte die Funktion von RSK in Motoneuronen von Drosophila untersucht werden. Mutationen im RSK2-Gen verursachen das Coffin-Lowry-Syndrom (CLS), das durch mentale Retardierung charakterisiert ist. RSK2 ist haupts{\"a}chlich in Regionen des Gehirns exprimiert, in denen Lernen und Ged{\"a}chtnisbildung stattfinden. In M{\"a}usen und Drosophila, die als Modellorganismen f{\"u}r CLS dienen, konnten auf makroskopischer Ebene keine Ver{\"a}nderungen in den Hirnstrukturen gefunden werden, dennoch wurden in verschiedenen Verhaltensstudien Defekte im Lernen und der Ged{\"a}chtnisbildung beobachtet. Die synaptische Plastizit{\"a}t und die einhergehenden Ver{\"a}nderungen in den Eigenschaften der Synapse sind fundamental f{\"u}r adaptives Verhalten. Zur Analyse der synaptischen Plastizit{\"a}t eignet sich das neuromuskul{\"a}re System von Drosophila als Modell wegen des stereotypen Innervierungsmusters und der Verwendung ionotroper Glutamatrezeptoren, deren Untereinheiten homolog sind zu den Untereinheiten der Glutamatrezeptoren des AMPA-Typs aus S{\"a}ugern, die wesentlich f{\"u}r die Bildung von LTP im Hippocampus sind. Zun{\"a}chst konnte gezeigt werden, dass RSK in den Motoneuronen von Drosophila an der pr{\"a}synaptischen Seite lokalisiert ist, wodurch RSK eine Synapsen-spezifische Funktion aus{\"u}ben k{\"o}nnte. Morphologische Untersuchungen der Struktur der neuromuskul{\"a}ren Synapsen konnten aufzeigen, dass durch den Verlust von RSK die Gr{\"o}ße der neuromuskul{\"a}ren Synapse, der Boutons sowie der Aktiven Zonen und Glutamatrezeptorfelder reduziert ist. Obwohl mehr Boutons gebildet werden, sind weniger Aktive Zonen und Glutamatrezeptorfelder in der neuromuskul{\"a}ren Synapse enthalten. RSK reguliert die synaptische Transmission, indem es die postsynaptische Sensitivit{\"a}t, nicht aber die Freisetzung der Neurotransmitter an der pr{\"a}synaptischen Seite beeinflusst, obwohl in immunhistochemischen Analysen eine postsynaptische Lokalisierung von RSK nicht nachgewiesen werden konnte. RSK ist demnach an der Regulation der synaptischen Plastizit{\"a}t glutamaterger Synapsen beteiligt. Durch immunhistochemische Untersuchungen konnte erstmals gezeigt werden, dass aktiviertes ERK an der pr{\"a}synaptischen Seite lokalisiert ist und diese synaptische Lokalisierung von RSK reguliert wird. Dar{\"u}ber hinaus konnte in dieser Arbeit nachgewiesen werden, dass durch den Verlust von RSK hyperaktiviertes ERK in den Zellk{\"o}rpern der Motoneurone vorliegt. RSK wird durch den ERK/MAPK-Signalweg aktiviert und {\"u}bernimmt eine Funktion sowohl als Effektorkinase als auch in der Negativregulation des Signalwegs. Demnach dient RSK in den Zellk{\"o}rpern der Motoneurone als Negativregulator des ERK/MAPK-Signalwegs. Dar{\"u}ber hinaus k{\"o}nnte RSK die Verteilung von aktivem ERK in den Subkompartimenten der Motoneurone regulieren. Da in vorangegangenen Studien gezeigt werden konnte, dass ERK an der Regulation der synaptischen Plastizit{\"a}t beteiligt ist, indem es die Insertion der AMPA-Rezeptoren zur Bildung der LTP reguliert, sollte in dieser Arbeit aufgekl{\"a}rt werden, ob der Einfluss von RSK auf die synaptische Plastizit{\"a}t durch seine Funktion als Negativregulator von ERK zustande kommt. Untersuchungen der genetischen Interaktion von rsk und rolled, dem Homolog von ERK in Drosophila, zeigten, dass die durch den Verlust von RSK beobachtete reduzierte Gesamtzahl der Aktiven Zonen und Glutamatrezeptorfelder der neuromuskul{\"a}ren Synapse auf die Funktion von RSK als Negativregulator von ERK zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Die Gr{\"o}ße der neuromuskul{\"a}ren Synapse sowie die Gr{\"o}ße der Aktiven Zonen und Glutamatrezeptorfelder beeinflusst RSK allerdings durch seine Funktion als Effektorkinase des ERK/MAPK-Signalwegs. Studien des axonalen Transports von Mitochondrien zeigten, dass dieser in vielen neuropathologischen Erkrankungen beeintr{\"a}chtigt ist. Die durchgef{\"u}hrten Untersuchungen des axonalen Transports in Motoneuronen konnten eine neue Funktion von RSK in der Regulation des axonalen Transports aufdecken. In den Axonen der Motoneurone von RSK-Nullmutanten wurden BRP- und CSP-Agglomerate nachgewiesen. RSK k{\"o}nnte an der Regulation des axonalen Transports von pr{\"a}synaptischem Material beteiligt sein. Durch den Verlust von RSK wurden weniger Mitochondrien in anterograder Richtung entlang dem Axon transportiert, daf{\"u}r verweilten mehr Mitochondrien in station{\"a}ren Phasen. Diese Ergebnisse zeigen, dass auch der anterograde Transport von Mitochondrien durch den Verlust von RSK beeintr{\"a}chtigt ist.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {de}
}
@article{DjuzenovaFiedlerKatzeretal.2016,
  author    = {Djuzenova, Cholpon S. and Fiedler, Vanessa and Katzer, Astrid and Michel, Konstanze and Deckert, Stefanie and Zimmermann, Heiko and Sukhorukov, Vladimir L. and Flentje, Michael},
  title     = {Dual PI3K-and mTOR-inhibitor PI-103 can either enhance or reduce the radiosensitizing effect of the Hsp90 inhibitor NVP-AUY922 in tumor cells: The role of drug-irradiation schedule},
  series = {Oncotarget},
  volume    = {7},
  journal   = {Oncotarget},
  number    = {25},
  doi       = {10.18632/oncotarget.9501},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-177770},
  pages     = {38191-38209},
  year      = {2016},
  abstract  = {Inhibition of Hsp90 can increase the radiosensitivity of tumor cells. However, inhibition of Hsp90 alone induces the anti-apoptotic Hsp70 and thereby decreases radiosensitivity. Therefore, preventing Hsp70 induction can be a promising strategy for radiosensitization. PI-103, an inhibitor of PI3K and mTOR, has previously been shown to suppress the up-regulation of Hsp70. Here, we explore the impact of combining PI-103 with the Hsp90 inhibitor NVP-AUY922 in irradiated glioblastoma and colon carcinoma cells. We analyzed the cellular response to drug-irradiation treatments by colony-forming assay, expression of several marker proteins, cell cycle progression and induction/repair of DNA damage. Although PI-103, given 24 h prior to irradiation, slightly suppressed the NVP-AUY922-mediated up-regulation of Hsp70, it did not cause radiosensitization and even diminished the radiosensitizing effect of NVP-AUY922. This result can be explained by the activation of PI3K and ERK pathways along with G1-arrest at the time of irradiation. In sharp contrast, PI-103 not only exerted a radiosensitizing effect but also strongly enhanced the radiosensitization by NVP-AUY922 when both inhibitors were added 3 h before irradiation and kept in culture for 24 h. Possible reasons for the observed radiosensitization under this drug-irradiation schedule may be a down-regulation of PI3K and ERK pathways during or directly after irradiation, increased residual DNA damage and strong G2/M arrest 24 h thereafter. We conclude that duration of drug treatment before irradiation plays a key role in the concomitant targeting of PI3K/mTOR and Hsp90 in tumor cells.},
  language  = {en}
}
@article{VazeHelfrichFoerster2016,
  author    = {Vaze, Koustubh M. and Helfrich-F{\"o}rster, Charlotte},
  title     = {Drosophila ezoana uses an hour-glass or highly damped circadian clock for measuring night length and inducing diapause},
  series = {Physiological Entomology},
  volume    = {41},
  journal   = {Physiological Entomology},
  number    = {4},
  doi       = {10.1111/phen.12165},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-204278},
  pages     = {378-389},
  year      = {2016},
  abstract  = {Insects inhabiting the temperate zones measure seasonal changes in day or night length to enter the overwintering diapause. Diapause induction occurs after the duration of the night exceeds a critical night length (CNL). Our understanding of the time measurement mechanisms is continuously evolving subsequent to B{\"u}nning's proposal that circadian systems play the clock role in photoperiodic time measurement (B{\"u}nning, 1936). Initially, the photoperiodic clocks were considered to be either based on circadian oscillators or on simple hour-glasses, depending on 'positive' or 'negative' responses in Nanda-Hamner and B{\"u}nsow experiments (Nanda \& Hammer, 1958; B{\"u}nsow, 1960). However, there are also species whose responses can be regarded as neither 'positive', nor as 'negative', such as the Northern Drosophila species Drosophila ezoana, which is investigated in the present study. In addition, modelling efforts show that the 'positive' and 'negative' Nanda-Hamner responses can also be provoked by circadian oscillators that are damped to different degrees: animals with highly sustained circadian clocks will respond 'positive' and those with heavily damped circadian clocks will respond 'negative'. In the present study, an experimental assay is proposed that characterizes the photoperiodic oscillators by determining the effects of non-24-h light/dark cycles (T-cycles) on critical night length. It is predicted that there is (i) a change in the critical night length as a function of T-cycle period in sustained-oscillator-based clocks and (ii) a fxed night-length measurement (i.e. no change in critical night length) in damped-oscillator-based clocks. Drosophila ezoana flies show a critical night length of approximately 7 h irrespective of T-cycle period, suggesting a damped-oscillator-based photoperiodic clock. The conclusion is strengthened by activity recordings revealing that the activity rhythm of D. ezoana flies also dampens in constant darkness.},
  language  = {en}
}