@phdthesis{Bieniussa2024,
  author    = {Bieniussa, Linda Ilse},
  title     = {Different effects of conditional Knock-Out of Stat3 on the sensory epithelium of the Organ of Corti},
  doi       = {10.25972/OPUS-35143},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351434},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Die Cochlea von S{\"a}ugetieren nimmt Schall als Reaktion auf Vibrationen an frequenzabh{\"a}ngigen Positionen entlang des Cochlea-Kanals wahr. Die sensorischen {\"a}ußeren Haarzellen, die von St{\"u}tzzellen umgeben sind, wirken als Signalverst{\"a}rker, indem sie ihre Zelll{\"a}nge ver{\"a}ndern k{\"o}nnen. Dies wird als Elektromotilit{\"a}t bezeichnet. Um eine korrekte elektrische {\"U}bertragung bei mechanischen Kr{\"a}ften zu gew{\"a}hrleisten, ist ein gewisser Widerstand des sensorischen Epithels eine Voraussetzung f{\"u}r die fehlerfreie Weiterleitung von H{\"o}rinformationen. Dieser Widerstand wird durch Mikrotubuli und deren posttranslationalen Modifikationen in den St{\"u}tzzellen des sensorischen Epithels der Cochlea gew{\"a}hrleistet. Stat3 ist ein Transkriptionsfaktor, der an verschiedenen Phosphorylierungsstellen, sowie je nach Zelltyp und aktiviertem Signalweg an vielen zellul{\"a}ren Prozessen wie Differenzierung, Entz{\"u}ndung, Zell{\"u}berleben und Mikrotubuli-Dynamik beteiligt ist. W{\"a}hrend Stat3 ein breites Spektrum an intrazellul{\"a}ren Funktionen hat, stellte sich die Frage, wie und ob Stat3 in den Zellen des Cortischen Organ einen Einfluss auf den H{\"o}rprozess hat. Um dies zu testen, wurde das Cre/loxp-System verwendet, um Stat3 in den {\"a}ußeren Haarzellen oder den St{\"u}tzzellen entweder vor oder nach H{\"o}rbeginn von M{\"a}usen konditional auszuschalten. Um das H{\"o}rverm{\"o}gen zu erfassen, wurden DPOAE- und ABR-Messungen durchgef{\"u}hrt, w{\"a}hrend molekulare und morphologische Untersuchungen mittels Sequenzierung und Immunhistochemie durchgef{\"u}hrt wurden. Eine konditioneller Knock-Out von Stat3 vor und nach dem Beginn des H{\"o}rens in {\"a}ußeren Haarzellen f{\"u}hrt zu leichten H{\"o}rsch{\"a}den, w{\"a}hrend Synapsen, Nervenfasern und Mitochondrien nicht betroffen waren. Die Analyse der Sequenzierung von {\"a}ußeren Haarzellen aus M{\"a}usen mit konditionellem Knock-Out vor dem Beginn des H{\"o}rens ergab eine St{\"o}rung der zellul{\"a}ren Hom{\"o}ostase und der extrazellul{\"a}ren Signale. Ein konditioneller Knock-Out von Stat3 in den {\"a}ußeren Haarzellen nach Beginn des H{\"o}rens f{\"u}hrte zu einem fr{\"u}h-entz{\"u}ndlichen Signalweg mit erh{\"o}hter Zytokinproduktion und der Hochregulierung des NF-κB-Wegs. In den St{\"u}tzzellen f{\"u}hrte ein kondioneller Knock-Out von Stat3 nur nach dem Beginn des H{\"o}rens zu einer H{\"o}rbeeintr{\"a}chtigung. Synapsen, Nervensoma und -fasern waren jedoch von einem konditionellen Knock-Out von Stat3 in St{\"u}tzzellen nicht betroffen. Dennoch war die detyronisierte Modifikation der Mikrotubuli ver{\"a}ndert, was zu einer Instabilit{\"a}t der St{\"u}tzzellen, insbesondere der Phalangealforts{\"a}tze, f{\"u}hrte, was wiederum zu einer Instabilit{\"a}t des Epithels w{\"a}hrend des H{\"o}rvorgangs f{\"u}hrte. Zusammenfassend l{\"a}sst sich sagen, dass ein konditioneller Knock-Out von Stat3 in Zellen des Cortischen Organs zu einer H{\"o}rst{\"o}rung f{\"u}hrte. W{\"a}hrend ein konditioneller Knock-Out in {\"a}ußeren Haarzellen eine erh{\"o}hte Zytokinproduktion zur Folge hatte, verloren die St{\"u}tzzellen ihre Zellstabilit{\"a}t aufgrund einer verminderten detyronisierten Modifikation der Mikrotubuli. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Stat3 ein wichtiges Protein f{\"u}r die H{\"o}rleistung ist. Es sind jedoch weitere Untersuchungen des molekularen Mechanismus erforderlich, um die Rolle von Stat3 in den Zellen des Corti-Organs zu verstehen.},
  subject      = {Audiologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Frenz2019,
  author    = {Frenz, Silke},
  title     = {Generierung und Evaluation von Mausmodellen f{\"u}r die auditorische Neuropathie},
  doi       = {10.25972/OPUS-17710},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-177101},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Der H{\"o}rsinn ist f{\"u}r uns Menschen von entscheidender Bedeutung, um mit der Umwelt kommunizieren zu k{\"o}nnen. H{\"o}rst{\"o}rungen werden dabei in sensorineurale Erkrankungen der neuronalen Strukturen und nicht-sensorineurale Schallleitungsschwerh{\"o}rigkeiten unterschieden. In der vorliegenden Studie sollte es darum gehen zu untersuchen, inwiefern ein neues konditionelles Mausmodell, die Brn3.1 IRES Cre Maus, und ein bestehendes Mausmodell, die pmn-Maus, sich eignen, um die Erkrankung der auditorischen Neuropathie nachzubilden. Die Brn3.1 IRES Cre Maus wurde zur Evaluation der Expression von Cre-Rekombinase unter der Aktivit{\"a}t des Brn3.1 Promotors mit gefloxten Reporter-Mauslinien verkreuzt. Die pmn-Maus ist ein anerkanntes Modell einer Motoneuronerkrankung, hatte aber in vorherigen Untersuchungen erh{\"o}hte H{\"o}rschwellen gezeigt. Alle verwendeten Mauslinien wurden mittels ABR und DPOAE frequenzspezifisch untersucht, um die Funktion der Haarzellen im Corti´schen Organ zu evaluieren. Bei der pmn-Linie wurden die audiologischen Untersuchungen w{\"o}chentlich zwischen P21 und P35 durchgef{\"u}hrt. Zus{\"a}tzlich wurde das Corti´sche Organ zu diesen Zeitpunkten morphologisch untersucht. Es zeigte sich, dass alle verwendeten Mauslinien unauff{\"a}llige H{\"o}rschwellen verglichen zur Backgroundlinie C57BL/6 hatten sowie DPOAE-Antworten zeigten. Die Verkreuzung der Brn3.1 IRES Cre Linie mit den beiden Reporterlinien zeigte eine nachweisbare Cre-Rekombinase-Expression unter der Aktivit{\"a}t des Brn3.1 Promotors nur an den postnatalen Tagen P14 und P21. Diese Expression erfolgte mosaikartig in den {\"a}ußeren Haarzellen. Mit Hilfe einer RT-PCR wurde eine Diskrepanz zwischen Genotyp und Expression des Reporterproteins im Gewebe festgestellt. Dies ließ vermuten, dass die Expression von Cre-Rekombinase durch gene silencing Prozesse unterdr{\"u}ckt wurde und Brn3.1 als Promotor nicht leistungsstark genug war, um eine Cre-Rekombinase-Expression steuern zu k{\"o}nnen. Die pmn-Linie zeigte in ABR-Untersuchungen bereits zum Zeitpunkt P21 erh{\"o}hte H{\"o}rschwellen in allen untersuchten Frequenzen im Vergleich zum Wildtyp. DPOAE-Antworten waren in der pmn-Linie nur bedingt ausl{\"o}sbar. Es zeigte sich in der morphologischen Evaluation ein Verlust von {\"a}ußeren Haarzellen {\"u}ber die gesamte L{\"a}nge des Corti´schen Organes. Durch einen TUNEL-Assay konnte das Absterben dieser Zellen durch apoptotische Vorg{\"a}nge nachgewiesen werden. Der pmn-Ph{\"a}notyp entsteht durch eine Mutation im TBCE Gen. Dieses Gen kodiert f{\"u}r ein Protein, welches einen stabilisierenden Einfluss auf die Organisation der Mikrotubuli hat. Die TBCE-Verteilung im Corti´schen Organ zeigte, dass dieses haupts{\"a}chlich in den {\"a}ußeren Haarzellen und inneren St{\"u}tzzellen exprimiert wird und damit wahrscheinlich einen bedeutenden Einfluss auf die Erhaltung der Haarzellen hat. Eine Analyse des H{\"o}rnervs zeigte einen Verlust von Mikrotubuli. Neben diesen in vivo Untersuchungen sollte außerdem eine gliazellfreie Kultur von dissoziierten auditorischen Neuronen etabliert werden. Hierf{\"u}r wurden mehrere Faktoren einer Prim{\"a}rzellkultur in Bezug auf ihren Einfluss auf die Gesamtzellzahl, den prozentualen Neuronanteil und die Axonl{\"a}nge der Neurone untersucht. Das Medium, die Beschichtung des Zellkulturgef{\"a}ßes, die Gabe von Neurotrophinen/Zytokinen und der Einsatz eines Zytostatikums wurden separat untersucht. Es zeigte sich, dass das Medium, die Beschichtung und Neurotrophin-/Zytokingabe haupts{\"a}chlich einen Einfluss auf das axonale L{\"a}ngenwachstum von Neuronen haben. Den Prozentsatz der Neurone beeinflusste nur der Einsatz des Zytostatikums Cytosin-β-D-arabinofuranosid (AraC) signifikant. Die Ergebnisse wurden auch im Zusammenhang mit der reellen Neuronanzahl in Kultur gesehen. Es ergab sich weiterhin eine Pr{\"a}ferenz f{\"u}r DMEM- {\"u}ber NB-Medium sowie f{\"u}r zus{\"a}tzliche Lamininbeschichtung, f{\"u}r den Einsatz des Zytokins LIF gegen{\"u}ber den neurotrophen Faktoren BDNF und NT-3 und die Gabe des Zytostatikums AraC ab Tag 2 nach Ausplattierung in einer Konzentration von 5-10 µM. Ein kombinatorischer Einsatz dieser Pr{\"a}ferenzen spiegelte in Summe die Ergebnisse der Versuchsreihen Neurotrophine/Zytokin und AraC wieder. Der Anteil der Neurone in der Kultur konnte im Durchschnitt auf 10-12 \% gesteigert werden. Eine Verschiebung des Glia-/Neuronenanteils zugunsten letzterer ist vermutlich nur durch den Einsatz weiterer Faktoren oder anderer Methoden m{\"o}glich. Die untersuchten Mausmodelle zeigten auf Grund der Untersuchungsergebnisse nur teilweise {\"A}hnlichkeiten mit der Erkrankung der auditorischen Neuropathie. Die Erkenntnisse zur pmn-Mauslinie {\"u}ber das frequenzspezifische H{\"o}rverm{\"o}gen und die morphologische Degeneration im Corti´schen Organ im altersabh{\"a}ngigen Verlauf k{\"o}nnen aber hilfreich sein, um neben der motorischen auch die sensorische Degeneration dieser Pathologie besser zu verstehen. Zudem konnten auch umfassende Erkenntnisse f{\"u}r die Kultur von dissoziierten auditorischen Neuronen der Maus in Bezug auf verschiedene Variablen erhalten werden.},
  subject      = {Audiologie},
  language  = {de}
}