@article{SpielmanKlotzArendetal.1992, author = {Spielman, William S. and Klotz, Karl-Norbert and Arend, Lois J. and Olson, Barbara A. and LeVier, David G. and Schwabe, Ulrich}, title = {Characterization of adenosine A1 receptor in a cell line (28A) derived from the rabbit collecting tubule}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-86083}, year = {1992}, abstract = {We have previously reported that in several renal cell types, adenosine receptor agonists inhibit adenylyl cyclase and activate phospholipase C via a pertussis toxin-sensitive G protein. In the present study, in 28A cells, both uf these adenosine receptor-mediated responses were inhibited by 8-cyclopentyl-1,3-dipropylxanthine (DPCPX). a highly selective A1 adenosine receptor antagonist. The binding characteristics of the adenosine A 1 receptor in the 28A renal cell line were studied using the radiolabeled antagonist f:1H]DPCPX to determine whether two separate binding sites could account for these responses. Saturation binding of [: 1H]DPCPX to 28A cell membranes revealed a single class of A1 binding sites with an apparent Kd value of 1.4 nM and maximal binding capacity of 64 fmol/mg protein. Competition experiments with a variety of adenosine agonists gave biphasic displacement curves with a pharmacological profile characteristic of A1 receptors. Comparison of [: 1H]DPCPX competition binding data from 28A cell membranes with rabbit brain membranes, a tissue with well-characterized A1 receptors, reveals that the A 1 receptor population in 28A cells has similar agonist binding affinities to the receptor population in brain but has a considerably lower density. Addition of guanosine ;)' -triphosphate ( 100 ,uM) to 28A cell membranes caused the competition curves to shift from biphasic to monophasic. indicating that the A1 receptors exist in two interconvertible affinity states because of their coupling to G proteins. In the absence of evidence for subpopulations of the A1 receptor, it appears that in 28A cells. A single A1 receptor population. As defined by ligand binding characteristics, couples via one or more pertussis toxin-sensitive guanine nucleotide binding proteins to two different biological signaling mechanisms.}, language = {en} } @article{JanevskiChohStopperetal.1993, author = {Janevski, J. and Choh, V. and Stopper, Helga and Schiffmann, D. and De Boni, U.}, title = {Diethylstilbestrol alters the morphology and calcium levels of growth cones of PC12 cells in vitro}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-86858}, year = {1993}, abstract = {Diethylstilbestrol (DES) is a synthetic estrogen with carcinogenic properties. DES is known to alter cytoskeletal components, including the organization of actin stress fibres in C6 rat glioma cells. ln a test of the hypothesis that DES disrupts actin Filaments of growth cones in neuron-like cells, DES-induced changes in filopodial lengths were quantified in rat pheochromocytoma (PC12) cells in vitro. DES significantly altered growth cone morphology, with collapse of growth cone filopodia and neurite retraction invariably occurring at a concentration of 10 MikroM. At 5 MikroM DES, transient reductions in total filopodiallengths occurred. At DES concentrations of 0.1 nM and 1 nM, reductions in total filopodiallengths occurred in a fraction of growth cones. Evidence exists which shows that growth cone activity and morphology are intimately linked to Ieveis of intracellular, free calcium and that DES increases such levels. Measurements of free intracellular calcium levels by fluorescence microscopy, at times concurrent with the DES-induced reduction in total filopodial lengths, showed that calcium levels were indeed significantly increased by 10 MirkoM DES. Labelling of filamentaus actin (f-actin) with FITC-phalloidin showed that the f-actin distribution in growth cones exposed to DES could not be differentiated from the distribution found in spontaneously retracting growth cones. Tagether with evidence which showed that growth cone motility was not affected, the results are taken to indicate that DES, rather than acting directly on the cytoskeleton, exerts its effects indirectly, by a calcium-induced destabilization of actin filaments in the growth cone.}, subject = {Calcium}, language = {en} } @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{Dziewior2001, author = {Dziewior, Frank}, title = {Messung der intrazellul{\"a}ren Ca2+-Konzentration in Gef{\"a}ßendothelzellen unter rheologischer Beanspruchung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1181128}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Die den Zellstoffwechsel und das Zytoskelett betreffenden Adaptationsvorg{\"a}nge in Endothelzellen unter rheologischer Beanspruchung sind von besonderem klinischen Interesse, da Gef{\"a}ßwandsch{\"a}den eine entscheidende pathogenetische Relevanz bei der Entstehung vaskul{\"a}rer Erkrankungen wie z.B. der Arteriosklerose zukommt. Der intrazellul{\"a}re Signalweg, {\"u}ber den die Zelle einen rheologischen Reiz in eine entsprechende Zellantwort umsetzt, ist bisher weitgehend ungekl{\"a}rt geblieben, wobei eine Erh{\"o}hung der zytosolischen Calciumkonzentration als Signalgeber diskutiert wurde. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit ist es gelungen, einen Messplatz zu etablieren, der es gestattet, Ver{\"a}nderungen in der zytosolischen Calciumkonzentration in kultivierten Endothelzellen nach Applikation von Ca2+-erh{\"o}henden Agonisten, Calciumionophoren sowie w{\"a}hrend rheologischer Beanspruchung in Echtzeit zu dokumentieren. Die Eignung des verwendeten rheologischen Systems f{\"u}r Scherstressexperimente konnte durch die Beobachtung der f{\"u}r Endothelzellen unter rheologischer Beanspruchung typischen zytoskelettalen Umbauvorg{\"a}nge im Sinne einer Neuordnung der Aktinfilamente mit der Ausbildung von Stressfasern gezeigt werden. Erstmalig konnte dabei auch die Reaktion mikrovaskul{\"a}rer Endothelzellen der MyEnd-Zelllinie der Maus auf Scherstressbeanspruchung gesehen werden. Bei diesen Zellen konnte eine Vermehrung des F-Aktin-Gehaltes beobachtet werden, im Gegensatz zu kultivierten Endothelzellen des Truncus pulmonalis des Hausschweins blieb aber eine signifikante Bildung von Stressfasern aus. Diese unterschiedliche Verhalten ist wahrscheinlich der andersartigen Zellmorphologie der MyEnd-Zellen zuzuschreiben. Es konnte in zwei verschiedenen Endothelzellsystemen gezeigt werden, daß Gef{\"a}ßendothelzellen den Kontakt mit verschiedenen endogenen Stimuli bzw. Calciumionophoren mit einer zytosolischen Calciumerh{\"o}hung unterschiedlichen Ausmaßes beantworten. Bei einsetzendem oder sich verst{\"a}rkenden Fl{\"u}ssigkeitsscherstress konnte von uns hingegen keine Calciumantwort beobachtet werden. An der Induktion zytoskelettaler Umbauvorg{\"a}nge scheint Calcium als Botenstoff in den hier untersuchten Zellsystemen also nicht prim{\"a}r beteiligt zu sein}, language = {de} } @phdthesis{Rother2001, author = {Rother, Tobias}, title = {Die Plasmamembran-Kalzium-ATPase im Myokard}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-916}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Die Plasmamembran Kalzium-ATPase (PMCA) ist ein in den meisten eukaryontischen Zellen exprimiertes Enzym. Sie katalysiert den Transport von Kalziumionen aus der Zelle und besitzt gegen{\"u}ber Kalzium eine hohe Affinit{\"a}t jedoch geringe Transportkapazit{\"a}t. Trotz der guten biochemischen Charakterisierung der Pumpe ist ihre Funktion in Zellen wie Kardiomyozyten, die zus{\"a}tzlich {\"u}ber andere Kalzium-Transportsysteme wie den Natrium/Kalzium-Austauscher verf{\"u}gen, weiterhin unklar. Erste Ergebnisse aus dem eigenen Labor an PMCA-{\"u}berexprimierenden L6-Myoblasten zeigten einen Einfluss des Enzyms auf deren Wachstum und Differenzierung. Um diese Erkenntnisse auf den Herzmuskel zu {\"u}bertragen war im Vorfeld ein transgenes Rattenmodel generiert worden, welches die hPMCA4CI unter einem myokardspezifischen Promotor {\"u}berexprimierte. Dieses Modell stand f{\"u}r die vorliegende Arbeit zur weiteren Charakterisierung zur Verf{\"u}gung. Untersucht wurde zun{\"a}chst das Wachstumsverhalten von Prim{\"a}rkulturen neonataler Kardiomyozyten unter Stimulation mit fetalem K{\"a}lberserum, Noradrenalin und dem Platelet Derived Growth Factor BB, jeweils im Vergleich zwischen transgenen und Wildtyp-Kardiomyozyten. Dabei zeigte sich ein beschleunigtes Wachstum der PMCA-{\"u}berexprimierenden Zellen. In einem zweiten Ansatz wurden Untersuchungen angestellt, um die subzellul{\"a}re Lokalisation der PMCA innerhalb der Herzmuskelzelle aufzudecken. Dabei wurden im Speziellen die Caveolae als Ort der m{\"o}glichen Lokalisation untersucht, kleine, ca. 50-100 nm große Einst{\"u}lpungen der Plasmamembran, mit charakteristischer Lipid- und Proteinzusammensetzung, darunter auch viele Rezeptoren und Signaltransduktionsmolek{\"u}le. Insgesamt konnte mit den Methoden der Detergenzextraktion, Doppelimmunfluoreszenz, Pr{\"a}paration Caveolae-reicher Membranen und Immunpr{\"a}zipitation gezeigt werden, dass die PMCA zu einem großen Teil in Caveolae lokalisiert ist. Zus{\"a}tzlich konnte in der Immunpr{\"a}zipitation eine Interaktion der PMCA mit dem Caveolae-assoziierten Zytoskelettprotein Dystrophin dargestellt werden. Zusammenfassend deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die PMCA {\"u}ber eine Steuerung der lokalen Kalziumkonzentration im Bereich der Caveolae modulierend in wachstumsregulierende Signaltransduktionswege von Kardiomyozyten eingreifen kann.}, language = {de} } @phdthesis{Stoelzle2003, author = {St{\"o}lzle, Sonja}, title = {Licht- und Redoxregulation von Calcium-permeablen Kan{\"a}len in Arabidopsis thaliana Mesophyllzellen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-6975}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {1. Mesophyllzellen von Arabidopsis thaliana sind mit Hyperpolarisations-ab-h{\"a}ngigen, Calcium-permeablen Kan{\"a}len ausgestattet. In Ca2+-haltigen L{\"o}sungen folgte die Nullstromspannung der Nernst-Spannung mit 27 mV bei einer zehnfachen Erh{\"o}hung der Ca2+-Konzentration. Die Sequenz an relativen Stromamplituden ergab Ba2+ (131,8 ± 20) > Ca2+ (100) > Mg2+ (84,3 ± 18). Der makroskopische Strom wurde auf der Basis einer 7,2 ± 1 pS-Leitf{\"a}higkeit bei einer Pipettenl{\"o}sung mit 10 mM Ba2+ in der cell-attached Konfiguration gebildet. Die Kan{\"a}le waren sensitiv gegen{\"u}ber Lanthan und Gadolinium, wobei die Stromamplitude bei 100 µM Lanthan um 97,2 ±7 \% und bei 100 µM Gadolinium um 95,2 ± 7 \% reduziert wurde. 2. Blaulicht induzierte den Hyperpolarisations-abh{\"a}ngigen, Calcium-permeablen Kanal in dunkeladaptierten, intakten Mesophyll-Protoplasten. Die Aktivierung war zeitabh{\"a}ngig und der Stromanstiegs erreichte eine S{\"a}ttigung nach 11-16 Minuten. Weiterhin wurde bestimmt, dass eine Kanalaktivit{\"a}t erst bei einer Intensit{\"a}t an Blaulicht > 50 µmol/m2s1 induziert wird. Aufgrund der Tatsache, dass der photosynthetische Elektronentransport-Entkoppler DCMU die Aktivierung nicht verhinderte, konnte eine Beteiligung des Photosyntheseapparates ausgeschlossen werden. Eine Inhibierung der Aktivierung nach Inkubation mit dem Kinase-Inhibitor K252a war ein erster Hinweis f{\"u}r die Beteiligung von Phototropinen als relevante Blaulicht-Rezeptoren, da Phototropine eine Kinase-Funktion besitzen. Diese Hypothese best{\"a}tigte sich nach {\"U}berpr{\"u}fung der Phototropin-knockout-Mutanten phot1-5 und phot1-5 phot2-1. Da die Aktivierung in phot1-5 reduziert war, und in phot1-5 phot2-1 keine Aktivierung der Kan{\"a}le durch Blaulicht mehr m{\"o}glich war, konnte auf eine {\"u}berlappende Funktion beider Photorezeptoren bez{\"u}glich der Aktivierung von Calcium-permeablen Kan{\"a}len geschlossen werden. Dagegen konnte eine Beteiligung weiterer Blaulicht-Rezeptoren, der Cryptochrome, ausgeschlossen werden. 3. Neben Blaulicht aktivierten auch reaktive Sauerstoff-Spezies (ROS) Hyper-polarisation-abh{\"a}ngige, Calcium-permeable Kan{\"a}le. Protoplasten mit intaktem Cytoplasma (cell-attached Konfiguration) zeigten nach Applikation von 5 mM H2O2 eine zeitabh{\"a}ngige Aktivierung der Lanthan-sensitiven Kan{\"a}le. Eine S{\"a}ttigung des Stromanstiegs wurde nach ca. 25 Minuten erreicht. Neben dem Wildtyp (Col-0) wurde die Mutante dnd1 hinsichtlich Calcium-permeabler Kan{\"a}le {\"u}berpr{\"u}ft. Sie besitzt einen nicht-funktionellen putativen cyclisch-Nukleotid-aktivierten Kanal, CNGC2, und zeigt Ph{\"a}notypen bei der Pathogenabwehr. Eine histochemische DAB-F{\"a}rbung ergab, dass dnd1 eine dem Wildtyp vergleichbare ROS-Produktion nach Inokulation mit avirulenten Pseudomonas syringae DC 3000 pv. tomato avrB besitzt. Da eine ROS- bzw. H2O2-Produktion, ein wichtiger initiierender Schritt bei Abwehrmechanismen, in der Mutante nicht beeintr{\"a}chtigt war, wurde {\"u}berpr{\"u}ft, ob ROS-aktivierte, Calcium-permeable Kan{\"a}le in dnd1 beobachtet werden konnten. Nach Applikation von 5 mM H2O2 zu intakten Protoplasten wurde keine dem Wildtyp vergleichbare Aktivierung Calcium-permeabler Kan{\"a}le festgestellt. Daraufhin konnte spekuliert werden, dass CNGC2 im Wildtyp den Calcium-permeablen Kanal repr{\"a}sentiert. Eine Blaulicht-Aktivierung der Calcium-permeablen Kan{\"a}le in der Kanal-Mutante war jedoch m{\"o}glich, was die Frage aufkommen ließ, ob es sich um verschiedene Kan{\"a}le mit denselben elektrophysiologischen Charakteristika handelt, oder ob es sich bei dem H2O2-aktivierten und dem Blaulicht-aktivierten Kanal um denselben Kanal handelt, der durch verschiedene Signalketten angeschaltet wird. Cyclische Nukleotide (cAMP) konnten die Kan{\"a}le in Wildtyp-Protoplasten nicht aktivieren, was dagegen sprach, dass es sich um CNGC2 handelte. Eine Inhibierung der H2O2-aktivierten Str{\"o}me durch den Calmodulin-Inhibitor W7 wies auf eine Beteiligung eines Calmodulin-abh{\"a}ngigen Schritts in der Signalkette hin. Untersuchungen des Calcium-permeablen Kanals in der outside-out Konfiguration mit einer dem Cytoplasma {\"a}hnlichen internen L{\"o}sung ergab, dass eine Kanalaktivit{\"a}t durch eine erh{\"o}hte Calcium-Konzentration (21 µM) bei Vorhandensein von Calmodulin induziert werden konnte. Cyclische Nukleotide aktivierten wie erwartet keine Hyperpolarisation-abh{\"a}ngigen, Calcium-permeablen Kan{\"a}le. Dies deutete darauf hin, dass CNGC2 die Calcium-permeablen Kan{\"a}le {\"u}ber einen Ca2+/Calmodulin-abh{\"a}ngigen Schritt in einer H2O2-induzierten Signalkette regulieren k{\"o}nnte. Lokalisationsstudien mit einem GFP-CNGC2-Fusionskonstrukt (CNGC2::mGFP4 /pPILY) zeigten, dass der Kanal in vivo im Endoplasmatischen Retikulum lokalisiert sein k{\"o}nnte. Dies best{\"a}tigte die Hypothese, dass CNGC2 nicht den Calcium-permeablen Kanal in der Plasmamembran repr{\"a}sentiert und dass der Verlust der Kanalaktivit{\"a}t in dnd1 in einer beeintr{\"a}chtigten Signalkette zu suchen ist.}, subject = {Ackerschmalwand}, language = {de} } @phdthesis{Geis2005, author = {Geis, Steffen}, title = {Die Rolle des Signalmolek{\"u}ls Ca 2+ in der Signaltransduktion der SC-1-induzierten Apoptose}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17032}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit wurde das Thema "Die Rolle des Signalmolek{\"u}ls Ca2+ in der Signaltransduktion der SC-1-induzierten Apoptose" anhand von immunhisto-chemischen, proteinbiochemischen und fluoreszenzmikroskopischen Methoden erarbeitet. Die SC-1-induzierte Apoptose stellt einen neuen intrinsischen, „death domain"-unabh{\"a}ngigen Signalweg in der Vermittlung des programmierten Zelltodes dar, der {\"u}ber die Bindung dieses Antik{\"o}rpers an CD55SC-1 ausgel{\"o}st wird. Dem Signalmolek{\"u}l Ca2+ galt besonderes Interesse bei der Charakterisierung der durch SC-1 ausgel{\"o}sten Signaltransduktion. Nach Aktivierung von CD55SC-1 durch SC-1 steigt das intrazellul{\"a}re Ca2+ um Faktor 2,7 an, stabilisiert sich danach auf dem 1,5fachen Ausgangsniveau. Dies hat keinerlei Einfluss auf die Ausf{\"u}hrung des Apoptoseprogramms, ist aber maßgeblich in das Expressionsverhalten involviert. Der Ca2+ - Einstrom ist somit nicht direkt in die Ausf{\"u}hrung der Apoptose beteiligt, durch die Hochregulation der Expression des Apoptoserezeptors verst{\"a}rkt es jedoch die Wahrscheinlichkeit der Tumorzelle, den programmierten Zelltod zu vollziehen, da durch die verst{\"a}rkte Expression dieses Apoptose-induzierenden Rezeptors auch die Wahrscheinlichkeit steigt, dass mehrere SC-1-Antik{\"o}rper binden k{\"o}nnen. Da die Quervernetzung mehrerer Rezeptoren mittels des SC-1-Antik{\"o}rpers in der Apoptoseinduktion von N{\"o}ten ist, stellt diese durch Ca2+ getriggerte {\"U}berexpression von CD55SC-1 einen essentiellen Bestandteil in der Exekution dieses Selbstmordprogrammes dar. Dieses Ergebnis gibt einen interessanten Einblick in den Signalweg der durch SC-1 induzierten Apoptose. Weiterf{\"u}hrende Experimente sind notwendig, um genauere Erkenntnisse dieser einzigartigen Form einer gewebespezifischen Apoptose zu erlangen.}, language = {de} } @phdthesis{Bangert2005, author = {Bangert, Kerstin}, title = {Herstellung und Charakterisierung von Calciumorthophosphaten f{\"u}r die Anwendung als Knochenersatzwerkstoffe}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18216}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {Eine Materialklasse, welche die Vorteile von freier Formbarkeit und Anpassungsfaehigkeit an Knochendefekte mit der exzellenten Biokompatibilitaet von Calciumphosphatverbindungen vereint, sind Calciumphosphatzemente(CPC). Aufgrund ihrer aehnlichen chemischen Zusammensetzung mit der anorganischen Komponente des Knochens werden Calciumphosphate vielfaeltig als Knochenersatzmaterialien eingesetzt. Sie besitzen eine hohe Osteokonduktivitaet und ermoeglichen so die Knochenbildung an der Oberflaeche des Materials. Trotz der grossen Bandbreite von Verbindungen finden nur zwei Hauptgruppen von Calciumphosphaten als Knochenersatz Verwendung: Hydroxylapatit und beta-Tricalciumphosphat. Ziel der voliegenden Arbeit war die Darstellung und Charakterisierung einer Reihe von Calciumorthophosphaten fuer die Anwendung in Knochenersatzwerkstoffen. Die Untersuchungen beschraenkten sich hierbei auf Calciumhydrogenphosphat(DCPA), Tetracalciumphosphat(TTCP), alpha-Tricalciumphosphat, beta-Tricalciumphosphat, die alleine bzw. in Mischung Bestandteile experimenteller und kommerzieller Knochenersatzwerkstoffe sind. Neben der phasenreinen Darstellung der Verbindungen war der Einfluss von Edukteigenschaften(Groessenverteilung) sowie Sinter- bzw. Mahlparametern auf Korngroesse und Verteilung der resultierenden Produkte Gegenstand der Arbeit.}, language = {de} } @phdthesis{Roesch2006, author = {R{\"o}sch, Philipp A.}, title = {Einfluss von Aminos{\"a}uren und Proteinen auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Calcium-Phosphat-Zementen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18413}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Auswirkungen von Aminos{\"a}uren (AS) und Proteinen auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Calciumphosphat-Zement in Hinblick auf ihre klinische Verwendbarkeit zu untersuchen. Im Rahmen der Arbeit wurden ein zweikomponentiger Zement bestehend aus Tetracalciumphosphat (TTCP) und Calciumhydrogenphosphat (Monetit, DCPA), sowie zwei einkomponentige Zemente aus mechanisch aktiviertem alpha-Tricalciumphosphat (alpha-TCP) bzw. beta-Tricalciumphosphat (beta-TCP) verwendet. Die Zemente wurden mit verschiedenen Aminos{\"a}uren und Proteinen durch Zusatz zur fl{\"u}ssigen Zementphase modifiziert. Untersuchte Qualit{\"a}tsparameter waren die Abbindezeit nach Gillmore, die mechanische Stabilit{\"a}t sowie die Phasenzusammensetzung nach Aush{\"a}rtung und {\"A}nderungen der Oberfl{\"a}chenladung und des pH-Werts der Zementpartikel nach Modifikation. Die Abbindezeit wurde mittels der Gillmor-Nadel-Methode untersucht. Hierbei zeigten sich teilweise deutlich verl{\"a}ngerte Abbindephasen wie z.B mit Arginin (ST = 18 min) auf das Vierfache des Zementnormwertes. Eine Abh{\"a}ngigkeit der Abbindezeit von der Konzentration konnte nur f{\"u}r TTCP-DCPA-Zement mit Proteinen nachgewiesen werden. Untersuchungen der Partikelladung der Zementbestandteile {\"u}ber das Zeta-Potential ergaben f{\"u}r Arginin in Verbindung mit allen Zementen die h{\"o}chsten Potentiale von bis zu -35,1 ± 1,1 mV, was {\"u}ber die verst{\"a}rkten Abstoßungskr{\"a}fte der CPC-Partikel die Verl{\"a}ngerung der Abbindezeiten erkl{\"a}rt. Die Bestimmung der pH-Werte der suspendierten Zementpartikel in Aminos{\"a}urel{\"o}sungen ergab f{\"u}r alle Proben basischere pH-Werte als die jeweiligen isoelektrischen Punkte der Aminos{\"a}uren. Dies bedingt, dass alle Verbindungen in deprotonierter Form vorliegen. Die Ermittlung der Druck- und Zugfestigkeit der Zemente erfolgte im standardisierten Verfahren nach Verdichtung der Zementpaste. Die Druckfestigkeit (CS) der unmodifizierten Zemente lag bei 64,1 ± 3,0 MPa (alpha-TCP), 51,8 ± 4,1 MPa (beta-TCP) und 83 ± 10 MPa (TTCP-DCPA). Es zeigte sich, dass Albumin und Fibrinogen zu einer Verringerung der Zementstabilit{\"a}t f{\"u}hren. Die Zugabe von Aminos{\"a}uren zu alpha-und beta-TCP Zementen erbrachte gleichbleibende bzw. verringerte Festigkeiten. Bei TTCP-DCPA-Zement verursachte die Modifikation mit einigen Aminos{\"a}uren h{\"o}here Festigkeiten bis 133,4 ± 4,2 MPa (CS) durch 20\% Glycin Zusatz, erkl{\"a}rbar durch eine h{\"o}here Dichte und damit geringere Porosit{\"a}t der Zementmatrix. Rasterlektronenmikroskopische Untersuchungen der TTCP-DCPA-Zementtextur zeigten zus{\"a}tzlich eine Ver{\"a}nderung des mikrostrukuturellen Aufbaus der Zementmatrix. Durch infrarotspektrometrische Untersuchung der abgebundenen Zemente konnte gezeigte werden, dass alle Aminos{\"a}uren als chemisch nicht gebundene Additive in der Zementmatrix vorliegen und sich mit Wasser auswaschen lassen. Eine Umsetzung der Zementreaktanden zu nanokristallinem Hydroxylapatit konnte durch die r{\"o}ntgendiffraktometrische Untersuchung f{\"u}r alle Formulierungen gezeigt werden. Die Verbesserungen der Zementeigenschaften einiger Proben sind im Bezug auf den klinischen Einsatz interessant, da sich so die Indikationsbreite der verst{\"a}rkten CPC erweitern ließe, beispielsweise auf gering kraft-belastete Defekte im Bereich der oberen Extremit{\"a}ten oder der Halswirbels{\"a}ule. Weiterf{\"u}hrende Untersuchungen m{\"u}ssten sich vor allem mit dem Mechanismus der beobachteten Zementverst{\"a}rkung besch{\"a}ftigen. Hierf{\"u}r m{\"u}ssten oberfl{\"a}chensensitive Verfahren zur Charakterisierung der Wechselwirkung von Zementpartikel und Aminos{\"a}ure, beispielsweise Festk{\"o}rper -NMR, zum Einsatz kommen.}, language = {de} } @phdthesis{Kirsch2006, author = {Kirsch, Isabel Christina}, title = {Untersuchungen {\"u}ber die Effekte von Testosteron bei Reperfusion nach myokardialer Isch{\"a}mie auf die linksventrikul{\"a}re Funktion bei der Ratte}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21218}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {In dieser Arbeit untersuchten wir den Einfluss von Testosteron auf den myokardialen Isch{\"a}mie- Reperfusions-Schaden und den entsprechenden intrazellul{\"a}ren Calciumstoffwechsel ([Ca2+]i ). Non-orchiektomierte geschlechtsreife m{\"a}nnliche Wistar-Ratten wurden zuf{\"a}llig Gruppen mit verschiedener hormoneller Behandlung zugewiesen; einer Placebo-Gruppe, einer Gruppe mit Testosteronundecanoat-Behandlung und einer Gruppe mit 5-\&\#61537; Dihydrotestosteron-Behandlung. Zus{\"a}tzlich wurden in weiteren Serien orchiektomierte Ratten mit Placebo behandelt. Zwei Wochen nach der jeweiligen hormonellen Behandlung wurden die Herzen entnommen und in eine Langendorff-Apparatur platziert. Die isolierten, mit Puffer perfundierten Herzen wurden 30 Minuten lang einer no-flow-Isch{\"a}mie-Phase und anschließend einer 30min{\"u}tigen Reperfusionsphase ausgesetzt. Die Wiederherstellung der myokardialen Funktion wurde gemessen durch Untersuchungen des pr{\"a}- und postisch{\"a}mischen linksventrikul{\"a}ren (LV) systolischen bzw. diastolischen Drucks, des koronaren Perfusiondrucks und der Ver{\"a}nderungen der [Ca2+]i (mittels Aequorin-Lumineszenz-Methode). Calciumregulierende Proteine wurden mittels Westernblotting analysiert. Der Quotient aus linksventrikul{\"a}rem Gewicht zum K{\"o}rpergewicht (LVG/KG) stieg unter Testosteronbehandlung im Vergleich zu den orchiektomierten Ratten an. Die Wiederherstellung der kontraktilen Funktion war verbessert bei den mit Testosteron behandelten Tieren: Am Ende der Reperfusion war bei den testosteron-behandelten Ratten der linksventrikul{\"a}re systolische Druck h{\"o}her und der enddiastolische Druck niedriger. Die endisch{\"a}mische [Ca2+]i und die intrazellul{\"a}re Calcium{\"u}berladung erwiesen sich ebenfalls nach Reperfusion als signifikant niedriger bei den testosteronbehandelten Tieren im Vergleich zu den orchiektomierten Ratten. Jedoch blieben die Niveaus der calciumregulierenden Proteine unber{\"u}hrt. Zusammenfassend kann man nun sagen, dass die Gabe von Testosteron zur Erhaltung der akuten mechanischen myokardialen Funktion nach globaler Isch{\"a}mie f{\"u}hrt. Dieser beg{\"u}nstigende Effekt war mit einer Verminderung der reperfusionsinduzierten intrazellul{\"a}ren Calcium{\"u}berladung assoziiert.}, language = {de} } @phdthesis{Schimmang2006, author = {Schimmang, Kai-Uwe Felix}, title = {Bestimmung des Zetapotentials von Calcium-Phosphat-Partikeln in w{\"a}ssriger und organischer Phase}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20406}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {Ziel dieser Arbeit war die Bestimmung des Zetapotentials von Calciumphosphaten, um Aussagen {\"u}ber die elektrostatische Stabilisierung der Partikel in fl{\"u}ssiger Phase und damit verbundener Prozesse, wie Agglomeration, Adsorption oder die rheologischen Eigenschaften von Pulversuspensionen machen zu k{\"o}nnen. F{\"u}r den Herstellungs- und Verarbeitungsprozess feink{\"o}rniger Calciumphosphat-Zementmischungen spielt das Zetapotential eine entscheidende Rolle. Die Mahlung der Edukte, beispielsweise DCPA, muss zur Erreichung hoher Endfeinheiten in fl{\"u}ssiger Phase erfolgen. Verwendung finden hierbei verschiedene Suspensionsmedien, wie Methanol, Ethanol oder Isopropanol. Suspensionsmedien, die zu einem hohen Zetapotential der Partikeloberfl{\"a}che f{\"u}hren (Wasser, Alkohol/H3PO4), minimieren die Agglomeration der Partikel und f{\"u}hren zur gew{\"u}nschten Spaltung von Partikeln und nicht von Agglomeraten. So kann DCPA in Wasser (Zetapotential -18.4mV) bis zu einer mittleren Korngr{\"o}ße von 0.6µm nach 24h aufgemahlen werden, w{\"a}hrend Isopropanol (Zetapotential -2.8mV) nur eine Endfeinheit von ca. 2µm der mittleren Korngr{\"o}ße ergibt. Das Zetapotential spielt auch bei der anschließenden Verarbeitung der Zementpasten im Hinblick auf die rheologischen Eigenschaften eine große Rolle. Durch Modifikation der Zementpaste mit mehrwertigen Anionen, etwa Alkaliphosphaten, k{\"o}nnen hohe Potentiale der Partikeloberfl{\"a}che im Bereich von -30mV bis -45mV eingestellt werden. Die Partikelaufladung f{\"u}hrt zu einer verbesserten Dispergierung feiner Partikel und zu einer Viskosit{\"a}tsabnahme der Zementpaste analog zur Wirkung von Alkalicitraten. Auch die Modifikation der Zemente mit Antibiotika f{\"u}hrt teilweise zu starken {\"A}nderungen des Zetapotentials. Bei Verwendung von Gentamicinsulfat ist sie sogar mit einer Ladungsumkehr der Partikeloberfl{\"a}che verbunden. In nachfolgenden Untersuchungen konnte dieses Verhalten mit {\"A}nderungen der Abbindeeigenschaften der Zemente in Zusammenhang gebracht werden. Die Bestimmung des Zetapotentials stellt somit einen n{\"u}tzlichen Parameter zur Absch{\"a}tzung der Verarbeitungseigenschaften von Calciumphosphat-Pulversuspensionen dar. Durch Modifikation der fl{\"u}ssigen Phase mit Additiven kann Einfluss auf das Zetapotential genommen und so die rheologischen Eigenschaften der Suspension eingestellt werden, etwa um injizierbare Calciumphosphat-Zemente f{\"u}r eine minimal-invasive Applikation der Zementpaste herstellen zu k{\"o}nnen.}, language = {de} } @phdthesis{Staebler2008, author = {Staebler, Julia}, title = {Vergleichende experimentelle und klinische Untersuchungen {\"u}ber den Einfluss einer calciumhaltigen Salzhydratschmelze in Fruchtgummis auf die Remineralisation von por{\"o}sem, k{\"u}nstlichem Zahnschmelz}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-34595}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {In der vorliegenden Studie wurde die Remineralisationswirkung von Fruchtgummi­produkten, die mit einer neuartigen calciumhaltigen Salzhydratschmelze angereichert waren, vergleichend in-vitro und in-situ getestet. Als Vergleich diente ein handels{\"u}bliches Fruchtgummiprodukt ohne Zusatz der zu testenden Salzhydratschmelze. Die remineralisierende Wirkung der calciumreichen Salzhydratschmelze beruhte auf dem Prinzip der forcierten dynamischen Remineralisation. Um die Mineralisationseffekte messbar zu machen, wurden k{\"u}nstliche, standardisiert hergestellte Schmelzpl{\"a}ttchen den unterschiedlichen Fruchtgummiprodukten ausgesetzt und die Mineralisationseffekte in regelm{\"a}ßigen Abst{\"a}nden gravimetrisch und radiographisch gemessen, sowie abschließend einer H{\"a}rtemessung unterzogen. Dabei ergaben sich zusammengefasst folgende Resultate, die die Quantit{\"a}t an eingebautem Mineral betreffen: 1.Der Effekt aller salzhydratschmelzehaltigen Fruchtgummis ist signifikant gr{\"o}ßer als der der Plazebopr{\"a}parate 2.Die schmelzehaltigen Fruchtgummis bewirken einen signifikant gr{\"o}ßeren Mineraleinbau als herk{\"o}mmliche Fluoridpr{\"a}parate in Zahnpasten, wie aus fr{\"u}heren gleichgearteten Untersuchungen abgeleitet werden kann. Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse kann davon ausgegangen werden, dass trotz des Verzehrs zuckerhaltiger Fruchtgummiprodukte das Gleichgewicht zwischen Demineralisation und Remineralisation an der Zahnoberfl{\"a}che nicht nur stati{\"o}n{\"a}r gehalten wird, sondern sogar zugunsten der Remineralisation verschoben wird, sofern die Fruchtgummiprodukte mit einer calciumhaltigen Salzhydratschmelze angereichert sind.}, subject = {forcierte dynamische Remineralisation}, language = {de} } @phdthesis{Meyer2008, author = {Meyer, Klaus}, title = {Erh{\"o}hte Anf{\"a}lligkeit von Creatinkinase-defizienten Mausherzen gegen{\"u}ber Isch{\"a}mie und Reperfusionschaden bei ver{\"a}nderter Calcium-Hom{\"o}ostase}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35015}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {Durch die Konzeption des Versuchsaufbaus und der Wahl der Komponenten konnte die aktuelle Arbeit an intakten isolierten M{\"a}useherzen zeigen, dass unter weitgehend physiologischen in-vitro-Bedingungen die M{\"o}glichkeit besteht, mit Hilfe des Biolumineszenzproteins Aequorin Messungen der intrazytoplasmatischen Ca2+- Konzentration w{\"a}hrend eines einzelnen Herzschlages mit einer Frequenz von 420 Schl{\"a}gen pro Minute zu gewinnen und diese gleichzeitig in die linksventrikul{\"a}re Funktion integrieren zu k{\"o}nnen. Das wesentliche Ergebnis dieser Arbeit ist dabei, dass w{\"a}hrend moderater Arbeitsbelastung der Verlust eines effizienten CK-Systems transgener CK-defizienter- Herzen (CKM/Mito-/) hinsichtlich des intramyokardialem Calciumstoffwechsels und der linksventrikul{\"a}ren Funktion durch Adaptionsmechanismen offensichtlich gut kompensiert wird. Allerdings wird in Situationen des Ungleichgewichtes zwischen Energieversorgung und Energieverbrauch, ausgel{\"o}st durch Isch{\"a}mie und anschließende Reperfusion, eine signifikante Verschlechterung der linksventrikul{\"a}ren Funktion und gleichzeitig der Ca2+-Hom{\"o}ostase sichtbar, was einen weiteren Beweis f{\"u}r die enge Beziehung zwischen myokardialer Energetik und des Ca2+-Haushaltes insbesondere in CK-defizienten Herzen unter metabolischem Stress darstellt. Schließlich zeigt die simultane Aufzeichnung des Ca2+-Signals und die Druckentwicklung des linken Ventrikels, dass es schon vor der Entwicklung der isch{\"a}mischen Kontraktur zur intrazytoplasmatischen Ver{\"a}nderung der Ca2+-Hom{\"o}ostase kommt, die durch eine unzureichende Bereitstellung durch ATP ausgel{\"o}st wird und maßgeblich durch das Fehlen eines effizienten Energietransportsystem in Form der Kreatinkinase bedingt sein k{\"o}nnte.}, subject = {Kreatin Kinase}, language = {de} } @phdthesis{vonHayn2010, author = {von Hayn, Kathrin}, title = {Untersuchungen zur Ca2+-abh{\"a}ngigen Regulation von cAMP in intakten vaskul{\"a}ren Myocyten}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-47709}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Die Regulation des Tonus glatter Muskelzellen wird entscheidend von den beiden antagonistisch wirkenden second messengern cAMP und Ca2+ beeinflusst. Ein Ziel dieser Arbeit war herauszufinden, ob diese beiden Botenstoffe auch direkten Einfluss aufeinander haben k{\"o}nnen und welche Enzyme in diesem Fall an den Prozessen beteiligt sind. cAMP-Signale in intakten Zellen konnten wir in Echtzeit mit Hilfe des FRET-basierten cAMP-Sensors Epac1-camps beobachten; Ca2+-Signale durch Markieren der Zellen mit Fura-2. Anstiege der intrazellul{\"a}ren Ca2+-Konzentration in VSMCs wurden durch Aktivierung von endogen exprimierten, Gq-gekoppelten P2Y6-Rezeptoren mit Uridindiphosphat (UDP) ausgel{\"o}st. Durch eine zus{\"a}tzliche in-vitro Kalibrierung des Epac1-camps konnten dar{\"u}ber hinaus absolute cAMP-Konzentrationen in einzelnen lebenden Zellen berechnet werden. W{\"a}hrend ein Anstieg der Ca2+-Konzentration auf nicht vorstimulierte VSMCs keinen signifikante Einfluss auf die intrazellul{\"a}ren cAMP-Konzentrationen hatte, bewirkte die Aktivierung der purinergen Rezeptoren einen deutlichen R{\"u}ckgang der intrazellul{\"a}ren cAMP-Konzentration in mit Isoproterenol vorstimulierten VSMCs. Dieser Effekt konnte sowohl durch die Komplexierung von Ca2+ mit BAPTA-AM als auch durch die {\"U}berexpression der Ca2+-insensitiven AC4 antagonisiert werden. Adenylatcyclase-Aktivit{\"a}ts-Assays in VSMC-Membranen zeigten ebenfalls einen R{\"u}ckgang der Cyclaseaktivit{\"a}t nach Zugabe von 2 und 5 \&\#956;M freiem Ca2+. Die Hemmung der einzigen Ca2+-regulierbaren PDE1 mit dem selektiven PDE1-Inhibitor 8-Methoxymethyl-IBMX (8-MM-IBMX) hatte im Gegensatz dazu keinen Einfluss auf die durch UDP verursachte {\"A}nderung der cAMP-Konzentration in vorstimulierten VSMCs. Schließlich bewirkte die Herunterregulation der Ca2+-inhibierbaren AC5 und 6 mit siRNA einen signifikante Hemmung des durch UDP verursachten Effekts. Fasst man alle diese Ergebnisse zusammen, so l{\"a}sst sich folgende Schlussfolgerung ziehen: Der durch purinerge Stimulation verursachte R{\"u}ckgang der cAMP-Konzentration in mit Isoproterenol vorstimulierten VSMCs wird durch eine Hemmung der Ca2+-hemmbaren AC5 und 6 vermittelt. Dadurch sind zwei f{\"u}r die Regulation des Tonus wichtige Signalwege in VSMCs miteinander verbunden, die sich somit gegenseitig entscheidend beeinflussen k{\"o}nnen. Ein weiterer Bestandteil dieser Arbeit war die Entwicklung eines transgenen Mausmodells, das glattmuskelspezifisch den cAMP-Sensor Epac1-camps exprimiert. Mit Hilfe eines solchen Tiermodells k{\"o}nnten in Zukunft cAMP-{\"A}nderungen in intakten Geweben und vielleicht sogar in lebenden Tieren beobachtet werden. Durch Anwendung des Cre-loxP-Rekombinationssystems gelang es eine glatt¬muskelspezifische, f{\"u}r den Epac1-camps transgene Mauslinie zu generieren. Mit isolierten VSMCs dieser Tiere konnten bereits erste FRET-Messungen durchgef{\"u}hrt und agonistinduzierte cAMP-{\"A}nderungen beobachtet werden.}, subject = {Glatte Muskulatur}, language = {de} } @phdthesis{Emmert2010, author = {Emmert, Wulf-Kristian}, title = {Rachitis-{\"a}hnliche Symptome bei nigerianischen Kindern aus der Ethnie der Gbagyi in der s{\"u}dwestlichen Region Kadunas: Identifizierung des biochemischen Defekts, Sammeln von epidemiologischen Daten und Beschreibung des klinischen Bildes}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48354}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Zielsetzung: In einer Population im Westen der nigerianischen Stadt Kaduna wurden seit 20-30 Jahren vermehrt Kinder mit einer deformierenden Knochenerkrankung registriert. Ziel der Studie war, eine Diagnose zu stellen und Risikofaktoren f{\"u}r die Erkrankung zu identifizieren. Studiendesign: 26 Familien aus 20 D{\"o}rfern wurden in die Studie einbezogen. In einer nicht-randomisierten Fall-Kontroll-Studie wurden 53 erkrankte Kinder mit 48 gesunden sowie 16 fraglich erkrankten Geschwistern anhand ihrer Ergebnisse aus Anamnese, klinischer Untersuchung und Laborchemie miteinander verglichen. Ebenfalls wurden Daten von 24 V{\"a}tern und 36 M{\"u}ttern ausgewertet. Weitere Untersuchungen umfassten Ern{\"a}hrung, Anthropometrie, Umweltfaktoren und Genetik der teilnehmenden Familien. Ergebnisse: Die betroffenen Kinder wiesen deutliche Rachitissymptome auf, bei allen lag eine Kalzium-defiziente Rachitis vor. Zwischen den Laborergebnissen von Fall- und Kontrollgruppe bestanden signifikante Unterschiede, nicht jedoch zwischen der Gruppe der fraglichen F{\"a}lle und der Kontrollgruppe. In der Fallgruppe waren die Serumspiegel von Kalzium und 25-Vit. D signifikant niedriger, die Serumspiegel von 1,25-Vit. D, ALP und PTH signifikant h{\"o}her als in der Kontrollgruppe. Bei den Eltern zeigten die M{\"u}tter insbesondere in der Stillzeit signifikant niedrigere Kalzium- und signifikant h{\"o}here 1,25- Vit. D- und PTH-Serumspiegel als die V{\"a}ter. Als Ursache f{\"u}r den Kalziummangel der Studienteilnehmer konnte eine kalziumarme und phytatreiche Di{\"a}t der Familien identifiziert werden. Hinweise auf einen gesunkenen Lebensstandard und eine Abnahme der Bodenqualit{\"a}t erkl{\"a}ren die in den letzten Jahrzehnten stark gestiegene Pr{\"a}valenz der Erkrankung. Bei weitgehend gleichen Ern{\"a}hrungs- und Umweltfaktoren innerhalb einer Familie konnten keine individuellen Faktoren identifiziert werden, die bei einzelnen Familienmitgliedern zum Ausbruch der Erkrankung f{\"u}hrten. Trotz einzelner Hinweise auf eine m{\"o}gliche genetische Pr{\"a}disposition war kein einheitliches Vererbungsmuster in den Stammb{\"a}umen der Familien erkennbar. Schlussfolgerung: Neben dem Hauptfaktor einer kalziumarmen Ern{\"a}hrung m{\"u}ssen weitere Faktoren f{\"u}r eine Kalzium-defiziente Rachitis vorliegen. Mehrere Hinweise deuten auf eine multifaktorielle Genese der Erkrankung hin. Die noch offenstehenden Fragen sollten durch weitere Studien gekl{\"a}rt werden, um die richtigen Maßnahmen f{\"u}r Pr{\"a}vention und Therapie zu treffen.}, subject = {Rachitis}, language = {de} } @article{BrandenburgKramannKoosetal.2013, author = {Brandenburg, Vincent M. and Kramann, Rafael and Koos, Ralf and Krueger, Thilo and Schurgers, Leon and M{\"u}hlenbruch, Georg and H{\"u}bner, Sinah and Gladziwa, Ulrich and Drechler, Christiane and Ketteler, Markus}, title = {Relationship between sclerostin and cardiovascular calcification in hemodialysis patients: a cross-sectional study}, series = {BMC Nephrology}, volume = {14}, journal = {BMC Nephrology}, number = {219}, issn = {1471-2369}, doi = {10.1186/1471-2369-14-219}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-122070}, year = {2013}, abstract = {Background: Sclerostin is a Wnt pathway antagonist regulating osteoblast activity and bone turnover. Here, we assessed the potential association of sclerostin with the development of coronary artery (CAC) and aortic valve calcifications (AVC) in haemodialysis (HD) patients. Methods: We conducted a cross-sectional multi-slice computed tomography (MS-CT) scanning study in 67 chronic HD patients (59.4 +/- 14.8 yrs) for measurement of CAC and AVC. We tested established biomarkers as well as serum sclerostin (ELISA) regarding their association to the presence of calcification. Fifty-four adults without relevant renal disease served as controls for serum sclerostin levels. Additionally, sclerostin expression in explanted aortic valves from 15 dialysis patients was analysed ex vivo by immunohistochemistry and mRNA quantification (Qt-RT-PCR). Results: CAC (Agatston score > 100) and any AVC were present in 65\% and in 40\% of the MS-CT patient group, respectively. Serum sclerostin levels (1.53 +/- 0.81 vs 0.76 +/- 0.31 ng/mL, p < 0.001) were significantly elevated in HD compared to controls and more so in HD patients with AVC versus those without AVC (1.78 +/- 0.84 vs 1.35 +/- 0.73 ng/mL, p = 0.02). Multivariable regression analysis for AVC revealed significant associations with higher serum sclerostin. Ex vivo analysis of uraemic calcified aortic valves (n = 10) revealed a strong sclerostin expression very close to calcified regions (no sclerostin staining in non-calcified valves). Correspondingly, we observed a highly significant upregulation of sclerostin mRNA in calcified valves compared to non-calcified control valves. Conclusion: We found a strong association of sclerostin with calcifying aortic heart valve disease in haemodialysis patients. Sclerostin is locally produced in aortic valve tissue adjacent to areas of calcification.}, language = {en} } @phdthesis{Voegtle2014, author = {V{\"o}gtle, Timo}, title = {Studies on receptor signaling and regulation in platelets and T cells from genetically modified mice}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-97114}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2014}, abstract = {Receptors with tyrosine-based signaling motifs control essential functions of hematopoietic cells, including lymphocytes and platelets. Downstream of the platelet receptor glycoprotein (GP) VI and the T cell receptor (TCR) the immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM) initiates a signaling cascade that involves kinases, adapter and effector proteins and finally leads to cellular activation. This thesis summarizes the results of three studies investigating different aspects of receptor signaling and regulation in platelets and T cells. In the first part, the impact of constitutive Ca2+ influx on TCR signaling and T cell physiology was investigated using a transgenic mouse line with a mutation in the Ca2+ sensor stromal interaction molecule 1 (STIM1). The elevated cytoplasmic Ca2+ level resulted in an altered phosphorylation pattern of the key enzyme phospholipase (PL) Cγ1 in response to TCR stimulation, but without affecting its enzymatic activity. Withdrawal of extracellular Ca2+ or inhibition of the phosphatase calcineurin restored the normal phosphorylation pattern. In addition, there was a decrease in the release of Th2-type cytokines interleukin 4, 5 and 13 upon stimulation in vitro. The second part of the thesis deals with the role of the adapter protein growth factor receptor-bound protein 2 (Grb2) in platelets using a megakaryocyte/platelet-specific knockout mouse line. Loss of Grb2 severely impaired signaling of GPVI and C-type lectin-like receptor 2 (CLEC-2), a related hemITAM receptor. This was attributed to defective stabilization of the linker for activation of T cells (LAT) signalosome and resulted in reduced adhesion, aggregation, Ca2+ mobilization and procoagulant activity downstream of (hem)ITAM-coupled receptors in vitro. In contrast, the signaling pathways of G protein-coupled receptors (GPCRs) and the integrin αIIbβ3, which do not utilize the LAT signalosome, were unaffected. In vivo, the defective (hem)ITAM signaling caused prolonged bleeding times, however, thrombus formation was only affected under conditions where GPCR signaling was impaired (upon acetylsalicylic acid treatment). These results establish Grb2 as an important adapter protein in the propagation of GPVI- and CLEC-2-induced signals. Finally, the proteolytic regulation of the immunoreceptor tyrosine-based switch motif (ITSM)-bearing receptor CD84 in platelets was investigated. This study demonstrated that in mice CD84 is cleaved by two distinct and independent proteolytic mechanisms upon platelet activation: shedding of the extracellular part, which is exclusively mediated by a disintegrin and metalloproteinase (ADAM) 10 and cleavage of the intracellular C-terminus by the protease calpain. Finally, the analysis of soluble CD84 levels in the plasma of transgenic mice revealed that shedding of CD84 by ADAM10 occurs constitutively in vivo.}, subject = {Thrombozyt}, language = {en} } @article{SchampelKuerten2017, author = {Schampel, Andrea and Kuerten, Stefanie}, title = {Danger: high voltage - the role of voltage-gated calcium channels in central nervous system pathology}, series = {Cells}, volume = {6}, journal = {Cells}, number = {4}, doi = {10.3390/cells6040043}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-172653}, year = {2017}, abstract = {Voltage-gated calcium channels (VGCCs) are widely distributed within the central nervous system (CNS) and presumed to play an important role in the pathophysiology of a broad spectrum of CNS disorders including Alzheimer's and Parkinson's disease as well as multiple sclerosis. Several calcium channel blockers have been in clinical practice for many years so that their toxicity and side effects are well studied. However, these drugs are primarily used for the treatment of cardiovascular diseases and most if not all effects on brain functions are secondary to peripheral effects on blood pressure and circulation. While the use of calcium channel antagonists for the treatment of CNS diseases therefore still heavily depends on the development of novel strategies to specifically target different channels and channel subunits, this review is meant to provide an impulse to further emphasize the importance of future research towards this goal.}, language = {en} } @article{SaintFleurLominyMausVaethetal.2018, author = {Saint Fleur-Lominy, Shella and Maus, Mate and Vaeth, Martin and Lange, Ingo and Zee, Isabelle and Suh, David and Liu, Cynthia and Wu, Xiaojun and Tikhonova, Anastasia and Aifantis, Iannis and Feske, Stefan}, title = {STIM1 and STIM2 Mediate Cancer-Induced Inflammation in T Cell Acute Lymphoblastic Leukemia}, series = {Cell Reports}, volume = {24}, journal = {Cell Reports}, number = {11}, doi = {10.1016/j.celrep.2018.08.030}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-227259}, pages = {3045-3060}, year = {2018}, abstract = {T cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) is commonly associated with activating mutations in the NOTCH1 pathway. Recent reports have shown a link between NOTCH1 signaling and intracellular Ca2+ homeostasis in T-ALL. Here, we investigate the role of store-operated Ca2+ entry (SOCE) mediated by the Ca2+ channel ORAI1 and its activators STIM1 and STIM2 in T-ALL. Deletion of STIM1 and STIM2 in leukemic cells abolishes SOCE and significantly prolongs the survival of mice in a NOTCH1-dependent model of T-ALL. The survival advantage is unrelated to the leukemic cell burden but is associated with the SOCE-dependent ability of malignant T lymphoblasts to cause inflammation in leukemia-infiltrated organs. Mice with STIM1/STIM2-deficient T-ALL show a markedly reduced necroinflammatory response in leukemia-infiltrated organs and downregulation of signaling pathways previously linked to cancer-induced inflammation. Our study shows that leukemic T lymphoblasts cause inflammation of leukemia-infiltrated organs that is dependent on SOCE.}, language = {en} } @article{BeckYuStrzelczykPaulsetal.2018, author = {Beck, Sebastian and Yu-Strzelczyk, Jing and Pauls, Dennis and Constantin, Oana M. and Gee, Christine E. and Ehmann, Nadine and Kittel, Robert J. and Nagel, Georg and Gao, Shiqiang}, title = {Synthetic light-activated ion channels for optogenetic activation and inhibition}, series = {Frontiers in Neuroscience}, volume = {12}, journal = {Frontiers in Neuroscience}, number = {643}, doi = {10.3389/fnins.2018.00643}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-177520}, year = {2018}, abstract = {Optogenetic manipulation of cells or living organisms became widely used in neuroscience following the introduction of the light-gated ion channel channelrhodopsin-2 (ChR2). ChR2 is a non-selective cation channel, ideally suited to depolarize and evoke action potentials in neurons. However, its calcium (Ca2\(^{2+}\)) permeability and single channel conductance are low and for some applications longer-lasting increases in intracellular Ca\(^{2+}\) might be desirable. Moreover, there is need for an efficient light-gated potassium (K\(^{+}\)) channel that can rapidly inhibit spiking in targeted neurons. Considering the importance of Ca\(^{2+}\) and K\(^{+}\) in cell physiology, light-activated Ca\(^{2+}\)-permeant and K\(^{+}\)-specific channels would be welcome additions to the optogenetic toolbox. Here we describe the engineering of novel light-gated Ca\(^{2+}\)-permeant and K\(^{+}\)-specific channels by fusing a bacterial photoactivated adenylyl cyclase to cyclic nucleotide-gated channels with high permeability for Ca\(^{2+}\) or for K\(^{+}\), respectively. Optimized fusion constructs showed strong light-gated conductance in Xenopus laevis oocytes and in rat hippocampal neurons. These constructs could also be used to control the motility of Drosophila melanogaster larvae, when expressed in motoneurons. Illumination led to body contraction when motoneurons expressed the light-sensitive Ca\(^{2+}\)-permeant channel, and to body extension when expressing the light-sensitive K\(^{+}\) channel, both effectively and reversibly paralyzing the larvae. Further optimization of these constructs will be required for application in adult flies since both constructs led to eclosion failure when expressed in motoneurons.}, language = {en} } @article{DuanNagelGao2019, author = {Duan, Xiaodong and Nagel, Georg and Gao, Shiqiang}, title = {Mutated channelrhodopsins with increased sodium and calcium permeability}, series = {Applied Sciences}, volume = {9}, journal = {Applied Sciences}, number = {4}, issn = {2076-3417}, doi = {10.3390/app9040664}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-197435}, pages = {664}, year = {2019}, abstract = {(1) Background: After the discovery and application of Chlamydomonas reinhardtii channelrhodopsins, the optogenetic toolbox has been greatly expanded with engineered and newly discovered natural channelrhodopsins. However, channelrhodopsins of higher Ca\(^{2+}\) conductance or more specific ion permeability are in demand. (2) Methods: In this study, we mutated the conserved aspartate of the transmembrane helix 4 (TM4) within Chronos and PsChR and compared them with published ChR2 aspartate mutants. (3) Results: We found that the ChR2 D156H mutant (XXM) showed enhanced Na\(^+\) and Ca\(^{2+}\) conductance, which was not noticed before, while the D156C mutation (XXL) influenced the Na\(^+\) and Ca\(^{2+}\) conductance only slightly. The aspartate to histidine and cysteine mutations of Chronos and PsChR also influenced their photocurrent, ion permeability, kinetics, and light sensitivity. Most interestingly, PsChR D139H showed a much-improved photocurrent, compared to wild type, and even higher Na+ selectivity to H\(^+\) than XXM. PsChR D139H also showed a strongly enhanced Ca\(^{2+}\) conductance, more than two-fold that of the CatCh. (4) Conclusions: We found that mutating the aspartate of the TM4 influences the ion selectivity of channelrhodopsins. With the large photocurrent and enhanced Na\(^+\) selectivity and Ca\(^{2+}\) conductance, XXM and PsChR D139H are promising powerful optogenetic tools, especially for Ca\(^{2+}\) manipulation.}, language = {en} } @article{LiPradaDaminelietal.2021, author = {Li, Kunkun and Prada, Juan and Damineli, Daniel S. C. and Liese, Anja and Romeis, Tina and Dandekar, Thomas and Feij{\´o}, Jos{\´e} A. and Hedrich, Rainer and Konrad, Kai Robert}, title = {An optimized genetically encoded dual reporter for simultaneous ratio imaging of Ca\(^{2+}\) and H\(^{+}\) reveals new insights into ion signaling in plants}, series = {New Phytologist}, volume = {230}, journal = {New Phytologist}, number = {6}, doi = {10.1111/nph.17202}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-239847}, pages = {2292 -- 2310}, year = {2021}, abstract = {Whereas the role of calcium ions (Ca\(^{2+}\)) in plant signaling is well studied, the physiological significance of pH-changes remains largely undefined. Here we developed CapHensor, an optimized dual-reporter for simultaneous Ca\(^{2+}\) and pH ratio-imaging and studied signaling events in pollen tubes (PTs), guard cells (GCs), and mesophyll cells (MCs). Monitoring spatio-temporal relationships between membrane voltage, Ca\(^{2+}\)- and pH-dynamics revealed interconnections previously not described. In tobacco PTs, we demonstrated Ca\(^{2+}\)-dynamics lag behind pH-dynamics during oscillatory growth, and pH correlates more with growth than Ca\(^{2+}\). In GCs, we demonstrated abscisic acid (ABA) to initiate stomatal closure via rapid cytosolic alkalization followed by Ca2+ elevation. Preventing the alkalization blocked GC ABA-responses and even opened stomata in the presence of ABA, disclosing an important pH-dependent GC signaling node. In MCs, a flg22-induced membrane depolarization preceded Ca2+-increases and cytosolic acidification by c. 2 min, suggesting a Ca\(^{2+}\)/pH-independent early pathogen signaling step. Imaging Ca2+ and pH resolved similar cytosol and nuclear signals and demonstrated flg22, but not ABA and hydrogen peroxide to initiate rapid membrane voltage-, Ca\(^{2+}\)- and pH-responses. We propose close interrelation in Ca\(^{2+}\)- and pH-signaling that is cell type- and stimulus-specific and the pH having crucial roles in regulating PT growth and stomata movement.}, language = {en} }