@phdthesis{Schilling2007,
  author    = {Schilling, Tatjana},
  title     = {Transdifferentiation of Human Mesenchymal Stem Cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-24299},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {With ageing, the loss of bone mass correlates with the expansion of adipose tissue in human bone marrow thus facilitating bone-related diseases like osteopenia and osteoporosis. The molecular mechanisms underlying these events are still largely unknown. Reduced osteogenesis and concurrently enhanced adipogenesis might not only occur due to the impairment of conventional osteogenic differentiation originating from mesenchymal stem cells (MSCs). Additionally, transdifferentiation of (pre-)osteoblasts into adipocytes could contribute to the fatty conversion. Therefore, the aim of the present study was to prove the existence of transdifferentiation between the adipogenic and osteogenic lineage and to elucidate molecular mechanisms underlying this phenomenon. At first, a cell culture system of primary human MSCs was established that allowed for differentiation into the adipogenic and osteogenic lineage and proved that the MSC-derived adipocytes and pre-osteoblasts were capable of transdifferentiation (reprogramming) from one into the other lineage. Thereby, lineage-specific markers were completely reversed after reprogramming of pre-osteoblasts into adipocytes. The osteogenic transdifferentiation of adipocytes was slightly less efficient since osteogenic markers were present but the adipogenic ones partly persisted. Hence, plasticity also reached into the differentiation pathways of both lineages and the better performance of adipogenic reprogramming further supported the assumption of its occurrence in vivo. The subsequent examination of gene expression changes by microarray analyses that compared transdifferentiated cells with conventionally differentiated ones revealed high numbers of reproducibly regulated genes shortly after initiation of adipogenic and osteogenic reprogramming. Thereof, many genes were correlated with metabolism, transcription, and signal transduction as FGF, IGF, and Wnt signalling, but only few of the established adipogenesis- and none of the osteogenesis-associated marker genes were detected within 24 h after initiation of transdifferentiation. To find possible key control factors of transdifferentiation amongst the huge amount of regulated genes, a novel bioinformatic scoring scheme was developed that ranked genes due to their potential relevance for reprogramming. Besides the reproducibility and level of their regulation, also the possible reciprocity between the adipogenic and osteogenic transdifferentiation pathway was taken into account. Fibroblast growth factor 1 (FGF1) that ranked as one of the leading candidates to govern reprogramming was proven to inhibit adipogenic differentiation as well as adipogenic transdifferentiation in our cell culture system. Further examination of the FGF signalling pathway and other highly ranked genes could help to better understand the age-related fatty degeneration at the molecular level and therefore provide target molecules for therapeutic modulation of the plasticity of both lineages in order to inhibit adipogenic degeneration and to enhance osteogenesis.},
  subject      = {Zelldifferenzierung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Glueckermann2004,
  author    = {Gl{\"u}ckermann, Susanne Karola},
  title     = {Zytotoxizit{\"a}tspr{\"u}fung verschiedener Silbertitanlegierungen auf Titanbasis mittels humaner Osteoblasten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-11021},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde die Zytotoxizit{\"a}t verschiedener Schichten bestehend aus Silber-Titanlegierungen auf Titanbasis mittels der humanen Osteoblastenzelllinie hFOB 1.19 gepr{\"u}ft. Es sollte der Einfluß des Silberanteils in der Beschichtung auf die Zellen getestet werden. Es wurde die Wirkung auf die Proliferations- und Differenzierungsleistung der Zellen mit standardisierten Untersuchungsmethoden getestet. Des weiteren wurde die Aktivit{\"a}t der alkalischen Phosphatase und die Biomassebestimmung vorgenommen.Als Kontrolluntersuchung wurde der gleiche Versuch mit der bronchialen Epithelzelllinie HBE 16 durchgef{\"u}hrt. Die Zellkultivierung erfolgte {\"u}ber einen 14-t{\"a}gigen Zeitraum. Als Referenzoberfl{\"a}che wurde konventionelles Zellkultur-Polystyrol verwendet. Die Zellvitalit{\"a}t wurde mit Hilfe des WST-1-Tests, der Differenzierungstatus anhand der Aktivit{\"a}t der alkalischen Phosphatase und der Proteingehalt mittels der Proteinbestimmung nach Bradford erfaßt. Es zeigten sich bei allen Messungen starke Schwankungen der Zellzahl, Zellvitalit{\"a}t, der spezifischen Aktivit{\"a}t der alkalischen Phosphatase und des Proteingehalts auf den Oberfl{\"a}chen. Eine Proportionalit{\"a}t zwischen den verschiedenen Silberkonzentrationen und den Proliferationszahlen war nicht zu beobachten. Mit dem Wissen {\"u}ber die hervorragende Biokompatibilit{\"a}t von Titan und der nachgewiesenen bakteriostatischen Wirkung von Silber ist dies ein hervorragender Werkstoff , welcher sch{\"a}dliche Bakterien um das Implantat herum eliminiert und trotzdem ein ungehindertes Einwachsen des Implantats in den Knochen erlaubt.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kochel2004,
  author    = {Kochel, Michael},
  title     = {Tissue engineering von Knochen - Entwicklung eines Zweikreis-Perfusionssystems f{\"u}r die Langzeitkultivierung von Knochenzellen in einer dreidimensionalen Matrix},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8559},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die in vitro-Langzeitkultivierung von Zellen in einer Drei-Dimensionalen Matrix (3D-Matrix) stellt nach wie vor eine Herausforderung im Tissue engineering dar. Die Kultivierung von Zellen auf/in komplexen 3D-Tr{\"a}gern erfordert hohe Zellzahlen und lange Kulturzeiten. Um die Probleme des schnellen Mediumverbrauches und der limitierten Zellzahl bzw. Zelldichte in konventionellen Kulturmethoden zu umgehen, wurde ein „Zweikreis-Perfusionssystem" entwickelt. Hierzu wurde ein Cell-Pharm System (Cell-Pharm System 100®-Basisger{\"a}t) modifi-ziert. Das Grundprinzip des Systems besteht darin, dass ein kleinvolumiger (50-70 ml) „Zellkultur-Kreislauf" {\"u}ber einen Bioreaktor (semipermeable Hohlfasermembran) durch einen großvolumigen (1000 ml) „Regenerations-Kreislauf" kontinuierlich im Gegenstromprinzip regeneriert wird. Die Regulation des ph-Wertes und der Sauerstoffs{\"a}ttigung des Kulturmediums geschieht {\"u}ber einen integrierten, Druckluft-CO2-begasten Oxygenator. W{\"a}hrend die Zirkulationsgeschwindigkeit (Durchflussrate) und Temperatur (37°C) im Regenerations-Kreislauf konstant gehalten werden, lassen sich diese Parameter im „Zellkultur-Kreislauf" beliebig variieren. Es hat sich gezeigt, dass sich auf diese Weise kontinuierlich {\"u}ber einen langen Zeitraum ohne Mediumwechsel konstante und optimale Milieuverh{\"a}ltnisse in beiden Mediumkompartments einstellen lassen. Zur Untersuchung der Wachstumseigenschaften von Zellen in diesem Perfusions-system wurden humane osteoblasten{\"a}hnliche Zellen oder Ratten-Knochenmarkszellen auf eine Matrix aus demineralisierter, GuHCl-extrahierter Rinderspongiosa unterschiedlicher Gr{\"o}ße (Zylinder zwischen 5x3 mm und 5x10 mm) aufgetragen. Unter intermittierender Perfusion der Kulturkammern (z.B. Minucells cell container®) mit 50-70 ml/d kam es zu einem gleichm{\"a}ßigen, intertrabekul{\"a}ren Wachstum der Zellen innerhalb des gesamten Tr{\"a}gers. Nach 6-8 Wochen konnte immer noch ein dichtes Netz interdigitierender ALP-positiver osteoblasten{\"a}hnlicher Zellen innerhalb der gesamten Matrix beobachtet werden. Dabei scheint die physikalisch-mechanische Komponente der „Umsp{\"u}lung" der Zellen mit dem kontinuierlich regenerierten N{\"a}hrmedium einen positiven Einfluss auf das Anwachsverhalten und Proliferation der Zellen zu haben. Somit erlaubt das modifizierten „Zweikreisperfusionssystem" eine gute M{\"o}glichkeit f{\"u}r die Langzeitperfusionskultur in einem geschlossenen System mit indi-viduell steuerbaren Str{\"o}mungsverh{\"a}ltnissen im Zellkompartment bei einer kontinuierlichen Regeneration des Mediums.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Klammert2003,
  author    = {Klammert, Uwe},
  title     = {Einfluss von niederenergetischem gepulsten Ultraschall auf das Proliferations- und Differenzierungsverhalten osteoblast{\"a}rer Zellen in vitro},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5621},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Niederenergetischer gepulster Ultraschall wird seit mehreren Jahren erfolgreich zur Therapie von verz{\"o}gert heilenden Frakturen und Pseudarthrosen eingesetzt. Die Wirksamkeit wurde anhand verschiedener klinischer Studien demonstriert, die genauen Wirkmechanismen sind weniger gut verstanden. Ziel dieser Untersuchung war es, den Einfluss von Ultraschall auf verschiedene mesenchymale Zellen anhand von Zellkulturen zu untersuchen. Die Parameter Zellproliferation bzw. Zellvitalit{\"a}t, Zellmorphologie, Aktivit{\"a}t der Alkalischen Phosphatase und Genexpressionsmuster wurden betrachtet. Bei den verwendeten Zellen handelte es sich um prim{\"a}re Zellen aus humanem spongi{\"o}sen Knochen („humane Beckenkammzellen") sowie um die murine Osteoblasten-Linie MC3T3-E1 und um die murine Fibroblasten-Linie L929. Die Ultraschallbehandlung dauerte 20 Minuten t{\"a}glich und wurde an bis zu sechs aufeinanderfolgenden Tagen durchgef{\"u}hrt. Keine der drei untersuchten Zellarten zeigte eine {\"A}nderung des Proliferationsverhaltens bzw. der Zellvitalit{\"a}t. F{\"u}r Ver{\"a}nderungen der Zellmorphologie sowie der Mineralisierung gab es keinen Anhalt. Bei den humanen Beckenkammzellen wurde eine Steigerung der spezifischen Alkalische-Phosphatase-Aktivit{\"a}t beobachtet, nach sechsmaliger Ultraschallbehandlung betrug sie 143\% der Aktivit{\"a}t der Kontrollkulturen. Die MC3T3-E1-Osteoblasten wiesen keine Ver{\"a}nderung ihrer Alkalische-Phosphatase-Aktivit{\"a}t auf, die L929-Fibroblasten exprimierten zu keinem Zeitpunkt, auch nicht unter Ultraschall, dieses Enzym. Weiterhin wurde das Genexpressionsmuster der humanen Beckenkammzellen mittels mRNA-Isolierung und RT-PCR untersucht. Als Markergene dienten Alkalische Phosphatase, Typ-I-Kollagen, Osteokalzin, BMP-2, BMP-4, BMP-7, COX-2 und HSP 47. Abgesehen von BMP-7 wurden alle der genannten Gene sowohl in der Ultraschall- als auch in der Kontrollgruppe exprimiert. Eine qualitative {\"A}nderung des Expressionsmusters unter Ultraschall kann somit ausgeschlossen werden. Die semiquantitative Analyse ergab eine erh{\"o}hte Expressionsrate von BMP-2 und BMP-4, w{\"a}hrend die anderen Marker praktisch unver{\"a}ndert blieben.},
  language  = {de}
}