@phdthesis{GuerreroGonzalez2020,
  author    = {Guerrero Gonz{\´a}lez, Hans},
  title     = {Quantifizierung von pr{\"a}- und postsynaptischen Protein-Ver{\"a}nderungen in der Amygdala-Region in SPRED2-defizienten M{\"a}usen},
  doi       = {10.25972/OPUS-21670},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-216701},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {SPRED2 ist ein Membran-assoziiertes Protein, das als wichtiger Regulator der Zelle fungiert. Es {\"u}bt eine inhibitorische Wirkung auf dem Ras/ERK/MAPK-Signalweg und ist u.a. in der Neurogenese im zentralen Nervensystem beteiligt. Durch diverse Verhaltenstests in SPRED2-KO M{\"a}usen konnten OCD-{\"a}hnliche Symptome bei den Tieren festgestellt werden sowie eine vermehrte Aktivit{\"a}t in thalamo-amygdalen Synapsen. Zur weiteren Abkl{\"a}rung dieser synaptischen Dysfunktion, wurde eine Quantifizierung von pr{\"a}- und postsynaptischen Protein-Ver{\"a}nderungen in der Amygdala-Region in SPRED2-defizienten M{\"a}usen im Vergleich zur Wildtyp M{\"a}usen durchgef{\"u}hrt. Hier konnten signifikante Unterschiede festgestellt werden.},
  subject      = {Spred-Proteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zechner2018,
  author    = {Zechner, Martin},
  title     = {Quantifizierung morphologischer Ver{\"a}nderungen an Neuronen der lateralen Amygdala in SPRED2-defizienten M{\"a}usen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-172291},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {In der vorliegenden Dissertation wurden die Folgen einer SPRED2-Defizienz in einem Knockout Mausmodell untersucht. Dabei wurde insbesondere die m{\"o}gliche Verbindung zur Zwangsst{\"o}rung, einer psychiatrischen Erkrankung beleuchtet. Das SPRED2-Protein kommt im menschlichen K{\"o}rper in zahlreichen Geweben vor, besonders im Hirn wurde eine ubiquit{\"a}re Expression nachgewiesen und ein Zusammenhang mit der Neurogenese und neuronaler Differenzierung vermutet. Seine regulatorische Funktion besteht in einer inhibitorischen Wirkung auf den BDNF/TrkB-ERK-Signalweg, welcher u.a. f{\"u}r die Transkription neuronaler Gene verantwortlich ist. Die verwendeten SPRED2-defizienten M{\"a}use wurden durch Insertion eines Gene-Trap Vektors in das Spred2-Gen generiert. Die Insertion verhindert letztendlich die korrekte Translation des Proteins. Von der durch weitere Verpaarung entstehenden SPRED2-Knockout Mauslinie wurden ausschließlich m{\"a}nnliche Tiere verwendet. Im Rahmen einer SPRED2-KO-Studie von der AG Schuh des Physiologischen Instituts der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg, die u.a. die Entgleisung der HHNA mit resultierendem erh{\"o}hten Stresshormonspiegel und eine Dysregulation des Mineralhaushaltshormons Aldosteron zeigte, wurden bei den Versuchstieren zwanghafte Verhaltensmuster beobachtet. Daraufhin wurden elektrophysiologische Messungen durchgef{\"u}hrt, die auf eine Anomalie in der synaptischen {\"U}bertragung zwischen Thalamus und Amygdala hindeuteten. Erh{\"o}hte Effizienz und Erregbarkeit der amygdaloiden Neuronen f{\"u}hrten zu der morphologischen Untersuchung, die im Rahmen dieser Arbeit durchgef{\"u}hrt wurden. Da die Afferenzen des Thalamus vorwiegend in den lateralen Kern der Amygdala projizieren, wurde zun{\"a}chst dieser betrachtet. Ziel der Untersuchung war es, Erkenntnisse dar{\"u}ber zu erlangen, ob der Knockout des SPRED2-Proteins in M{\"a}usen zu einer ver{\"a}nderten Morphologie der Neuronen der lateralen Amygdala f{\"u}hrt. Falls dies der Fall sein sollte, k{\"o}nnte damit zumindest ansatzweise das zwanghafte Verhalten der SPRED2-defizienten M{\"a}usen erkl{\"a}rt werden. Die Hirne der Versuchstiere wurden nach der Golgi-Cox-Impr{\"a}gnierung nach Glaser und Van der Loos und der Einbettung in Celloidin in 150 μm dicke Scheiben geschnitten und anschließend mithilfe eines Hellfeld-Mikroskops und des Neurolucida-Systems analysiert. Quantitativ erfasst und analysiert wurden pyramidale Klasse 1-Neuronen der lateralen Amygdala inklusive absoluter Anzahl und Dichte der Spines an ihren Dendriten. Die Untersuchung zeigte bei SPRED2-KO-M{\"a}usen eine signifikante Erh{\"o}hung der mittleren L{\"a}nge des apikalen Dendriten in Branch order 3 und eine tendenzielle Erh{\"o}hung der Gesamtzahl der Spines an den Dendriten in Branch order 1-3 gegen{\"u}ber den Wildtyp-M{\"a}usen. Daraus l{\"a}sst sich folgern, dass ein Knockout des SPRED2-Proteins sich auf die Morphologie der Neuronen der lateralen Amygdala auswirkt. Die erh{\"o}hte mittlere L{\"a}nge des apikalen Dendriten in Branch order 3 und die tendenziell erh{\"o}hte Spine-Anzahl korrelieren mit der gesteigerten synaptischen {\"U}bertragung und Erregbarkeit an amygdaloiden pyramidalen Neuronen. Auf molekularer Ebene kann die Hyperaktivit{\"a}t der lateralen Amygdala als Folge der fehlenden Inhibition des BDNF/TrkB-ERK-Signalwegs und der dadurch ver{\"a}nderten Expression zahlreicher synaptischer Proteine diskutiert werden. Die ver{\"a}nderte Morphologie der Neuronen in der lateralen Amygdala kann eine Ursache f{\"u}r das zwanghafte Verhalten der M{\"a}use sein, jedoch ist anzunehmen, dass Zwangsst{\"o}rungen nicht bloß eine monokausale Ursache haben. Diese Arbeit identifiziert SPRED2 als neuen Regulator der Morphologie und Aktivit{\"a}t von Synapsen und die Amygdala als wichtige Hirnregion bei der Entstehung von Zwangsst{\"o}rungen. SPRED2 ist somit ein vielversprechender Angriffspunkt f{\"u}r andere und spezifischere Untersuchungen der Hirnfunktion und eine potenzielle genetische Ursache f{\"u}r weitere neurologische Erkrankungen.},
  subject      = {SPRED2},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ullrich2014,
  author    = {Ullrich, Melanie},
  title     = {Identification of SPRED2 as a Novel Regulator of Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis Activity and of Body Homeostasis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-107355},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {SPRED proteins are inhibitors of the Ras/ERK/MAPK signaling pathway, an evolutionary highly conserved and very widespread signaling cascade regulating cell proliferation, differentiation, and growth. To elucidate physiological consequences of SPRED2 deficiency, SPRED2 KO mice were generated by a gene trap approach. An initial phenotypical characterization of KO mice aged up to five months identified SPRED2 as a regulator of chondrocyte differentiation and bone growth. Here, the loss of SPRED2 leads to an augmented FGFR-dependent ERK activity, which in turn causes hypochondroplasia-like dwarfism. However, long term observations of older KO mice revealed a generally bad state of health and manifold further symptoms, including excessive grooming associated with severe self-inflicted wounds, an abnormally high water uptake, clear morphological signs of kidney deterioration, and a reduced survival due to sudden death. Based on these observations, the aim of this study was to discover an elicitor of this complex and versatile phenotype. The observed kidney degeneration in our SPRED2 KO mice was ascribed to hydronephrosis characterized by severe kidney atrophy and apoptosis of renal tubular cells. Kidney damage prompted us to analyze drinking behavior and routine serum parameters. Despite polydipsia, which was characterized by a nearly doubled daily water uptake, the significantly elevated Na+ and Cl- levels and the resulting serum hyperosmolality could not be compensated in SPRED2 KOs. Since salt and water balance is primarily under hormonal control of aldosterone and AVP, we analyzed both hormone levels. While serum AVP was similar in WTs and KOs, even after experimental water deprivation and an extreme loss of body fluid, serum aldosterone was doubled in SPRED2 KO mice. Systematic investigation of contributing upstream hormone axes demonstrated that hyperaldosteronism developed independently of an overactivated Renin-Angiotensin system as indicated by halved serum Ang II levels in KO mice. However, aldosterone synthase expression in the adrenal gland was substantially augmented. Serum corticosterone, which is like aldosterone released from the adrenal cortex, was more than doubled in SPRED2 KOs, too. Similar to corticosterone, the production of aldosterone is at least in part under control of pituitary ACTH, which is further regulated by upstream hypothalamic CRH release. In fact, stress hormone secretion from this complete hypothalamic-pituitary-adrenal axis was upregulated because serum ACTH, the mid acting pituitary hormone, and hypothalamic CRH, the upstream hormonal inductor of HPA axis activity, were also elevated by 30\% in SPRED2 KO mice. This was accompanied by an upregulated ERK activity in paraventricular nucleus-containing hypothalamic brain regions and by augmented hypothalamic CRH mRNA levels in our SPRED2 KO mice. In vitro studies using the hypothalamic cell line mHypoE-44 further demonstrated that both SPRED1 and SPRED2 were able to downregulate CRH promoter activity, CRH secretion, and Ets factor-dependent CRH transcription. This was in line with the presence of various Ets factor binding sites in the CRH promoter region, especially for Ets1. Thus, this study shows for the first time that SPRED2-dependent inhibition of Ras/ERK/MAPK signaling by suppression of ERK activity leads to a downregulation of Ets1 factor-dependent transcription, which further results in inhibition of CRH promoter activity, CRH transcription, and CRH release from the hypothalamus. The consecutive hyperactivity of the complete HPA axis in our SPRED2 KO mice reflects an elevated endogenous stress response becoming manifest by excessive grooming behavior and self-inflicted skin lesions on the one hand; on the other hand, in combination with elevated aldosterone synthase expression, this upregulated HPA hormone release explains hyperaldosteronism and the associated salt and water imbalances. Both hyperaldosteronism and polydipsia very likely contribute further to the observed kidney damage. Taken together, this study initially demonstrates that SPRED2 is essential for the appropriate regulation of HPA axis activity and of body homeostasis. To further enlighten and compare consequences of SPRED2 deficiency in mice and particularly in humans, two follow-up studies investigating SPRED2 function especially in heart and brain, and a genetic screen to identify human SPRED2 loss-of-function mutations are already in progress.},
  subject      = {Renin-Angiotensin-System},
  language  = {en}
}
@article{HepbasliGredyUllrichetal.2021,
  author    = {Hepbasli, Denis and Gredy, Sina and Ullrich, Melanie and Reigl, Amelie and Abeßer, Marco and Raabe, Thomas and Schuh, Kai},
  title     = {Genotype- and Age-Dependent Differences in Ultrasound Vocalizations of SPRED2 Mutant Mice Revealed by Machine Deep Learning},
  series = {Brain Sciences},
  volume    = {11},
  journal   = {Brain Sciences},
  number    = {10},
  issn      = {2076-3425},
  doi       = {10.3390/brainsci11101365},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-248525},
  year      = {2021},
  abstract  = {Vocalization is an important part of social communication, not only for humans but also for mice. Here, we show in a mouse model that functional deficiency of Sprouty-related EVH1 domain-containing 2 (SPRED2), a protein ubiquitously expressed in the brain, causes differences in social ultrasound vocalizations (USVs), using an uncomplicated and reliable experimental setting of a short meeting of two individuals. SPRED2 mutant mice show an OCD-like behaviour, accompanied by an increased release of stress hormones from the hypothalamic-pituitary-adrenal axis, both factors probably influencing USV usage. To determine genotype-related differences in USV usage, we analyzed call rate, subtype profile, and acoustic parameters (i.e., duration, bandwidth, and mean peak frequency) in young and old SPRED2-KO mice. We recorded USVs of interacting male and female mice, and analyzed the calls with the deep-learning DeepSqueak software, which was trained to recognize and categorize the emitted USVs. Our findings provide the first classification of SPRED2-KO vs. wild-type mouse USVs using neural networks and reveal significant differences in their development and use of calls. Our results show, first, that simple experimental settings in combination with deep learning are successful at identifying genotype-dependent USV usage and, second, that SPRED2 deficiency negatively affects the vocalization usage and social communication of mice.},
  language  = {en}
}