@phdthesis{ThangarajSelvaraj2013,
  author    = {Thangaraj Selvaraj, Bhuvaneish},
  title     = {Role of CNTF-STAT3 signaling for microtubule dynamics inaxon growth and maintenance: Implications in motoneuron diseases},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-76889},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Neurotrophic factor signaling modulates differentiation, axon growth and maintenance, synaptic plasticity and regeneration of neurons after injury. Ciliary neurotrophic factor (CNTF), a Schwann cell derived neurotrophic factor, has an exclusive role in axon maintenance, sprouting and synaptic preservation. CNTF, but not GDNF, has been shown to alleviate motoneuron degeneration in pmn mutant mice carrying a missense mutation in Tbce gene, a model for Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS). This current study elucidates the distinct signaling mechanism by which CNTF rescues the axonal degeneration in pmn mutant mice. ...},
  subject      = {Ciliary neurotrophic factor},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Simon2011,
  author    = {Simon, Christian Marc},
  title     = {Effects of the neurotrophic factors CNTF and IGF-1 in mouse models for spinal muscular atrophy and diabetic neuropathy},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70207},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {In this study I investigate the role of Schwann cell and axon-derived trophic signals as modifiers of axonal integrity and sprouting in motoneuron disease and diabetic neuropathy (DNP). The first part of this thesis focuses on the role of the Schwann-cell-derived ciliary neurotrophic factor (CNTF) for compensatory sprouting in a mouse model for mild spinal muscular atrophy (SMA). In the second part, the role of the insulin-like growth factor 1 (IGF-1) and its binding protein 5 (IGFBP-5) is examined in the peripheral nerves of patients with DNP and in two corresponding mouse models. Proximal SMA is caused by homozygous loss or mutation of the SMN1 gene on human chromosome 5. The different forms of SMA can be divided into four groups, depending on the levels of SMN protein produced from a second SMN gene (SMN2) and the severity of the disease. Patients with milder forms of the disease, type III and type IV SMA, normally reach adulthood and regularly show enlargement of motor units, signifying the reinnervation of denervated muscle fibers. However, the underlying mechanisms are not understood. Smn+/- mice, a model of type III/IV SMA, are phenotypically normal, but they reveal progressive loss of motor neurons and denervation of motor endplates starting at 4 weeks of age. The progressive loss of spinal motor neurons reaches 50\% at 12 months but muscle strength is not reduced. The first evidence for axonal sprouting as a compensatory mechanism in these animals was the more than 2-fold increase in amplitude of single motor unit action potentials (SMUAP) in the gastrocnemius muscle. Confocal analysis confirmed pronounced sprouting of innervating motor axons. As CNTF is highly expressed in Schwann cells and known to be involved in sprouting, its role for this compensatory sprouting response and the maintenance of muscle strength in Smn+/- mice was investigated. Deletion of CNTF in this mouse model results in reduced sprouting and decline of muscle strength in Smn+/- Cntf-/- mice. These findings indicate that CNTF is necessary for a sprouting response and thus enhances the size of motor units in skeletal muscles of Smn+/- mice. DNP afflicting motor and sensory nerve fibers is a major complication in diabetes mellitus. The underlying cellular mechanisms of motor axon degeneration are poorly understood. IGFBP-5, an inhibitory binding protein for IGF-1, is highly upregulated in peripheral nerves in patients with DNP. The study investigates the pathogenic relevance of this finding in transgenic mice overexpressing IGFBP-5 in motor axons. These mice develop motor axonopathy similar to that seen in DNP. Motor axon degeneration is also observed in mice in which the IGF-1 receptor (IGF-1R) was conditionally depleted in motoneurons, indicating that reduced activity of IGF-1 on IGF-1R in motoneurons is responsible for the observed effect. These data provide evidence that elevated expression of IGFBP-5 in diabetic nerves reduces the availability of IGF-1 for IGF-1R on motor axons leading to progressive neurodegeneration, and thus offers novel treatment strategies.},
  subject      = {Spinale Muskelatrophie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schlegel2006,
  author    = {Schlegel, Nicolas},
  title     = {Reaktive Ver{\"a}nderungen von R{\"u}ckenmark und Nervenwurzeln nach dorsaler Rhizotomie sowie Ausriss und Replantation der Vorderwurzel im Segment C7 mit Applikation neurotropher Faktoren CNTF und BDNF},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25325},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Als Therapieversuch bei Plexusl{\"a}sionen wird die Replantation ausgerissener Vorderwurzelfasern durchgef{\"u}hrt. Voraussetzung f{\"u}r die erfolgreiche Regeneration von Motoneuronaxonen sind 1. {\"U}berleben einer ausreichenden Anzahl von Motoneuronen 2. erfolgreiche Wiederherstellung der Kontuit{\"a}t ausgerissener Axone mit dem R{\"u}ckenmark und 3. funktionelle Hochwertigkeit regenerierter Axone. Neurotrophe Faktoren k{\"o}nnen {\"U}berleben und Regenerationsf{\"a}higkeit von Motoneuronen f{\"o}rdern. Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Analyse des Einflusses von CNTF und BDNF auf die Regeneration von Motoneuronaxonen nach Ausriss und Replantation im Segment C7 nach einer {\"U}berlebenszeit von 3 Wochen bzw. 6 Monaten. Vervollst{\"a}ndigt wurden diese Untersuchungen durch detaillierte morphologische Analysen von Spinalganglien, durchtrennter Hinterwurzel und verletztem Hinterhorn. In verschiedenen Gruppen von adulten Kaninchen wurden CNTF, BDNF, oder beide Faktoren auf die ventrolaterale Replantationsstelle appliziert, Kontrollen wurden ohne Faktor belassen (n>5). Die {\"U}berlebenszeit der Versuchstiere lag bei 3 Wochen (n=3 Kontrollen) und 6 Monaten (n=27). Aus dem perfundiertem Gewebe wurden Semid{\"u}nnschnitte durch Vorderwurzel/Spinalganglien und Kryostatserienschnitte durch das Segment C7 angefertigt. DiI-Fluoreszenztracing, Markscheidenf{\"a}rbung, eine modifizierte Kl{\"u}ver-Barrera-F{\"a}rbung der Kryostatschnitte sowie eine Touloidinblauf{\"a}rbung der Semid{\"u}nnschnitte erm{\"o}glichte die morphologische und morphometrische Analyse des Gewebes. Die Anzahl der {\"u}berlebenden Motoneurone lag nach sechs Monaten bei allen Versuchsgruppen bei etwa 30\%. Fluoreszenz-Tracing und Markscheidenf{\"a}rbungen von Serienschnitten zeigten, dass Axone sowohl {\"u}ber die urspr{\"u}nglichen ventralen Austrittstellen als auch {\"u}ber die ventrolaterale Replantationsstelle das R{\"u}ckenmark verließen und im Bereich des Spinalganglions eine kompakte Vorderwurzel bildeten. Ventral austretende Axone zeigten signifikant gr{\"o}ßere Durchmesser als lateral austretende. Ausmaß und Art der Regeneration waren interindividuell unterschiedlich, die besten Ergebnisse zeigte die Replantation nah am urspr{\"u}nglichen Austrittsort der Vorderwurzel. Unterschiede zwischen den Gruppen waren nicht deutlich. In Semid{\"u}nnschnitten durch die regenerierte Vorderwurzel fanden sich nach drei Wochen kaum intakte, myelinisierte Axone, nach sechs Monaten war die Zahl der Axone auf etwa 45\% der Zahl der gesunden Seite angestiegen. Regenerierte Axone waren d{\"u}nn, typische Motoneuronaxone stellten nur einen kleinen Teil der regenerierten Axone. Gruppenunterschiede fanden sich im Axon-Myelinverh{\"a}ltnis, das bei Kontrollen der replantierten Seiten signifikant erniedrigt war. Diese Erniedrigung war noch vorhanden, jedoch nicht mehr signifikant bei Tieren, die mit CNTF- und BDNF-behandelt wurden. Die replantierten Vorderwurzeln der CNTF+BDNF-Gruppe zeigte {\"u}berwiegend eine signifikant bessere Myelinisierung als die replantierten Kontrollen. An der fr{\"u}heren Hinterwurzeleintrittszone am R{\"u}ckenmark wurden in Tieren mit geringem Verletzungsausmaß kleine ZNS-Gewebsprotrusionen beobachtet, in denen sich myelinisierte Axone befanden. Diese Axone zeigten eine Wachstumsrichtung in die Peripherie, was auf eine Sprossung der sensorischen R{\"u}ckenmarksneurone schließen l{\"a}sst. Innerhalb des Spinalganglions waren Neuron- und Axondichte auf den verletzten Seiten nicht wesentlich ver{\"a}ndert. Eine leichte Abnahme des relativen Anteils großer Neurone und Axone wurde in den verletzten Seiten der Kontrollgruppe beobachtet. F{\"u}r Axone war diese Abnahme statistisch signifikant. Im Gegensatz dazu war dies in Tieren, die mit neurotrophen Faktoren behandelt wurden, nicht zu beobachten. Bei allen Tieren zeigte sich ein betr{\"a}chtliches Auswachsen von Hinterwurzelaxonen aus dem Spinalganglion. Diese Axone fanden keine spontane Verbindung mit dem proximalen Rest der Wurzel, sondern waren durch Bindegewebe eingeh{\"u}llt. Bei etwa der H{\"a}lfte der Tiere zeigte sich, dass einer Untergruppe dieser Axone in Richtung des Narbengewebes der replantierten Vorderwurzel gewachsen war und {\"u}ber Defekte in der Bindegewebsh{\"u}lle teilweise sogar in die Vorderwurzel einwuchsen. Ein m{\"o}glicher Einfluss der applizierten neurotrophen Faktoren auf das quantitative Regenerationsergebnis scheint also in diesem Modell gering zu sein. Auf eine qualitative Verbesserung deutet die Normalisierung des Axon-Myelinverh{\"a}ltnisses großer regenerierter Axone bei Kombinationsbehandlung hin. Die im vorliegenden Modell betr{\"a}chtliche Regenerationskapazit{\"a}t der Hinterwurzel scheint bisher untersch{\"a}tzt worden zu sein. Das unerwartete Einwachsen von Hinterwurzelaxonen in die Vorderwurzel k{\"o}nnte mit einer funktionellen Beeintr{\"a}chtigung der regenerierten Vorderwurzel verbunden sein.},
  subject      = {Nervenregeneration},
  language  = {de}
}
@phdthesis{RuedtvonCollenberg2021,
  author    = {R{\"u}dt von Collenberg, Cora Freifrau},
  title     = {The role of Ciliary Neurotrophic Factor in hippocampal synaptic plasticity and learning},
  doi       = {10.25972/OPUS-20664},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-206646},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Ciliary neurotrophic factor (Cntf) acts as a differentiation and survival factor for different types of neurons and glial cells. It is expressed by peripheral Schwann cells and astrocytes in the central nervous system and mediates its effects via a receptor complex involving CntfRα, LifRß and gp130, leading to downstream activation of Stat3. Recent studies by our group have shown that Cntf modulates neuronal microtubule dynamics via Stat3/stathmin interaction. In a mouse model for motor neuron disease, i.e. pmn, Cntf is able to rescue axonal degeneration through Stat3/stathmin signaling. While these findings suggest a role of Cntf in controlling axonal functions in the neuromuscular system, additional data indicate that Cntf might also play a role in synaptic plasticity in the hippocampus. Electrophysiological recordings in hippocampal organotypic cultures and acute slices revealed a deficit in long-term potentiation (LTP) in Cntf -/- mice. This deficit was rescued by 24 h stimulation with Cntf, combined with an acute application of Cntf during LTP-measurements indicating that Cntf is both necessary and sufficient for hippocampal LTP, and possibly synaptic plasticity. Therefore, Cntf knockout mice were investigated to elucidate this possible role of Cntf in hippocampal LTP and synaptic plasticity. First, we validated the presence of Cntf in the target tissue: in the hippocampus, Cntf was localized in Gfap-positive astrocytes surrounding small blood vessels in the fissure and in meningeal areas close to the dentate gyrus. Laser micro-dissection and qPCR analysis showed a similar distribution of Cntf-coding mRNA validating the obtained immunofluorescent results. Despite the strong LTP deficit in organotypic cultures, in vivo behavior of Cntf -/- mice regarding hippocampus-dependent learning and anxiety-related paradigms was largely inconspicuous. However, western blot analysis of hippocampal organotypic cultures revealed a significant reduction of pStat3 levels in Cntf -/- cultures under baseline conditions, which in turn were elevated upon Cntf stimulation. In order to resolve and examine synaptic structures we turned to in vitro analysis of cultured hippocampal neurons which indicated that pStat3 is predominantly located in the presynapse. In line with these findings, presynapses of Cntf -/- cultures were reduced in size and when in contact to astrocytes, contained less pStat3 immunoreactivity compared to presynapses in wildtype cultures. In conclusion, our findings hypothesize that despite of a largely inconspicuous behavioral phenotype of Cntf -/- mice, Cntf appears to have an influence on pStat3 levels at hippocampal synapses. In a next step these two key questions need to be addressed experimentally: 1) is there a compensatory mechanism by members of the Cntf family, possibly downstream of pStat3, which explains the in vivo behavioral results of Cntf -/- mice and can likewise account for the largely inconspicuous phenotype in CNTF-deficient humans? 2) How exactly does Cntf influence LTP through Stat3 signaling? To unravel the underlying mechanism further experiments should therefore investigate whether microtubule dynamics downstream of Stat3 and stathmin signaling are involved in the Cntf-induced modulation of hippocampal synaptic plasticity, similar to as it was shown in motoneurons.},
  subject      = {Hippocampus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{GraefinvonMoltke2022,
  author    = {Gr{\"a}fin von Moltke, Pia Maria},
  title     = {Aufbau und Implementierung eines Arbeitsablaufs zur Korrelation multimodaler in vivo und ex vivo retinaler Bildgebung mit histologischen Untersuchungen},
  doi       = {10.25972/OPUS-27350},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-273500},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Die retinale in vivo Bildgebung gewann in den letzten 2 Jahrzehnten zunehmend an Bedeutung. Es fehlt aber h{\"a}ufig die Korrelation der in vivo erstellten quasi „histologischen" Aufnahmen mit der tats{\"a}chlichen Histologie. An der Klinik und Poliklinik f{\"u}r Augenheilkunde des Universit{\"a}tsklinikums W{\"u}rzburg wurde ein standardisiertes System zur vergleichenden in vivo/ex vivo und histologischen retinalen Bildgebung des menschlichen Auges etabliert. In der vorliegenden „proof of concept study" konnte der Arbeitsablauf erfolgreich gezeigt werden. Es wurden Abl{\"a}ufe geschaffen, die die ex vivo multimodale retinale Bildgebung analog zur in vivo Bildgebung an denselben Ger{\"a}ten erm{\"o}glichen. Die histologische Aufarbeitung des Gewebes erfolgt im Anschluss und erm{\"o}glicht die Korrelation von technisch gefundenen Ver{\"a}nderungen mit lichtmikroskopisch beschriebenen Auff{\"a}lligkeiten. Diese histologischen Korrelate tragen zum besseren Verst{\"a}ndnis von in vivo gefundenen Ver{\"a}nderungen bei. Gleichzeitig verbessern neu gefundene Auff{\"a}lligkeiten in der in vivo Bildgebung das Verst{\"a}ndnis und Fr{\"u}herkennung vieler retinaler Erkrankungen. Die Vorteile exzellent konservierter, aufbereiteter und histologisch untersuchter Proben wurde hier am Beispiel der CNTF-Expression dargestellt. Es konnte gezeigt werden, dass dieses Zytokin insbesondere bei neovaskul{\"a}rer AMD in den Fotorezeptoraußensegmenten exprimiert wird.},
  subject      = {Ciliary neurotrophic factor},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Frank2015,
  author    = {Frank, Nicolas Clemens},
  title     = {Lokale axonale Wirkungen der CNTF-STAT3 Signalkaskade in Motoneuronen der pmn Maus - einem Mausmodel f{\"u}r die Amyotrophe Lateralsklerose},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-121065},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {1. Zusammenfassung W{\"a}hrend der Embryogenese und nach Verletzungen von Nerven regulieren neurotrophe Faktoren Signalwege f{\"u}r Apoptose, Differenzierung, Wachstum und Regeneration von Neuronen. In vivo Experimente an neugeborenen Nagern haben gezeigt, dass der Verlust von Motoneuronen nach peripherer Nervenl{\"a}sion durch die Behandlung mit GDNF, BDNF, und CNTF reduziert werden kann In der pmn-Mausmutante, einem Modell f{\"u}r die Amyotrophe Lateralsklerose, f{\"u}hrt die Gabe von CNTF, nicht aber von GDNF zu einem verz{\"o}gerten Krankheitsbeginn und einem verlangsamten Fortschreiten der Motoneuronendegeneration. Ausl{\"o}ser der Motoneuronendegeneration in der pmn-Maus ist eine Mutation im Tubulin spezifischen Chaperon E (Tbce) Gen, das f{\"u}r eines von f{\"u}nf Tubulin spezifischen Chaperonen (TBCA-TBCE) kodiert und an der Bildung von -Tubulinheterodimeren beteiligt ist. Diese Arbeit sollte dazu beitragen, die CNTF-induzierten Signalwege zu entschl{\"u}sseln, die sich lindernd auf den progredienten Verlauf der Motoneuronendegeneration in der pmn-Maus auswirken. Prim{\"a}re pmn mutierte Motoneurone zeigen ein reduziertes Axonwachstum und eine erh{\"o}hte Anzahl axonaler Schwellungen mit einer anomalen H{\"a}ufung von Mitochondrien - ein fr{\"u}hes Erkennungsmerkmal bei ALS-Patienten. Die Applikation von CNTF nicht aber von BDNF oder GDNF, kann in vitro die beobachteten Wachstumsdefekte und das bidirektionale axonale Transportdefizit in pmn mutierten Motoneurone verhindern. Aus {\"a}lteren Untersuchungen war bekannt, dass CNTF {\"u}ber den dreiteiligen transmembranen Rezeptorkomplex, bestehend aus CNTFR, LIFR und gp130, Januskinasen aktiviert, die STAT3 an Tyrosin 705 phosphorylieren (pSTAT3Y705). Ich konnte beobachten, dass axonales fluoreszenzmarkiertes pSTAT3Y705 nach CNTF-Gabe nicht retrograd in den Nukleus transportiert wird. Stattdessen f{\"u}hrt die CNTF-induzierte Phosphorylierung von STAT3 an Tyrosin 705 zu einer transkriptionsunabh{\"a}ngigen lokalen Reaktion im Axon. Diese pSTAT3Y705 abh{\"a}ngige Reaktion ist notwendig und ausreichend, um das reduzierte Axonwachstum pmn mutierter Motoneurone zu beheben. Wie die Kombination einer CNTF Behandlung mit dem shRNA vermittelten knock-down von Stathmin in pmn mutierten Motoneuronen zeigt, zielt die CNTF-STAT3 Signalkaskade auf die Stabilisierung axonaler Mikrotubuli ab und wirkt sich positiv auf die anterograde und retrograde Mobilit{\"a}t von axonalen Mitochondrien aus. Interessanter Weise konnte ich außerdem feststellen, dass eine akute Gabe von CNTF das mitochondriale Membranpotential in Axonen prim{\"a}rer pmn mutierter und wildtypischer Motoneurone erh{\"o}ht und einen Anstieg von ATP ausl{\"o}st. Meine Beobachtungen legen nahe, dass CNTF unerwarteter Weise auch eine transiente Phosphorylierung an STAT3 Serin 727 (pSTAT3S727) ausl{\"o}st, die zur anschließenden Translokation von pSTAT3S727 in Mitochondrien f{\"u}hrt. Diese Ergebnisse zeigen, dass STAT3 mehrere lokale Ziele im Axon besitzt, n{\"a}mlich axonale Mikrotubuli und Mitochondrien.},
  subject      = {Motoneuron},
  language  = {de}
}