@phdthesis{Strack2009,
  author    = {Strack, Christina Elisabeth},
  title     = {Modulation der Genexpression des antimikrobiellen Peptids LL-37 in Abh{\"a}ngigkeit von exogenen Faktoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-38956},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {In st{\"a}ndigem Kontakt mit zahlreichen Mikroorganismen ben{\"o}tigt unser K{\"o}rper eine Vielzahl an Mechanismen zur Abwehr krankheitserregender Keime. Antimikrobielle Peptide unterst{\"u}tzen als Effektormolek{\"u}le die einzellige Epithelschicht des Darms, die als Mukosabarriere unseren K{\"o}rper vor dem Eindringen pathogener Keime bewahrt. Die Expression des antimikrobiellen Peptids LL-37, auch Cathelicidin genannt, stellt eine Strategie des angeborenen Immunsystems zur Abwehr von Mikroorganismen im Kolon dar. Die Expression des Cathelicidin Gens camp kann, wie in der vorliegenden Arbeit untersucht wurde, durch exogene Faktoren, wie die biologisch aktive Form des Vitamin D3, das 1,25(OH)2D3, die kurzkettige Fetts{\"a}ure Butyrat und das Ern{\"a}hrungssupplement Intestamin®, angeregt werden. Die Stimulation der Zellen mit den genannten Substanzen f{\"u}hrte in allen gestesteten Zelllinien zeit- und dosisabh{\"a}ngig zu einer Steigerung der Expression des Cathelicidin Gens. Die Induktion der camp-Expression durch 1,25(OH)2D3 wird durch die Existenz eines Vitamin D Response Elements (VDRE) in der Promoterrregion des camp-Gens begr{\"u}ndet, an das der Vitamin D-Rezeptor Komplex als ligandenabh{\"a}ngiger Transkriptionsfaktor bindet und die Genexpression vermittelt. Die Auswirkungen von Butyrat auf die Genexpression des Cathelicidins werden auf die Modifikation des Acetylierungsstatus der Histonproteine zur{\"u}ckgef{\"u}hrt. Butyrat bewirkt durch eine reversible Hemmung der Histondeacetylase die Hyperacetylierung bestimmter Kernhistone und greift auf diese Weise in die Regulation der Gentranskription ein. Das enterale Ern{\"a}hrungssupplement Intestamin®, das als Pharmakonutrition speziell f{\"u}r schwerkranke Patienten entwickelt wurde, ist reich an Glutamin-Dipeptiden, Tributyrin und Antioxidantien. Der Effekt, den Intestamin® auf die Expression des Cathelicidin Gens aus{\"u}bt, ist wahrscheinlich auf Tributyrin zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Tributyrin, der Ester aus Glycerin und Butyrat, wird durch Hydrolyse zu Butyrat umgesetzt und bewirkt vermutlich die Steigerung der camp-Expression. Eine Co-Stimulation von GEKI 02 Zellen mit 1,25(OH)2D3 plus Butyrat erzielte nach 48 Stunden eine weitere Steigerung der Expression des Cathelicidin Gens gegen{\"u}ber beiden Einzelsubstanzen. In allen anderen getesteten Zelllinien zeigte sich keine synergetische Wirkung der beiden Substanzen. Auch eine Co-Stimulation mit Intestamin® plus Butyrat konnte nicht zu einer st{\"a}rkeren Zunahme der camp-Expression f{\"u}hren als eine Behandlung mit beiden Einzelsubstanzen. Eine synergetische Wirkung der Substanzen 1,25(OH)2D3 und Butyrat in GEKI 02 Zellen k{\"o}nnte durch die Acetylierung der Histone bedingt sein, die eine Auflockerung der Chromatinstruktur bewirkt, was wiederum die Bindung von Transkriptionsfaktoren wie dem Vitamin D-Rezeptor Komplex erleichtert. Die fehlende synergetische Wirkung in allen anderen getesteten Zelllinien k{\"o}nnte mit der Tatsache in Zusammenhang stehen, dass die Induktion der camp-Expression zeitabh{\"a}ngig ist: Vitamin D3 erzielte nach 24 Stunden, Butyrat nach 48 Stunden die deutlichsten Auswirkungen auf die Genexpression des Cathelicidins. Der Einfluss des MEK/ERK Signalweges auf die durch 1,25(OH)2D3, Butyrat und Intestamin® induzierte camp-Expression wurde in den durchgef{\"u}hrten Versuchen mittels des spezifischen MEK 1/2 Inhibitors U0126 untersucht. U0126 blockierte die Induktion des Cathelicidin Gens durch Intestamin® und Butyrat, was die Beteiligung des Signalweges MEK/ERK belegt. Vitamin D3 dagegen {\"u}bt seinen Einfluss auf LL-37 nicht {\"u}ber den Signalweg MEK/ERK aus. Obwohl Vitamin D3 und Butyrat die Expression des Cathelicidin Gens camp induzieren, konnte die Inkubation der Zellen mit beiden Substanzen die antimikrobielle Aktivit{\"a}t der Kolonepithelzellen gegen{\"u}ber E.coli im Vergleich zu unbehandelten Kontrollzellen nicht steigern. Urs{\"a}chlich hierf{\"u}r k{\"o}nnte neben der Wahl eines apathogenen Bakterienstammes das Mikromilieu der Umgebung sein. Außer der Konzentration des Peptids spielen insbesondere der pH-Wert und die Salzkonzentration des Kulturmediums eine wichtige Rolle, da sie die Ausbildung der Sekund{\"a}rstruktur, n{\"a}mlich der \&\#945;-helikalen Konformation, des LL-37 beeinflussen, die f{\"u}r die Interaktion mit Biomembranen erforderlich ist. Aufgrund der zunehmenden Resistenzentwicklung von Bakterien gegen{\"u}ber herk{\"o}mmlichen Antibiotika, w{\"a}chst das Interesse an der Erforschung antimikrobieller Peptide. Exogene Faktoren wie 1,25(OH)2D3, Butyrat und Intestamin® k{\"o}nnen eine Steigerung der Expression des Cathelicidin Gens erzielen. Ob sich dieser Effekt allerdings auch in-vivo zeigt und eventuell therapeutischen Einsatz finden k{\"o}nnte, m{\"u}ssen weitere Studien kl{\"a}ren.},
  subject      = {Calcitriol},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schroeder2005,
  author    = {Schr{\"o}der, Dominic},
  title     = {Modulation der Expression des antimikrobiellen Peptids LL-37 in humanen Kolonepithelzellen und Monozyten durch PPAR-Liganden},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18532},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Der menschliche Organismus muss sich permanent mit pathogenen und nicht pathogenen Krankheitserregern auseinandersetzen. Hierzu stehen ihm verschiedene Systeme der Immunabwehr zur Verf{\"u}gung, zu denen auch antimikrobielle Peptide (AMP) geh{\"o}ren, deren Wirkungsspektrum sich von Bakterien {\"u}ber Pilze bis hin zu Viren erstreckt. Die AMP sind nicht nur in der Lage Krankheitserreger direkt abzut{\"o}ten, sondern dar{\"u}ber hinaus auch konzentrationsabh{\"a}ngig modulierend auf das adaptive Immunsystem einzuwirken, wie zum Beispiel {\"u}ber chemotaktische Effekte auf Lymphozyten. Den AMP, von denen beim Menschen bisher 6 alpha- und 4 betha Defensine sowie ein Cathelicidin (LL-37/hCAP-18) bekannt sind, kommt somit eine potentielle Schl{\"u}sselrolle in der Regulation der Immunabwehr zu. Bislang ist wenig {\"u}ber die Regulation der AMP bekannt, von denen einige konstitutiv expremiert werden, andere wiederum erst nach Stimulation, wie zum Beispiel Besiedlung mit bestimmten Keimen, vom jeweiligen Organ produziert und freigesetzt werden. Das Verst{\"a}ndnis {\"u}ber die Wirkungsweise und die Regulation der AMP k{\"o}nnte m{\"o}glicherweise der Kl{\"a}rung der Pathogenese von Erkrankungen dienen., bei denen eine bakterielle Mitbeteiligung nachgewiesen wurde, wie etwa den chronisch entz{\"u}ndlichen Darmerkrankungen. Des Weiteren kommt den AMP aufgrund der komplexen Wirkung gegen Krankheitserreger auch eine potentielle therapeutische Rolle zu, welche auch in der vorliegenden Dissertation untersucht werden sollte. Hierzu wurden die Effekte von Liganden des peroxisome proliferator-activated receptors (PPAR) auf die Expression von LL-37 untersucht, da bei einigen dieser Liganden, insbesondere den aus der oralen Therapie des Diabetes mellitus Typ II bekannten Thiazolidindionen sowohl in der klinischen Beobachtung als auch im Tiermodell eine entz{\"u}ndungshemmende Wirkung nachgewiesen wurde. Die Gruppe der PPAR geh{\"o}rt zur Familie der Kernrezeptoren und wird in drei Subtypen alpha, betha und gamma unterteilt, wobei das gr{\"o}ßte Forschungsinteresse PPAR gamma zukommt. In der vorliegenden Dissertation konnte gezeigt werden, dass Agonisten f{\"u}r PPAR gamma, wie Ciglitazone oder Rosiglitazone, und auch Antagonisten, wie das eingesetzte BADGE, einen modulierenden Effekt auf die Expression von LL-37 in Coloncarcinomzelllinien und Pr{\"a}monozyten haben. Es zeigte sich, dass es unter Einwirkung von PPAR gamma- Agonisten zu einer signifikanten Reduktion der LL-37 Expression kam. Dieser Effekt konnte ebenfalls in der Koinkubation mit Butyrat, einer kurzkettigen Fetts{\"a}ure, die einen bekannten Induktor f{\"u}r LL-37 darstellt, beobachtet werden, wobei die Butyrat- induzierte LL-37 Expression durch beide Thiazolidindione signifikant gehemmt wurde. Dar{\"u}ber hinaus wurde auch die durch Butyrat bedingte Steigerung der Differenzierungsrate der Versuchszellen durch PPARg- Agonisten signifikant reduziert. Analog zu diesen Ergebnissen f{\"u}hrte der Einsatz von BADGE zu einer signifikanten Steigerung der LL-37 Expression, wobei dieses Ergebnis mit einem anderen PPAR gamma- Antagonisten nicht best{\"a}tigt werden konnte und somit auch eine BADGE spezifische Wirkung darstellen k{\"o}nnte. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Modulation der LL-37 Expression nicht eindeutig mit der PPARg- Aktivit{\"a}t im Zellkern der Versuchszellen korreliert, was somit eher daf{\"u}r spricht, dass der modulierende Effekt von PPAR gamma- Liganden auf die LL-37 Expression {\"u}ber einen von PPAR gamma unabh{\"a}ngigen Signalweg zustande kommt. Zusammenfassend hemmen die Thiazolidindione jedoch die LL-37 Expression in vitro, was eine entz{\"u}ndungs-hemmende Wirkung dieser Medikamente vermitteln k{\"o}nnte, da es {\"u}ber die Konzentrations{\"a}nderung von LL-37 zu einem Eingriff in die Modulation des spezifischen Immunsystems kommen kann. Um eine sichere Aussage dar{\"u}ber treffen zu k{\"o}nnen, ob die beobachtete antiinflamatorische Wirkung der Thiazolidindione {\"u}ber eine Expressions{\"a}nderung der AMP zustande kommt, m{\"u}ssen weiterf{\"u}hrende Studien durchgef{\"u}hrt werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Frisch2007,
  author    = {Frisch, Susanne},
  title     = {Histondeazetylase- Inhibitoren induzieren die Expression des antimikrobiellen Cathelizidins LL-37 in Hepatozyten und in Epithelzellen des Magens und Kolons},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22763},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Antimikrobielle Peptide sind kleine, kationische Peptide, die von Epithelzellen gebildet werden und wie endogene Antibiotika wirken. Es sind mehrere humane Defensine und ein humanes Cathelizidin, namens LL-37, bekannt. In der vorliegenden Dissertation konnte gezeigt werden, dass im Gegensatz zu normalen Kolonepithelzellen, gastrointestinale Karzinomzellen LL-37 nicht exprimieren. Weiterhin wurde der Einfluss von Ern{\"a}hrungsfaktoren, wie Butyrat, auf die Expression von LL-37 untersucht. Da Butyrat ein Histonendeazetylasehemmer ist und als solcher Einfluss auf die Expression verschiedener Genen nehmen kann, wurde noch untersucht, ob die Inhibierung von Histonendeazetylase f{\"u}r die gesteigerte Experession von LL-37 verantwortlich ist. Weiterhin konnte die Blockade der durch Histonendeazetylasehemmer induzierten LL-37 Experession durch einen spezifischen MEK-ERK-Inhibitor nachgewiesen werden.Zusammenfassend konnte festgestellt werden, dass die LL-37 Experession in verschiedenen gastrointestinalen Zellen durch Histonendeazetylashemmer moduliert wird. Dieser Vorgang wird durch den MEK-ERK-Signalweg vermittelt und von Ver{\"a}nderungen des Azetylierungsstatus von Kernhiston- und Nichthistonproteinen begleited.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Iffland2004,
  author    = {Iffland, Konrad},
  title     = {Expression und Regulation des antimikrobiellen Cathelicidin-Peptids LL-37 in humanen Kolonepithelzellen, Monozyten und PBMC},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-11683},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Butyrat ist die wichtigste kurzkettige Fetts{\"a}ure im Kolon und dient der normalen Schleimhaut als trophischer Faktor. Butyrat hat paradoxe Effekte auf Epithelzellen des Kolons: Hauptenergietr{\"a}ger und Wachstumsstimulator normaler Mukosa einerseits, Proliferationshemmer und Apoptoseinduktor kolorektaler Karzinomzellen in vitro andererseits. Butyrat kann zudem die Immunfunktionen der Schleimhaut modulieren. Die einzellige Schicht des Dickdarmepithels ist eine aktive Barriere gegen die intestinalen Bakterien im Kolonlumen. Zus{\"a}tzlich zur Bildung einer physischen Barriere ist das Epithel mit verschiedenen Effektormolek{\"u}len ausgestattet, zu welchen auch antimikrobielle Peptide z{\"a}hlen. Antimikrobielle Peptide spielen eine wichtige Rolle als endogene Antibiotika in der angeborenen Immunabwehr. Es sind kleine kationische Peptide von weniger als 100 Aminos{\"a}uren L{\"a}nge. Sie kommen konserviert bei Insekten, Tieren, Pflanzen und dem Menschen vor. Diese Peptide werden in Zellen des Immunsystems, aber auch in Epithelzellen exprimiert und sezerniert. Sie wirken gegen gram-positive und -negative Bakterien, Viren und Pilze. Zus{\"a}tzlich zu Ihrem antimikrobiellen Effekt {\"u}ben diese Peptide einen chemotaktischen Reiz auf unterschiedlichste Immunzellen aus, darunter neutrophile Granulozyten, dendritische Zellen und T-Zellen, stimulieren die Chemokinfreisetzung durch Monozyten, induzieren die Mastzelldegranulation und k{\"o}nnen das Komplementsystem aktivieren. Beim Menschen sind bisher zehn Defensine und das humane Cathelicidinpeptid LL-37 beschrieben worden. Letzteres war auch Gegenstand unserer Forschungen. LL-37 wird in den Granula von neutrophilen Granulozyten gespeichert und in Knochenmark und Hoden, sowie in Hautkeratinozyten, Lungenepithel, und Plattenepithel der Zunge, des {\"O}sophagus, der Zervix und Vagina exprimiert. In dieser Arbeit wurde die Expression und Modulation des einzigen humanen antimikrobiellen Cathelicidins LL-37 durch Entz{\"u}ndungsmediatoren oder Ern{\"a}hrungsfaktoren untersucht. Die untersuchten Zytokine, darunter TNFa und verschiedene proinflammatorische Interleukine zeigen keinen Einfluss auf die LL-37 Expression in Kolonepithelzellen. Die Expression des antimikrobiellen Peptids scheint dagegen stark mit Zelldifferenzierung verbunden zu sein. Nur differenzierte Epithelzellen im menschlichen Kolon und Ileum exprimieren LL-37 in vivo. Faktoren im Kolonlumen k{\"o}nnen dagegen einen Einfluss auf die Expression von LL-37 Expression in Kolonepithelzellen aus{\"u}ben. Insbesondere kurzkettige Fetts{\"a}uren, die bei der bakteriellen Fermentation unverdauter Kohlenhydrate im Kolonlumen entstehen und die eine Zelldifferenzierung herbeif{\"u}hren, induzieren in vitro die Expression des antimikrobiellen LL-37 in verschiedenen Kolonepithelzellen. Gleichzeitig steigert Butyrat die Differenzierung in den untersuchten Zellen. In Prim{\"a}rkulturen kolorektaler Karzinome und normaler Kolonschleimhautepithelzellen induzierte Butyrat die LL-37 Expression nur in undifferenzierten Tumorzellen. Als n{\"a}chstes wurden Signalwege gesucht, die an der Regulation von LL-37 und der Differenzierung eine Rolle spielen. In Kolonepithelzellen verhindert eine MEK-ERK Blockade eine LL-37 Induktion - ohne die Differenzierung zu beeintr{\"a}chtigen. Bei einer Blockade des p38/MAP-Kinase Weges stellte es sich genau andersherum dar: Die Differenzierung wurde gehemmt, aber die LL-37 Expression wurde nicht beeinflusst. Somit wird die LL-37 mRNA Transkription in Kolonepithelzellen {\"u}ber den MEK/ERK Signalweg und die Differenzierung in denselben Zellen {\"u}ber den p38/MAP-Kinase Signalweg reguliert. In undifferenzierten Monozyten kann wie schon in Kolonepithelzellen eine Induktion der LL-37 Expression nach Inkubation mit SCFAs beobachtet werden. Bei reifen PBMC jedoch inhibiert Butyrat eine LL-37 Transkription. In nicht differenzierten Monozyten blockt ein MEK/ERK-Hemmer die LL-37 Expression wie in Kolonepithelzellen, dagegen hat diese Blockade in reifen PBMC keine Auswirkung auf die LL-37 Konzentration. Deshalb k{\"o}nnen noch weitere unbekannte Mechanismen an der LL-37 Regulation in Darmepithelzellen und den LL-37 exprimierenden Immunzellen beteiligt sein. Diese Arbeit bietet neue Einblicke in die Regulation des antimikrobiellen Cathelicidins LL-37 in der menschlichen Darmschleimhaut und kann vielleicht die Basis f{\"u}r eine therapeutische Manipulation der LL-37 Expression liefern. Es muss jedoch noch gekl{\"a}rt werden, ob Butyrat oder andere Ern{\"a}hrungsfaktoren die Schleimhautbarriere dadurch st{\"a}rken k{\"o}nnen, indem das Peptid LL-37 und oder andere Effektormolek{\"u}le der angeborenen Immunabwehr in vivo hochreguliert werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schwab2012,
  author    = {Schwab, Julia},
  title     = {Antimikrobielle Aktivit{\"a}t humaner Kolonepithelzellen gegen{\"u}ber E. coli Nissle unter besonderer Ber{\"u}cksichtigung des Cathelicidins LL-37},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-105563},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Antimikrobielle Peptide und Proteine spielen eine wichtige Rolle bei der angeborenen Immunabwehr. Sie sind auf verschiedenen Schleimhautoberfl{\"a}chen des K{\"o}rpers zu finden, zum Beispiel auch in der Schleimschicht des Gastrointestinaltraktes. Beim Menschen sind drei Familien antimikrobiell wirksamer Peptide bekannt: die Defensine, die Cathelicidine und die Histatine. LL-37 ist das einzige Cathelicidin, das bisher beim Menschen gefunden wurde. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war, den Effekt des probiotischen Bakteriums E. coli Nissle auf die LL-37-Genexpression in Kolonepithelzellen zu analysieren. Zun{\"a}chst wurde hierf{\"u}r die bakterizide Wirksamkeit von synthetischem LL-37 auf E. coli Nissle in vitro nachgewiesen. Anschließend wurde die antimikrobielle Aktivit{\"a}t verschiedener Kolonepithelzelllinien gegen{\"u}ber E. coli Nissle untersucht und die LL-37-Genexpression in den Zelllinien bestimmt. Zwei der vier untersuchten Zelllinien (SW 620 und Geki-2) zeigten eine signifikante antimikrobielle Aktivit{\"a}t gegen{\"u}ber E. coli Nissle. Die LL-37-Genexpression wurde in den Zelllinien T84 und Geki-2 gesteigert. Aus diesen Ergebnissen kann man folgern, dass die antimikrobielle Aktivit{\"a}t der Zelllinie Geki-2 auf eine erh{\"o}hte LL-37-Expression zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist, w{\"a}hrend die antimikrobielle Aktivit{\"a}t der Zelllinie SW 620 unabh{\"a}ngig von der LL-37-Expression ist. Die probiotische Wirksamkeit des Bakteriums E. coli Nissle k{\"o}nnte somit unter anderem durch eine Induktion der LL-37-Genexpression in differenzierten Kolonepithelzellen erkl{\"a}rt werden.},
  subject      = {Escherichia Coli},
  language  = {de}
}