@phdthesis{Dankworth2013,
  author    = {Dankworth, Beatrice},
  title     = {Charakterisierung der dynamischen Interaktion des Guanylyl Cyclase-A (GC-A)-Rezeptors mit den Transient Receptor Potential Canonical Type 3 und Type 6 (TRPC3/C6)-Kan{\"a}len und Generierung von β-Zell-spezifischen GC-A-knock-out-M{\"a}usen sowie die Analyse der Bedeutung von ANP f{\"u}r die Insulin-Hom{\"o}ostase unter pathophysiologischen Bedingungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-78650},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Das atriale natriuretische Peptid (ANP) beeinflusst den arteriellen Blutdruck und das intravasale Volumen durch Stimulation der intrazellul{\"a}ren Produktion von cGMP {\"u}ber den membranst{\"a}ndigen Guanylyl Cyclase-A (GC-A)-Rezeptor. ANP stimuliert außerdem die Angiogenese und ist am Wachstum der Kardio-myozyten beteiligt. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die dynamische Interaktion zwischen den rezeptoraktivierten Kationenkan{\"a}len Transient Receptor Potential Canonical Type 3 und Type 6 (TRPC3/C6) und dem GC-A-Rezeptor untersucht. Erst k{\"u}rzlich konnte gezeigt werden, dass ANP {\"u}ber GC-A den TRPC-vermittelten Ca2+-Einstrom in Kardiomyozyten auf cGMP-unabh{\"a}ngige Weise stimuliert. Um eine m{\"o}gliche direkte Interaktion von TRPC3/C6 und GC-A zu zeigen, wurde TRPC3 oder C6 mit Flag-GC-A in HEK293-Zellen koexprimiert. Die Membranfraktion der Zellen wurde nach Immunpr{\"a}zipitation mit einem anti-Flag-Antik{\"o}rper im Western Blot untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass TRPC3/C6 unabh{\"a}ngig von ANP mit GC-A ko-immunpr{\"a}zipitieren. Die Interaktion erfolgte auch mit einem modifizierten GC-A-Rezeptor, dem die Cyclase-Dom{\"a}ne fehlt. Um die Interaktion in Kardiomyozyten zu untersuchen, wurde ein transgenes Mausmodell mit einer {\"U}berproduktion von HA-GC-A in Kardiomyozyten verwendet. Auch bei diesem Modell konnte mittels anti-HA- Antik{\"o}rper die Koimmunpr{\"a}zipitation von GC-A und TRPC3/C6 nachgewiesen werden. Schließlich wurden FRET-basierte Untersuchungen durchgef{\"u}hrt, um die lokale N{\"a}he von GC-A und TRPC3 zu beweisen und eine m{\"o}gliche ANP-induzierte Konformations{\"a}nderung zu untersuchen. Die Koexpression von GC-A-CFP und TRPC3-YFP in HEK293 Zellen f{\"u}hrte zu einem FRET-Signal, welches durch ANP konzentrationsabh{\"a}ngig (1-100 nM) gesenkt wurde. Die Gabe des membranpermeablen cGMP-Analagons 8-Br-cGMP f{\"u}hrte dagegen zu keiner Ver{\"a}nderung des FRET-Signals. Die Ergebnisse best{\"a}tigen das Vorhandensein eines stabilen Proteinkomplexes von GC-A und TRPC3, der f{\"u}r den neuen cGMP-unabh{\"a}ngigen Signalweg von GC-A ausschlaggebend ist. Der zweite Teil der vorliegenden Arbeit beschreibt die Rolle von ANP/GC-A f{\"u}r die Insulinaussch{\"u}ttung der pankreatischen β-Zellen. Es ist bereits bekannt, dass GC-A in den β-Zellen exprimiert wird und dass ANP an isolierten Langerhans'schen Inseln das β-Zell-Wachstum und die Insulinsekretion moduliert. Um langfristig die Bedeutung von ANP f{\"u}r die systemische Glukose-Hom{\"o}ostase zu ergr{\"u}nden, wurde ein Mausmodell mit einer β-Zell-spezifischen GC-A-Deletion generiert. Der Nachweis des konditionellen GC-A knock out (KO) erfolgte mittels genomischer PCR und Immunhistochemie. Eine Detektion von GC-A in den Langerhans'schen Inseln auf Proteinebene war leider nicht m{\"o}glich. Aber es konnte gezeigt werden, dass der β-Zell-spezifische KO zu keiner Expressions{\"a}nderung von GC-A in anderen Geweben f{\"u}hrte. Auch der Blutdruck und das Herzgewicht der KO M{\"a}use blieb unauff{\"a}llig. Zur Untersuchung der Bedeutung von ANP f{\"u}r die Insulinaussch{\"u}ttung unter pathologischen Bedingungen wurden KO- und Kontrolltiere f{\"u}r 12 Wochen einer fettreichen Ern{\"a}hrung (60\% Fett) ausgesetzt um einen Pr{\"a}diabetes auszul{\"o}sen. Zu verschiedenen Zeitpunkten der Studie wurden orale Glukose-Toleranz-Tests (oGTT), Blutdruckmessungen und Gewichtsbestimmungen durchgef{\"u}hrt. Bereits vor der Studie wurde beobachtet, dass der N{\"u}chternglukosewert in den weiblichen KO-M{\"a}usen leicht erh{\"o}ht ist. Daher wurden die oGTT's in der Studie geschlechtsspezifisch ausgewertet. Am Ende der Studie zeigten alle M{\"a}use eine vergleichbare insuffiziente Blutzuckerregulierung. Der Blutdruck war sowohl in KO- als auch in Kontrolltieren um ca. 60\% erh{\"o}ht. Einigen Tieren wurde das Pankreas entnommen und f{\"u}r immunhistologische Zwecke pr{\"a}pariert. Die morphometrische Auswertung der Pankreas-Schnitte ergab eine signifikant vergr{\"o}ßerte durchschnittliche Inselfl{\"a}che und eine erh{\"o}hte durchschnittliche β-Zellfl{\"a}che der KO-Tiere im Vergleich zu den Kontrollen. Die β-Zellen der KO-Tieren waren im Vergleich zu den Kontrollen hypertroph. Die Studie zeigt also, dass die Deletion von GC-A in den β-Zellen unter pathologischen Bedingungen zu einer Hypertrophie der β-Zellen f{\"u}hrt und zu einem geringeren Schutz gegen die Ausbildung eines Pr{\"a}diabetes beitr{\"a}gt. Eine m{\"o}gliche verst{\"a}rkte periphere Insulinresistenz in den KO-Tieren ist auch nicht auszuschließen. Weitere Studien an dem neuen Mausmodell k{\"o}nnten die Bedeutung des ANP/GC-A-Systems f{\"u}r die Insulinaussch{\"u}ttung n{\"a}her ergr{\"u}nden und dadurch eventuell neue Therapieans{\"a}tze f{\"u}r Diabetes mellitus Typ 2 bringen.},
  subject      = {Atriales natriuretisches Hormon},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schmidt2009,
  author    = {Schmidt, Kay-Renke Meinard Werner},
  title     = {Charakterisierung in vitro modifizierter humaner Blutmonozyten: {\"U}berpr{\"u}fung von Kulturbedingungen und funktioneller Nachweis von Insulin},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-38342},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Das Konzept, Insulin-produzierende Zellen als Ersatz f{\"u}r zerst{\"o}rte Beta-Zellen beim Diabetes mellitus Typ I einzusetzen, ist auch weiterhin hoch attraktiv. Eine Alternative zur Herstellung Insulin-produzierender Zellen aus embryonalen oder adulten Stammzellen k{\"o}nnten in vitro modifizierte, Insulin-positive Monozyten sein. Seit l{\"a}ngerem ist bekannt, dass sich Monozyten in Makrophagen und Dendritische Zellen differenzieren. Weniger bekannt ist, dass sich Monozyten auch in eine Vielzahl nicht-phagozytierender Zellen differenzieren k{\"o}nnen. Hierzu geh{\"o}ren auch Insulin-positive Zellen. F{\"u}r die optimale Zelltherapie ist zu fordern, dass die Zellen nicht nur ihre Funktion im Patienten beibehalten, sondern dass von ihnen auch kein immu-nologisches Risiko ausgeht. Blutmonozyten lassen sich einfach gewinnen und st{\"u}nden somit als autologer Zellersatz f{\"u}r eine m{\"o}gliche Zelltherapie zur Verf{\"u}gung. Monozyten von zw{\"o}lf gesunden Spendern im Alter zwischen 23 und 57 Jahren wurden untersucht. Die Monozyten wurden durch Adh{\"a}renz angereichert und f{\"u}r sechs Tage in X-Medium mit den Cytokinen M-CSF und IL-3 und f{\"u}r weitere vier Tage in Y-Medium mit den Cytokinen HGF und EGF inkubiert. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass sich Insulin-positive Monozyten routine-m{\"a}ßig aus peripheren Blutmonozyten gesunder Spender mittels Leukapharese gewinnen lassen. Frisch isolierte periphere Blutmonozyten waren vor ihrer Kultivierung negativ f{\"u}r Insulin und C-Peptid. Nach zehnt{\"a}giger Kultur wurden 77±16\% Insulin-positive und 49±30\% C-Peptid-positive Monozyten nachgewiesen. Weiterhin exprimierten 60±4\% der Zellen den Monozytenmarker CD14. Auch wurde gezeigt, dass die Kulturbedingungen die Ausbeute an Insulin-positiven Monozyten beeinflussen. Aus jeweils drei Millionen Insulin-positiven Monozyten wurde das Insulin isoliert und diabetischen M{\"a}usen mit einem Blutzuckerspiegel von 300-600 mg/dL subkutan injiziert (n=8). Daraufhin sank der Blutzuckerspiegel um 51\%±12\% innerhalb einer Stunde. Auch Insulin-positive Monozyten, die diabetischen M{\"a}usen subkutan injiziert wurden, waren in der Lage, den Blutzuckerspiegel bis zum Zeitpunkt Ihrer Abstoßung aktiv zu regulieren (n=4). In einem Pilotversuch wurde zudem gezeigt, dass transplantierte Insulin-positive Monozyten langfristig (> 100 Tage) den Blutzuckerspiegel einer diabetischen immuninkompetenten Maus regulieren. In dieser Arbeit wurde somit erfolgreich gezeigt, dass in vitro modifizierte Monozyten biologisch aktives Insulin enthalten.},
  subject      = {Monozyten},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hohloch2008,
  author    = {Hohloch, Silke},
  title     = {Etablierung eines hochsensitiven liposomalen Transfektionssystems zur Untersuchung der Aktivit{\"a}t des humanen Insulingenpromotors in ß-Zelllinien und prim{\"a}ren ß-Zellen des endokrinen Pankreas des Menschen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36407},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die Insulinbiosynthese in ß-Zellen des endokrinen Pankreas wird auf transkriptioneller Ebene durch die Aktivit{\"a}t des Insulingenpromotors reguliert. Die detaillierte Analyse der Aktivit{\"a}t des humanen Insulingenpromotors erfolgte bisher nur in speziesdifferenten ß-Zelllinien, da glukosesensitive ß-Zelllinien aus dem Pankreas des Menschen nicht verf{\"u}gbar sind. Es ist jedoch bekannt, dass signifikante Unterschiede in der transkriptionellen Regulation der Genexpression in unterschiedlichen Spezies existieren. Deshalb wurde im Rahmen dieser Arbeit eine Methode entwickelt, mit deren Hilfe die spezifische Untersuchung der Regulation des humanen Insulingenpromotors hochsensitiv in prim{\"a}ren humanen ß-Zellen des endokrinen Pankreas des Menschen m{\"o}glich ist. Dazu wurde ein Vektor kloniert, der das SEAP (secreted alkaline phosphatase)-Reportergen unter der Kontrolle des -336 bp langen humanen Insulingenpromotors enth{\"a}lt. Im Laufe verschiedener Transfektionsexperimente mit dem Vektor p-336hInsP-SEAP, pSEAP2-Control (Positivkontrolle) und pSEAP2-Basic (Negativkontrolle) sowohl in INS-1-ß-Zellen, in beta-TC3-Zellen als auch in prim{\"a}ren humanen ß-Zellen, zeigten sich in den luminometrisch bestimmten SEAP-Aktivit{\"a}ten, die als Maß f{\"u}r die Aktivit{\"a}t des humanen Insulingenpromotors dienen, deutliche Unterschiede zwischen den transkriptionellen Aktivit{\"a}ten der einzelnen Vektoren. Dieses System eignet sich also ausgezeichnet f{\"u}r die hochsensitive Analyse der Insulingenpromotoraktivi{\"a}t. Zur detaillierteren Analyse wurden 5'-Deletionskonstrukte des Vektors p-336hInsP-SEAP konstruiert und damit INS-1- und beta-TC3-Zellen transient transfiziert. In beiden Zelllinien wurden Experimente bei unterschiedlichen Glukosekonzentrationen durchgef{\"u}hrt, um daraus R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Glukoseresponsivit{\"a}t des humanen Insulingenpromotors ziehen zu k{\"o}nnen. Dabei zeigte der humane Insulingenpromotor die aus Versuchen mit dem RattenInsulingenpromotor 1 erwartete Glukoseresponsivit{\"a}t. Allerdings ließ sich keine Abnahme der transkriptionellen Aktivit{\"a}t des Promotors bei Abnahme der L{\"a}nge der Konstrukte beobachten. Unter Verwendung von Effectene® als Transfektionsreagenz eignet sich das SEAP-System zur Analyse der Aktivit{\"a}t des humanen Insulingenpromotors in prim{\"a}ren insulinproduzierenden Zellen aus dem menschlichen Pankreas.},
  subject      = {Insulin},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lazariotou2008,
  author    = {Lazariotou, Maria},
  title     = {Gentechnologische Reduktion der Expression des Autoantigens Glutamatdecarboxylase (GAD) in insulinproduzierenden Zellen des endokrinen Pankreas},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30878},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte gepr{\"u}ft werden ob durch Reduktion der Glutamatdecarboxylase (GAD) Expression eine Reduktion des autoimmunogenen Potenzials in insulinproduzierenden Beta-Zellen des endokrinen Pankreas erreicht werden kann. Aus der Literatur ist bekannt, dass GAD als Autoantigen eine zentrale Stellung bei der Induktion der T-Zell vermittelten Insulitis einnimmt. Der Prozess, welcher zur Beta-Zell-Apoptose des Typ 1 Diabetes f{\"u}hrt, ist ein bislang wenig verstandener komplexer Vorgang. Ein besseres Verst{\"a}ndnis dieses Prozesses k{\"o}nnte zur Pr{\"a}vention der Beta-Zell-Zerst{\"o}rung in der fr{\"u}hen Phase des Typ 1 Diabetes beitragen. In den f{\"u}r die Untersuchungen verwendeten INS-1 Zellen werden die beiden Isoformen der GAD exprimiert. Durch einen antisense Ansatz sollte in INS-1 Zellen die GAD Expression beider Isoformen supprimiert werden. In dieser Arbeit wurden zwei Methoden zur gezielten Suppression der Expression des Autoantigens GAD65 etabliert. Es konnte ein antisense Klon identifiziert werden, bei dem die endogene GAD65 mRNA fast nicht mehr detektierbar war. Auf Protein Ebene, im Westernblot konnte dieses Ergebnis jedoch nicht best{\"a}tigt werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Funktion der INS-1 Zellen mit supprimierter GAD65 Expression charakterisiert. Dieser Punkt beinhaltet die Analyse der Expression von Genen, welche die Beta-Zell-Funktion definieren, die Glukose-abh{\"a}ngige Insulinsekretion sowie die Regulation der Zytokin-induzierten Apoptose. Dabei zeigte sich aus Daten der RT-PCR, dass die mRNAs von anderen Beta-Zell-spezifischen Genen wie GLUT2, Glukokinase, Proinsulin, IDX1 und Nkx6.1 in unver{\"a}nderter Menge nachweisbar sind. Also bleibt die Funktion der INS-1 Beta-Zellen erhalten, da selbst durch forcierte Reduktion der Expression des Autoantigens GAD65 die Glukose-induzierte Insulinsekretionskapazit{\"a}t im Wesentlichen nicht beeintr{\"a}chtigt wird. In vitro Untersuchungen zeigten eine unver{\"a}nderte Sensitivit{\"a}t der Zytokin-induzierten Apoptose nach GAD65 Suppression in INS-1 Zellen. Die zuvor genannten Resultate und die Tatsache, dass die GAD wohl eines der wichtigsten Autoantigene im Rahmen der Immunpathogenese des Typ 1 Diabetes ist, stellen die Grundlage f{\"u}r die Generierung GAD-supprimierter transplantierbarer Beta-Zellen mit guter Transplantatfunktion dar. Im Hinblick auf eine m{\"o}gliche therapeutische Anwendung bei der Behandlung dieser humanen Autoimmunerkrankung demonstrieren die vorliegenden Daten, dass im Rahmen einer Inselzelltransplantation die Verwendung von GAD-supprimierten Beta-Zellen bei der Transplantation in das endokrine Pankreas des Menschen zu einer Verminderung von Autoimmunreaktionen f{\"u}hren k{\"o}nnte.},
  subject      = {Glutamat-Decarboxylase},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Herbst2008,
  author    = {Herbst, Andreas Sebastian},
  title     = {Untersuchungen zu in vitro modifizierten humanen Blutmonozyten : Immunhistochemisch-morphologische Charakterisierung und funktioneller Nachweis von Insulin},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28404},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Insulin-produzierende Zellen als Ersatz f{\"u}r die beim Diabetes mellitus Typ 1 zerst{\"o}rten Betazellen stellen einen hochattraktiven Forschungsansatz dar. Ziel dieser Arbeit war, Insulin-positive Zellen aus in vitro modifizierten Blutmonozyten zu gewinnen. Blutmonozyten sind nicht nur, wie bereits seit l{\"a}ngerem bekannt, in der Lage, sich in Makrophagen und dendritischen Zellen zu differenzieren, sondern auch in eine Vielzahl nicht-phagozytierender Zellen, wie z.B. Insulin-produzierender Zellen. F{\"u}r die optimale Zelltherapie ist zu fordern, dass die gew{\"u}nschten Zellen in vivo nicht nur ihre Funktion beibehalten, sondern dass von diesen Zellen auch kein immunologisches Risiko f{\"u}r den Patienten ausgeht. Eine dauerhafte Immunsuppression, wie sie f{\"u}r die Vollorgantransplantation notwendig ist, ist f{\"u}r Zelltransplantate nicht angebracht. Hier besteht {\"U}bereinkunft, dass Immunsuppressiva, wenn {\"u}berhaupt, nur kurzfristig einzusetzen sind. Blutmonozyten lassen sich einfach gewinnen und st{\"u}nden somit als autologer Zellersatz f{\"u}r eine m{\"o}gliche Zelltherapie zur Verf{\"u}gung. Ein wesentlicher Aspekt dieser Arbeit war, die in vitro Differenzierung von Blutmonozyten zu charakterisieren. Dabei sollte die Expression von Insulin, Gluka¬gon und dem Glukosetransporter Glut-2 nachgewiesen werden. Auch morpho¬logische Ver{\"a}nderungen w{\"a}hrend der Kultur sollten beobachtet werden. Die kultivierten Monozyten entwickelten sich mit zunehmender Kulturdauer eindeutig zu Makrophagen. Dabei waren zwei verschiedene Zellmorphologien zu unterscheiden: Der erste Zelltyp (Typ 1) war oval mit Ausl{\"a}ufern. Der zweite Zelltyp (Typ 2) war sehr groß, teilweise mit einem Durchmesser von {\"u}ber 500 \&\#956;m, h{\"a}ufig von ovaler Form und polynukle{\"a}r. Dieser Zelltyp wies zudem h{\"a}ufig einen breiten, um das Kerngebiet gruppierten Saum auf. Mit zunehmender Kulturdauer dominierte dieser Zelltyp die Kultur. Der Großteil der Typ 1-Zellen blieb CD14 positiv. Gab es CD14-negative Zellen in der Kultur, so geh{\"o}rten sie mit großer Wahrscheinlichkeit zu den Typ 2-Zellen. Nur in den in vitro modifizierten, nicht aber in den frisch isolierten Monozyten waren Insulin, C-Peptid, Glukagon und GLUT-2 immunhistochemisch nachzu¬weisen. Mit zunehmender Kulturdauer dominierten stark adh{\"a}rente Makrophagen die Kultur. Das aus ca. 5x106 Monozyten isolierte Insulin senkte den Blutzuckerspiegel diabetischer M{\"a}use innerhalb einer Stunde nach Injektion um 66,1±12,8 Prozent (n=5). Zum Vergleich: 170 pg Humaninsulin senkten den Blutzuckerspiegel um 84,2±8,4 Prozent (n=4). Insulin-negative Monozyten beeinflussten nicht den Blutzuckerspiegel diabeticher M{\"a}use. Zudem lassen erste elektronenmikroskopische Aufnahmen von in vitro modifizierten Monozyten Insulin-haltige Vesikel erkennen. Zum jetzigen Zeitpunkt ist gesichert, dass in vitro modifizierte Monozyten {\"u}ber biologisch aktives Insulin verf{\"u}gen, das den Blutzuckerspiegel diabetischer Tiere senkt. Der Nachweis von C-Peptid deutet zudem darauf hin, dass es sich hierbei um de novo Insulin handelt. Dies bedeutet, dass das Insulin-Gen in den in vitro modifizierten Monozyten aktiv ist und sie Insulin mRNA exprimieren, die anschließend in Insulin translatiert wird. Der elektronenmikroskopische Nachweis Insulin-haltiger Granula deutet außerdem darauf hin, dass diese Zellen Insulin speichern k{\"o}nnen. Inwieweit sie jedoch auch zur Glukose-ab¬h{\"a}ngigen Insulin-Aussch{\"u}ttung in der Lage sind, ist in weiteren Experimenten zu {\"u}berpr{\"u}fen.},
  subject      = {Insulin},
  language  = {de}
}