@phdthesis{Hoehlriegel2002, author = {H{\"o}hlriegel, Nicole}, title = {Der Einfluss von neurotrophen Faktoren auf das biologische Verhalten von Medulloblastomen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7838}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2002}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit wurde das biologische Verhalten von Medulloblastomen unter dem Einfluss neurotropher Faktoren untersucht. Diese verwendeten Neurotrophine wirken innerhalb der untersuchten Medulloblastom-Zellinien und -Prim{\"a}rkulturen in unterschiedlicher Weise auf Proliferation, Migration und das Invasionsverhalten der Tumorzellen. Dies geschieht in Abh{\"a}ngigkeit der exprimierten Neurotrophin-Tyrosinkinase-Rezeptoren auf der Zelloberfl{\"a}che. Der brain-derived neurotrophic factor (BDNF) konnte in den Zellinien MHH-Med 2 und MHH-Med 4 das Wachstumsverhalten hemmen. Desweiteren wurde die Apoptoserate der ZL 4 unter BDNF-Behandlung gesteigert. Die Wirkung dieses neurotrophen Faktors wird {\"u}ber den Rezeptor Trk B vermittelt. Durch den Nachweis der aktivierten Form der MAP-Kinase unter BDNF-Stimulation, sowohl in der ZL MHH-Med 4 und auch in MEB-Med 8S zeigt, dass BDNF in Medulloblastomen ebenfalls {\"u}ber Trk B wirkt. Im Gegensatz zu BDNF, welcher die Zellmotilit{\"a}t nicht beeinflusste, konnte das neurotrophin-3 (NT-3) das Wanderungsverhalten der ZL 4 hemmen. Dieser Effekt ließ sich durch Zugabe des blockierenden Antik{\"o}rpers gegen NT-3 wieder aufheben. Die f{\"u}r die Vermittlung des Effektes notwendige Rezeptortyrosinkinase Trk C konnte auf der Oberfl{\"a}che dieser Zellinie nachgewiesen werden. {\"U}ber den Nachweis der phosphorylierten Form der MAP-Kinase nach NT-3-Stimulation wurde auch hier die Wirkvermittlung {\"u}ber den zugeh{\"o}rigen Rezeptor best{\"a}tigt. Somit konnte gezeigt werden, dass die neurotrophen Faktoren in Abh{\"a}ngigkeit der zugeh{\"o}rigen Rezeptor-Tyrosinkinasen unterschiedlichste physiologische Zellreaktionen bewirken. Durch den inkonstanten Rezeptorbesatz der untersuchten ZL und auch die gegenseitige Beeinflussung der verschiedenen Aktivit{\"a}tszust{\"a}nde der jeweiligen Rezeptoranteile ebenso wie durch die Hinweise auf autokrine Loops durch die Medulloblastomzellen kann eine einfache Faktor-Wirkung-Beziehung nicht aufgestellt werden und bleibt somit Bestandteil weiterer Untersuchungen.}, language = {de} } @phdthesis{Michel2002, author = {Michel, Tanja Maria}, title = {Die Konzentrationen von Brain-Derived-Neurotrophic-Factor (BDNF) und Neurotrophin (NT 3) in humanem Hirngewebe bei der Demenz vom Alzheimer-Typ und Psychosen aus dem schizophrenen Formenkreis}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4493}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2002}, abstract = {In der Vergangenheit wurden zahlreiche Untersuchungen durchgef{\"u}hrt, um die Bedeutung Neurotropher Faktoren (NTF) in der Pathogenese der Alzheimer Demenz bzw. schizophrener Psychosen besser zu verstehen, um daraus therapeutische Schl{\"u}sse zu ziehen (Hefti und Weiner, 1986; Koliatsos et al., 1991; Narisawa-Saito et al., 1996; Thome et al., 1996). Es stand zur Diskussion, ob es zu Ver{\"a}nderungen der BDNF- und NT 3-Konzentrationen in verschiedenen Gehirnregionen von Patienten mit DAT bzw. schizophrener Psychosen verglichen mit neuro-psychiatrisch unauff{\"a}lligen Personen kommt, und dar{\"u}ber hinaus, ob diese urs{\"a}chlich an der Entstehung dieser Erkrankungen beteiligt sein k{\"o}nnten. Wir fanden Ver{\"a}nderungen der NTF-Konzentrationen u.a. im zerebralen Cortex bei Patienten mit DAT. Die Hypothese, daß ein Mangel an NTF zu einer fortschreitenden Atrophie cholinerger Strukturen des basalen Vorderhirns und einer Degeneration hippocampaler Neuronen f{\"u}hrt, wird somit durch unsere Ergebnisse bez{\"u}glich des zerebralen Cortex teilweise gest{\"u}tzt (Conner et al., 1997). Dar{\"u}ber hinaus zeigen sich Hinweise f{\"u}r eine kompensatorische Produktion bestimmter NTF, wie BDNF, in den Pr{\"a}dilektionsstellen der degenerativen Ver{\"a}nderungen, wie dem Hippocampus und der Substantia innominata. Dies wird durch Befunde anderer Arbeitsgruppen gest{\"u}tzt, die nach chronischer Degeneration und Apoptose cholinerger Vorderhirnzellen reaktives Dendritenwachstum erkennen konnten. Weitere Untersuchungen zeigen, daß Neuronen, die auf degenerative Ver{\"a}nderungen in der DAT empfindlich reagierten, ein hohes Maß an struktureller Plastizit{\"a}t zeigten, was als Teil einer kompensatorischen Reaktion bei der DAT interpretiert wird (Arendt et al., 1995c-d). Diese Vorg{\"a}nge werden durch BDNF und NT 3 induziert und beeinflußt (Lindholm et al., 1994; Kang und Schumann, 1996; Bartrup et al., 1997; Canossa et al., 1997). Therapeutisch bewirkt beispielsweise die Infusion von NT 3 und NGF, nicht aber BDNF, eine Verbesserung der Ged{\"a}chtnisleistung von gealterten Ratten (Fischer et al., 1994). Nach zerebralen hypoglyk{\"a}mischen, traumatischen und isch{\"a}mischen Geschehnissen im Gehirn findet sich eine kompensatorisch erh{\"o}hte Produktion der NTF (Lindvall et al., 1992). In der Zusammenschau ist zu erkennen, daß die BDNF-Konzentration im zerebralen Kortex von Patienten mit schizophrener Psychose, verglichen mit neuro-psychiatrisch unauff{\"a}lligen Kontrollpersonen, signifikant erh{\"o}ht und die NT 3-Konzentration erniedrigt ist. Das spricht f{\"u}r eine unterschiedliche Verteilung und Funktionsweise beider Neurotrophine im ZNS, v.a. im zerebralen Cortex. Dies wird durch weitere Befunde der Literatur gest{\"u}tzt (Narisawa-Saito et al., 1996) sowie durch unsere Befunde bei der DAT und w{\"a}hrend des nat{\"u}rlichen Alterungsprozesses best{\"a}tigt. In unserer Arbeit zeigen sich Ver{\"a}nderungen der NTF-Konzentrationen bei Patienten mit schizophrenen Psychosen in Kortex und im limbischen System (Hippocampus: signifikante Erniedrigung der BDNF-Konzentration, Thalamus: signifikante Erh{\"o}hung der NT 3-Konzentration), f{\"u}r das in der Literatur makroskopische, mikroskopische und funktionelle Alterationen im Rahmen schizophrener Psychosen beschrieben sind (Benes et al., 1991; Shenton et al., 1992). In bildgebenden Verfahren sind strukturelle und funktionelle Ver{\"a}nderungen, die mit den Symptomen einer Schizophrenie korrelieren, festgestellt worden. Die meisten dieser Studien wurden an unmedizierten Patienten durchgef{\"u}hrt. Ver{\"a}nderungen im Gehirn dieser Patienten k{\"o}nnen damit direkt mit der Psychose und mit Vulnerabilit{\"a}tsfaktoren, wie einer embryonalen Entwicklungsst{\"o}rung, in Verbindung gebracht werden und sind eher nicht als Folge einer medikament{\"o}sen Therapie zu sehen (Gur, 1998). In einer anderen Studie wird gezeigt, daß sich keine Ver{\"a}nderungen der NTF-Konzentration von schizophrenen Patienten mit und ohne neuroleptische Therapie zeigen (Schramm et al., 1998; Takahashi et al., 2000). Dar{\"u}ber hinaus gibt es im Tiermodell keinen Anhaltspunkt f{\"u}r eine Ver{\"a}nderung der NTF-Konzentration in den von uns gemessenen Gehirnarealen durch chronische Neuroleptikagabe (Schramm et al., 1998; Takahashi et al., 2000). Dies spricht daf{\"u}r, daß die in unserer Arbeit gefundenen Ver{\"a}nderungen der NTF-Konzentration bei Patienten mit Erkrankung aus dem schizophrenen Formenkreis in Zusammenhang mit der Psychose selbst bzw. deren {\"A}tiopathogenese stehen und kein Epiph{\"a}nomen oder psychopharmakologisches Artefakt darstellen, somit findet sich weiter Evidenz f{\"u}r die Neurotrophinhypothese schizophrener Psychosen. Unsere Ergebnisse zeigen unterschiedliche Ver{\"a}nderungen der NTF im Rahmen beider Erkrankungen v.a. in den entsprechenden pathognomonischen Gehirnregionen (SCH und DAT). Dies deutet auf die unterschiedlichen Rollen der NTF im Krankheitsprozeß dieser Erkrankungen hin. Es l{\"a}ßt sich der Schluß daraus ableiten, daß DAT und schizophrene Psychosen vermutlich auf unterschiedliche Pathomechanismen zur{\"u}ck-zuf{\"u}hren sind.}, language = {de} } @phdthesis{Glueckert2006, author = {Gl{\"u}ckert, Eva-Katharina}, title = {Charakterisierung eines Antiserums gegen BDNF (brain-derived neurotrophic factor) und Optimierung von Methoden zum immunhistochemischen Nachweis von BDNF im Hippocampus der Maus}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18696}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {Der neurotrophe Wachstumsfaktor BDNF geh{\"o}rt neben NGF, NT-3 und NT-4/5 zur Familie der Neurotrophine. Er spielt eine wichtige Rolle f{\"u}r {\"U}berleben und Differenzierung von Nervenzellen und ist insbesondere auch verantwortlich f{\"u}r die Regulation synaptischer Plastizit{\"a}t. Besonders im Hippocampus, dem Ort der h{\"o}chsten Expression von BDNF im adulten Gehirn, wirkt BDNF bei den Vorg{\"a}ngen von Lernen und Ged{\"a}chtnis mit, welches als Ph{\"a}nomen der LTP untersucht werden kann. Bisher ist eine Lokalisation von BDNF-Protein mittels Immunfluoreszenz-Techniken im Gehirn der Maus oder Ratte nur sehr schwer gelungen. In den meisten Arbeiten gelang die Lokalisation von BDNF {\"u}ber den Nachweis von mRNA oder im Western Blot, die Gruppe von Conner et al. konnte einen qualitativen Nachweis von BDNF-Protein mittels eines eigens hergestellten Antiserums erbringen (Conner et al. 1997). Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines Antiserums gegen BDNF zur subzellul{\"a}ren Lokalisation mittels Immunhistochemie. Durch die Verwendung von Immunfluoreszenz-gekoppelten Sekund{\"a}rantik{\"o}rpern sollte zum einen eine quantitative Bestimmung von BDNF m{\"o}glich sein, zum anderen sollte durch die M{\"o}glichkeit einer nahezu dreidimensionalen Darstellung des Gewebes mittels Vibratomschnitten auch eine Aussage {\"u}ber eine genauere Lokalisation von BDNF gemacht werden k{\"o}nnen. Um den immunhistochemischen Nachweis von BDNF-Protein im Hippocampus der Maus mittels Immunfluoreszenz f{\"u}hren zu k{\"o}nnen, wurde zun{\"a}chst ein geeignetes Anti-serum ben{\"o}tigt. Zwei zu Vergleichszwecken ausgetestete kommerzielle Antik{\"o}rper zeigten keine F{\"a}rbung. Nach dem Vorbild zweier Arbeitsgruppen (Yan et al. 1997b und Conner et al. 1996, 1997) wurde ein Antiserum gegen humanes rekombinantes BDNF in Kaninchen hergestellt. Das Antiserum erhielt den Namen „BDNF RabbitB". Die Spezifit{\"a}t des Antiserums wurde mittels Western Blot und in der Zellkultur anhand von H{\"u}hnchen-DRGs {\"u}berpr{\"u}ft. Im Western Blot zeigte das Antiserum eine spezifische Anf{\"a}rbung von rekombinantem BDNF sowie im Hippocampus-Proteinextrakt. In der Kontrolle mit Pr{\"a}immunserum zeigte sich keine Anf{\"a}rbung. In der Zellkultur mit H{\"u}hnchen-DRGs konnte eine blockierende Wirkung des Antiserums in Gegenwart von BDNF als neurotrophem Wachstumsfaktor im Zellkulturmedium nachgewiesen werden, es zeigte sich eine signifikante Reduktion des {\"U}berlebens von Zellen bei einer Verd{\"u}nnung des Antiserums von 1:1.000. Das Pr{\"a}immunserum zeigte keine Wirkung. Eine Kreuzreaktivit{\"a}t mit NGF als struktur{\"a}hnlichem Protein konnte ausgeschlossen werden, da das Antiserum in Gegenwart von NGF im Kulturmedium keine Wirkung zeigte. Anschließend galt es, die Methoden f{\"u}r die Immunhistochemie mit diesem Antiserum zu optimieren, da es Hinweise gab, daß gerade die Immunhistochemie neurotropher Faktoren sehr sensibel auf verschiedene Methoden reagiert. Daher wurden sowohl die Fixierungsmethode, unterschiedliche Gewebeschnitte, verschiedene Puffersysteme und immunhistochemische F{\"a}rbemethoden untersucht und verglichen. Die Standard-Fixierungsmethode mit Phosphat-Puffer, modifiziert nach der Methode nach Yan et al. 1997b mit maximal 2 h Nachfixierung stellte sich als beste Methode heraus. Eine Kombination zweier verschiedener Puffer (TBS und PB) innerhalb der Fixierung ist ung{\"u}nstig. Daher sollte innerhalb einer Methode immer bei einem Puffersystem geblieben werden, wobei hier insgesamt bei dem Vergleich von PBS, TBS und TRIS-Puffer sowohl in der Fixierung als auch in der F{\"a}rbemethode dem Phosphat-Puffer der Vorzug gegeben wird, welches auch das Standard-System darstellt. Bei den Gewebeschnitten sind, wie urspr{\"u}nglich geplant Vibratomschnitte zu bevorzugen. Insgesamt konnten jedoch m{\"o}gliche Ursachen f{\"u}r die Anf{\"a}lligkeit der BDNF-Immunreaktivit{\"a}t bei Fixierungs- und F{\"a}rbemethoden hier nicht abschließend erkl{\"a}rt werden. Problematisch war die ausgepr{\"a}gte Hintergrundf{\"a}rbung des Antiserums v.a. in der Immunhistochemie, die nicht ausreichend behoben werden konnte. Insofern sollte das Antiserum f{\"u}r die Verwendung bei immunhistochemischen F{\"a}rbungen noch weiter optimiert werden. F{\"u}r die Verwendung in der Zellkultur ist das Antiserum auf Grund seiner BDNF-blockierenden Eigenschaften gut einsetzbar. Im Western Blot sollte „BDNF RabbitB" in einer Verd{\"u}nnung von 1:5.000, in Zellkultur mit 1:1.000 und in der Immunhistochemie mit Vibratomschnitten mit 1:2.000 eingesetzt werden.}, language = {de} } @phdthesis{Porsche2006, author = {Porsche, Christian}, title = {Neuronale Plastizit{\"a}t im Hippocampus der Maus : Die Rolle von Neurotrophine und Cytokinen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21968}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {Neurotrophe Faktoren haben ein breites Aufgabenfeld und spielen eine wichtige Rolle als {\"U}berlebensfaktoren embryonaler Neurone, bei Proliferation und Differenzierung im Nervensystem sowie als Modulatoren synaptischer Plastizit{\"a}t. Im ersten Themenkomplex der vorliegenden Arbeit wurden neurotrophe Faktoren als Modulatoren synaptischer Plastizit{\"a}t und ihr Einfluß auf die BDNF-Regulation im Hippocampus untersucht. Dabei wurde zun{\"a}chst das selbsthergestellte polyclonale BDNF-Immunserum f{\"u}r die Anwendung in der Immunhistochemie und im Western Blot optimiert, doch es konnten bez{\"u}glich BDNF keine Ver{\"a}nderungen in Hippocampi CNTF-defizienter M{\"a}use gegen{\"u}ber Wildtyp-Tieren festgestellt werden. Die Ergebnisse der Voruntersuchungen, die im Hippocampus CNTF-defizienter Tiere verminderte BDNF-Level gezeigt hatten, konnten somit nicht verifiziert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde an CNTF-defizienten M{\"a}usen eine eingeschr{\"a}nkte LTP und LTD nachgewiesen. Zum besseren Verst{\"a}ndnis der - laut LTP-Untersuchungen - ver{\"a}nderten Situation an der hippocampalen CA1-Synapse bei CNTF-defizienten Tieren wurden elektronenmikroskopische Bilder dieser Region angefertigt, deren Auswertung keine augenscheinlichen Unterschiede ergab. Im Stratum radiatum der CA1-Region war zudem keine spezifische CNTF-F{\"a}rbung nachweisbar. Zur Kl{\"a}rung der Frage, ob es IGF-vermittelt nach Training zu hippocampaler BDNF-Hochregulation kommt, wurden Laufradexperimente mit wildtypischen und konditionalen IGF1-Rezeptor-knockout M{\"a}usen durchgef{\"u}hrt und die jeweiligen BDNF-Level untersucht. Dabei wurde BDNF durch Laufradtraining in beiden Genotypen in {\"a}hnlichem Maße hochreguliert, was f{\"u}r alternative Wege der BDNF-Hochregulation spricht. Der zweite Themenkomplex befasste sich mit dem Einfluß neurotropher Faktoren auf die Proliferation und Differenzierung in Hippocampus und Cortex. BrdU-Inkorporationsexperimenten zeigten in der K{\"o}rnerzellschicht des Gyrus dentatus gesteigerte Proliferationsraten bei CNTF-defizienten und CNTF\&LIF-defizienten M{\"a}usen, wobei LIF-defiziente Tiere keine ver{\"a}nderten Proliferationsraten zeigten. Untersuchungen an Kulturen cortikaler Vorl{\"a}uferzellen best{\"a}tigten die Hypothese, wonach cortikale Vorl{\"a}uferzellen zun{\"a}chst Neurone bilden, die einen Faktor sezernieren, der auf die cortikalen Vorl{\"a}uferzellen wirkt und sie zur Bildung von Astrozyten veranlasst. Es konnte gezeigt werden, dass CT-1 der Hypothese folgend in vitro und in vivo f{\"u}r die Einleitung der Astrozytogenese im Cortex verantwortlich ist.}, subject = {Maus}, language = {de} } @phdthesis{Pasedag2008, author = {Pasedag, Saskia Maria}, title = {Differenzielle Wirkungen neurotropher Faktoren auf das Axon-und Dendritenwachstum von Motoneuronen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29473}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {In der vorliegenden Dissertation wurde die subzellul{\"a}re Lokalisation der Rezeptoren f{\"u}r die neurotrophen Faktoren BDNF, CNTF und GDNF in prim{\"a}ren embryonalen und adulten Motoneuronen erstmalig genau charakterisiert. Die Rezeptoruntereinheiten des BDNF und CNTF Rezeptors, TrkB, p-TrkB, gp130 und p-Stat3, sind im Perikaryon, in Dendriten, im Axon und an den Axonterminalen bzw. Wachstumskegeln von Motoneuronen lokalisiert. Dabei sind die nativen Formen (TrkB, gp130) im Axon {\"u}berwiegend membranst{\"a}ndig, die aktivierten Formen (p-TrkB, p-Stat3) {\"u}berwiegend im Inneren des Axons lokalisiert. Demgegen{\"u}ber sind die Rezeptoruntereinheiten des GDNF Rezeptors, Ret und p-Ret, besonders stark in den Dendriten exprimiert. Auch im Perikaryon und an der neuromuskul{\"a}ren Endplatte sind Ret und p-Ret lokalisiert, nicht jedoch im Axon. Im zweiten Teil der Arbeit wurde das durch neurotrophe Faktoren bedingte Neuritenwachstum genau quantifiziert. Dabei wurde zwischen einer Stimulation des Axon- bzw. des Dendritenwachstums differenziert. Die mit GDNF behandelten Dendriten werden etwa doppelt so lang wie die Dendriten, der mit BDNF oder CNTF behandelten Motoneurone. GDNF ist somit ein potenter Stimulator des Dendritenwachstums bei isolierten prim{\"a}ren Motoneuronen. Dieser Befund korreliert gut mit der starken Expression von Ret und p-Ret in den Dendriten. Des Weiteren wurde eine Analyse der Interaktion der neurotrophen Faktoren mit dem glutamatergen AMPA Rezeptor in Hinblick auf das Neuritenwachstum durchgef{\"u}hrt. Dabei zeigte sich, dass die Interaktion zwischen neurotrophen Faktoren und dem AMPA Rezeptor besonders f{\"u}r das Dendritenwachstum von Bedeutung ist. Die klinische Bedeutung neurotropher Faktoren und deren Rezeptoren wird im dritten Teil der Arbeit dargestellt. Die pmn Maus ist ein Mausmodell f{\"u}r humane degenerative Erkrankungen des Motoneurons, wie der ALS und der SMA. Pmn Motoneurone, die mit BDNF oder GDNF kultiviert werden, weisen den charakteristischen axonalen Wachstumsdefekt der pmn Motoneurone auf und werden nur etwa halb so lang wie gesunde Kontrollmotoneurone. Bemerkenswerterweise f{\"u}hrt die Behandlung der pmn Motoneurone mit CNTF zu einer kompletten Remission des axonalen Wachstumsdefekts, so dass die Axone eine normale Axonl{\"a}nge erreichen. Auch die Anzahl der pathologischen axonalen Schwellungen werden in vitro durch CNTF stark reduziert. CNTF scheint demnach der interessanteste neurotrophe Faktor f{\"u}r eine Behandlung degenerativer Motoneuronerkrankungen zu sein.}, subject = {BDNF}, language = {de} } @phdthesis{Palm2008, author = {Palm, Florian}, title = {{\"U}ber die Wirkung von Serotonin in einem chronisch entz{\"u}ndlichen Schmerzmodell mit komplettem Freund´schen Adjuvans an M{\"a}usen mit einer genetischen Defizienz f{\"u}r den Serotonintransporter.}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30508}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {In der Behandlung neuropathischer und anderer chronischer Schmerzen werden trizyklische Antidepressiva bereits mit Erfolg eingesetzt, die nebenwirkungs{\"a}rmeren SSRI zeigen jedoch nur einen m{\"a}ßigen Erfolg. In dieser Studie gingen wir der Frage nach, inwieweit 5-HTT -/- M{\"a}use, die als Modell einer lebenslangen Behandlung mit SSRI gelten, in einem chronisch entz{\"u}ndlichen Schmerzmodell ein anderes Schmerzverhalten zeigen als Wild-typen und ob sich auf neuronaler Ebene durch das Ausschalten des 5-HT Transporters Ursachen f{\"u}r ein ge{\"a}ndertes Schmerzverhalten finden lassen. Von besonderem Interesse war dabei auch, welche Rolle 5-HT in der peripheren Schmerzvermittlung zukommt. Mit standardisierten Testverfahren wurden die 5-HTT -/- M{\"a}use und Wildtypm{\"a}use nach i.pl. Injektion von CFA auf zwei Schmerzqualit{\"a}ten hin untersucht. Die Schmerzschwelle f{\"u}r taktile Reize wurde mit von Frey Haaren bestimmt, zur Testung der Hitzehyperalgesie wurde eine Infrarotw{\"a}rmequelle benutzt. Anschließend wurden an dem Gewebe immunhistochemische Analysen durchgef{\"u}hrt und mittels HPLC der Gehalt an 5-HT in verschiedenen Gewebeproben bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass M{\"a}use mit dem Genotyp 5-HTT -/- gegen{\"u}ber dem Wildtyp von einer durch CFA-Injektion induzierten Hitzehyperalgesie weitgehend unbeeintr{\"a}chtigt bleiben. Gleichzeitig bestand bei den KO-M{\"a}usen im Vergleich zu den Wildtypen eine deutlichere Abnahme der Hautinnervation sowie eine st{\"a}rker ausgepr{\"a}gte Verletzung von DRG-Neuronen, entsprechend einer erh{\"o}hten neuronalen Vulnerabilit{\"a}t gegen{\"u}ber CFA. Im Gewebe der KO-M{\"a}use fand sich durchweg weniger 5-HT als bei Wildtypen, in DRG-Neuronen der KO-M{\"a}use war weiterhin weniger BDNF detektierbar. Wir postulieren, dass f{\"u}r die reduzierte Hitzehyperalgesie bei den KO-M{\"a}usen unter anderem der geringere Gewebespiegel von 5-HT und damit folglich in einer Art Ursachen-Wirkungskette auch die geringeren Gewebespiegel von BDNF und 5-HIAA mit ihren entsprechenden Auswirkungen verantwortlich sind. 5-HTT -/- M{\"a}use als Modell f{\"u}r eine lebenslange Behandlung mit SSRI sind also nicht nur wie k{\"u}rzlich beschrieben im neuropathischen Schmerzmodell, sondern auch in einem chronisch entz{\"u}ndlichen Schmerzmodell weitgehend vor einer Hitzehyperalgesie gesch{\"u}tzt. Unter der Ber{\"u}cksichtigung dieser Daten sollte daher der Einsatz von SSRI in der Behandlung chronischer Schmerzen erneut {\"u}berpr{\"u}ft werden.}, subject = {Serotonin}, language = {de} } @phdthesis{Herzog2008, author = {Herzog, Anna Laura}, title = {Migr{\"a}ne und das serotonerge System}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29380}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {Untersuchung zu single-nucleotid-polymorphismen (SNPs) der Serotoninrezeptoren 5-HT2A, 5-HT3A, des Neurotrophins BDNF und des Enzyms Tryptophanhydroxlase auf deren Korrelation mit Migr{\"a}ne mit und ohne Aura.}, subject = {Migr{\"a}ne}, language = {de} } @phdthesis{Glinka2011, author = {Glinka, Michael}, title = {Charakterisierung der Rolle des β-Aktin mRNA bindenden Proteins heterogenous nuclear ribonucleoprotein-R f{\"u}r das Axonenwachstum von Motoneuronen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-57410}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Bei Yeast Two-Hybrid Untersuchungen wurde in unserer Arbeitsgruppe das RNA-Bindungsprotein hnRNP-R als Interaktionspartner von SMN gefunden und es konnte gezeigt werden, dass hnRNP-R mit SMN in Axonen von prim{\"a}ren Motoneuronen kolokalisiert (Rossoll et al., 2002). hnRNP-R assoziiert mit der β-Aktin mRNA und nach {\"U}berexpression kommt es zu einer Akkumulation von β-Aktin in den Wachstumskegeln von neuronalen Zellen, sowie zu verst{\"a}rktem Neuritenwachstum bei PC12 Zellen. Wird die SMN-Bindungsdom{\"a}ne von hnRNP-R deletiert, ist dieser Effekt stark reduziert (Rossoll et al., 2003). Auf diesen in vitro Befunden ist die Hypothese begr{\"u}ndet, dass hnRNP-R an der Translokation der β-Aktin mRNA in die Wachstumskegel von neuronalen Zellen beteiligt ist. Deshalb wurde im Rahmen dieser Arbeit die Rolle von hnRNP-R bei der Entwicklung in Neuronen des Nervensystems n{\"a}her untersucht. Dazu wurden Zebrafisch Embryonen als in vivo Modellsystem f{\"u}r Morpholino vermittelte Knockdown Untersuchungen gew{\"a}hlt. Zun{\"a}chst wurde ein gegen murines Protein hergestelltes hnRNP-R Antiserum charakterisiert und gezeigt, dass es das Zebrafisch Protein spezifisch erkennt. Dieses Antiserum wurde in Western Blot Analysen verwendet um den hnRNP-R Knockdown in Zebrafisch Embryonen zu verifizieren. Bei den hnRNP-R Morpholino injizierten Embryonen konnten dosisabh{\"a}ngig axonale Ver{\"a}nderungen beobachtet werden. Diese Ver{\"a}nderungen stimmen mit einem Krankheitsmodell f{\"u}r SMA im Zebrafisch {\"u}berein. Es konnte gezeigt werden, dass das {\"U}berleben prim{\"a}rer Motoneurone in Zebrafisch Embryonen nicht beeintr{\"a}chtigt ist und dass andere neuronale Zellen keine signifikante Beeinflussung durch einen hnRNP-R Knockdown erfahren. Um die Spezifit{\"a}t des axonalen Ph{\"a}notyps, der durch hnRNP-R Knockdown hervorgerufen wurde zu belegen, wurde mit muriner hnRNP-R mRNA ein Rescue-Experiment durchgef{\"u}hrt. Es konnte gezeigt werden, dass dabei der axonale Ph{\"a}notyp weitestgehend wieder aufgehoben wurde. Parallel zu den Zebrafisch Experimenten wurde ein hnRNP-R Knockout Konstrukt mittels homologer Rekombination in Escherichia coli hergestellt und in murine embryonale Stammzellen elektroporiert. Die Charakterisierung einer hnRNP-R Knockout Maus k{\"o}nnte weitere bedeutende Einsichten in die in vivo Funktionen von hnRNP-R bei der Embryonalentwicklung und speziell der Entwicklung von Motoneuronen gew{\"a}hren. Um der Frage nach zu gehen, welche mRNAs in Wachstumskegeln von Axonen prim{\"a}rer Maus Motoneuronen zu finden sind oder durch Transportprozesse lokal akkumuliert sind,wurden Versuche unternommen, um mittels Laser-Mikrodissektion einzelne Wachstumskegel von Motoneuronen f{\"u}r Untersuchungen der enthaltenen mRNAs zu gewinnen. Erstmalig ist es im Rahmen dieser Arbeit gelungen, kompartimentalisierte Kulturen von prim{\"a}ren Motoneuronen der Maus zu etablieren. Damit wurde die Grundlage geschaffen, um RNA-Profile von distalen Zellkompartimenten wie den Axonen und Wachstumskegeln zu bestimmen.}, subject = {Heterogene Ribonucleoproteine}, language = {de} } @phdthesis{Altides2011, author = {Altides, Anastasia Elisabeth}, title = {BDNF Plasma Level als Marker f{\"u}r Alzheimer in der VITA Studie}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-57274}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {HINTERGRUND: Der brain-derived neurotrophic factor (BDNF) reguliert die synaptische Plastizit{\"a}t und spielt somit eine wichtige Rolle in der Ged{\"a}chtnisbildung und -erhaltung. Deswegen gibt es eingehende Untersuchungen dieses neurotrophischen Faktors in Bezug auf Demenzerkrankungen, vor allem der Alzheimer Demenz. In dieser Studie wurde nach einem Zusammenhang zwischen BDNF Blutplasmawerten und der Alzheimer Demenz in einer longitudinalen Kohortenstudie, der Vienna-Transdanube-Aging(VITA)-Studie gesucht. METHODEN: Die VITA-Studie ist eine kommunale Kohortenstudie aller 75j{\"a}hrigen Einwohner einer geographischen Region Wiens. Es wurden die BDNF Plasmawerte der Basisuntersuchung und der ersten Folgeuntersuchung 30 Monate sp{\"a}ter als m{\"o}gliche Biomarker f{\"u}r die Alzheimer Demenz untersucht. Assoziationen zwischen BDNF Plasmawerten und anderen epidemiologischen Eckdaten wurden ebenfalls analysiert. ERGEBNISSE: Wir konnten keine Assoziation zwischen BDNF Plasmawerten und der Entwicklung oder einer bereits bestehenden Alzheimer Demenz finden. Geschlecht, Body-Maß-Index und Depression stellten sich als Komorbidit{\"a}ts-Faktoren von Demenz-erkrankungen dar. SCHLUSSFOLGERUNG: BDNF Plasmawerte sind diesen Ergebnissen nach kein so viel versprechender molekularer Marker f{\"u}r Alzheimer Demenz wie erhofft. BDNF wird jedoch weiterhin in vielen interessanten Studienprotokollen untersucht, da es sowohl im Blutserum als auch im Hirngewebe nachgewiesen werden kann und somit viele diagnostische und therapeutische Ans{\"a}tze inspiriert.}, subject = {Alzheimer-Krankheit}, language = {de} } @article{KittelSchneiderKenisScheketal.2012, author = {Kittel-Schneider, Sarah and Kenis, Gunter and Schek, Julia and van den Hove, Daniel and Prickaerts, Jos and Lesch, Klaus-Peter and Steinbusch, Harry and Reif, Andreas}, title = {Expression of monoamine transporters, nitric oxide synthase 3, and neurotrophin genes in antidepressant-stimulated astrocytes}, series = {Frontiers in Psychiatry}, volume = {3}, journal = {Frontiers in Psychiatry}, doi = {10.3389/fpsyt.2012.00033}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123627}, pages = {33}, year = {2012}, abstract = {Background: There is increasing evidence that glial cells play a role in the pathomechanisms of mood disorders and the mode of action of antidepressant drugs. Methods: To examine whether there is a direct effect on the expression of different genes encoding proteins that have been implicated in the pathophysiology of affective disorders, primary astrocyte cell cultures from rats were treated with two different antidepressant drugs, imipramine and escitalopram, and the RNA expression of brain-derived neurotrophic factor (Bdnf), serotonin transporter (5Htt), dopamine transporter (Dat), and endothelial nitric oxide synthase (Nos3) was examined. Results: Stimulation of astroglial cell culture with imipramine, a tricyclic antidepressant, led to a significant increase of the Bdnf RNA level whereas treatment with escitalopram did not. In contrast, 5Htt was not differentially expressed after antidepressant treatment. Finally, neither Dat nor Nos3 RNA expression was detected in cultured astrocytes. Conclusion: These data provide further evidence for a role of astroglial cells in the molecular mechanisms of action of antidepressants.}, language = {en} } @article{HavikDegenhardtJohanssonetal.2012, author = {Havik, Bjarte and Degenhardt, Franziska A. and Johansson, Stefan and Fernandes, Carla P. D. and Hinney, Anke and Scherag, Andr{\´e} and Lybaek, Helle and Djurovic, Srdjan and Christoforou, Andrea and Ersland, Kari M. and Giddaluru, Sudheer and O'Donovan, Michael C. and Owen, Michael J. and Craddock, Nick and M{\"u}hleisen, Thomas W. and Mattheisen, Manuel and Schimmelmann, Benno G. and Renner, Tobias and Warnke, Andreas and Herpertz-Dahlmann, Beate and Sinzig, Judith and Albayrak, {\"O}zg{\"u}r and Rietschel, Marcella and N{\"o}then, Markus M. and Bramham, Clive R. and Werge, Thomas and Hebebrand, Johannes and Haavik, Jan and Andreassen, Ole A. and Cichon, Sven and Steen, Vidar M. and Le Hellard, Stephanie}, title = {DCLK1 Variants Are Associated across Schizophrenia and Attention Deficit/Hyperactivity Disorder}, series = {PLoS One}, volume = {7}, journal = {PLoS One}, number = {4}, doi = {10.1371/journal.pone.0035424}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-135285}, pages = {e35424}, year = {2012}, abstract = {Doublecortin and calmodulin like kinase 1 (DCLK1) is implicated in synaptic plasticity and neurodevelopment. Genetic variants in DCLK1 are associated with cognitive traits, specifically verbal memory and general cognition. We investigated the role of DCLK1 variants in three psychiatric disorders that have neuro-cognitive dysfunctions: schizophrenia (SCZ), bipolar affective disorder (BP) and attention deficit/hyperactivity disorder (ADHD). We mined six genome wide association studies (GWASs) that were available publically or through collaboration; three for BP, two for SCZ and one for ADHD. We also genotyped the DCLK1 region in additional samples of cases with SCZ, BP or ADHD and controls that had not been whole-genome typed. In total, 9895 subjects were analysed, including 5308 normal controls and 4,587 patients (1,125 with SCZ, 2,496 with BP and 966 with ADHD). Several DCLK1 variants were associated with disease phenotypes in the different samples. The main effect was observed for rs7989807 in intron 3, which was strongly associated with SCZ alone and even more so when cases with SCZ and ADHD were combined (P-value = 4x10\(^{-5}\) and 4x10\(^{-6}\), respectively). Associations were also observed with additional markers in intron 3 (combination of SCZ, ADHD and BP), intron 19 (SCZ+BP) and the 3'UTR (SCZ+BP). Our results suggest that genetic variants in DCLK1 are associated with SCZ and, to a lesser extent, with ADHD and BP. Interestingly the association is strongest when SCZ and ADHD are considered together, suggesting common genetic susceptibility. Given that DCLK1 variants were previously found to be associated with cognitive traits, these results are consistent with the role of DCLK1 in neurodevelopment and synaptic plasticity.}, language = {en} } @article{AndreskaAufmkolkSaueretal.2014, author = {Andreska, Thomas and Aufmkolk, Sarah and Sauer, Markus and Blum, Robert}, title = {High abundance of BDNF within glutamatergic presynapses of cultured hippocampal neurons}, series = {Frontiers in Cellular Neuroscience}, volume = {8}, journal = {Frontiers in Cellular Neuroscience}, number = {107}, issn = {1662-5102}, doi = {10.3389/fncel.2014.00107}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-119793}, year = {2014}, abstract = {In the mammalian brain, the neurotrophin brain-derived neurotrophic factor (BDNF) has emerged as a key factor for synaptic refinement, plasticity and learning. Although BDNF-induced signaling cascades are well known, the spatial aspects of the synaptic BDNF localization remained unclear. Recent data provide strong evidence for an exclusive presynaptic location and anterograde secretion of endogenous BDNF at synapses of the hippocampal circuit. In contrast, various studies using BDNF overexpression in cultured hippocampal neurons support the idea that postsynaptic elements and other dendritic structures are the preferential sites of BDNF localization and release. In this study we used rigorously tested anti-BDNF antibodies and achieved a dense labeling of endogenous BDNF close to synapses. Confocal microscopy showed natural BDNF close to many, but not all glutamatergic synapses, while neither GABAergic synapses nor postsynaptic structures carried a typical synaptic BDNF label. To visualize the BDNF distribution within the fine structure of synapses, we implemented super resolution fluorescence imaging by direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM). Two-color dSTORM images of neurites were acquired with a spatial resolution of ~20 nm. At this resolution, the synaptic scaffold proteins Bassoon and Homer exhibit hallmarks of mature synapses and form juxtaposed bars, separated by a synaptic cleft. BDNF imaging signals form granule-like clusters with a mean size of ~60 nm and are preferentially found within the fine structure of the glutamatergic presynapse. Individual glutamatergic presynapses carried up to 90\% of the synaptic BDNF immunoreactivity, and only a minor fraction of BDNF molecules was found close to the postsynaptic bars. Our data proof that hippocampal neurons are able to enrich and store high amounts of BDNF in small granules within the mature glutamatergic presynapse, at a principle site of synaptic plasticity.}, language = {en} } @article{ChumakRuettigerLeeetal.2016, author = {Chumak, Tetyana and R{\"u}ttiger, Lukas and Lee, Sze Chim and Campanelli, Dario and Zuccotti, Annalisa and Singer, Wibke and Popel{\´a}ř, Jiř{\´i} and Gutsche, Katja and Geisler, Hyun-Soon and Schraven, Sebastian Philipp and Jaumann, Mirko and Panford-Walsh, Rama and Hu, Jing and Schimmang, Thomas and Zimmermann, Ulrike and Syka, Josef and Knipper, Marlies}, title = {BDNF in Lower Brain Parts Modifies Auditory Fiber Activity to Gain Fidelity but Increases the Risk for Generation of Central Noise After Injury}, series = {Molecular Neurobiology}, volume = {53}, journal = {Molecular Neurobiology}, number = {8}, doi = {10.1007/s12035-015-9474-x}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-187341}, pages = {5607-5627}, year = {2016}, abstract = {For all sensory organs, the establishment of spatial and temporal cortical resolution is assumed to be initiated by the first sensory experience and a BDNF-dependent increase in intracortical inhibition. To address the potential of cortical BDNF for sound processing, we used mice with a conditional deletion of BDNF in which Cre expression was under the control of the Pax2 or TrkC promoter. BDNF deletion profiles between these mice differ in the organ of Corti (BDNF \(^{Pax2}\) -KO) versus the auditory cortex and hippocampus (BDNF \(^{TrkC}\) -KO). We demonstrate that BDNF \(^{Pax2}\) -KO but not BDNF \(^{TrkC}\) -KO mice exhibit reduced sound-evoked suprathreshold ABR waves at the level of the auditory nerve (wave I) and inferior colliculus (IC) (wave IV), indicating that BDNF in lower brain regions but not in the auditory cortex improves sound sensitivity during hearing onset. Extracellular recording of IC neurons of BDNF \(^{Pax2}\) mutant mice revealed that the reduced sensitivity of auditory fibers in these mice went hand in hand with elevated thresholds, reduced dynamic range, prolonged latency, and increased inhibitory strength in IC neurons. Reduced parvalbumin-positive contacts were found in the ascending auditory circuit, including the auditory cortex and hippocampus of BDNF \(^{Pax2}\) -KO, but not of BDNF \(^{TrkC}\) -KO mice. Also, BDNF \(^{Pax2}\) -WT but not BDNF \(^{Pax2}\) -KO mice did lose basal inhibitory strength in IC neurons after acoustic trauma. These findings suggest that BDNF in the lower parts of the auditory system drives auditory fidelity along the entire ascending pathway up to the cortex by increasing inhibitory strength in behaviorally relevant frequency regions. Fidelity and inhibitory strength can be lost following auditory nerve injury leading to diminished sensory outcome and increased central noise.}, language = {en} } @article{AsthanaBrunhuberMuehlbergeretal.2016, author = {Asthana, Manish Kumar and Brunhuber, Bettina and M{\"u}hlberger, Andreas and Reif, Andreas and Schneider, Simone and Herrmann, Martin J.}, title = {Preventing the Return of Fear Using Reconsolidation Update Mechanisms Depends on the Met-Allele of the Brain Derived Neurotrophic Factor Val66Met Polymorphism}, series = {International Journal of Neuropsychopharmacology}, volume = {19}, journal = {International Journal of Neuropsychopharmacology}, number = {6}, doi = {10.1093/ijnp/pyv137}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-166217}, year = {2016}, abstract = {Background: Memory reconsolidation is the direct effect of memory reactivation followed by stabilization of newly synthesized proteins. It has been well proven that neural encoding of both newly and reactivated memories requires synaptic plasticity. Brain derived neurotrophic factor (BDNF) has been extensively investigated regarding its role in the formation of synaptic plasticity and in the alteration of fear memories. However, its role in fear reconsolidation is still unclear; hence, the current study has been designed to investigate the role of the BDNF val66met polymorphism (rs6265) in fear memory reconsolidation in humans. Methods: An auditory fear-conditioning paradigm was conducted, which comprised of three stages (acquisition, reactivation, and spontaneous recovery). One day after fear acquisition, the experimental group underwent reactivation of fear memory followed by the extinction training (reminder group), whereas the control group (non-reminder group) underwent only extinction training. On day 3, both groups were subjected to spontaneous recovery of earlier learned fearful memories. The treat-elicited defensive response due to conditioned threat was measured by assessing the skin conductance response to the conditioned stimulus. All participants were genotyped for rs6265. Results: The results indicate a diminishing effect of reminder on the persistence of fear memory only in the Met-allele carriers, suggesting a moderating effect of the BDNF polymorphism in fear memory reconsolidation. Conclusions: Our findings suggest a new role for BDNF gene variation in fear memory reconsolidation in humans.}, language = {en} } @article{DombertBalkLueningschroeretal.2017, author = {Dombert, Benjamin and Balk, Stefanie and L{\"u}ningschr{\"o}r, Patrick and Moradi, Mehri and Sivadasan, Rajeeve and Saal-Bauernschubert, Lena and Jablonka, Sibylle}, title = {BDNF/trkB induction of calcium transients through Ca\(_{v}\)2.2 calcium channels in motoneurons corresponds to F-actin assembly and growth cone formation on β2-chain laminin (221)}, series = {Frontiers in Molecular Neuroscience}, volume = {10}, journal = {Frontiers in Molecular Neuroscience}, number = {346}, doi = {10.3389/fnmol.2017.00346}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-159094}, year = {2017}, abstract = {Spontaneous Ca\(^{2+}\) transients and actin dynamics in primary motoneurons correspond to cellular differentiation such as axon elongation and growth cone formation. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and its receptor trkB support both motoneuron survival and synaptic differentiation. However, in motoneurons effects of BDNF/trkB signaling on spontaneous Ca\(^{2+}\) influx and actin dynamics at axonal growth cones are not fully unraveled. In our study we addressed the question how neurotrophic factor signaling corresponds to cell autonomous excitability and growth cone formation. Primary motoneurons from mouse embryos were cultured on the synapse specific, β2-chain containing laminin isoform (221) regulating axon elongation through spontaneous Ca\(^{2+}\) transients that are in turn induced by enhanced clustering of N-type specific voltage-gated Ca\(^{2+}\) channels (Ca\(_{v}\)2.2) in axonal growth cones. TrkB-deficient (trkBTK\(^{-/-}\)) mouse motoneurons which express no full-length trkB receptor and wildtype motoneurons cultured without BDNF exhibited reduced spontaneous Ca\(^{2+}\) transients that corresponded to altered axon elongation and defects in growth cone morphology which was accompanied by changes in the local actin cytoskeleton. Vice versa, the acute application of BDNF resulted in the induction of spontaneous Ca\(^{2+}\) transients and Ca\(_{v}\)2.2 clustering in motor growth cones, as well as the activation of trkB downstream signaling cascades which promoted the stabilization of β-actin via the LIM kinase pathway and phosphorylation of profilin at Tyr129. Finally, we identified a mutual regulation of neuronal excitability and actin dynamics in axonal growth cones of embryonic motoneurons cultured on laminin-221/211. Impaired excitability resulted in dysregulated axon extension and local actin cytoskeleton, whereas upon β-actin knockdown Ca\(_{v}\)2.2 clustering was affected. We conclude from our data that in embryonic motoneurons BDNF/trkB signaling contributes to axon elongation and growth cone formation through changes in the local actin cytoskeleton accompanied by increased Ca\(_{v}\)2.2 clustering and local calcium transients. These findings may help to explore cellular mechanisms which might be dysregulated during maturation of embryonic motoneurons leading to motoneuron disease.}, language = {en} } @article{AndreskaLueningschroerSendtner2020, author = {Andreska, Thomas and L{\"u}ningschr{\"o}r, Patrick and Sendtner, Michael}, title = {Regulation of TrkB cell surface expression — a mechanism for modulation of neuronal responsiveness to brain-derived neurotrophic factor}, series = {Cell and Tissue Research}, volume = {382}, journal = {Cell and Tissue Research}, doi = {10.1007/s00441-020-03224-7}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-235055}, pages = {5-14}, year = {2020}, abstract = {Neurotrophin signaling via receptor tyrosine kinases is essential for the development and function of the nervous system in vertebrates. TrkB activation and signaling show substantial differences to other receptor tyrosine kinases of the Trk family that mediate the responses to nerve growth factor and neurotrophin-3. Growing evidence suggests that TrkB cell surface expression is highly regulated and determines the sensitivity of neurons to brain-derived neurotrophic factor (BDNF). This translocation of TrkB depends on co-factors and modulators of cAMP levels, N-glycosylation, and receptor transactivation. This process can occur in very short time periods and the resulting rapid modulation of target cell sensitivity to BDNF could represent a mechanism for fine-tuning of synaptic plasticity and communication in complex neuronal networks. This review focuses on those modulatory mechanisms in neurons that regulate responsiveness to BDNF via control of TrkB surface expression.}, language = {en} } @article{ShityakovHayashiStoerketal.2021, author = {Shityakov, Sergey and Hayashi, Kentaro and St{\"o}rk, Stefan and Scheper, Verena and Lenarz, Thomas and F{\"o}rster, Carola Y.}, title = {The conspicuous link between ear, brain and heart - Could neurotrophin-treatment of age-related hearing loss help prevent Alzheimer's disease and associated amyloid cardiomyopathy?}, series = {Biomolecules}, volume = {11}, journal = {Biomolecules}, number = {6}, issn = {2218-273X}, doi = {10.3390/biom11060900}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-241084}, year = {2021}, abstract = {Alzheimer's disease (AD), the most common cause of dementia in the elderly, is a neurodegenerative disorder associated with neurovascular dysfunction and cognitive decline. While the deposition of amyloid β peptide (Aβ) and the formation of neurofibrillary tangles (NFTs) are the pathological hallmarks of AD-affected brains, the majority of cases exhibits a combination of comorbidities that ultimately lead to multi-organ failure. Of particular interest, it can be demonstrated that Aβ pathology is present in the hearts of patients with AD, while the formation of NFT in the auditory system can be detected much earlier than the onset of symptoms. Progressive hearing impairment may beget social isolation and accelerate cognitive decline and increase the risk of developing dementia. The current review discusses the concept of a brain-ear-heart axis by which Aβ and NFT inhibition could be achieved through targeted supplementation of neurotrophic factors to the cochlea and the brain. Such amyloid inhibition might also indirectly affect amyloid accumulation in the heart, thus reducing the risk of developing AD-associated amyloid cardiomyopathy and cardiovascular disease.}, language = {en} } @phdthesis{Gupta2021, author = {Gupta, Rohini}, title = {Intracellular self-activation of the TrkB kinase domain causes FAK phosphorylation and disrupts actin filopodia dynamics}, doi = {10.25972/OPUS-23382}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-233829}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {The tropomysin receptor kinase B (TrkB), the receptor for the neurotrophin brain-derived neurotrophic factor (BDNF), plays an important role in neuronal survival, neuronal differentiation, and cellular plasticity. Conventionally, TrkB activation is induced by binding of BDNF at extracellular sites and subsequent dimerization of receptor monomers. Classical Trk signaling concepts have failed to explain ligand-independent signaling of intracellular TrkB or oncogenic NTRK-fusion proteins. The intracellular activation domain of TrkB consists of a tyrosine kinase core, with three tyrosine (Y) residues at positions 701, 705 and 706, that catalyzes the phosphorylation reaction between ATPγ and tyrosine. The release of cisautoinhibition of the kinase domain activates the kinase domain and tyrosine residues outside of the catalytic domain become phosphorylated. The aim of this study was to find out how ligand-independent activation of TrkB is brought about. With the help of phosphorylation mutants of TrkB, it has been found that a high, local abundance of the receptor is sufficient to activate TrkB in a ligand-independent manner. This self-activation of TrkB was blocked when either the ATP-binding site or Y705 in the core domain was mutated. The vast majority of this self-active TrkB was found at intracellular locations and was preferentially seen in roundish cells, lacking filopodia. Live cell imaging of actin dynamics showed that self-active TrkB changed the cellular morphology by reducing actin filopodia formation. Signaling cascade analysis confirmed that self-active TrkB is a powerful activator of focal adhesion kinase (FAK). This might be the reason why self-active TrkB is able to disrupt actin filopodia formation. The signaling axis from Y705 to FAK could be mimicked by expression of the soluble, cytosolic TrkB kinase domain. However, the signaling pathway was inactive, when the TrkB kinase domain was targeted to the plasmamembrane with the help of artificial myristoylation membrane anchors. A cancer-related intracellular NTRK2-fusion protein (SQSTM1-NTRK2) also underwent constitutive kinase activation. In glioblastoma-like U87MG cells, self-active TrkB kinase reduced cell migration. These constitutive signaling pathways could be fully blocked within minutes by clinically approved, anti-tumorigenic Trk inhibitors. Moreover, this study found evidences for constitutively active, intracellular TrkB in tissue of human grade IV glioblastoma. In conclusion, the data provide an explanation and biological function for selfactive, constitutive TrkB kinase domain signaling, in the absence of a ligand.}, language = {en} } @article{RajendranBoettigerStadelmannetal.2021, author = {Rajendran, Ranjithkumar and B{\"o}ttiger, Gregor and Stadelmann, Christine and Karnati, Srikanth and Berghoff, Martin}, title = {FGF/FGFR pathways in multiple sclerosis and in its disease models}, series = {Cells}, volume = {10}, journal = {Cells}, number = {4}, issn = {2073-4409}, doi = {10.3390/cells10040884}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-236594}, year = {2021}, abstract = {Multiple sclerosis (MS) is a chronic inflammatory and neurodegenerative disease of the central nervous system (CNS) affecting more than two million people worldwide. In MS, oligodendrocytes and myelin sheaths are destroyed by autoimmune-mediated inflammation, while remyelination is impaired. Recent investigations of post-mortem tissue suggest that Fibroblast growth factor (FGF) signaling may regulate inflammation and myelination in MS. FGF2 expression seems to correlate positively with macrophages/microglia and negatively with myelination; FGF1 was suggested to promote remyelination. In myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG)\(_{35-55}\)-induced experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), systemic deletion of FGF2 suggested that FGF2 may promote remyelination. Specific deletion of FGF receptors (FGFRs) in oligodendrocytes in this EAE model resulted in a decrease of lymphocyte and macrophage/microglia infiltration as well as myelin and axon degeneration. These effects were mediated by ERK/Akt phosphorylation, a brain-derived neurotrophic factor, and downregulation of inhibitors of remyelination. In the first part of this review, the most important pharmacotherapeutic principles for MS will be illustrated, and then we will review recent advances made on FGF signaling in MS. Thus, we will suggest application of FGFR inhibitors, which are currently used in Phase II and III cancer trials, as a therapeutic option to reduce inflammation and induce remyelination in EAE and eventually MS.}, language = {en} } @article{KittelSchneiderDavidovaKaloketal.2022, author = {Kittel-Schneider, Sarah and Davidova, Petra and Kalok, Miriam and Essel, Corina and Ahmed, Fadia Ben and Kingeter, Yasmina and Matentzoglu, Maria and Leutritz, Anna and Kersken, Katharina and Koreny, Carolin and Weber, Heike and Kollert, Leoniee and McNeill, Rihannon V. and Reif, Andreas and Bahlmann, Franz and Trautmann-Villalba, Patricia}, title = {A pilot study of multilevel analysis of BDNF in paternal and maternal perinatal depression}, series = {Archives of Women's Mental Health}, volume = {25}, journal = {Archives of Women's Mental Health}, number = {1}, issn = {1435-1102}, doi = {10.1007/s00737-021-01197-2}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-268849}, pages = {237-249}, year = {2022}, abstract = {Depression in the perinatal period is common in mothers worldwide. Emerging research indicates that fathers are also at risk of developing perinatal depression. However, knowledge regarding biological risk factors and pathophysiological mechanisms of perinatal depression is still scarce, particularly in fathers. It has been suggested that the neurotrophin BDNF may play a role in maternal perinatal depression; however, there is currently no data regarding paternal perinatal depression. For this pilot study, 81 expecting parents were recruited and assessed at several time points. We screened for depression using EPDS and MADRS, investigated several psychosocial variables, and took blood samples for BDNF val66met genotyping, epigenetic, and protein analysis. Between pregnancy and 12 months postpartum (pp), we found that 3.7 to 15.7\% of fathers screened positive for depression, and 9.6 to 24\% of mothers, with at least a twofold increased prevalence in both parents using MADRS compared with EPDS. We also identified several psychosocial factors associated with perinatal depression in both parents. The data revealed a trend that lower BDNF levels correlated with maternal depressive symptoms at 3 months pp. In the fathers, no significant correlations between BDNF and perinatal depression were found. Pregnant women demonstrated lower BDNF methylation and BDNF protein expression compared with men; however, these were found to increase postpartum. Lastly, we identified correlations between depressive symptoms and psychosocial/neurobiological factors. The data suggest that BDNF may play a role in maternal perinatal depression, but not paternal.}, language = {en} } @article{AndreskaLueningschroerWolfetal.2023, author = {Andreska, Thomas and L{\"u}ningschr{\"o}r, Patrick and Wolf, Daniel and McFleder, Rhonda L. and Ayon-Olivas, Maurilyn and Rattka, Marta and Drechsler, Christine and Perschin, Veronika and Blum, Robert and Aufmkolk, Sarah and Granado, Noelia and Moratalla, Rosario and Sauer, Markus and Monoranu, Camelia and Volkmann, Jens and Ip, Chi Wang and Stigloher, Christian and Sendtner, Michael}, title = {DRD1 signaling modulates TrkB turnover and BDNF sensitivity in direct pathway striatal medium spiny neurons}, series = {Cell Reports}, volume = {42}, journal = {Cell Reports}, number = {6}, doi = {10.1016/j.celrep.2023.112575}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-349932}, year = {2023}, abstract = {Highlights • Dopamine receptor-1 activation induces TrkB cell-surface expression in striatal neurons • Dopaminergic deficits cause TrkB accumulation and clustering in the ER • TrkB clusters colocalize with cargo receptor SORCS-2 in direct pathway striatal neurons • Intracellular TrkB clusters fail to fuse with lysosomes after dopamine depletion Summary Disturbed motor control is a hallmark of Parkinson's disease (PD). Cortico-striatal synapses play a central role in motor learning and adaption, and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) from cortico-striatal afferents modulates their plasticity via TrkB in striatal medium spiny projection neurons (SPNs). We studied the role of dopamine in modulating the sensitivity of direct pathway SPNs (dSPNs) to BDNF in cultures of fluorescence-activated cell sorting (FACS)-enriched D1-expressing SPNs and 6-hydroxydopamine (6-OHDA)-treated rats. DRD1 activation causes enhanced TrkB translocation to the cell surface and increased sensitivity for BDNF. In contrast, dopamine depletion in cultured dSPN neurons, 6-OHDA-treated rats, and postmortem brain of patients with PD reduces BDNF responsiveness and causes formation of intracellular TrkB clusters. These clusters associate with sortilin related VPS10 domain containing receptor 2 (SORCS-2) in multivesicular-like structures, which apparently protects them from lysosomal degradation. Thus, impaired TrkB processing might contribute to disturbed motor function in PD.}, language = {en} } @phdthesis{BalbierergebHoock2024, author = {Balbierer [geb. Hoock], Julia Maria}, title = {Auswirkungen der Genpolymorphismen ASIC1, BDNF und NPSR1 auf die Antizipationsphase aversiver Reize}, doi = {10.25972/OPUS-35238}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352385}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {In dieser Arbeit wurden einerseits die Antizipationsphasen von aversiven gegen{\"u}ber neutralen Reizen anhand von Messungen der Hautleitf{\"a}higkeit und der Startle-Reaktion untersucht. Andererseits wurde die Hautleitf{\"a}higkeit auch w{\"a}hrend der Pr{\"a}sentation aversiver und neutraler Reize mit dem Ziel gemessen, signifikante Unterschiede festzustellen. Insbesondere wurden die Auswirkungen der Allele der Gene ASIC1 und der Interaktion der Genallele BDNF und NPSR1 betrachtet. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss der Risikogene auf die physiologische Angstreaktion und die subjektive Angstwahrnehmung zu untersuchen. Hierzu wurden den genotypisierten Probanden aversive und neutrale Videos pr{\"a}sentiert. Vor jedem Video erfolgte die Ank{\"u}ndigung, ob es sich um ein neutrales oder aversives Video handelt, wodurch bei Letzterem im Allgemeinen antizipatorische Angst - Erwartungsangst - hervorgerufen wird. Im Vergleich der Antizipationsphase vor Darbietung aversiver Videos mit der Antizipationsphase vor neutralen Videos konnte eine erh{\"o}hte Startle-Amplitude gemessen werden. Jedoch konnte weder anhand der Ver{\"a}nderung der Hautleitf{\"a}higkeit noch anhand der Startle-Amplitude ein signifikanter Unterschied bei Tr{\"a}gern und Nicht- Tr{\"a}gern der Risikogenallelen in der Antizipationsphase festgestellt werden. W{\"a}hrend der Pr{\"a}sentation der Videos konnte f{\"u}r die aversiven Videos im Vergleich zu den neutralen eine erh{\"o}hte Hautleitf{\"a}higkeit gemessen werden. Ebenfalls konnte bei der Darbietung von aversiven Videos bei den Tr{\"a}gern der Genallel-Interaktion NPSR1 AT/TT * BDNF GG und den Tr{\"a}gern des Risikogenallels ASIC1TT eine erh{\"o}hte Hautleitf{\"a}higkeit gemessen werden. So konnte mit den Ergebnissen dieser Arbeit belegt werden, dass Antizipationsangst ausl{\"o}sbar und anhand der Startle-Amplitude messbar ist. Um Antizipationsangst festzustellen oder diese bei Risikogenallel-Tr{\"a}ger zu untersuchen, waren die Ergebnisse bez{\"u}glich der Hautleitf{\"a}higkeit jedoch weniger aussagekr{\"a}ftig als erwartet. Allgemein konnte die Interaktion NPSR1 AT/TT * BDNF GG und ASIC1 TT als Risikogenallele bez{\"u}glich einer verst{\"a}rken Reaktion auf aversive Reize best{\"a}tigt werden. Weitere Studien sind notwendig, um die genetische Komponente von Angst und damit auch von Angsterkrankungen n{\"a}her zu beleuchten, damit zuk{\"u}nftige Diagnostik- und Therapieans{\"a}tze pr{\"a}zise entwickelt werden k{\"o}nnen.}, subject = {Schreckreaktion}, language = {de} }