@phdthesis{Schweizer2002,
  author    = {Schweizer, Ulrich},
  title     = {Genetische Untersuchungen zur Rolle von Cytochrom C und Stat3 bei der Regulation des embryonalen Zelltods von Motoneuronen der Maus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3732},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Genetische Inaktivierung des somatischen Cytochrom C Gens der Maus Cytochrom C wurde als ein Interaktionspartner im Apoptosom beschrieben. Ziel dieses Projektes war es, die Rolle von Cytochrom C bei der Apoptose von Nervenzellen in vivo durch genetische Inaktivierung in der Maus zu untersuchen. Die homozygote Deletion des Cytochrom C Gens f{\"u}hrt jedoch zu einem sehr fr{\"u}hen Entwicklungsdefekt: Schon am 8. Embryonaltag findet man nur noch Embryonen ohne erkennbare K{\"o}rperachse. Im weiteren wurden daher heterozygote Tiere untersucht, die in bestimmten Geweben, wie Gehirn und R{\"u}ckenmark, eine Reduktion der Menge von Cytochrom C aufweisen. Am ersten Tag nach der Geburt konnten keine Unterschiede zwischen Tieren mit einem oder zwei Cytochrom C Genen in Bezug die Anzahl von Motoneuronen gefunden werden. Auch nach perinataler Fazialisl{\"a}sion war die Rate des Zelltods bei Tieren mit heterozygoter Deletion des Cytochrom C Gens unver{\"a}ndert. In vitro zeigte sich jedoch eine erh{\"o}hte Resitenz von Motoneuronen gegen{\"u}ber Fas-induzierter Apoptose. Bei der Analyse der Apoptose von Thymozyten zeigte sich ein Trend, der eine kleine, aber reproduzierbare Verz{\"o}gerung einer sp{\"a}ten Zelltodphase nach UV-induzierter Apoptose nahelegt. Erste Experimente deuten außerdem auf einen Effekt der Cytochrom C Gendosis auf den Verlauf einer Experimentellen Autoimmunencephalitis (EAE) hin. Charakterisierung der NFL-Cre Maus Die zelltypspezifische Genablation mit dem Cre/loxP System umgeht einige der gr{\"o}ßten Probleme der klassischen Methode der Geninaktivierung in M{\"a}usen, indem nur in bestimmten Geweben oder Zelltypen, eventuell sogar nur ab einem bestimmten Zeitpunkt, ein Gen gezielt ausgeschaltet werden kann. Allerdings h{\"a}ngt das Cre/loxP System von der Verf{\"u}gbarkeit von brauchbaren Cre-transgenen Mauslinien mit entsprechenden Expressionsmustern und -kinetiken ab. Wir haben eine transgene Mauslinie etabliert und analysiert, die die Cre Rekombinase unter der Kontrolle des humanen Neurofilament-L Promotors exprimiert. Das Expressionsmuster von Cre wurde in mehreren Geweben mit RT-PCR und durch Verkreuzung mit einer Reportergenmaus untersucht. Im Gehirn wurden Cre exprimierende Zelltypen mit in-situ Hybridisierung, Immunhistochemie und wiederum mit Hilfe der Reportermaus identifiziert. Dabei zeigte sich eine spezifische Cre Expression in bestimmten Neuronpopulationen wie hippocampalen Pyramidenzellen und spinalen und cranialen Motoneuronen. Unsere NFL-Cre Maus besitzt einige Eigenschaften, die bisher publizierte Cre-Linien nicht aufweisen, so z.B.eine starke Cre Expression in hippocampalen Pyramidenzellen, aber nicht in K{\"o}rnerzellen des Gyrus dentatus; Expression in cortikalen Pyramidenzellen, aber keine Expression im Striatum; Expression in zerebell{\"a}ren Purkinje-, aber nicht K{\"o}rnerzellen; sowie die Expression in spinalen und cranialen Motoneuronen, aber nicht in angrenzenden Interneuronen. Die Rolle von Stat3 f{\"u}r das {\"U}berleben von Motoneuronen Die Mitglieder der CNTF/LIF/Cardiotrophin Genfamilie sind potente {\"U}berlebensfaktoren f{\"u}r embryonale und l{\"a}dierte Motoneurone sowohl in vitro als auch in vivo. Diese Faktoren binden an Rezeptorkomplexe, die gp130 und LIFR als signaltransduzierende Komponenten enthalten. Im Gegensatz zu den Rezeptoren f{\"u}r andere neurotrophe Faktoren, f{\"u}hrt die Aktivierung von gp130 und LIFR zur Phosphorylierung und Aktivierung des Transkriptionsfaktors Stat3. Es war aber zu Beginn dieser Arbeiten unklar, ob die Aktivierung von Stat3 f{\"u}r den {\"U}berlebenseffekt der neuropoietischen Zytokine notwendig ist. Um diese Frage zu beantworten, wurde Stat3 in Motoneuronen mit Hilfe des Cre/loxP Systems konditional inaktiviert. Stat3 ist nicht f{\"u}r das {\"U}berleben embryonaler Motoneurone essentiell, obwohl man in vitro eine Verschiebung der Dosis-Wirkungskurve f{\"u}r CNTF findet. In vivo hingegen kann kein erh{\"o}hter Zelltod von Motoneuronen nachgewiesen werden. Im Gegensatz dazu, kommt es bei adulten Tieren mit Inaktivierung von Stat3 in Motoneuronen zu einem erh{\"o}hten Zelltod nach Fazialisl{\"a}sion. Diese Neurone k{\"o}nnen wiederum durch die Applikation neurotropher Faktoren, einschließlich CNTF, gerettet werden. Durch semiquantitative RT-PCR kann man zeigen, daß Stat3-regulierte Gene, deren Expression nach Nervenl{\"a}sion induziert wird, in Neuronen mit Inaktivierung von Stat3 weniger stark exprimiert werden. Zu diesen Genen geh{\"o}ren Reg-2, ein Mitogen f{\"u}r Schwannzellen, das von regenerierenden Neuronen exprimiert wird, und Bcl-xL, ein Gen, welches direkt in die Apoptoseregulation eingreift. Diese Daten zeigen, daß Stat3 Aktivierung eine essentielle Rolle f{\"u}r das {\"U}berleben nach L{\"a}sion von postnatalen Motoneuronen spielt, aber nicht w{\"a}hrend der Embryonalentwicklung. Das bedeutet, daß die Signalwege ein und desselben neurotrophen Faktors sich w{\"a}hrend der Entwicklung und reifung des Organismus ver{\"a}ndern k{\"o}nnen.},
  subject      = {Cytochrom c},
  language  = {de}
}
@phdthesis{SchulzeLuehrmann2002,
  author    = {Schulze-L{\"u}hrmann, Jan},
  title     = {Die H{\"a}matopoetische Progenitor Kinase (HPK) 1 und NFAT-Transkriptionsfaktoren unterst{\"u}tzen die Apoptose von T-Lymphozyten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3074},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Die Expression der H{\"a}matopoetischen Progenitor Kinase 1 (HPK1), einem Mitglied der Familie der „Germinal Centre" Kinasen, ist im adulten Organismus auf die Zellen des h{\"a}matopoetischen Systems beschr{\"a}nkt. Die HPK1 wurde urspr{\"u}nglich als ein Aktivator des JNK-Signal{\"u}bertragungsweges beschrieben [Hu et al., 1996; Kiefer et al., 1996], und k{\"u}rzlich wurde eine transiente Aktivierung der HPK1 nach TZR-Stimulation nachgewiesen. Auch wurde eine Assoziation der HPK1 mit dem Linker aktivierter T-Zellen (LAT) und den Adaptorproteinen Nck, Crk, Gads, Grb2, Grap, CrkL sowie SLP-76 gezeigt. F{\"u}r die Aktivierung der nach TZR-Stimulation in den Lipid-Rafts lokalisierten HPK1 sind sowohl Lck als auch ZAP-70 notwendig [Liou et al., 2000; Liu et al., 2000a; Ling et al., 2001]. Diese Daten legen eine m{\"o}gliche Funktion von HPK1 bei der TZR-vermittelten Signal{\"u}bertragung nahe. Trotzdem konnte bisher eine physiologische Rolle der HPK1 im Rahmen der Immunrezeptor-Signal{\"u}bertragung nicht nachgewiesen werden. In der vorliegenden Arbeit wird dargestellt, dass eine wichtige Funktion der HPK1 in T-Zellen nach TZR-Stimulation, die durch die F{\"o}rderung des Aktivierungs-induzierten Zelltodes (AICD) vermittelt wird, in der Kontrolle der Termination der Immunantwort und damit Hom{\"o}ostase des Immunsystems besteht. Dies wurde durch retrovirale {\"U}berexpression der wildtypischen (wt) HPK1 in murinen CD4+ T-Zellen nachgewiesen, in denen die HPK1 zu einem Anstieg der spontanen und antiCD3-vermittelten Apoptose sowie zu einer gesteigerten Expression des Fas-Liganden (FasL oder auch CD95L) f{\"u}hrte. Die Expression einer HPK1-„antisense" (AS)-RNA in CD4+ T-Zellen bewirkte dagegen eine schwache, jedoch signifikant nachweisbare Hemmung der Apoptose und FasL-Expression. Die Apoptose-Hemmung durch die HPK1-AS-RNA war besonders stark in H2O2-stimulierten EL-4 T-Zellen ausgepr{\"a}gt, in denen die {\"U}berexpression der wt HPK1 den durch reaktive Sauerstoffmetabolite (ROS) induzierten Zelltod verst{\"a}rkte. Aus diesen Daten folgt, dass die HPK1 die T-Zell-Apoptose reguliert. In H2O2-stimulierten EL-4 T-Zellen f{\"u}hrt die HPK1-Expression zu einer verst{\"a}rkten und anhaltenden Aktivierung der c-Jun N-terminalen Kinase (JNK), die wahrscheinlich an der HPK1-vermittelten Apoptoseinduktion beteiligt ist. Unter den gleichen Bedingungen konnte eine schnelle Spaltung der HPK1 beobachtet werden. Die {\"U}berexpression der N- oder C-terminalen Spaltprodukte in CD4+ T-Zellen f{\"u}hrte - wie die der Gesamt-HPK1 - zu einem Anstieg des AICD. In {\"U}bereinstimmung mit publizierten Daten konnten wir eine Hemmung der NFkB-Aktivit{\"a}t durch das C-terminale HPK1-Peptid nachweisen, das die IkBalpha-Degradation inhibiert. Die erzielten Ergebnisse f{\"u}hrten uns in ihrer Gesamtheit zu folgendem Modell: w{\"a}hrend der Initiationsphase der T-Zell-Stimulierung werden nach schneller, transienter HPK1-Aktivierung pro- und anti-apoptotische Signale durch den JNK- und NFkB-Signal{\"u}bertragungsweg vermittelt. Durch die Akkumulation der C-terminalen HPK1-Spaltprodukte kommt es sp{\"a}ter zur Inhibierung der NFkB-Aktivit{\"a}t und damit zu einer Verschiebung des Gleichgewichts zwischen den {\"U}berlebens- und Apoptose-stimulierenden Signalen zugunsten des AICD. Allerdings gibt es sicherlich weitere Faktoren und Signalwege, die an der HPK1-vermittelten Kontrolle der T-Zell-Apoptose beteiligt sind und von deren Untersuchung ein detaillierteres Verst{\"a}ndnis der HPK1-Physiologie erwartet wird. Die Nukle{\"a}ren Faktoren aktivierter T-Zellen (NFAT´s) geh{\"o}ren zu einer Familie von Transkriptionsfaktoren, denen eine konservierte, ca. 300 Aminos{\"a}uren (aa) große DNA-Bindedom{\"a}ne und eine Calcineurin-Bindedom{\"a}ne gemeinsam ist. NFATc (auch NFATc1 oder NFAT2 genannt) und NFATp (NFATc2 oder NFAT1) werden in peripheren T-Zellen stark exprimiert und kontrollieren deren Effektorfunktionen u.a. {\"u}ber die Expression von IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IFNgamma und weiterer Lymphokine. Weitere von den NFAT´s kontrollierte Gene sind p21WAF1, der CD40L und der CD95L. Somit scheinen die NFAT´s bei der Zellzyklus-Kontrolle und beim AICD von T-Lymphozyten eine wichtige Rolle zu spielen. Daten unseres Labors zeigten, dass die T-Zell-Aktivierung zu einer massiven Induktion der kurzen Isoform A von NFATc innerhalb von 3-4 h f{\"u}hrt [Chuvpilo et al., 1999b], noch vor dem Start des AICD. Dies ließ vermuten, dass sich die biologische Funktion von NFATc/A durch das Fehlen des C-terminalen Peptids von ca. 245 aa, das in allen anderen NFAT-Proteinen einschließlich der l{\"a}ngeren Isoform NFATc/C vorhanden ist, unterscheidet. Deshalb sollte in der vorliegenden Arbeit die Induktion und Funktion von NFATc/A in murinen T-Lymphozyten untersucht werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Infektion prim{\"a}rer CD4+ T-Lymphozyten mit NFATc/A-exprimierenden rekombinanten Retroviren, im Gegensatz zu der mit NFATc/C- oder NFATp-exprimierenden Retroviren, den AICD unbeeinflusst l{\"a}sst. Dies deutet darauf hin, dass es durch die massive NFATc/A-Synthese nach Effektor-T-Zell-Aktivierung zur Induktion von Effektor-Funktionen kommt, ohne dass dabei die T-Zell-Apoptose beschleunigt wird. Im Gegensatz dazu {\"u}ben die langen NFAT-Faktoren wie NFATc/C und NFATp eine pro-apoptotische Wirkung aus.},
  subject      = {T-Lymphozyt},
  language  = {de}
}