@phdthesis{Klein2021,
  author    = {Klein, Thomas},
  title     = {Establishing an in vitro disease model for Fabry Disease using patient specific induced pluripotent stem cell-derived sensory neurons},
  doi       = {10.25972/OPUS-19970},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-199705},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Fabry disease (FD) is an X-linked lysosomal storage disorder caused by deficiency of the α-galactosidase A (GLA), leading to intracellular accumulations of globotriaosylceramide (Gb3). Acral burning pain, which can be triggered by heat, fever or physical activity is an early hallmark of FD and greatly reduces patients' quality of life. The pathophysiology of FD pain is unknown and research is hindered by the limited in vivo availability of suitable human biomaterial. To overcome this obstacle, we generated induced pluripotent stem cells (iPSC) from one female and two male patients with a differing pain phenotype, and developed a refined differentiation protocol for sensory neurons to increase reliability and survival of these neurons, serving as an in vitro disease model. Neurons were characterized for the correct neuronal subtype using immunocytochemistry, gene expression analysis, and for their functionality using electrophysiological measurements. iPSC and sensory neurons from the male patients showed Gb3 accumulations mimicking the disease phenotype, whereas no Gb3 depositions were detected in sensory neurons derived from the female cell line, likely caused by a skewed X-chromosomal inactivation in favor of healthy GLA. Using super-resolution imaging techniques we showed that Gb3 is localized in neuronal lysosomes of male patients and in a first experiment using dSTORM microscopy we were able to visualize the neuronal membrane in great detail. To test our disease model, we treated the neurons with enzyme replacement therapy (ERT) and analyzed its effect on the cellular Gb3 load, which was reduced in the male FD-lines, compared to non-treated cells. We also identified time-dependent differences of Gb3 accumulations, of which some seemed to be resistant to ERT. We also used confocal Ca2+ imaging to investigate spontaneous neuronal network activity, but analysis of the dataset proofed to be difficult, nonetheless showing a high potential for further investigations. We revealed that neurons from a patient with pain pain are more easily excitable, compared to cells from a patient without pain and a healthy control. We provide evidence for the potential of patient-specific iPSC to generate a neuronal in vitro disease model, showing the typical molecular FD phenotype, responding to treatment, and pointing towards underlying electrophysiological mechanisms causing different pain phenotypes. Our sensory neurons are suitable for state-of-the-art microscopy techniques, opening new possibilities for an in-depth analysis of cellular changes, caused by pathological Gb3 accumulations. Taken together, our system can easily be used to investigate the effect of the different mutations of GLA on a functional and a molecular level in affected neurons.},
  subject      = {Induzierte pluripotente Stammzelle},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kipp2019,
  author    = {Kipp, Ellen},
  title     = {Therapeutisches Drug Monitoring von Clozapin und Olanzapin bei Kindern und Jugendlichen mit Erkrankungen aus dem schizophrenen Formenkreis},
  doi       = {10.25972/OPUS-18269},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-182699},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Derzeit gibt es nur wenige Informationen zu konzentrationsabh{\"a}ngigen klinischen Effekten von Clozapin und Olanzapin in der Behandlung von Kindern und Jugendlichen mit schizophrenen St{\"o}rungen. Es existieren keine altersspezifisch-definierte therapeutische Zielbereiche f{\"u}r die H{\"o}he der Serumkonzentration in dieser Altersklasse. Das Ziel dieser retrospektiven, naturalistischen Studie ist die Untersuchung der Zusammenh{\"a}nge zwischen Dosis, Serumkonzentration und klinischen Effekten (Therapieeffekt und unerw{\"u}nschte Arzneimittelwirkungen) sowie die Untersuchung m{\"o}glicher Einflussfaktoren darauf. Des Weiteren sollen Erkenntnisse zu therapeutischen Konzentrationsbereichen von Clozapin und Olanzapin bei Kindern und Jugendlichen gewonnen werden. Ausgewertet wurden multizentrische Daten von 32 (Clozapin) bzw. 17 (Olanzapin) Patienten, bei denen routinem{\"a}ßig Therapeutisches Drug Monitoring im Zeitraum von Februar 2004 bis Dezember 2007 durchgef{\"u}hrt wurde. Die psychopathologische Befundeinsch{\"a}tzung erfolgte mittels der Clinical Global Impression Scale und der Brief Psychiatric Rating Scale, die der unerw{\"u}nschten Arzneimittelwirkungen mithilfe der Dose Record and Treatment Emergent Symptom Scale bzw. der Udvalg for Kliniske Unders{\o}gelser Side Effect Rating Scale. Bei beiden untersuchten Wirkstoffen zeigte sich eine signifikant positive Korrelation zwischen der (gewichtskorrigierten) Tagesdosis und der Serumkonzentration sowie eine hohe interindividuelle Variabilit{\"a}t der Serumkonzentrationen bei gleicher Dosierung. Als weiterer m{\"o}glicher Einflussfaktor auf die H{\"o}he der Serumkonzentration konnte in der Olanzapin-Stichprobe eine signifikante Assoziation zwischen dem Geschlecht und der Serumkonzentration nachgewiesen werden: M{\"a}dchen scheinen unter gleicher klinischer Dosierung h{\"o}here Serumkonzentrationen aufzubauen als Jungen. In beiden Stichproben gab es eine hohe Rate dokumentierter unerw{\"u}nschter Arzneimittelwirkungen. Ein Zusammenhang zwischen der H{\"o}he der Serumkonzentration und dem Auftreten unerw{\"u}nschter Arzneimittelwirkungen ließ sich nicht nachweisen. In der Clozapin-Stichprobe zeigte sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Serumkonzentration und dem Therapieeffekt: Im untersuchten Sample war der Therapieeffekt besser bei niedrigeren (< 350 ng/ml) Serumkonzentrationen. Zudem zeigte sich eine Tendenz zu einem niedrigeren unteren Schwellenwert f{\"u}r einen empfohlenen therapeutischen Bereich der Serumkonzentration verglichen mit dem Bereich der f{\"u}r Erwachsene definiert wurde. In der Olanzapin-Stichprobe ließ sich mit dem gew{\"a}hlten Studiendesign keine signifikante Korrelation zwischen der Serumkonzentration und dem Therapieeffekt nachweisen. Die Mehrheit der p{\"a}diatrischen Patienten hatte eine Serumkonzentration innerhalb des empfohlenen Zielbereichs f{\"u}r Erwachsene. Dieses Ergebnis k{\"o}nnte auf eine {\"U}bereinstimmung des zu empfehlenden Zielbereichs der Serumkonzentration von Olanzapin in beiden Altersklassen hinweisen. Aufgrund der Limitationen des naturalistischen Studiendesigns sind weitere Studien mit kontrolliertem Design und gr{\"o}ßerer Stichprobe notwendig, um die Ergebnisse zu replizieren.},
  subject      = {Arzneimittel{\"u}berwachung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Geiger2021,
  author    = {Geiger, Ute},
  title     = {Erfassung der intraoperativen Ankopplungseffizienz mittels evozierten Potentialen bei mit Mittelohrimplantat versorgten Patienten},
  doi       = {10.25972/OPUS-20106},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-201068},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Patienten mit leicht bis hochgradigen Schallleitungs-, Schallempfindungs- und kombinierten Schwerh{\"o}rigkeiten werden routinem{\"a}ßig nach erfolglosem H{\"o}rger{\"a}tetrageversuch mit aktiven Mittelohrimplantaten versorgt. Aktive Mittelohrimplantate k{\"o}nnen an verschiedene Strukturen des Mittelohrs angekoppelt werden. Der Ort der Ankopplung ist abh{\"a}ngig vom H{\"o}rverlust und der individuellen Physiologie des Mittelohres. Die H{\"o}rverbesserung ist dabei stark von der Kopplungseffizienz des Implantatwandlers an die Mittelohrstruktur abh{\"a}ngig. Aktuell gibt es keine zufriedenstellende M{\"o}glichkeit die Kopplungseffizienz intraoperativ zu bestimmen. Daher wird eine objektive Methode eingef{\"u}hrt, um intraoperativ auditorische Hirnstammantworten (BERAs) bei Stimulation {\"u}ber das Implantat abzuleiten. Die Vibrant Soundbrigde® (VSB) wird dabei mit einem Drahtlos{\"u}bertr{\"a}ger (miniTEK, Signia GmbH, Erlangen) und der Carina®-Aktuator {\"u}ber ein Audiokabel mit der BERA-Anlage verbunden. Die BERA-Anlage {\"u}bertr{\"a}gt die Stimuli direkt an das Implantat, welches an die Mittelohrstruktur angekoppelt ist. Die BERA-Antworten werden bei der VSB durch einen optimierten VSB-CE-Chirp und beim Carina®-System durch den Standard CE-Chirp evoziert, beginnend bei Pegeln oberhalb der Knochenleitungsh{\"o}rschwelle bis unter die Registrierungsschwelle. Diese Methode kann die intraoperative Integrit{\"a}t des Implantats sowie die Kopplungseffizienz bestimmen, um eine Aussage {\"u}ber den zu erwartenden H{\"o}rerfolg treffen zu k{\"o}nnen. Dar{\"u}ber hinaus kann die versorgte H{\"o}rschwelle verwendet werden, um die Anpassung bei Kindern oder schwierigen F{\"a}llen zu unterst{\"u}tzen und um eine H{\"o}rverschlechterung {\"u}ber die Zeit zu erfassen. Zusammenfassend, konnte eine Methode zur Bestimmung der intraoperativen Kopplungseffizienz w{\"a}hrend der Implantation von VSBs und Carinas® etabliert werden. Dar{\"u}ber hinaus werden intraoperative BERA-Daten von 30 VSB- und 10-Carina®-Patienten sowie deren H{\"o}rergebnisse gezeigt.},
  subject      = {Mittelohrimplantat},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Friedrich2019,
  author    = {Friedrich, Maximilian Uwe},
  title     = {Funktionelle Charakterisierung einer Tripletdeletion in SLC5A4 (SGLT3) als Kandidatengen f{\"u}r das Aufmerksamkeitsdefizit-/ Hyperaktivit{\"a}tssyndrom (ADHS)},
  doi       = {10.25972/OPUS-18479},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-184791},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Natrium-Glukose Transporter (SGLT) geh{\"o}ren zur „solute carrier 5" (SLC5) Familie, die sich durch einen sekund{\"a}r aktiven, natriumabh{\"a}ngigen Transport von Zuckern und an-deren Molek{\"u}len nach intrazellul{\"a}r auszeichnen. Die durch das Gen SLC5A4 kodierte Isoform SGLT3 transportiert dagegen keinen Zucker, sondern verh{\"a}lt sich als Glukosesensor, der nach Bindung seiner Liganden eine Membrandepolarisation induziert. In genomweiten Exomsequenzierungsstudien (whole exome sequencing, WES) mehrerer erweiterter Stammb{\"a}ume mit hoher Pr{\"a}valenz des Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivit{\"a}tssyndroms (ADHS) wurde im Vorfeld eine ATG-Tripletdeletion in SLC5A4 identifiziert, die zum Verlust einer Aminos{\"a}ure (ΔM500) in SGLT3 f{\"u}hrt und zumindest partiell mit dem klinischen Ph{\"a}notyp kosegregiert. In der vorliegenden Arbeit wurde die zentralnerv{\"o}se Expression von SGLT3 auf RNA- Ebene mittels Reverse-Transkriptase PCR sowie real-time PCR aus humanen Gesamt-RNAs nachgewiesen. Dabei konnte eine ubiquit{\"a}re Expression im Gehirn mit relativ erh{\"o}hter Expression unter anderem in Striatum und Hypothalamus, deren Dysfunktion in der Pathogenese des ADHS impliziert wurde, gezeigt werden. Da Mutationen in homologen Dom{\"a}nen der eng strukturverwandten Isoformen SGLT1 und SGLT2 sowohl intestinale als auch renale Funktionen schwer beeintr{\"a}chtigen, wurden in dieser Arbeit funktionelle Charakteristika sowohl des wildtypischen als auch der ΔM500 und der benachbarten ΔI501 Deletionsvariante von SGLT3 mittels Zwei-Elektroden Spannungs- und Stromklemme in entsprechend cRNA-injizierten Xenopus laevis Oozyten untersucht. Der hochpotente SGLT3-spezifische Iminozuckeragonist 1-Desoxynojirimycin (DNJ) induzierte an SGLT3-exprimierenden Oozyten in sauren Bedingungen etwa dreifach gr{\"o}ßere Kationeneinstr{\"o}me als D-Glukose, was sowohl im Spannungsklemmen-, und anhand einer entsprechenden Membrandepolarisation im Stromklemmenmodus gezeigt wurde. Die mit der ΔM500 bzw. ΔI501 Variante injizierten Oozyten dagegen zeigten in den maximalen Aktivierungsbedingungen um 92\% bzw. 96\% (p<0,01) reduzierte Kationeneinstr{\"o}me, sodass diese als hochgradig sch{\"a}dliche „Loss of Function" Mutationen in SGLT3 charakterisiert wurden. Dieser Befund wurde mittels bioinformatischer in-silico Effektvorhersage validiert. Um Konsequenzen der Sequenzalteration auf den Membraneinbau der Transporter zu untersuchen, wurden die mit einem gelb fluoreszierenden Farbstoff (YFP) markierten Transporter in Oozytenmembranen mittels Laser-Scanning Mikroskop nachgewiesen und die jeweiligen Mengen der Konstrukte anhand der Fluoreszenzintensit{\"a}ten quantifiziert. Dabei zeigte sich eine um 53\% bzw. 42\% (p<0,01) reduzierte Menge der mutierten Konstrukte ΔM500 bzw. ΔI501 in der Membran, was zus{\"a}tzliche sch{\"a}dliche Effekte der Mutationen auf das sogenannte Membrantargeting der Transporter belegt. Zusammenfassend demonstrieren die Ergebnisse dieser Arbeit, dass die ΔM500 Variante von SGLT3, welcher in ADHS-relevanten Hirnarealen exprimiert wird, dessen sub-stratinduzierte Natriumleitf{\"a}higkeit aufhebt und den Membraneinbau beeintr{\"a}chtigen k{\"o}nnte, was in Wechselwirkung mit anderen genetischen ADHS Risikovarianten das Risiko f{\"u}r ADHS in Mutationstr{\"a}gern beeinflussen kann.},
  subject      = {ADHS},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Knorz2018,
  author    = {Knorz, Johanna},
  title     = {Auswirkungen von fr{\"u}hzeitiger Ertaubung auf den lateralen oberen Olivenkern bei der mongolischen W{\"u}stenrennmaus (Meriones unguiculatus)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-171581},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Taubheit stellt eine starke Beeintr{\"a}chtigung im Leben Betroffener dar und geht einher mit funktionellen und morphologischen Ver{\"a}nderungen der H{\"o}rbahn. Im Tierversuch mit der mongolischen W{\"u}stenrennmaus wurden in der vorliegenden Studie die Auswirkungen von fr{\"u}hzeitiger bilateraler Ertaubung auf den lateralen oberen Olivenkern (LSO) untersucht. Die LSO spielt als erste binaurale Schaltstelle der zentralen H{\"o}rbahn eine tragende Rolle im Richtungsh{\"o}ren, indem sie die Intensit{\"a}tsunterschiede beidseits eintreffender Schallsignale auf der Basis des Gleichgewichts von exzitatorischem und inhibitorischem Input ermittelt. In dieser Studie wurde die LSO von 10 normalh{\"o}renden und 12 fr{\"u}hzeitig ertaubten mongolischen W{\"u}stenrennm{\"a}usen in der Nissl-F{\"a}rbung und den immunhistologischen F{\"a}rbungen mit GABA und Glycin lichtmikroskopisch untersucht. Die Querschnittsfl{\"a}che des Kerngebiets und die Zellzahlen in allen drei F{\"a}rbungen sowie die Zellgr{\"o}ßen und Zelldichte in der Nissl-F{\"a}rbung wurden analysiert. Zudem erfolgte die {\"U}berpr{\"u}fung des Kerngebiets auf einen tonotopen Gradienten sowie auf Hemisph{\"a}renunterschiede. Es zeigte sich die ertaubungsbedinge Schrumpfung des Kerngebiets der LSO sowie die Abnahme der Zellgr{\"o}ßen. Die Zellschrumpfung war unabh{\"a}ngig vom tonotopen Gradienten nachzuweisen. Zellzahlen und Zelldichte wiesen weitgehend keine Ver{\"a}nderungen auf. Eine deutliche Tendenz hemisph{\"a}renspezifischer Unterschiede konnte nicht dargestellt werden. Diese ertaubungsbedingten strukturellen Ver{\"a}nderungen der LSO zeigen sich auch im Vergleich zu altersbedingten morphologischen Auswirkungen st{\"a}rker ausgepr{\"a}gt und k{\"o}nnten die Funktionsf{\"a}higkeit der Neurone und damit das Richtungsh{\"o}ren beeintr{\"a}chtigen. Diese Studie leistet einen Beitrag zur genaueren Beleuchtung der morphologischen Ver{\"a}nderungen der zentralen H{\"o}rbahn bei fr{\"u}hzeitiger bilateraler Ertaubung und gibt Anreiz f{\"u}r weitere elektrophysiologische Studien.},
  subject      = {Ertaubung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{PreussWiedenhoff2017,
  author    = {Preuß-Wiedenhoff, Andrea},
  title     = {Therapeutisches Drug Monitoring bei an Schizophrenie erkrankten Kindern und Jugendlichen unter Pharmakotherapie mit Risperidon},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-156176},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Ziel: Das Ziel dieser retrospektiven, naturalistischen Studie ist zum einen die Untersuchung der Zusammenh{\"a}nge von Dosierung und Serumkonzentration, Serumkonzentration und Therapieeffekt sowie von Serumkonzentration und unerw{\"u}nschten Arzneimittel-Wirkungen (UAW) bei an Schizophrenie erkrankten Kindern und Jugendlichen unter Risperidon-Therapie. Zum anderen soll die Anwendbarkeit des therapeutischen Serumkonzentrations-Referenzbereichs von Erwachsenen f{\"u}r Kinder und Jugendliche untersucht werden. Methode: Die von mehreren Kliniken in den Jahren 2005 - 2009 erhobenen Daten von 40 Kindern und Jugendlichen, die mittels des Therapeutischen Drug Monitorings {\"u}berwacht wurden, wurden retrospektiv ausgewertet. Die gemessenen Serumkonzentrationen erfolgten im Steady State und beziehen sich auf die Summe von Risperidon und 9-hydroxy-Risperidon (aktive Menge). Die Beurteilung der Therapieeffekte erfolgte mittels der CGI-C-Unterskala (Clinical Global Impression of Change), die der UAW mithilfe der UKU-Skala (Udvalg for Kliniske Unders{\o}gelser). Ergebnis und Fazit: Es zeigt sich eine signifikante, positive Korrelation zwischen der Tagesdosierung und der Serumkonzentration und keine signifikante Korrelation zwischen der Serumkonzentration und dem Therapieeffekt bzw. den UAW. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern erste Hinweise f{\"u}r einen m{\"o}glicherweise niedrigeren therapeutischen Referenzbereich f{\"u}r an Schizophrenie erkrankten Kindern und Jugendlichen unter Risperidon-Behandlung. Aufgrund der Limitationen des naturalistischen Studiendesigns ist der vorgeschlagene Referenzbereich eine richtungsweisende Empfehlung. Weitere Studien mit gr{\"o}ßeren Stichprobenzahlen sind n{\"o}tig um diese Ergebnisse zu validieren.},
  subject      = {Arzneimittel{\"u}berwachung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kiesel2018,
  author    = {Kiesel, Elisabeth},
  title     = {Pr{\"a}frontale Aktivierungsmuster bei der Emotionsregulationsstrategie der Aufmerksamkeitslenkung - eine kombinierte EKP - fNIRS - Studie -},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-163146},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Vorherige Studien beschreiben bei der Aufmerksamkeitslenkung pr{\"a}frontale Aktivierungen im rechten DLPFC und DMPFC. Diese Studie wollte untersuchen, ob die Aufmerksamkeitslenkung durch Richten des Fokus auf nicht -emotionale Bildinhalte innerhalb eines Stimulus zu pr{\"a}frontalen Effekten f{\"u}hrt. Dazu wurde eine kombinierte Messung aus EEG, fNIRS und emotionalem Arousal erhoben. Die Bedingungen beinhalteten entweder das passive Bildbetrachten oder die Aufmerksamkeitslenkung. Das EEG wurde als Kontrollbedingung erhoben, um zu replizieren, dass die Aufmerksamkeitslenkung auf nicht -emotionale Bildinhalte zu einer Reduktion des LPP und des emotionalen Arousals f{\"u}hrt. In dieser Studie konnte sowohl ein reduziertes LPP als ein geringeres emotionales Arousal bei der Aufmerksamkeitslenkung beschrieben werden. In der fNIRS zeigten sich jedoch weder ein signifikanter Emotions- noch ein signifikanter Regulationseffekt, sodass keine Aktivierungen pr{\"a}frontal bei der Aufmerksamkeitslenkung beschrieben werden konnte. Es sind somit weiterf{\"u}hrende Studien zur Aufmerksamkeitslenkung notwendig, ob die Aufmerksamkeitslenkung zu pr{\"a}frontalen Aktivierungen f{\"u}hrt, und ob diese mit der fNIRS abgebildet werden k{\"o}nnen.},
  subject      = {Emotionsregulation},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Pennington2018,
  author    = {Pennington, Laura Sophie},
  title     = {The role of Cadherin-13 in serotonergic neurons during different murine developmental stages},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-161331},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Abstract Background: Attention-deficit/ hyperactivity disorder (ADHD) ranges among the most common neurodevelopmental disorders worldwide with a prevalence of 3-12\% in childhood and 1-5\% for adults. Over the last decade extensive genetic research has been conducted in order to determine its causative genetic factors. None of the so far identified susceptibility genes, however, could explain the estimated ADHD heritability of 76\%. In this thesis one of the most promising candidates -Cadherin 13 (Cdh13) - was examined in terms of its influence on the central serotonergic (5-HT) system. In addition to that, the Cdh13 protein distribution pattern was analysed over time. Methods: The developing serotonergic system was compared over three embryonic and postnatal stages (E13.5, E17.5 and P7) in different Cdh13 genotypes (WT, HZ and KO) using immunohistochemistry and various double staining protocols. Results: The raphe nuclei of the 5-HT system develop in spite of Cdh13 absence and show a comparable mature constellation. The cells in the KO, however, are slightly more scattered than in the WT. Furthermore the dynamics of their formation is altered, with a transient delay in migration at E13.5. In early developmental stages the total amount of serotonergic cells is reduced in KO and HZ, though their proportional distribution to the raphe nuclei stays constant. Strikingly, at P7 the absolute numbers are comparable again. Concerning the Cdh13 protein, it shows high concentrations on fibres running through hindbrain and midbrain areas at E13.5. This, however, changes over time, and it becomes more evenly spread until P7. Furthermore, its presence in serotonergic cells could be visualised using confocal microscopy. Since the described pattern is only in parts congruent to the localisation of serotonergic neurons, it is most likely that Cdh13 is present in other developing neurotransmitter systems, such as the dopaminergic one, as well. Conclusion: It could be proven that Cdh13 is expressed in serotonergic cells and that its knockout does affect the developing serotonergic system to some degree. Its absence, however, only slightly and transiently affects the measured parameters of serotonergic system development, indicating a possible compensation of CDH13 function by other molecules in the case of Cdh13 deficiency. In addition further indicators could be found for an influence of Cdh13 on outgrowth and path finding of neuronal processes.},
  subject      = {Cadherine},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Martin2018,
  author    = {Martin, Corinna},
  title     = {Oxidized phospholipids and their role in neuronal excitation of primary sensory neurons},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-160665},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Recently, our research group identified in a study novel proalgesic targets in acute and chronic inflammatory pain: oxidized phospholipids (OxPL). OxPL, endogenous chemical irritants, are generated in inflamed tissue and mediate their pain-inducing function by activating the transient receptor potential channels TRPA1 and TRPV1. Both channels are sensors for chemical stimuli on primary afferent nociceptors and are involved in nociception. Here, with the help of calcium imaging and whole cell patch clamp recording techniques, it was found that OxPL metabolites acutely activate TRPA1 and TRPV1 ion channels to excite DRG neurons. OxPL species act predominantly via TRPA1 ion channels and mediate long- lasting non-selective inward currents. Notably, one pure OxPL compound, PGPC, activated a TRPA1 mutant lacking the binding site for electrophilic agonists, suggesting that OxPL activate TRP ion channels by an indirect mechanical mechanism. Next, it was investigated how OxPL influence the excitability of primary sensory neurons. Acute stimulation and fast calcium imaging revealed that OxPL elicit repetitive, spike-like calcium transients in small- diameter DRG neurons, which were fully blocked by antagonists against TRPA1/V1 and N- type voltage-gated calcium channels. In search of a mechanism that drives repetitive spiking of DRG neurons, it was asked whether NaV1.9, a voltage-gated sodium channel involved in subthreshold excitability and nociception, is needed to trigger OxPL-induced calcium spikes and action potential firing. In electrophysiological recordings, both the combination of local application of OxPL and current injection were required to efficiently increase the action potential (AP) frequency of small-diameter sensory neurons. However, no difference was monitored in the resting membrane potential or OxPL-induced AP firing rate between wt and NaV1.9-deficient small diameter DRG neurons. To see whether NaV1.9 needs inflammatory conditions to be integrated in the OxPL-induced excitation cascade, sensory neurons were pretreated with a mixture of inflammatory mediators before OxPL application. Under inflammatory conditions both the AP and the calcium-spike frequency were drastically enhanced in response to an acute OxPL stimulus. Notably, this potentiation of OxPL stimuli was entirely lost in NaV1.9 deficient sensory neurons. Under inflammatory conditions, the resting membrane potential of NaV1.9-deficient neurons was more negative compared to wt neurons, suggesting that NaV1.9 shows resting activity only under inflammatory conditions. In conclusion, OxPL are endogenous irritants that induce excitability in small-diameter DRG neurons, a cellular model of nociceptors, via TRP activation. This effect is potentiated under inflammatory conditions. Under these conditions, NaV1.9 functions as essential mediator as it eases the initiation of excitability after OxPL stimulation. As mutants in the human NaV1.9 mediate an enhanced or painless perception, this study provides new insight into the mechanism on how NaV1.9 amplifies stimuli of endogenous irritants under inflammatory conditions.},
  subject      = {Entz{\"u}ndung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hofmann2018,
  author    = {Hofmann, Lukas},
  title     = {The α-galactosidase A deficient mouse as a model for Fabry disease and the effect of Gb3 depositions on peripheral nociceptive ion channel function},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-158513},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Fabry disease (FD) is an X-linked lysosomal storage disorder with intracellular accumulation of globotriaosylceramide (Gb3) due to α-galactosidase A deficiency. We studied α-galactosidase A knockout mice (GLA KO) as a model for sensory disturbance and pain in FD. Pain associated behavior of young (3 months) and old (≥18 months) GLA KO mice and wildtype (WT) littermates in an inflammatory and a neuropathic pain model was investigated. Furthermore, affective and cognitive behavior was assessed in the na{\"i}ve state and in an inflammatory pain model. Gene and protein expression of pain associated ion channels and Gb3 accumulation in dorsal root ganglion (DRG) neurons was determined. We also performed patch clamp analysis on cultivated DRG neurons and human embryonic kidney 293 (HEK) cells expressing voltage-gated-sodium channel 1.7 (Nav1.7) as an in vitro model of FD. Intracellular Gb3 deposits were modulated using shRNA silencing of α-galactosidase A. After intraplantar injection of complete Freund`s adjuvant (CFA) and chronic constriction injury (CCI) of the right sciatic nerve, old GLA KO mice did not develop heat and mechanical hypersensitivity in contrast to young GLA KO and old WT mice. Additionally, we found no relevant differences between genotypes and age-groups in affective and cognitive behavior in the na{\"i}ve state and after CFA injection. Gene and protein expression analysis provided no explanation for the observed sensory impairment. However, cultured DRG neurons of old GLA KO mice revealed a marked decrease of sodium and Ih-currents compared to young GLA KO and old WT mice. DRG neurons of old GLA KO mice displayed substantial intracellular accumulation of Gb3 compared to young GLA KO and old WT mice. Similar to cultured neurons, sodium currents were also decreased in HEK cells treated with shRNA and consecutively increased intracellular Gb3 deposits compared to the control condition, but could be rescued by treatment with agalsidase-alpha. Our study unveils that, similar to patients with FD, GLA KO mice display age-dependent sensory deficits. However, contrary to patients, GLA KO mice are also protected from hypersensitivity induced by inflammation and nerve lesion due to Gb3-dependent and reversible reduction of neuronal sodium- and Ih-currents. Our data provide evidence for direct Gb3-dependent ion channel impairment in sensory DRG neurons as a potential contributor to sensory dysfunction and pain in FD.},
  subject      = {Fabry-Krankheit},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Sturm2016,
  author    = {Sturm, Julia Christine},
  title     = {Funktionelle Charakterisierung einer prim{\"a}ren Zahndurchbruchst{\"o}rung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-147051},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Die von Proffit und Vig (1981) als Primary Failure of Eruption (PFE, Prim{\"a}re Durchbruchst{\"o}rung) klassifizierte Zahndurchbruchst{\"o}rung resultiert klinisch h{\"a}ufig in schwergradigen Auswirkungen. Hierbei handelt es sich um Beeintr{\"a}chtigungen des Wachstums des Alveolarfortsatzes, ebenso wie Dilazerationen, große vertikale Defekte und schwergradige lateral offene Bisse. Die eindeutige Diagnostik und Abgrenzung der PFE von anderen Zahndurchbruchst{\"o}rungen gestaltete sich bis zur Bestimmung der zugrunde liegenden Ursachen als sehr schwierig. Aufgrund von Fehldiagnosen kam es h{\"a}ufig zu Behandlungsmisserfolgen. Um die PFE schneller und spezifischer diagnostizieren zu k{\"o}nnen, ist das Wissen {\"u}ber die zugrunde liegenden Mutationen des Parathormonrezeptor 1- Genes (PTHR1-Genes), welche bei PFE-Patienten isoliert wurden, von großer Bedeutung. Im Zuge vorangegangener Studien wurden bereits einige Mutationen des PTHR1 als pathogen klassifiziert, hierzu z{\"a}hlt die PTHR1-Mutante W339*, eine Abbruchmutante, welche auf einem Basenaustausch beruht. Dar{\"u}ber hinaus liegen Daten zu potenziell pathogenen Genvariationen, wie die PTHR1-Mutante G452E, eine Aminos{\"a}ureaustausch-Mutante, vor. Der Nachweis ihrer Pathogenit{\"a}t w{\"u}rde die Diagnosestellung sichern. Um die Pathogenit{\"a}t der PTHR1-Variationen nachweisen zu k{\"o}nnen, wurde ihre RNA in X. laevis Oozyten injiziert. Der PTHR1 wurde zusammen mit mTRESK, einem Kaliumkanal, exprimiert und im Anschluss auf sein Verhalten bei Zugabe von 100 nM Parathormon (PTH) mit elektrophysiolgischen Messungen untersucht. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die bei nicht an PFE erkrankten Menschen vorkommende Variante des PTHR1 (PTHR1-WT) eine Aktivierung von 260,47\% im Vergleich zu den Ausgangswerten unter einer physiologischen L{\"o}sung (ND96) zeigte. Im Gegensatz dazu konnte bei der bereits als pathogen klassifizierten PTHR1-Variation W339* kein signifikanter Anstieg der Aktivit{\"a}t unter PTH-Zugabe nachgewiesen werden. F{\"u}r die potenziell pathogene PTHR1-Mutante G452E konnte ebenfalls keine signifikante Aktivit{\"a}tssteigerung als Reaktion auf die Zugabe des Agonisten PTH nachzuweisen ermittelt werden. Dies l{\"a}sst die Schlussfolgerung zu, dass es sich bei der PTHR1-Mutante G452E ebenfalls um eine pathogene Variation des PTHR1-Genes handelt, genauso wie bei der als pathogen klassifizierten Variation W339* des PTHR1, da beide in den durchgef{\"u}hrten Messungen dasselbe Verhalten zeigen. Die als Kontrollgruppe k{\"u}nstlich erzeugte Mutante G452A des PTHR1 zeigte hingegen eine signifikante Aktivierung von 91,02\% im Vergleich zu den gemessenen Ausgangswerten unter physiolgischem ND96. Durch einen einfachen Aminos{\"a}ureaustausch wurde die Basensequenz des Rezeptors so ver{\"a}ndert, dass die Funktion trotz der Mutation wieder hergestellt werden konnte. Dies geschah durch den Einbau eines Alanins anstelle des nat{\"u}rlich vorkommenden Glycins. Im Gegensatz zu dem Einbau von Glutamat, bei der im Patientenkollektiv isolierten PTHR1-Mutante G452E, bei welcher die Funktionsf{\"a}higkeit nicht mehr vorliegt. Die gemessene Aktivit{\"a}t ist zwar geringer als beim WT, legt aber nahe, dass es im Falle dieser k{\"u}nstlichen Mutation nicht zu einer Krankheitsauspr{\"a}gung kommt, da die Reaktion in ihrer Gesamtheit der des PTHR1-WT entspricht. Dies wird auch durch die signifikante Erh{\"o}hung des ausw{\"a}rts-gerichteten K+-Stromes deutlich, der sich analog zum gesunden PTHR1 verh{\"a}lt. . Es konnte somit die Funktionsf{\"a}higkeit der k{\"u}nstlichen PTHR1-Mutante G452A nachgewiesen werden. Die gesamten erzielten Ergebnisse waren durch die Abbildung von klinischen Befunden auf molekularer Ebene in Oozyten m{\"o}glich. Durch die Kombination eines Kalium-Kanales mit dem krankheitsspezifischen Rezeptor konnte das Verhalten des Rezeptors anhand des mittels TEVC-Messungen ermittelten Verhaltens des Kalium-Kanales abgebildet werden. Bei dem verwendeten Kalium-Kanal handelte es sich um mTRESK, welcher mit dem Parathormonrezeptor 1 zusammen exprimiert wurde. Durch die Zugabe des spezifischen Rezeptoragonisten PTH kam es bei den funktionsf{\"a}higen Variationen des Rezeptors zu einer Konformations{\"a}nderung des G-Proteins. Diese resultierte im weiteren Verlauf in einem Anstieg des intrazellul{\"a}ren Calcium-Spiegels und einer Aktivierung von Calcineurin. Die Dephosphorilierung des Kalium-Kanales mTRESK, welche zu einer Aktivit{\"a}tssteigerung des Kanals f{\"u}hrte, war die Folge. Dies verdeutlicht, wie auch zuk{\"u}nftig durch die Kooexpression von krankheitsspezifischen Rezeptoren und elektrophysiologisch ableitbaren Str{\"o}men, die Bedeutungen und Auswirkungen von Mutationen auf molekularer Ebene funktionell nachgewiesen werden k{\"o}nnen. Die vorliegende Arbeit erbringt somit unter Verwendung dieses Expressionssystems den Nachweis daf{\"u}r, dass es sich bei der im Patientenkollektiv isolierten PTHR1-Mutante G452E um eine pathogene Variation des PTHR1-Genes handelt. Zudem konnten die vorangegangenen Ergebnisse, wonach es sich bei der ebenfalls im Patientenkollektiv isolierten PTHR1-Mutante W339* um eine pathogene Mutation handelt best{\"a}tigt werden. Patienten mit diesen Genvariationen k{\"o}nnen somit eindeutig die Diagnose PFE erhalten und entsprechend zielf{\"u}hrend therapiert werden.},
  subject      = {Zahndurchbruch},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lind2016,
  author    = {Lind, Christof Martin},
  title     = {W{\"a}hrend der Evolution von Landpflanzen geriet der Anionenkanal SLAC1 unter die Kontrolle des ABA-Signalwegs},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141669},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Die ersten Landpflanzen standen vor der Herausforderung sich mit der wechselnden Verf{\"u}gbarkeit von Wasser an Land arrangieren zu m{\"u}ssen. Daraus ergab sich die Notwendigkeit den Wasserverlust zu minimieren und dennoch ausreichend CO2 f{\"u}r die Photosynthese aufzunehmen (Raven, 2002). Im Laufe der Evolution der Pflanzen entstanden mehrere Anpassungen an diese neuen Gegebenheiten, die schließlich auch zur Entstehung von regulierbaren {\"O}ffnungen, den Stomata, in der Blattepidermis f{\"u}hrte. Zwei Schließzellen umschließen das Stoma und regulieren {\"u}ber die Aufnahme oder Abgabe von osmotisch-aktiven Teilchen ihren Turgordruck und damit die {\"O}ffnungsweite des Stomas. Das Kation Kalium und die Anionen Chlorid und Nitrat repr{\"a}sentieren die Hauptosmotika, die je nach Bedarf durch Transportproteine {\"u}ber die Plasmamembran der Schließzellen geschleust werden. In den Samenpflanzen wie zum Beispiel der Modellpflanze Arabidopsis thaliana, ist der Signalweg in Schließzellen, der bei Trockenheit zu einem schnellen Schluss des Stomas f{\"u}hrt bereits sehr gut untersucht. Bei Wassermangel synthetisiert die Pflanze das Trockenstresshormon ABA (Abscisins{\"a}ure). Das Hormon wird durch ABA-Rezeptoren erkannt und resultiert schließlich in der Aktivit{\"a}t der Proteinkinase OST1. Daraufhin reguliert diese Kinase zum einen die Transkription ABA-abh{\"a}ngiger Gene, die der Pflanze eine langfristige Adaptation an Trockenheit und Austrocknungstoleranz verleiht. Zum anderen, phosphoryliert OST1 den Anionenkanal SLAC1 und aktiviert ihn so. Die Aktivit{\"a}t des Kanals initiiert schließlich den Stomaschluss durch einen Ausstrom von Anionen aus den Schließzellen, der mit einer Depolarisation der Schließzellmembran einhergeht. Der ABA-Signalweg, der zur transkriptionellen Regulation von Genen und der damit verbunden Trockentoleranz f{\"u}hrt ist ein sehr stark konservierter und evolutiv sehr alter Signalweg, der in allen Geweben von Pflanzen bei Trockenheit beschritten wird. Der schnelle ABA-Signalweg, der die Aktivit{\"a}t der SLAC1 Anionenkan{\"a}le reguliert, ist auf Schließzellen begrenzt. Da sich Schließzellen aber erst sp{\"a}t in der Evolution von Landpflanzen etablierten, erhob sich die Frage, wann in der Evolution geriet SLAC1 unter die Kontrolle das ABA-Signalwegs? Geht diese Regulation von SLAC1 mit der Entstehung von Schließzellen einher oder bestand dieser Regulationsmechanismus bereits in Pflanzen, die keine Schließzellen besitzen. Zur Beantwortung dieser Frage untersuchte ich die einzelnen Komponenten des Signalwegs und ihre Beziehungen zu einander im heterologen Expressionssystem der Xenopus laevis Oozyten. Im Laufe dieser Arbeit wurden Schl{\"u}sselelemente des ABA-Signalwegs aus sechs verschiedenen Versuchspflanzen kloniert und in Oozyten charakterisiert. F{\"u}r die Untersuchung der Evolution des schnellen ABA-Signalwegs wurden die sechs Versuchspflanzen aus je einem rezenten Vertreter der Gr{\"u}nalgen (Klebsormidium nitens), der Lebermoose (Marchantia polymorpha), der Laubmoose (Physcomitrella patens), der Lycophyten (Selaginella moellendorffii) und der Farne (Ceratopteris richardii) ausgew{\"a}hlt und mit der Samenpflanze Arabidopsis thaliana verglichen. Die sechs Pflanzengruppen spalteten sich an unterschiedlichen Zeitpunkten im Laufe der pflanzlichen Evolution von der Entwicklung der restlichen Pflanzen ab und erlauben so einen bestm{\"o}glichen Einblick in den jeweiligen Entwicklungsstand der Landpflanzen w{\"a}hrend der Entstehung der einzelnen Pflanzenfamilien. Obwohl sich die ersten Stomata erst in den Laubmoosen entwickelten, besitzen schon die Gr{\"u}nalgen OST1-Kinasen und SLAC1-Kan{\"a}le. Interessanterweise konnte wir zeigen, dass schon die fr{\"u}hen OST1-Kinasen aus Algen und Moosen dazu in der Lage sind, in den h{\"o}her entwickelten Samenpflanzen die Rolle in der Regulation der ABA-abh{\"a}ngigen Expression von Genen zu {\"u}bernehmen. Außerdem zeigte sich im Laufe meiner biophysikalischen Untersuchungen, dass alle dreizehn getesteten OST1-Kinasen aus den sechs unterschiedlichen Versuchspflanzenarten in Lage sind, den Anionenkanal SLAC1 aus Arabidopsis in Xenopus Oozyten zu aktivieren. Diese Austauschbarkeit von den AtSLAC1-aktivierenden Kinasen deutet auf eine sehr starke Konservierung der Struktur und Funktion von OST1 hin. Anders verhielt es sich bei der funktionellen Analyse der Anionenkan{\"a}le aus den verschiedenen Versuchspflanzen: Hier bildete nur der evolution{\"a}r gesehen j{\"u}ngsten SLAC-Kanal AtSLAC1 aus Arabidopsis ein funktionelles P{\"a}rchen mit OST1. Die SLAC1 Kan{\"a}le aus der Gr{\"u}nalge, dem Lebermoos, den Lycophyten und dem Farn blieben ohne messbare Aktivit{\"a}t bei einer Co-expression mit den verschiedenen OST1 Kinasen. Nur beim Laubmoos (Physcomitrella patens) konnte noch ein funktionelles Kinase-Anionenkanal P{\"a}rchen gefunden werden. Struktur-Funktionsuntersuchungen erlaubten mir schließlich zu zeigen, dass bestimmte funktionelle Dom{\"a}nen sowohl im N-terminus als auch im C-terminus von SLAC1 erforderlich sind, um eine Aktivierung des Kanals durch OST1 Kinasen sicherzustellen.},
  subject      = {Evolution},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rodrigues2016,
  author    = {Rodrigues, Johannes},
  title     = {Let me change your mind… Frontal brain activity in a virtual T-maze},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-143280},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Frontal asymmetry, a construct invented by Richard Davidson, linking positive and negative valence as well as approach and withdrawal motivation to lateralized frontal brain activation has been investigated for over thirty years. The frontal activation patterns described as relevant were measured via alpha-band frequency activity (8-13 Hz) as a measurement of deactivation in electroencephalography (EEG) for homologous electrode pairs, especially for the electrode position F4/ F3 to account for the frontal relative lateralized brain activation. Three different theories about frontal activation patterns linked to motivational states were investigated in two studies. The valence theory of Davidson (1984; 1998a; 1998b) and its extension to the motivational direction theory by Harmon-Jones and Allen (1998) refers to the approach motivation with relative left frontal brain activity (indicated by relative right frontal alpha activity) and to withdrawal motivation with relative right frontal brain activation (indicated by relative left frontal alpha activity). The second theory proposed by Hewig and colleagues (2004; 2005; 2006) integrates the findings of Davidson and Harmon - Jones and Allen with the reinforcement sensitivity theory of Jeffrey A. Gray (1982, 1991). Hewig sees the lateralized frontal approach system and withdrawal system proposed by Davidson as subsystems of the behavioral activation system proposed by Gray and bilateral frontal activation as a biological marker for the behavioral activation system. The third theory investigated in the present studies is the theory from Wacker and colleagues (2003; 2008; 2010) where the frontal asymmetrical brain activation patterns are linked to the revised reinforcement sensitivity theory of Gray and McNaughton (2000). Here, right frontal brain activity (indicated by lower relative right frontal alpha activity) accounts for conflict, behavioral inhibition and activity of the revised behavioral inhibition system, while left frontal brain activation (indicated by lower relative left frontal alpha activity) stands for active behavior and the activity of the revised behavioral activation system as well as the activation of the revised flight fight freezing system. In order to investigate these three theories, a virtual reality T-maze paradigm was introduced to evoke motivational states in the participants, offering the opportunity to measure frontal brain activation patterns via EEG and behavior simultaneously in the first study. In the second study the virtual reality paradigm was additionally compared to mental imagery and a movie paradigm, two well-known state inducing paradigms in the research field of frontal asymmetry. In the two studies, there was confirming evidence for the theory of Hewig and colleages (2004; 2005; 2006), showing higher bilateral frontal activation for active behavior and lateralized frontal activation patterns for approach (left frontal brain activation) and avoidance (right frontal brain activation) behavior. Additionally a limitation for the capability model of anterior brain asymmetry proposed by Coan and colleagues (2006), where the frontal asymmetry should be dependent on the relevant traits driving the frontal asymmetry pattern if a relevant situation occurs, could be found. As the very intense virtual reality paradigm did not lead to a difference of frontal brain activation patterns compared to the mental imagery paradigm or the movie paradigm for the traits of the participants, the trait dependency of the frontal asymmetry in a relevant situation might not be given, if the intensity of the situation exceeds a certain level. Nevertheless there was an influence of the traits in the virtual reality T-maze paradigm, because the shown behavior in the maze was trait-dependent. The implications of the findings are multifarious, leading from possible objective personality testing via diversification of the virtual reality paradigm to even clinical implications for depression treatments based on changes in the lateralized frontal brain activation patterns for changes in the motivational aspects, but also for changes in bilateral frontal brain activation when it comes to the drive and preparedness for action in patients. Finally, with the limitation of the capability model, additional variance in the different findings about frontal asymmetry can be explained by taking the intensity of a state manipulation into account.},
  subject      = {Electroencephalographie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Duennes2016,
  author    = {D{\"u}nnes, Sarah},
  title     = {Einfluss der NO-sensitiven Guanylyl-Cyclase auf den cGMP/cAMP-Crosstalk und die Steifigkeit der murinen Aorta},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141479},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Die NO/cGMP-vermittelte Signalkaskade ist im vaskul{\"a}ren System entscheidend an der Regulation des Blutdrucks beteiligt. Innerhalb der Kaskade nimmt die NO-sensitive Guanylyl-Cyclase (NO-GC) eine Schl{\"u}sselfunktion als wichtigster Rezeptor f{\"u}r das Signalmolek{\"u}l Stickstoffmonoxids (NO) ein. NO wird endogen von verschiedenen Isoformen der NO Synthase produziert. Die Bindung von NO an die NO GC f{\"u}hrt zur Produktion des sekund{\"a}ren Botenstoffs cyclisches Guanosinmonophosphat (cGMP). Dieser Botenstoff aktiviert verschiedene Effektor-Molek{\"u}le und bewirkt letztlich eine Relaxation der glatten Muskulatur. Ein weiterer sekund{\"a}rer Botenstoff, das Signalmolek{\"u}l cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP), ist ebenfalls an der Regulation des Tonus der glatten Muskulatur und dadurch an der Blutdruckregulation beteiligt. Unterschiedliche Phosphodiesterasen (PDE) bauen die sekund{\"a}ren Botenstoffe ab und beenden dadurch die Signalkaskaden. Die PDE3 spielt hierbei eine besondere Rolle, da sie eine gemischte Substratspezifit{\"a}t besitzt. Um den Einfluss der NO-GC auf das kardiovaskul{\"a}re System zu untersuchen, wurden NO-GC Knockout(KO)-M{\"a}use mit globaler (GCKO) oder Glattmuskel-spezifischer (SMC-GCKO) Deletion der NO-GC generiert. Um das Zusammenspiel von cAMP und cGMP n{\"a}her zu beleuchten, wurde im ersten Teil dieser Arbeit die PDE3 genauer untersucht. Im Gef{\"a}ßsystem wird lediglich die PDE3A und nicht die PDE3B exprimiert. Die Aorten von GCKO- und SMC-GCKO-Tieren reagieren sensitiver auf PDE3A-Blockade als die Kontroll-Tiere. Auch die akute Blockade der NO-GC f{\"u}hrt zu diesem Sensitivit{\"a}tseffekt. Die PDE3A ist in Folge der NO-GC-Deletion sowohl in ihrer Expression, als auch ihrer Aktivit{\"a}t um die H{\"a}lfte reduziert. Dies dient vermutlich kompensatorisch dazu, das cAMP-Signal weitgehend zu erhalten und so eine cAMP-induzierte Relaxation der Gef{\"a}ße zu gew{\"a}hrleisten. Ohne R{\"u}ckkopplung zwischen den beiden Signalwegen k{\"a}me es vermutlich zu weiteren negativen Konsequenzen f{\"u}r das Herz-Kreislaufsystem. Diese Daten weisen auf eine direkte Regulation der PDE3 in glatten Muskelzellen durch die NO/cGMP-Signalkaskade und einen PDE3-vermittelten cAMP/cGMP-Crosstalk hin. Der genaue Mechanismus dieser Expressionsregulation ist noch unklar. Denkbar w{\"a}re eine cGMP-vermittelte Transkriptionsregulation oder eine Modulation der Translation der PDE3A. Der Verlust der NO-GC f{\"u}hrt in GCKO- und SMC-GCKO-M{\"a}usen zu einem erh{\"o}hten systolischen Blutdruck von ~30 mmHg. Bei der Entwicklung der arteriellen Hypertonie k{\"o}nnte eine erh{\"o}hte Aortensteifigkeit beteiligt sein, die im zweiten Teil dieser Arbeit n{\"a}her untersucht wurde. In GCKO-M{\"a}usen ist die aortale Steifigkeit und daraus resultierend die Pulswellengeschwindigkeit (PWV) deutlich erh{\"o}ht. Die Steigerung der PWV wird in den GCKO-Tieren zus{\"a}tzlich durch den verminderten Aorten-Durchmesser bedingt. Außerdem weisen die Aorten dieser Tiere eine ver{\"a}nderte Wandstruktur auf, die zu einer Verminderung der aortalen Windkesselfunktion f{\"u}hrt. Diese Ver{\"a}nderungen k{\"o}nnten die Blutdruckerh{\"o}hung in GCKO-M{\"a}usen erkl{\"a}ren. In SMC-GCKO-Tieren tritt keine dieser Gef{\"a}ß-Modifikationen auf. Eine Aortensteifigkeit als m{\"o}gliche Ursache f{\"u}r den erh{\"o}hten systolischen Blutdruck in den SMC-GCKO-Tieren kann somit ausgeschlossen werden. Zur Aufkl{\"a}rung m{\"u}ssen weitere Versuche zum Aufbau der Gef{\"a}ßw{\"a}nde und zur Bestimmung des peripheren Widerstands gemacht werden. Auch der Einfluss anderer Zelltypen, wie z.B. Perizyten oder Fibroblasten, auf die Blutdruckregulation sollte untersucht werden.},
  subject      = {Knock-Out <Molekulargenetik>},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Langlhofer2016,
  author    = {Langlhofer, Georg},
  title     = {{\"U}ber die Bedeutung intrazellul{\"a}rer Subdom{\"a}nen des Glycinrezeptors f{\"u}r die Kanalfunktion},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-140249},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Der zur Familie der pentameren ligandengesteuerten Ionenkan{\"a}le zugeh{\"o}rige Glycinrezeptor (GlyR) ist ein wichtiger Vermittler synaptischer Inhibition im Zentralnervensystem von S{\"a}ugetieren. GlyR-Mutationen f{\"u}hren zur neurologischen Bewegungsst{\"o}rung Hyperekplexie. Aufgrund fehlender struktureller Daten ist die intrazellul{\"a}re Loop-Struktur zwischen den Transmembransegmenten 3 und 4 (TM3-4 Loop) eine weitgehend unerforschte Dom{\"a}ne des GlyR. Innerhalb dieser Dom{\"a}ne wurden Rezeptortrunkierungen sowie Punktmutationen identifiziert. Rezeptortrunkierung geht mit Funktionslosigkeit einher, welche jedoch durch Koexpression des fehlenden Sequenzabschnitts zum Teil wiederhergestellt werden kann. Innerhalb dieser Arbeit wurde die Interaktion zwischen trunkierten, funktionslosen GlyR und sukzessiv verk{\"u}rzten Komplementationskonstrukten untersucht. Dabei wurden als Minimaldom{\"a}nen f{\"u}r die Interaktion das C-terminalen basische Motive des TM3-4 Loops, die TM4 sowie der extrazellul{\"a}re C-Terminus identifiziert. Die R{\"u}ckkreuzung transgener M{\"a}use, die das Komplementationskonstrukt iD-TM4 unter Kontrolle des GlyR-Promotors exprimierten, mit der oscillator-Maus spdot, die einen trunkierten GlyR exprimiert und 3 Wochen nach der Geburt verstirbt, hatte aufgrund fehlender Proteinexpression keinen Effekt auf die Letalit{\"a}t der Mutation. Des Weiteren wurde die Bedeutsamkeit der Integrit{\"a}t beider basischer Motive 316RFRRKRR322 und 385KKIDKISR392 im TM3-4 Loop in Kombination mit der Loop-L{\"a}nge f{\"u}r die Funktionalit{\"a}t und das Desensitisierungsverhalten des humanen GlyRα1 anhand von chim{\"a}ren Rezeptoren identifiziert. Eine bisher unbekannte Patientenmutation P366L innerhalb des TM3-4 Loops wurde mit molekularbiologischen, biochemischen und elektrophysiologischen Methoden charakterisiert. Es wurde gezeigt, dass die mutierten Rezeptorkomplexe in vitro deutlich reduzierte Glycin-induzierte Maximalstr{\"o}me sowie eine beschleunigte Schließkinetik aufweisen. P366L hat im Gegensatz zu bereits charakterisierten Hyperekplexiemutationen innerhalb des TM3-4 Loops keinen Einfluss auf die Biogenese des Rezeptors. P366 ist Teil einer m{\"o}glichen Poly-Prolin-Helix, die eine Erkennungssequenz f{\"u}r SH3-Dom{\"a}nen darstellt. Ein potenzieller Interaktionspartner des TM3-4 Loops des GlyRα1 ist Collybistin, welches eine wichtige Rolle bei der synaptischen Rezeptorintegration spielt und die Verbindung zum Zytoskelett vermittelt. An der inhibitorischen Synapse verursacht P366L durch die Reduzierung postsynaptischer Chloridstr{\"o}me, das beschleunigte Desensitisierungsverhalten des GlyRα1 sowie ein ver{\"a}ndertes Interaktionsmotiv St{\"o}rungen der glycinergen Transmission, die zur Auspr{\"a}gung ph{\"a}notypischer Symptome der Hyperekplexie f{\"u}hren.},
  subject      = {Glycinrezeptor},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Eninger2019,
  author    = {Eninger, Elena},
  title     = {Ertaubungsbedingte Ver{\"a}nderungen des medialen und des lateralen Kerns des Trapezk{\"o}rpers bei der mongolischen W{\"u}stenrennmaus (Meriones unguiculatus)},
  doi       = {10.25972/OPUS-18799},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-187994},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Der Verlust des H{\"o}rverm{\"o}gens kann im auditorischen System auf vielen verschiedenen Ebenen zu morphologischen und funktionellen Ver{\"a}nderungen f{\"u}hren. In der vorliegenden Arbeit wurden in einem Tiermodell f{\"u}r pr{\"a}linguale Ertaubung die morphologischen Auswirkungen fr{\"u}hzeitiger und kompletter bilateraler Langzeitertaubung im medialen Kern des Trapezk{\"o}rpers (MNTB) und im lateralen Kern des Trapezk{\"o}rpers (LNTB) der mongolischen W{\"u}stenrennmaus (Meriones unguiculatus) untersucht. Beide Kerne z{\"a}hlen zu den Kernen des oberen Olivenkomplexes. Hierzu werden außerdem die Kerne MSO (mediale obere Olive) und LSO (laterale obere Olive) gez{\"a}hlt. Die MSO ist f{\"u}r die Verarbeitung von interauralen Laufzeitdifferenzen (interaural time delays, ITD) zust{\"a}ndig, wohingegen die LSO vor allem f{\"u}r die Verarbeitung von interauralen Pegelunterschieden (interaural level delays, ILD) verantwortlich ist. Beide Kerne sind somit f{\"u}r die Lokalisation einer Schallquelle in der Horizontalebene verantwortlich. Ihnen vorgeschaltet sind die Kerne MNTB und LNTB, weshalb auch diese beiden Kerne f{\"u}r die Verarbeitung von ILDs und ITDs und somit f{\"u}r das Richtungsh{\"o}ren eine große Rolle spielen. In dieser Studie wurden die Kerne MNTB und LNTB von insgesamt 23 mongolischen W{\"u}stenrennmäusen in der Nissl-F{\"a}rbung und den immunhistologischen F{\"a}rbungen GABA und Glycin lichtmikroskopisch untersucht. Zw{\"o}lf der Versuchstiere wurden durch die Gabe einer ototoxischen L{\"o}sung, bestehend aus dem Aminoglykosid Kanamycin und dem Schleifendiuretikum Bumetanid, ertaubt. Beim MNTB wurden die angefertigten Hirnschnitte bez{\"u}glich der Querschnittsfl{\"a}chen des Kerngebiets, der Zellzahlen, -gr{\"o}ßen und -dichte in der Nissl-F{\"a}rbung untersucht, beim LNTB fand die Auswertung der vier Parameter in allen drei F{\"a}rbungen statt. Weiterhin sollte ein Nachweis struktureller Unterschiede entlang tonotoper Gradienten erfolgen sowie die {\"U}berpr{\"u}fung der Kerngebiete auf Hemisph{\"a}renunterschiede. Die Ergebnisse unserer Untersuchungen zum MNTB zeigten bei ertaubten Tieren weder eine Abnahme der Querschnittsfläche, noch eine Abnahme der Zellzahl oder -dichte. Es wurde lediglich eine signifikante Abnahme der Gr{\"o}ße glycinerger Neurone bei ertaubten Tieren {\"u}ber den gesamten MNTB festgestellt. Die Abnahme der Neuronengr{\"o}ße k{\"o}nnte die Verf{\"u}gbarkeit von Glycin beeinflussen und somit die Balance zwischen Exzitation und Inhibition st{\"o}ren. Nachfolgende Kerne wie MSO, LSO und LNTB k{\"o}nnen hierdurch in ihrer Funktion, der Schalllokalisation und dem Sprachverständnis im Rauschen, beeintr{\"a}chtigt werden. Unsere Ergebnisse zum LNTB zeigten bez{\"u}glich Kernquerschnittsfläche, Zellzahl und -dichte, entsprechend dem MNTB, keine signifikanten Unterschiede zwischen den Tieren der Kontrollgruppe und den ertaubten Tieren. Im Gegensatz zum MNTB konnte allerdings eine ertaubungsbedingte Abnahme der Zellgröße im gesamten LNTB nicht nachgewiesen werden. Es ist anzuf{\"u}hren, dass unsere Ergebnisse zur LNTB-Zellgröße und -zahl aufgrund der kleinen Anzahl verwertbarer Zellen in den Schnitten der immunhistochemischen F{\"a}rbungen Glycin und GABA nur bedingt aussagekr{\"a}ftig sind. Die ertaubungsbedingten morphologischen Ver{\"a}nderungen der Kerne MNTB und LNTB sind im Wesentlichen vergleichbar mit den Auswirkungen eines partiellen H{\"o}rverlusts im Alter (Presbyakusis). Unterschiede bez{\"u}glich der Hemisph{\"a}ren konnten nicht nachgewiesen werden. Beim MNTB bestehen Gradienten der Zellgr{\"o}ßen mit großen Zellen in den lateralen, tieffrequenten Bereichen und kleinen Zellen in den medialen, hochfrequenten Bereichen. Die Anordnung der Zellgr{\"o}ßen entlang der tonotopen Gradienten scheint auch nach fr{\"u}hzeitiger Ertaubung erhalten zu bleiben. Bez{\"u}glich eines m{\"o}glichen Gradienten der Zellgr{\"o}ße im LNTB ist auf Grund der teilweise sehr geringen Anzahl an auswertbaren Zellen keine abschließende Beurteilung m{\"o}glich.},
  subject      = {Ertaubung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hasse2019,
  author    = {Hasse, Stephanie},
  title     = {Funktionelle Charakterisierung von Parathormon-Rezeptor Mutanten im Xenopus Oozyten-Expressionssystem},
  doi       = {10.25972/OPUS-17861},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-178613},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) regulieren eine Vielzahl physiologischer als auch pathophysiologischer Prozesse im menschlichen K{\"o}rper. Verankert in der Zellmembran vermitteln sie die Transduktion {\"a}ußerer Stimuli zur Aktivierung nachgeschalteter Signalwege. Durch die Aktivierung Adenylatcyclasen-, Phosphlipasen C- und Mitogen-aktivierte Proteinkinase (MAPK)- abh{\"a}ngiger Signalwege, vermittelt der zur Familie B der GPCRs geh{\"o}rige Parathormon-Rezeptor PTH1R die endokrine und parakrine Wirkungen des Parathormons (PTH) und des Parathormon-verwandten Proteins (PTHrP). Diese sind die Regulation der Kalzium-Hom{\"o}ostase, des Knochenmetabolismus und der Skelettentwicklung. In dieser Arbeit wurden vier Mutationen im PTH1-Rezeptor untersucht, die durch Roth und Mitarbeiter (2014) in den Zusammenhang mit dem Krankheitsbild der prim{\"a}ren Zahndurchbruchsst{\"o}rung (PFE) gebracht wurden. Die vier untersuchten Mutanten sind PTH1R [P119L], PTH1R [H442D], PTH1R [L232R] und PTH1R [L292P]: Bei den durch Mutagenese herbeigef{\"u}hrten Punktmutationen handelt es sich jeweils um eine missense-Mutation, bei der der Austausch einer einzelnen Base in der DNA-Sequenz zum Einbau einer anderen Aminos{\"a}ure im Protein f{\"u}hrt. Es folgte die funktionelle Charakterisierung des Parathormon-Rezeptors und seiner Mutanten, welche auf einer indirekten Messung der Rezeptoraktivit{\"a}t basierte. Direkt gemessen wurden dabei die Kaliumstr{\"o}me der Tandemporen-Kaliumkan{\"a}le TASK-1 und TRESK, welche durch Gq-Protein gekoppelte Rezeptoren reguliert werden k{\"o}nnen: So werden TASK-Str{\"o}me durch GPCRs inhibiert, TRESK-Str{\"o}me dagegen aktiviert. TASK-1 Kan{\"a}le und Parathormon-Rezeptoren wurden zeitgleich heterolog in Xenopus laevis Oozyten exprimiert und anschließend mittels der Zwei-Elektroden-Spannungsklemme (TEVC) elektrophysiologisch untersucht. Nach Zugabe von PTH (100 nM) ergab sich nach Kopplung an den TASK-1 Kanal f{\"u}r den PTH1R-Wildtyp eine durchschnittliche Stromamplitude von 52,11 \% ± 3,60 \% (n=28). Dagegen zeigten sich f{\"u}r die PTH1R-Mutanten keine signifikanten {\"A}nderungen der Stromamplituden nach Zugabe der PTH-haltigen Messl{\"o}sung. Die Untersuchungen wurden mit dem TRESK-Kanal wiederholt. Hier zeigte sich eine deutliche TRESK-Aktivierung durch Kopplung an den PTH1R-Wildtyp beim Einwaschen von PTH. Bei den Mutanten kam es ebenfalls nicht zu einer signifikanten {\"A}nderung der Stromamplitude durch PTH-Zugabe. Ein Austausch dieser entsprechenden Aminos{\"a}uren f{\"u}hrt somit zu einem Funktionsverlust des Parathormon-Rezeptors Typ 1. Bei den untersuchten Mutationen handelt es sich daher um Loss-of-function-Mutationen. Diese Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die von Roth und Mitarbeitern in ihrer Pathogenit{\"a}t als „wahrscheinlich sch{\"a}dlich" eingestuften Mutationen durch die vorliegende Arbeit nun als „pathogen" und damit PFE-verursachend bezeichnet werden k{\"o}nnen. Die zahnmedizinische Relevanz dieser Ergebnisse liegt darin begr{\"u}ndet, dass durch eine genetisch gesicherte Diagnose PFE, die korrekte und erfolgversprechendste Behandlungsoption gew{\"a}hlt werden kann. Von PFE betroffene Z{\"a}hne ankylosieren nach Applikation kieferorthop{\"a}discher Kr{\"a}fte und k{\"o}nnen nicht weiter bewegt werden. Somit kann nach der Diagnose PFE ein individuelles Behandlungskonzept erstellt werden, das sich nach dem Ausmaß der Durchbruchsst{\"o}rung richtet. Langj{\"a}hrige und frustrierende kieferorthop{\"a}dische Behandlungen bleiben dem Patienten, aber auch dem Kieferorthop{\"a}den erspart.},
  subject      = {Rezeptor},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bacmeister2018,
  author    = {Bacmeister, Lucas},
  title     = {Effect of Cadherin-13 inactivation on different GABAergic interneuron populations of the mouse hippocampus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-172693},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Cadherin-13 (CDH13) is an atypical member of the cadherin superfamily, a group of membrane proteins mediating calcium-dependent cellular adhesion. Although CDH13 shows the classical extracellular cadherin structure, the typical transmembrane and cytoplasmic domains are absent. Instead, CDH13 is attached to the cell membrane via a glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchor. These findings and many studies from different fields suggest that CDH13 also plays a role as a cellular receptor. Interestingly, many genome-wide association studies (GWAS) have found CDH13 as a risk gene for attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) and other neurodevelopmental disorders. In previous work from our research group, strong expression of Cdh13 mRNA in interneurons of the hippocampal stratum oriens (SO) was detected. Therefore, double-immunofluorescence studies were used to evaluate the degree of co-expression of CDH13 with seven markers of GABAergic interneuron subtypes. For this purpose, murine brains were double stained against CDH13 and the respective marker and the degree of colocalization in the SO of the hippocampus was assessed. Based on the result of this immunofluorescence study, quantitative differences in interneuron subtypes of the SO between Cdh13 knockout (ko), heterozygote (het) and wildtype (wt) mice were investigated in this dissertation using stereological methods. In addition, genotype- dependent differences in the expression of genes involved in GABAergic and glutamatergic neurotransmission were analyzed by quantitative real-time PCR (qRT-PCR). Primers targeting different GABA receptor subunits, vesicular GABA and glutamate transporter, GABA synthesizing enzymes and their interaction partners were used for this purpose. The results of the stereological quantification of the interneuron subtypes show no significant differences in cell number, cell density or volume of the SO between Cdh13 ko, het and wt mice. On the other hand, qRT-PCR results indicate significant differences in the expression of tropomyosin-related kinase B gene (TrkB), which encodes the receptor of brain-derived neurotrophic factor (BDNF), a regulator of GABAergic neurons. This finding supports a role for CDH13 in the regulation of BDNF signaling in the hippocampus.},
  subject      = {Cadherine},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Fahr2016,
  author    = {Fahr, Christian},
  title     = {Wirkung von Melatonin auf die D{\"u}nndarmperistaltik des Meerschweinchens in vitro},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-145312},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Motilit{\"a}tsst{\"o}rungen des Magen-Darm-Traktes k{\"o}nnen bei kritisch kranken Patienten auf der Intensivstation zu einem lebensbedrohlichen Krankheitsbild f{\"u}hren. Dabei spielen eine Vielzahl von Pathomechanismen eine Rolle, wobei das Interesse dieser Arbeit den Wirkungen des Tag-Nacht-Hormons Melatonin gilt. Da aus anderen Untersuchungen eine protektive Funktion des Melatonins postuliert werden kann, ist sein Einfluss auf die Peristaltik am Meerschweinchend{\"u}nndarm untersucht worden. Dabei wurde durch kontinuierliche Perfusion eines D{\"u}nndarmsegments im Organbad eine gerichtete Peristaltik induziert. Der Schwellendruck, bei dem eine Kontraktionswelle ausgel{\"o}st wurde, als Messparameter herangezogen. Durch Zugabe von Melatonin (in den Konzentrationen: 10 pM, 1nM, 0,1µM und 10 µM) in das Organbad konnte kein Einfluss auf dem Schwellendruck nachgewiesen werden. Auch der Melatoninrezeptorantagonist Luzindol f{\"u}hrte zu keiner {\"A}nderung des Schwellendruckes. Ein signifikanter Anstieg des Schwellendruckes und damit ein inhibitorischer Einfluss auf die D{\"u}nndarmperistaltik konnte lediglich durch den partiellen Agonisten 2Phenylmelatonin nachgewiesen werden. Wesentliche Ergebnisse dieser Arbeit zeigen den Einfluss von Melatonin unter Hypoxiebedingungen des D{\"u}nndarmes, bei dem Luzindol den inhibitorischen Effekt auf die Darmperistaltik verst{\"a}rkt. Die Melatoningabe f{\"u}hrt zu keiner protektiven Wirkung auf die Darmperistaltik unter Hypoxiebedingungen. Damit ist zu vermuten, dass der protektive Effekt des Melatonins auf die Darmperistaltik nicht durch seine Eigenschaften als Radikalf{\"a}nger, sondern {\"u}ber Melatoninrezeptoren vermittelt wird. In den Versuchen mit dem Opioid Fentanyl ist eine signifikante Hemmung der D{\"u}nndarmperistalik ebenso unter Blockade des Melatoninrezeptorantagonisten Luzindol festzustellen. Bei Versuchen mit Propofol wurde durch Zugabe von Melatonin oder Melatoninrezeptoragonisten eine Verst{\"a}rkung der Hemmung der D{\"u}nndarmmotilit{\"a}t durch Propofol nachgewiesen. In unseren Versuchen best{\"a}tigten wir, dass Midazolam eine hemmende Wirkung auf die D{\"u}nndarmperistalik hat. Eine vorherige Zugabe von Melatonin hatte dabei keinen Einfluss auf die hemmende Wirkung von Midazolam, wohingegen Luzindol die Hemmwirkung von Midazolam verst{\"a}rkte. Somit hat das endogene Melatonin m{\"o}glicherweise einen protektiven Einfluss, der jedoch durch exogene Zugabe von Melatonin nicht verst{\"a}rkt wird und nicht nachgeahmt werden kann. Insgesamt zeigen die Untersuchungen, dass Melatonin per se keinen gesicherten Einfluss auf die Peristaltik hat, m{\"o}glicherweise aber in Wechselwirkung mit An{\"a}sthetika.},
  subject      = {Melatonin},
  language  = {de}
}
@phdthesis{RamirezPasos2019,
  author    = {Ramirez Pasos, Uri Eduardo},
  title     = {Subthalamic Nucleus Neural Synchronization and Connectivity during Limbic Processing of Emotional Pictures: Evidence from Invasive Recordings in Patients with Parkinson's Disease},
  doi       = {10.25972/OPUS-16985},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-169850},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {In addition to bradykinesia and tremor, patients with Parkinson's disease (PD) are known to exhibit non-motor symptoms such as apathy and hypomimia but also impulsivity in response to dopaminergic replacement therapy. Moreover, a plethora of studies observe differences in electrocortical and autonomic responses to both visual and acoustic affective stimuli in PD subjects compared to healthy controls. This suggests that the basal ganglia (BG), as well as the hyperdirect pathway and BG thalamocortical circuits, are involved in affective processing. Recent studies have shown valence and dopamine-dependent changes in synchronization in the subthalamic nucleus (STN) in PD patients during affective tasks. This thesis investigates the role of dopamine, valence, and laterality in STN electrophysiology by analyzing event-related potentials (ERP), synchronization, and inter-hemispheric STN connectivity. STN recordings were obtained from PD patients with chronically implanted electrodes for deep brain stimulation during a passive affective picture presentation task. The STN exhibited valence-dependent ERP latencies and lateralized 'high beta' (28-40 Hz) event-related desynchronization. This thesis also examines the role of dopamine, valence, and laterality on STN functional connectivity with the anterior cingulate cortex (ACC) and the amygdala. The activity of these limbic structures was reconstructed using simultaneously recorded electroencephalographic signals. While the STN was found to establish early coupling with both structures, STN-ACC coupling in the 'alpha' range (7-11 Hz) and uncoupling in the 'low beta' range (14-21 Hz) were lateralized. Lateralization was also observed at the level of synchrony in both reconstructed sources and for ACC ERP amplitude, whereas dopamine modulated ERP latency in the amygdala. These results may deepen our current understanding of the STN as a limbic node within larger emotional-motor networks in the brain.
},
  subject      = {Nucleus subthalamicus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Genheimer2020,
  author    = {Genheimer, Hannah},
  title     = {The acquisition of anxiety and the impact of transcutaneous vagus nerve stimulation on extinction learning in virtual contexts},
  doi       = {10.25972/OPUS-20639},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-206390},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {This thesis aims for a better understanding of the mechanisms underlying anxiety as well as trauma- and stressor-related disorders and the development of new therapeutic approaches. I was first interested in the associative learning mechanisms involved in the etiology of anxiety disorders. Second, I explored the therapeutic effects of transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) as a promising new method to accelerate and stabilize extinction learning in humans. For these purposes, I applied differential anxiety conditioning protocols realized by the implementation of virtual reality (VR). Here, a formerly neutral virtual context (anxiety context, CTX+) is presented whereby the participants unpredictably receive mildly aversive electric stimuli (unconditioned stimulus, US). Another virtual context (safety context, CTX-) is never associated with the US. Moreover, extinction of conditioned anxiety can be modeled by presenting the same contexts without US delivery. When unannounced USs were administered after extinction, i.e. reinstatement, the strength of the "returned" conditioned anxiety can provide information on the stability of the extinction memory. In Study 1, I disentangled the role of elemental and conjunctive context representations in the acquisition of conditioned anxiety. Sequential screenshots of two virtual offices were presented like a flip-book so that I elicited the impression of walking through the contexts. Some pictures of CTX+ were paired with an US (threat elements), but not some other screenshots of the same context (non-threat elements), nor the screenshots depicting CTX- (safety elements). Higher contingency ratings for threat compared to non-threat elements revealed elemental representation. Electro-cortical responses showed larger P100 and early posterior negativity amplitudes elicited by screenshots depicting CTX+ compared to CTX- and suggested conjunctive representation. These results support the dual context representation in anxiety acquisition in healthy individuals. Study 2 addressed the effects of tVNS on the stabilization of extinction learning by using a context conditioning paradigm. Potentiated startle responses as well as higher aversive ratings in CTX+ compared to CTX- indicate successful anxiety conditioning. Complete extinction was found in startle responses and valence ratings as no differentiation between CTX+ and CTX- suggested. TVNS did not affect extinction or reinstatement of anxiety which may be related to the inappropriate transferability of successful stimulation parameters from epilepsy patients to healthy participants during anxiety extinction. Therefore, in Study 3 I wanted to replicate the modulatory effects of tVNS on heart rate and pain perception by the previously used parameters. However, no effects of tVNS were observed on subjective pain ratings, on pain tolerance, or on heart rate. This led to the conclusion that the modification of stimulation parameters is necessary for a successful acceleration of anxiety extinction in humans. In Study 4, I prolonged the tVNS and, considering previous tVNS studies, I applied a cue conditioning paradigm in VR. Therefore, during acquisition a cue (CS+) presented in CTX+ predicted the US, but not another cue (CS-). Both cues were presented in a second context (CTX-) and never paired with the US. Afterward, participants received either tVNS or sham stimulation and underwent extinction learning. I found context-dependent cue conditioning only in valence ratings, which was indicated by lower valence for CS+ compared to CS- in CTX+, but no differential ratings in CTX-. Successful extinction was indicated by equal responses to CS+ and CS-. Interestingly, I found reinstatement of conditioned fear in a context-dependent manner, meaning startle response was potentiated for CS+ compared to CS- only in the anxiety context. Importantly, even the prolonged tVNS had no effect, neither on extinction nor on reinstatement of context-dependent cue conditioning. However, I found first evidence for accelerated physiological contextual extinction due to less differentiation between startles in CTX+ compared to CTX- in the tVNS than in the sham stimulated group. In sum, this thesis first confirms the dual representation of a context in an elemental and a conjunctive manner. Second, though anxiety conditioning and context-dependent cue conditioning paradigms worked well, the translation of tVNS accelerated extinction from rats to humans needs to be further developed, especially the stimulation parameters. Nevertheless, tVNS remains a very promising approach of memory enhancement, which can be particularly auspicious in clinical settings.},
  subject      = {Angst},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hilfer2013,
  author    = {Hilfer, Oxana},
  title     = {Stabilit{\"a}t plasmatischer Gerinnungsfaktoren in humanen Thrombozytenkonzentraten und Plasma},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-106977},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit untersuchte die Ver{\"a}nderungen der wichtigsten h{\"a}mostatischen Komponenten der plasmatischen Gerinnung in Thrombozyten- und Plasmakonzentraten w{\"a}hrend der achtt{\"a}gigen Lagerung bei Raumtemperatur. Es wurden keine signifikanten und klinisch relevanten Ver{\"a}nderungen der plasmatischen h{\"a}mostatischen Kapazit{\"a}t des Plasmas f{\"u}r Fibrinogen, Gerinnungsfaktor XI, XII und XIII, Protein S und C (quantitative Messung), D-Dimere, von Willebrand-Faktor, Kollagenbindungs-aktivit{\"a}t und Ristocetin-Cofaktor nachgewiesen. Es kam jedoch zu einer zeitabh{\"a}ngigen Ver{\"a}nderung w{\"a}hrend der Lagerung bei PTT, Quick, Thrombinzeit, Gerinnungsfaktoren II, V, VII, VIII, IX, und X, Antithrombin III, Protein S und C (funktionelle Messung), Prothrombinfragmente F1+F2 und APC-Resistenz. Diese Ver{\"a}nderungen fanden sich zudem insbesondere in den gelagerten Thrombozytenkonzentraten. Die wenigen, in der Literatur verf{\"u}gbaren Untersuchungen zeigen Ergebnisse, die den unseren vergleichbar sind. Erstmal wurden mit dieser Dissertationsarbeit jedoch umfassend alle diese Parameter in einem Ansatz verglichen. Vorausgesetzt, dass h{\"a}mostaseologische Faktoren auch unter ung{\"u}nstigen Lagerungsbedingungen weitgehend ihre h{\"a}mostatische Kapazit{\"a}t behalten, kann bei Infusionen von Fr{\"u}h- oder Neugeborenen praktische Bedeutung erlangen, da die plasmatische h{\"a}mostatische Kapazit{\"a}t in Thrombozytenkonzentraten nun in den Gesamtbedarf einbezogen werden kann. Ebenso k{\"o}nnen vereinfachte Lagerbedingungen (Raumtemperatur versus Tiefk{\"u}hlung) in Krisensituationen enorme logistische Vorteile mit sich bringen. Weitere, insbesondere klinische Transfusionsstudien m{\"u}ssen nun zeigen, ob die ex vivo gewonnenen Erkenntnisse zur Haltbarkeit h{\"a}mostatischer Gerinnungsfaktoren sich in den klinisch-praktischen Einsatz {\"u}bertragen lassen. Mit unseren Versuchen wollten wir auch dazu beitragen, zuk{\"u}nftig m{\"o}glichst schnelle und praktikable Therapievorschl{\"a}ge f{\"u}r Notf{\"a}lle bereitzustellen. Eine bedeutende Rolle kann das bei Raumtemperatur gelagerten Plasma in der Transfusionsmedizin, Notfallmedizin, bei Operationen und in Kriseneins{\"a}tzen spielen. Es bleiben noch viele Fragen zu diesem Thema offen. Diese Arbeit wird zu weiterer Forschung anregen.},
  subject      = {Gerinnungsfaktoren in Thrombozytenkonzentraten},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Werner2014,
  author    = {Werner, Christian},
  title     = {Effect of autoantibodies targeting amphiphysin or glutamate decarboxylase 65 on synaptic transmission of GABAergic neurons},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-105648},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {The number of newly detected autoantibodies (AB) targeting synaptic proteins in neurological disorders of the central nervous system (CNS) is steadily increasing. Direct interactions of AB with their target antigens have been shown in first studies but the exact pathomecha-nisms for most of the already discovered AB are still unclear. The present study investigates pathophysiological mechanisms of AB-fractions that are associated with the enigmatic CNS disease Stiff person syndrome (SPS) and target the synaptically located proteins amphiphysin or glutamate decarboxylase 65 (GAD65). In the first part of the project, effects of AB to the presynaptic endocytic protein amphiphysin were investigated. Ultrastructural investigations of spinal cord presynaptic boutons in an es-tablished in-vivo passive-transfer model after intrathecal application of human anti-amphiphysin AB showed a defect of endocytosis. This defect was apparent at high synaptic activity and was characterized by reduction of the synaptic vesicle pool, clathrin coated vesi-cles (CCVs), and endosome like structures (ELS) in comparison to controls. Molecular inves-tigation of presynaptic boutons in cultured murine hippocampal neurons with dSTORM microscopy after pretreatment with AB to amphiphysin revealed that marker proteins involved in vesicle exocytosis (synaptobrevin 2 and synaptobrevin 7) had an altered expression in GA-BAergic presynapses. Endophilin, a direct binding partner of amphiphysin also displayed a disturbed expression pattern. Together, these results point towards an anti-amphiphysin AB-induced defective organization in GABAergic synapses and a presumably compensatory rearrangement of proteins responsible for CME. In the second part, functional consequences of SPS patient derived IgG fractions containing AB to GAD65, the rate limiting enzyme for GABA synthesis, were investigated by patch clamp electrophysiology and immunohistology. GABAergic neurotransmission at low and high activity as well as short term plasticity appeared normal but miniature synaptic potentials showed an enhanced frequency with constant amplitudes. SPS patient IgG after preabsorption of GAD65-AB using recombinant GAD65 still showed specific synaptic binding to neu-rons and brain slices supporting the hypothesis that additional, not yet characterized AB are present in patient IgG responsible for the exclusive effect on frequency of miniature potentials. In conclusion, the present thesis uncovered basal pathophysiological mechanisms underlying paraneoplastic SPS induced by AB to amphiphysin leading to disturbed presynaptic architec-ture. In idiopathic SPS, the hypothesis of a direct pathophysiological role of AB to GAD65 was not supported and additional IgG AB are suspected to induce distinct synaptic malfunction.},
  subject      = {Autoaggressionskrankheit},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Post2014,
  author    = {Post, Antonia},
  title     = {Snap25 heterozygous knockout mice as a potential model for attention deficit/hyperactivity disorder (ADHD)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-122899},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {SNAP25 (Synaptosomal-Associated Protein of 25 kDa; part of the SNARE complex) is involved in the docking and fusion of synaptic vesicles in presynaptic neurons necessary for the regulation of neurotransmitter release, as well as in axonal growth and synaptic plasticity. In humans, different single nucleotide polymorphisms of SNAP25 have repeatedly been associated with attention deficit/hyperactivity disorder (ADHD). Thus, in this study heterozygous Snap25 knockout mice were investigated as a model of ADHD. Heterozygous (+/-) Snap25 knockout mice as well as their wild-type (+/+) littermates were reared under control conditions or underwent a Maternal Separation (MS) procedure. Starting at the age of 2 months, mice were tested for locomotor activity in a repeated long-term Open Field (OF) task, for attention deficits and impulsive behavior in the 5 Choice Serial Reaction Time Task (5CSRTT), for anxiety-like behavior in the Light-Dark Box (LDB) and for depression-like behavior in the Porsolt Forced Swim Test (FST). The brains of these mice were subsequently tested for the expression of several ADHD related genes in a quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR) study. Another group of female mice (+/+; +/-) underwent a one hour OF test after oral administration of 45 mg/kg Methylphenidate (MPH) or placebo. To find an optimized dosage for this MPH challenge, a pilot study was performed. Wild-type C57BL/6 mice were tested in a long-term OF with several dosages of MPH both intraperitoneally (i.p.) and orally. The brains of these animals were afterwards investigated for neurotransmitter concentrations. In this pilot study the dosages of MPH that were similarly behaviorally effective without causing symptoms of overdosing were 7.5-15 mg/kg intraperitoneally and 30-60 mg/kg orally. However, even though it was possible to find intraperitoneal and oral doses that correlate behaviorally, the neurochemistry was mostly different. In the study on Snap25-deficient mice, unstressed controls showed a hyperactive phenotype in the second of two long-term OF sessions (60 min) spaced three weeks apart. Considering all groups, there was a significant interaction of stress and genotype in the second session, with animals subjected to MS being overall hyperactive with no genotype differences. In the training phase of the 5CSRTT only effects of stress were found, with MS animals finding and consuming fewer rewards. In the single test trial, several genotype effects became apparent, with tendencies for the number of correct nose pokes and the number of rewards eaten, and a significant effect for the number of rewards eaten directly after the correct response. In all of these variables +/- mice performed worse than their wild-type littermates. In the LDB +/- mice entered the lit compartment of the arena earlier than the controls, thus showing attenuated anxiety-like behavior. Regarding depressive-like behavior in the FST, male +/- mice spent significantly less time struggling than male +/+ mice. In the gene expression study, +/- mice had lower expression levels of Maoa and Comt, and higher expression levels of Nos1 than wild-types. Finally, the locomotor activity response to MPH was exaggerated in +/- mice as compared to controls. Heterozygous Snap25 knockout mice show some of the behavioral characteristics of ADHD, as for example a mild hyperactivity in a familiar environment, difficulties in the correct execution of a given task and even some behavior that can be interpreted as delay aversion. Additionally, expression levels of three ADHD related genes were changed in these animals. Although the exaggerated locomotor activity response to MPH is not to be expected of an ADHD model, the difference in the response between +/+ and +/- mice nonetheless implicates a potential dysfunction of the brain dopaminergic system.},
  subject      = {Aufmerksamkeitsdefizit-Syndrom},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kollert2015,
  author    = {Kollert, Sina},
  title     = {Kaliumkan{\"a}le der K2P-Familie kontrollieren die Aktivit{\"a}t neuronaler Zellen - TRESK als Regulator inflammatorischer Hyperalgesie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-119077},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Das Empfinden von Schmerz ist f{\"u}r uns {\"u}berlebenswichtig. Chronischer Schmerz hingegen hat seine physiologische Bedeutung verloren und wird als eigenes Krankheitsbild angesehen. Schmerzempfindung beginnt mit der Nozizeption. Die Zellk{\"o}rper nozizeptiver Neurone befinden sich in den Spinalganglien (Hinterwurzelganglion, dorsal root ganglion DRG) und Trigeminalganglien (TG). In den DRG-Neuronen macht der Zwei-Poren-Kaliumkanal (K2P) TRESK die Hauptkomponente eines Kaliumstromes, des „standing outward currents" IKSO, aus. Die physiologische Hauptaufgabe der TRESK-Kan{\"a}le liegt in der Regulation der zellul{\"a}ren Erregbarkeit nozizeptiver Neurone. W{\"a}hrend einer Entz{\"u}ndungsreaktion werden Entz{\"u}ndungsmediatoren wie Histamin, Bradykinin, Serotonin und Lysophosphatids{\"a}ure (LPA) ausgesch{\"u}ttet und k{\"o}nnen durch die Aktivierung ihrer G-Protein gekoppelten Rezeptoren (GPCR) oder direkte Interaktion mit Ionenkan{\"a}len die nozizeptive Erregung beeinflussen. Durch Anwendung von RT-PCR und eines neu entwickelten Antik{\"o}rpers wurde die Ko-Expression von TRESK-Kan{\"a}len zusammen mit Kan{\"a}len der Transient-Receptor-Potential-Kationenkanalfamilie (TRP) und LPA-Rezeptoren in DRG-Neuronen nachgewiesen. Durch rekombinante Ko-Expression von TRESK-Kan{\"a}len und LPA2-Rezeptoren in Xenopus Oozyten konnte durch Zugabe von LPA eine fast 10-fache Aktivierung des basalen K+-Stromes erzielt werden. Die Auswertung der Dosis-Wirkungskurve ergab einen EC50-Wert von 0,2 µM LPA. Die LPA-induzierte TRESK-Stromaktivierung konnte durch die Verwendung des mutierten Kanals TRESK[PQAVAD] oder durch die Zugabe des Phospholipase C (PLC) Inhibitors U73122 verhindert werden. Dies zeigt die Beteiligung des PLC-Signalwegs und die Bindung von Calcineurin an den TRESK-Kanal bei der Stromaktivierung. TRESK ist das einzige Mitglied der K2P-Familie, das eine LPA-induzierte Aktivierung des Stromes zeigt. TREK- und TASK-1-Str{\"o}me werden durch LPA inhibiert. In DRG-Neuronen mit kleinem Durchmesser wird Nozizeption durch die Aktivierung von TRPV1-Kan{\"a}len durch Hitze oder Capsaicin, dem Inhaltsstoff des Chilis, und zus{\"a}tzlich durch die Substanz LPA verursacht. Ein weiteres Mitglied der TRP-Familie, der TRPA1-Kanal, ist bei der verst{\"a}rkten Nozizeption w{\"a}hrend einer Entz{\"u}ndung involviert. Werden TRESK- und TRP-Kan{\"a}le in Xenopus Oozyten ko-exprimiert, verursacht LPA gleichzeitig einen Kationeneinw{\"a}rts- wie auch -ausw{\"a}rtsstrom. Unter diesen Bedingungen verschob sich das Umkehrpotenzial in einen Bereich zwischen den Umkehrpotenzialen von Oozyten, die nur den K+-Kanal exprimieren und von Oozyten, die nur den unspezifischen Kationenkanal exprimieren. Durch diese Experimente konnte gezeigt werden, dass die LPA-induzierte Ko-Aktivierung von TRP-Kan{\"a}len und TRESK zu einer Begrenzung des exzitatorischen Effekts f{\"u}hren kann. Die DRG-{\"a}hnlichen F11-Zellen exprimieren keine TRESK-Kan{\"a}le. Sie sind in der Lage durch Strompulse Aktionspotenziale zu generieren. Mit TRESK transfizierte F11-Zellen zeigten eine Verschiebung des Umkehrpotenzials in negative Richtung, einen gr{\"o}ßeren Ausw{\"a}rtsstrom und den Verlust von spannungsgesteuerten Natriumkan{\"a}len. Auch hohe Strompulse konnten keine Aktionspotenziale mehr ausl{\"o}sen. Bei Spannungs-Klemme-Messungen von prim{\"a}ren DRG-Neuronen von TRESK[wt]-M{\"a}usen erh{\"o}hte sich der IKSO nach Zugabe von LPA um {\"u}ber 20 \%. Im Gegensatz dazu zeigten DRG-Neurone von TRESK[ko]-M{\"a}usen unter diesen Bedingungen eine leichte Hemmung des IKSO von etwa 10 \%. In Neuronen, die TRPV1 exprimieren, f{\"u}hrte LPA nicht nur zum Anstieg des IKSO, sondern auch zur Aktivierung eines Einw{\"a}rtsstromes (TRPV1). Im Vergleich dazu wurde in TRESK[ko]-Neuronen durch LPA nur der Einw{\"a}rtsstrom aktiviert. In Strom-Klemme-Experimenten f{\"u}hrte LPA-Applikation zur Entstehung von Aktionspotenzialen mit h{\"o}herer Frequenz in Zellen von TRESK[ko]-M{\"a}usen im Vergleich zu Zellen von TRESK[wt]-M{\"a}usen. Zus{\"a}tzlich wurde die Erregung, die durch Strompulse von 100 pA ausgel{\"o}st wurde, in den beiden Genotypen durch LPA unterschiedlich moduliert. Die Aktionspotenzialfrequenz in TRESK[wt]-Neuronen wurde gesenkt, in TRESK[ko]-Neuronen wurde sie erh{\"o}ht. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die Erregung nozizeptiver Neurone durch LPA aufgrund der Ko-Aktivierung der TRESK-Kan{\"a}le abgeschw{\"a}cht werden kann. Die Erregbarkeit von sensorischen Neuronen wird strak durch die Aktivit{\"a}t und Expression der TRESK-Kan{\"a}le kontrolliert. Deswegen sind TRESK-Kan{\"a}le gute Kandidaten f{\"u}r die pharmakologische Behandlung von Schmerzkrankheiten.},
  subject      = {Kaliumkanal},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rosenbaum2016,
  author    = {Rosenbaum, Corinna},
  title     = {The role of enteric glial cells under inflammatory conditions of the intestine},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-138946},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {The enteric nervous system (ENS) innervates the gastrointestinal (GI) tract and controls central aspects of GI physiology including contractility of the intestinal musculature, glandular secretion and intestinal blood flow. The ENS is composed of neurons that conduct electrical signals and of enteric glial cells (EGCs). EGCs resemble central nervous system (CNS) astrocytes in their morphology and in the expression of shared markers such as the intermediate filament protein glial fibrillary acidic protein (GFAP). They are strategically located at the interface of ENS neurons and their effector cells to modulate intestinal motility, epithelial barrier stability and inflammatory processes. The specific contributions of EGCs to the maintenance of intestinal homeostasis are subject of current research. From a clinical point of view EGC involvement in pathophysiological processes such as intestinal inflammation is highly relevant. Like CNS astrocytes ECGs can acquire a reactive, tissue-protective phenotype in response to intestinal injury. In patients with chronic inflammatory bowel diseases (IBD) such as Crohn's disease and ulcerative colitis, alterations in the EGC network are well known, particularly a differential expression of GFAP, which is a hallmark of reactive gliosis in the CNS. With increasing recognition of the role of EGCs in intestinal health and disease comes the need to study the glial population in its complexity. The overall aim of this thesis was to comprehensively study EGCs with focus on the reactive GFAP-expressing subpopulation under inflammatory conditions in vivo and in vitro. In a first step, a novel in vivo rat model of acute systemic inflammation mimicking sepsis was employed to investigate rapidly occuring responses of EGCs to inflammation. This study revealed that within a short time frame of a few hours, EGCs responded to the inflammation with an upregulation of Gfap gene expression. This inflammation-induced upregulation was confined to the myenteric plexus and varied in intensity along the intestinal rostro-caudal axis. This highly responsive myenteric GFAP-expressing EGC population was further characterized in vivo andin vitro using a transgenic mouse model (hGFAP-eGFP mice). Primary purified murine GFAP-EGC cultures in vitro were established and it was assessed how the transcriptomic and proteomic profiles of these cells change upon inflammatory stimulation. Here, myenteric GFAP-EGCs were found to undergo a shift in gene expression profile that predominantly affects expression of genes associated with inflammatory responses. Further, a secretion of inflammatory mediators was validated on protein level. The GFAP+ subpopulation is hence an active participant in inflammatory pathophysiology. In an acute murine IBD model in vivo, GFAP-EGCs were found to express components of the major histocompatibility complex (MHC) class II in inflamed tissue, which also indicates a crosstalk of EGCs with the innate and the adaptive lamina propria immune system in acute inflammation. Taken together, this work advances our knowledge on EGC (patho-)physiology by identifying and characterizing an EGC subpopulation rapidly responsive to inflammation. This study further provides the transcriptomic profile of this population in vivo and in vitro, which can be used to identify targets for therapeutic intervention. Due to the modulating influence of EGCs on the intestinal microenvironment, the study further underlines the importance of integrating EGCs into in vitro test systems that aim to model intestinal tissues in vitro and presents an outlook on a potential strategy.},
  subject      = {Darmwandnervensystem},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Gutermuth2017,
  author    = {Gutermuth, Timo},
  title     = {Identifizierung und Charakterisierung des Signalweges zur Aktivierung von Anionenkan{\"a}len w{\"a}hrend des Pollenschlauchwachstums},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-139232},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Pollenschl{\"a}uche sind ein Modellsystem zur Untersuchung pflanzlicher Wachstumsprozesse. Zellwachstum in Pollenschl{\"a}uchen zeichnet sich durch den gerichteten Transport und Fusion von Vesikeln mit der apikalen Zellmembran des Pollenschlauchs aus. Der Vesikeltransport erfolgt entlang des Pollenschlauchs durch Aktin-Filamente bis an die Organell- und Zytoskelett-freie apikale Zone, wo sich die Vesikel sammeln und in oszillierenden Wachstumssch{\"u}ben mit der apikalen Zellmembran fusionieren (Yang et al., 1998; Zonia et al., 2001, Gu et al., 2005; Chen et al., 2003; Gu et al., 2005; de Graaf et al., 2005; Lee et al., 2008; Cheung et al., 2010; Quin und Yang et al., 2011). Die polaren Wachstumsprozesse des Pollenschlauches sind an ein Ionenflussmuster gekoppelt, welches durch den Einsatz der Vibrating Probe-Technik zeitlich aufgel{\"o}st werden konnten. Es konnte ein zeitversetzter oszillierender Einstrom von Calcium, Kalium und Protonen sowie der zeitgleich mit den Wachstumssch{\"u}ben auftretende oszillierende Ausstrom von Chlorid aus der Pollenschlauchspitze nachgewiesen werden (K{\"u}htreiber und Jaffe et al., 1990; Holdaway-Clarke et al., 1997; Feijo et al., 1999, Messerli et al., 1999, Zonia et al., 2001). Die Inhibierung des Chloridausstroms resultiert in einem sofortigen Wachstumsstopp und verdeutlicht die Notwendigkeit des Anionenausstroms f{\"u}r das polare Zellwachstum in Pollenschl{\"a}uchen (Breygina et al., 2009). Durch die in dieser Arbeit durchgef{\"u}hrten Experimente konnten die an dem Anionenausstrom beteiligten Anionenkan{\"a}le, sowie deren Ca2+-abh{\"a}ngigen regulatorischen Komponenten identifiziert und mit Hilfe der TEVC-Technik elektrophysiologisch an intakten Arabidopsis thaliana-Pollenschl{\"a}uchen charakterisiert werden. Weiterhin konnte die physiologische Rolle der f{\"u}r den Anionenausstrom verantwortlichen Kan{\"a}le auf das polare Zellwachstum in Arabidopsis thaliana Pollenschl{\"a}uchen nachgewiesen werden. Durch Transkriptionsanalysen wurde die Expression des S-Typ-Anionenkanals SLAH3 sowie der R-Typ-Anionenkan{\"a}le ALMT12, ALMT13 und ALMT14 in Arabidopsis thaliana Pollenschl{\"a}uchen belegt und deren transkriptionelle Regulation durch die Anionenkonzentration und Komposition des Keimungsmediums nachgewiesen werden. Eine elektrophysiologische Charakterisierung an intakten Arabidopsis thaliana Pollenschl{\"a}uchen konnte sowohl einen Anstieg der SLAH3 vermittelten S-Typ-Str{\"o}me, als auch ALMT12-, ALMT13- und ALMT14 vermittelte R Typ-Anionenstr{\"o}me bei steigenden Anionenkonzentrationen im Keimungsmedium nachweisen. Die Charakterisierung der Verlustmutanten von SLAH3, ALMT12, ALMT13 und ALMT14 resultierte in einer Abnahme des Anionenausstroms und einer Reduktion des L{\"a}ngenwachstums der getesteten Mutanten. Es konnten ebenfalls die regulatorischen Komponenten der Signalkette zur Anionenkanalaktivierung identifiziert werden. Die Aktivierung von SLAH3 und ALMT12 durch die Calcium-abh{\"a}ngigen Kinasen CPK2, CPK20 und CPK6 aus Arabidopsis thaliana Pollenschl{\"a}uchen konnte mittels einer Kombination von elektrophysiologischen- und molekularbiologischen Techniken nachgewiesen werden. Somit wurden nicht nur die f{\"u}r den Anionenausstrom verantwortlichen Anionenkan{\"a}le identifiziert, sondern auch die Signalkette zu deren Aktivierung durch spitzenlokalisierte Calcium-abh{\"a}ngige Kinasen aufgekl{\"a}rt werden. Diese Signalkaskade f{\"u}hrt ebenfalls durch die artifizielle Erh{\"o}hung der zytoplasmatischen Calciumkonzentration durch das Calcium-Ionophor A23187 zu einem Anstieg des S Typ- und R Typ Anionenkanalaktivit{\"a}t in Arabidopsis thaliana-Pollenschl{\"a}uchen. Eine intensivere Charakterisierung des entdeckten Calcium-vermittelten Anionenausstroms erfolgte am transgenen pLat52-Chlorid-Sensor bzw. an YC3.6 Tabak Pollenschl{\"a}uchen durch die Kombination von TEVC-Technik und Fluoreszensmikroskopie. Dies erm{\"o}glichte die simultane Messung der zytoplasmatischen Calcium- bzw. Chloridkonzentration in Nicotiana tabacum Pollenschl{\"a}uchen bei gleichzeitiger Ableitung der Ganzzellstr{\"o}me. Die elektrophysiologische und fluoreszenzmikroskopische Charakterisierung erbrachte erstmals den Nachweis f{\"u}r eine exklusive Lokalisation von hyperpolarisations-aktivierten Calciumkan{\"a}len in der Pollenschlauchspitze, welche sich durch die Verwendung der TEVC-Technik gezielt aktivieren ließen. Diese Aktivierung der spitzenlokalisierten Calciumkan{\"a}le induziert den Anionenausstrom durch den Anstieg der apikalen Calciumkonzentration. Die Inhibierung der Calciumkan{\"a}le durch den Calciumkanalblocker Lanthan f{\"u}hrt zu einem vollst{\"a}ndigen Verlust des Calciumeinstroms und des daraus resultierenden Anioneneinstroms. Durch die Inhibierung der Calciumkan{\"a}le kommt es gleichzeitig zu einer Akkumulation von Chlorid in der apikalen Zone, die zum Anschwellen der Pollenschlauchspitze f{\"u}hrt. Die Inhibierung der Anionenkan{\"a}le durch Niflums{\"a}ure hat hingegen keinen Einfluss auf den spitzenlokalisierten Calciumeinstrom, sondern reduziert nur den gemessenen Anionenausstrom. Somit wird ein kausaler Zusammenhang zwischen der Erh{\"o}hung der apikalen Ca2+-Konzentration und einer Anionenkanalaktivierung weiter verdeutlicht. Durch die Anwendung der TEVC-Technik an intakten Pollenschl{\"a}uchen konnten erstmals Aktionspotenzial {\"a}hnliche Depolarisierungstransienten, welche sich auf die apikale Zone des Pollenschlauchs beschr{\"a}nken und zeitgleich mit dem Anionenausstrom stattfinden, nachgewiesen werden. Durch diese Arbeit kann erstmals ein Modell des Calcium-vermittelten oszillierenden Anionenausstroms aus der Pollenschlauchspitze aufgestellt werden. Dieses verkn{\"u}pft die Regulation der beteiligten R-Typ-Anionenkan{\"a}le ALMT12, ALMT13 und ALMT14 und des S-Typ-Anionenkanals SLAH3 durch die Calcium-abh{\"a}ngigen Kinasen CPK2, CPK20 und CPK6 mit dem spitzenlokalisierten oszillierenden Calciumeinstrom. Das Modell verdeutlicht die physiologische Bedeutung des simultanen Ca2+-Ein- und Anionenausstroms f{\"u}r das polare Zellwachstum von Pollenschl{\"a}uchen.  },
  subject      = {Pollenschlauch},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Moell2015,
  author    = {M{\"o}ll, Mira Therese},
  title     = {Stimulation des Pr{\"a}frontalkortex mittels tDCS - eine fNIRS-Studie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-132808},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit sollte herausgefunden werden, ob die bilaterale Stimulation mittels transkranieller Gleichstromstimulation das Arbeitsged{\"a}chtnis von gesunden Probanden beeinflussen kann. Stimulationsorte waren der rechte und linke dorsolaterale Pr{\"a}frontalkortex mit der Referenzelektrode auf der jeweils kontralateralen Seite. Aus diesem Grund wurden zwei Versuchsgruppen gebildet, die jeweils anodal oder kathodal links f{\"u}r eine Gesamtdauer von ca. 25 Minuten stimuliert wurden. Eine dritte Versuchsgruppe erhielt eine Sham-Stimulation und fungierte daher als Placebogruppe. Als Paradigma nutzten wir einen n-Back-Test mit je drei Bedingungen (0-Back, 1-Back und 2-Back), der vier Minuten nach Stimulationsbeginn startete. Einerseits wurden die Ergebnisse hinsichtlich des Verhaltens anhand der richtig und falsch gegebenen Antworten sowie andererseits die mittleren Reaktionszeiten im n-Back-Task analysiert. Hier zeigte sich im Bereich Genauigkeit kein signifikanter Unterschied zwischen den Versuchsgruppen und somit keine signifikante Verbesserung des Verhaltens durch tDCS. Es gibt einerseits Hinweise darauf, dass man mit einer h{\"o}heren Stromst{\"a}rke als den hier gew{\"a}hlten 1 mA stimulieren muss. Andererseits ist es m{\"o}glich, dass die bilaterale Stimulation mit tDCS im vorliegenden Setting nur bei Menschen eine Wirkung zeigt, die aufgrund von neurophysiologischen Erkrankungen bereits ein Defizit des Arbeitsged{\"a}chtnisses aufweisen. Zus{\"a}tzlich spielt die Position der Referenzelektrode am jeweils kontralateralen DLPFC eine Rolle und hat in der vorliegenden Studie vermutlich zu Wechselwirkungen und St{\"o}reffekten gef{\"u}hrt. Hinsichtlich der mittleren Reaktionszeiten zeigten sich ebenfalls Hinweise darauf, dass das bilateral generierte Stromfeld signifikante Effekte minimiert hat. Es zeigt sich in der Bedingung 1-Back eine verbesserte Reaktionszeit in der Gruppe, die kathodal links stimuliert wurde. Diese Ergebnisse sind allerdings nicht f{\"u}r die Bedingung 2-Back zu beobachten, weswegen dies nicht als klassischer Effekt auf das Arbeitsged{\"a}chtnis gedeutet werden kann. M{\"o}glicherweise h{\"a}tte hier analog zu Vergleichsstudien ebenfalls eine h{\"o}here Intensit{\"a}t oder eine l{\"a}ngere Stimulationsdauer zu Effekten in der Bedingung 2-Back f{\"u}hren k{\"o}nnen. Diese Fragestellung bez{\"u}glich der Kombination der Stimulationsparameter sollte Gegenstand weiterer Studien sein. Hinsichtlich der Beeinflussung der positiven und negativen Emotionen zeigte sich, dass die anodale tDCS-Stimulation {\"u}ber dem linken DLPFC mit Referenzelektrode {\"u}ber dem rechten DLPFC zu einer signifikant geringeren Abnahme der positiven Emotionen unmittelbar nach der Messung f{\"u}hrt. Dies deckt sich mit Erkenntnissen aus vorherigen Studien und zeigt, dass sich die Emotionsverarbeitung mittels tDCS beeinflussen l{\"a}sst. Des Weiteren wurde die Dynamik der relativen Oxy-Hb und Deoxy-Hb-Konzentrationen in den verschiedenen Hirnarealen in Echtzeit w{\"a}hrend des n-Back-Tasks mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie mit 52 Emittern und Detektoren {\"u}berpr{\"u}ft. Hier zeigte sich, dass vor allem die Gruppe, die anodal {\"u}ber dem linken DLPFC und kathodal {\"u}ber dem rechten DLPFC stimuliert wurde, in der Bedingung 2-Back eine signifikant geringere Mehraktivierung zur Baseline im Bereich der Kathode rechtshemisph{\"a}ral aufweist. Im genaueren Vergleich zeigt sich eine St{\"o}rung der Aktivit{\"a}t dieser Gruppe im Vergleich zur Sham-Kondition, die sich beidseits frontotemporal pr{\"a}sentiert mit einer deutlicheren St{\"o}rung auf der rechten Seite. Ein {\"a}hnlicher Effekt mit einer St{\"o}rung rechts frontotemporal konnte im {\"U}bergang von N1 zu N2 in der Gruppe Anodal links beobachtet werden. Dieser Effekt zeigte sich {\"u}berraschenderweise auch in der Stimulationsgruppe, die umgekehrt kathodal links und anodal rechts stimuliert wurde. Da dieser Bereich rechts frontotemporal des Hirns vor allem bei Aufmerksamkeitsprozessen eine Rolle spielt, stellt sich die Frage, ob das vorliegende tDCS-Setting und das damit verbundene Stromfeld einen negativen Einfluss auf Aufmerksamkeitsprozesse haben k{\"o}nnten. In der vorliegenden Studie konnten hinsichtlich des Verhaltens keine dazu passenden signifikanten Unterschiede beobachtet werden. Dies sollte in weiterf{\"u}hrenden Studien mit anderen Stimulationsintensit{\"a}ten genauer untersucht werden. Die in anderen Studien beobachteten Ph{\"a}nomene, dass die anodale Stimulation eine exzitatorische Wirkung und die kathodale Stimulation eine inhibitorische Wirkung hat, konnten in der vorliegenden Arbeit nicht gezeigt werden. Vermutlich hat das generierte Stromfeld durch parallel eingesetzte anodale und kathodale Stimulation gegenseitige Effekte gest{\"o}rt oder sogar aufgehoben. Das hier genutzte Setting ist somit nur bedingt f{\"u}r Studien zu empfehlen. Zumindest hat sich dadurch aber gezeigt, dass tDCS auch andere Hirnbereiche außerhalb des Stimulationsgebiets beeinflussen und nicht als eingeschr{\"a}nkt lokale Stimulationsmethode angesehen werden kann. Zudem hat sich gezeigt, dass die Dokumentation der h{\"a}modynamischen Ver{\"a}nderungen mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie eine durchaus effektive Methode ist, um Ver{\"a}nderungen der Hirnaktivit{\"a}t simultan zur Stimulation mit tDCS aufzuzeigen und mit beobachteten Verhaltensdaten in Kontext zu setzen.},
  subject      = {Arbeitsged{\"a}chtnis},
  language  = {de}
}
@phdthesis{KarabegneeLee2014,
  author    = {Karabeg, n{\´e}e Lee, Margherita Maria},
  title     = {Differences and Similarities in the Impact of Different Types of Stress on Hippocampal Neuroplasticity in Serotonin Transporter Deficient Mice},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-115831},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Stress has been shown to influence neuroplasticity and is suspected to increase the risk for psychiatric disorders such as major depression and anxiety disorders. Additionally, the short variant of the human serotonin transporter (5-HTT) length polymorphism (5-HTTLPR) is suggested to increase the risk for the development of such disorders. While stress as well as serotonergic signaling are not only discussed to be involved in the development of psychiatric disorders, they are also known to influence hippocampal adult neurogenesis (aN). Therefore, it has long been suspected that aN is involved in the etiology of these illnesses. The exact role of aN in this context however, still remains to be clarified. In the present doctoral thesis, I am introducing two different studies, which had been carried out to assess possible changes in neuroplasticity and behavior as a result of 5-HTT genotype by stress interactions. In both studies, animals of the 5-HTT knock-out (5-HTT-/-) mouse line were used, which have been found to exhibit increased anxiety- and depression-related behavior, an altered stress response and decreased aggressive behavior. The aim of the first study, the so-called Spatial Learning study, had been to evaluate whether mice with altered levels of brain 5-HT as a consequence of lifelong 5-HTT deficiency perform differently in two spatial memory tests, the Morris Water Maze (WM) and the Barnes Maze (BM) test prospectively differing in aversiveness. Mice of the Spatial Learning study were of male sex and six months of age, and where subjected to a total of 10 (BM) or 15 (WM) trials. My particular interest was to elucidate if there are genotype by treatment interactions regarding blood plasma corticosterone levels and, if neurobiological equivalents in the brain to the found behavioral differences exist. For this purpose I carried out a quantitative immunohistochemistry study, investigating stem cell proliferation (via the marker Ki67) and aN (via the immature neuron marker NeuroD), as well as expression of the two immediate early genes (IEGs) Arc and cFos as a markers for neuronal activity in the hippocampus. The aim of the second study, the chronic mild stress (CMS) study had been to evaluate whether the innate divergent depression-like and anxiety-like behavior of mice with altered levels of brain 5-HT as a consequence of 5-HTT-deficiency is altered any further after being subjected to a CMS paradigm. Two cohorts of one-year-old female mice had been subjected to a variety of unpredictable stressors. In order to exclude possible interfering influences of behavioral testing on corticosterone levels and the outcome of the quantitative immunohistochemistry study the first cohort had been behaviorally tested after CMS while the second one had remained behaviorally untested. The objective of my part of the study was to find out about possible genotype by treatment interactions regarding blood plasma corticosterone as well as regarding aN in the hippocampus of the mice that had been subjected to CMS. For this purpose I performed a quantitative immunohistochemistry study in order to investigate the phenomenon of adult neurogenesis (via Ki67, NeuroD and the immature neuron marker DCX). Both studies led to interesting results. In the CMS study, we could not replicate the increased innate anxiety- and depression-like behavior in 5-HTT-/- mice known from the literature. However, with regard to the also well documented reduced locomotor activity, as well as the increased body weight of 5-HTT-/- mice compared to their 5-HTT+/- and 5-HTT+/+ littermates, we could demonstrate that CMS leads to increased explorative behavior in the Open Field Test and the Light/Dark Box primarily in 5-HTT+/- und 5-HTT+/+ mice. The Spatial learning study revealed that increased stress sensitivity of 5-HTT-/- mice leads to a poorer performance in the WM test in relation to their 5-HTT+/+ and 5-HTT+/- littermates. As the performance of 5-HTT-/- mice in the less aversive BM was undistinguishable from both other genotypes, we concluded that the spatial learning ability of 5-HTT-/- mice is comparable to that of both other genotypes. As far as stress reactivity is concerned, the experience of a single trial of either the WM or the BM resulted in increased plasma corticosterone levels, irrespective of the 5-HTT genotype. After several trials 5-HTT-/- mice exhibited higher corticosterone concentrations compared with both other genotypes in both tests. Blood plasma corticosterone levels were highest in 5-HTT-/- mice tested in the WM indicating greater aversiveness of the WM and a greater stress sensitivity of 5-HTT deficient mice. In the CMS study, the corticosterone assessment of mice of cohort 1, which had undergone behavioral testing before sacrifice, resulted in significantly elevated corticosterone levels in 5-HTT-/- mice in relation to their 5-HTT+/+ controls. Contrary, corticosterone levels in mice of cohort 1, which had remained behaviorally untested, were shown to be elevated / increased after CMS experience regardless of the 5-HTT genotype. Regarding neuroplasticity, the Spatial Learning study revealed higher baseline levels of cFos- and Arc-ir cells as well as more proliferation (Ki67-ir cells) and higher numbers of neuronal progenitor cells (NeuroD-ir cells) in 5-HTT-/- compared to 5-HTT+/+ mice. Moreover, in 5-HTT-/- mice we could demonstrate that learning performance in the WM correlates with the extent of aN. The CMS study, in which aN (DCX-ir cells), has also been found to be increased in 5-HTT-/- mice compared to their 5-HTT+/+ littermates, yet only in control animals, did show hampered proliferation (Ki67-ir cells) in the hippocampus of all 5-HTT genotypes following CMS experience. Interestingly, the number of immature neurons (DCX-ir cells) was diminished exclusively in 5-HTT-/- mice in response to CMS. From the Spatial Learning study we concluded, that increased IEG expression and aN levels observed in the hippocampus of 5-HTT deficient mice can be the neurobiological correlate of emotion circuit dysfunction and heightened anxiety of these mice and that 5-HTT-/- animals per se display a "stressed" phenotype as a consequence of long-life 5-HTT deficiency. Due to the different age and sex of the mice in the two studies, they cannot be compared easily. However, although the results of the CMS study seem to contradict the results of the Spatial Learning study at the first glance, they do support the conclusion of the Spatial Learning study by demonstrating that although CMS does have an impact on 5-HTT-/- mice on the neurobiological level (e.g. manifesting in a decrease of DXC-ir cells following CMS) CMS experience cannot add onto their heightened inborn stress-level and is almost ineffective regarding further changes of the behavior of 5-HTT-deficient mice. I thus propose, that 5-HTT-/- mice as a result of lifelong altered 5-HT signaling display a stressed phenotype which resembles a state of lethargy and is paralleled by baseline heightened IEG expression and aN. It cannot be altered or increased by CMS, but it becomes most visible in stressful situations such as repeated spatial learning tests like the WM in which locomotor activity is required.},
  subject      = {Serotonin},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kirchner2021,
  author    = {Kirchner, Juliane},
  title     = {Die Ver{\"a}nderungen der Tight Junction-Proteine der Blut-R{\"u}ckenmarkschranke in einem neuropathischen Schmerzmodell bei Ratten},
  doi       = {10.25972/OPUS-22263},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-222634},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Neuropathische Schmerzen treten in der klinischen Praxis h{\"a}ufig auf und beeintr{\"a}chtigen in hohem Maße die Lebensqualit{\"a}t der Patienten. Bedingt durch eine Sch{\"a}digung somatosensorischer Nervenstrukturen im peripheren oder zentralen Nervensystem ist der Schmerz meist durch eine Allodynie, Hyperalgesie oder einschießende Schmerzen charakterisiert. Diese Symptome lassen sich durch g{\"a}ngige Schmerzmittel kaum lindern. In j{\"u}ngerer Zeit r{\"u}ckte die Blut-R{\"u}ckenmarkschranke immer mehr in den Fokus verschiedener Untersuchungen, da auch einige nicht-schmerzhafte Erkrankungen (z.B. Multiple Sklerose und Amyotrophe Lateralsklerose) zur Ver{\"a}nderung dieser Barriere mit folgender Permeabilit{\"a}tserh{\"o}hung durch reduzierte Tight Junction-Protein-Expression f{\"u}hren. Die Blut- R{\"u}ckenmarkschranke dichtet Gef{\"a}ße des R{\"u}ckenmarks ab und verhindert das Eindringen toxischer oder proanalgetischer Mediatoren in das zentrale Nervensystem. Daf{\"u}r ist die Funktion der Tight Junction-Proteine zur Aufrechterhaltung dieser Barriere essentiell. Dennoch konnte die Rolle der Blut-R{\"u}ckenmarkschranke bei Neuropathie noch nicht vollst{\"a}ndig er{\"o}rtert werden. Die Untersuchungen meiner Arbeitsgruppe konnten bereits zeigen, dass eine lockere Ligatur des N. ischiadicus bei Ratten (CCI; chronic constriction injury) zur Entwicklung einer thermischen und mechanischen Hyperalgesie sowie eingeschr{\"a}nkten motorischen Funktionen f{\"u}hrt. Zudem konnte eine St{\"o}rung der Blut-R{\"u}ckenmarkschranke nach einer CCI nachgewiesen werden, da es Tracern unterschiedlicher molekularer Gr{\"o}ße m{\"o}glich war das R{\"u}ckenmark zu penetrieren. Daher sollte im Rahmen dieser Dissertation untersucht werden, inwieweit es zu einer Ver{\"a}nderung unterschiedlicher Tight Junction-Proteine nach peripherer Nervenverletzung (CCI) kommt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass eine CCI zu einer Herabregulation der mRNA-Expression von Claudin-1, Claudin-19, Tricellulin und Occludin im R{\"u}ckenmark f{\"u}hrt, wobei diese Ver{\"a}nderungen insbesondere 7 und 14 d nach der CCI auftraten. Die membran{\"a}re Expression dieser Proteine im R{\"u}ckenmark blieb bis auf Occludin unver{\"a}ndert, das 7 d nach der CCI signifikant reduziert war. Am deutlichsten waren jedoch Claudin-5 und ZO-1 ver{\"a}ndert. Folglich vermindert eine CCI signifikant die Claudin-5-mRNA sowie die Immunreaktivit{\"a}t in isolierten Kapillaren des R{\"u}ckenmarks. Das Ankerprotein ZO-1 war sogar auf allen Ebenen, also in der Genals auch Proteinexpression, und dar{\"u}ber hinaus in den R{\"u}ckenmarkskapillaren signifikant reduziert. Die Interpretation dieser Ergebnisse legt nahe, dass ZO-1, und zum Teil auch Claudin-5, f{\"u}r die gest{\"o}rte Blut-R{\"u}ckenmarkschranke verantwortlich sind und die anderen untersuchten Proteine vermutlich nur eine untergeordnete Rolle spielen. Die Bedeutung der Tight Junction-Proteine in der Blut-R{\"u}ckenmarkschranke konnte somit weiter untermauert werden. In zuk{\"u}nftigen Untersuchungen w{\"a}re es wichtig den Signalweg, der zur Ver{\"a}nderung der Tight Junction-Proteine f{\"u}hrt sowie die subzellul{\"a}re Lokalisation zu untersuchen, um M{\"o}glichkeiten zum Wiederverschluss der Barriere zu finden. Somit k{\"o}nnten Therapien zur Aufrechterhaltung der Blut- R{\"u}ckenmarkhom{\"o}ostase den neuropathischen Schmerz unter Umst{\"a}nden kausal, und nicht nur symptomatisch, behandelbar machen.},
  subject      = {Tight junction},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kewenig2014,
  author    = {Kewenig, Susanne Katharina},
  title     = {Messung der zerebralen Aktivierung mittels funktioneller Nah-Infrarot-Spektroskopie bei Patienten mit Fibromyalgie-Syndrom},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-107515},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Wir untersuchten die zerebrale Aktivierung von Patienten mit Fibromyalgie-Syndrom (FMS) mittels funktioneller Nah-Infrarot-Spektroskopie (fNIRS). Das FMS ist ein Symptomenkomplex aus Schmerzen in mehreren K{\"o}rperregionen sowie weiteren k{\"o}rperlichen und seelischen Beschwerden, wie Schlafst{\"o}rungen, kognitiven Defiziten und Depressionen. Die fNIRS ist eine neue, nicht-invasive Technik, die eine indirekte Messung der regionalen kortikalen Hirnaktivierung erlaubt. Es wurden 25 FMS-Patienten, 10 MD-Patienten ohne Schmerzen und 35 gesunde Kontrollen in die Studie eingeschlossen. Alle Patienten wurden klinisch-neurologisch untersucht. Dar{\"u}ber hinaus f{\"u}llten alle Teilnehmer Frageb{\"o}gen zu Schmerzen (GCPS, NPSI), FMS-Symptomen (FIQ), Depressionen (BDI II, ADS) und Empathief{\"a}higkeit (SPF) aus. Die kortikale Aktivierung wurde unter drei Stimulations-Bedingungen mittels fNIRS gemessen: 1.) Anwendung mechanischer (Druck-) Schmerzreize auf den dorsalen Unterarm; 2.) Anwendung visuell-emotionaler Reize in Form von neutralen, negativen und Schmerz-assoziierten Bildern; 3.) Wortfl{\"u}ssigkeitstest. Erg{\"a}nzend wurden die unter 2.) pr{\"a}sentierten Bilder bewertet sowie ein Zahlenverbindungstest durchgef{\"u}hrt. FMS-Patienten hatten in den Schmerzfrageb{\"o}gen und im FIQ-Fragebogen deutlich h{\"o}here Werte als MD-Patienten und Kontrollen (p < 0,001). In den Depressionsfrageb{\"o}gen erreichten FMS-Patienten {\"a}hnlich hohe Werte wie MD-Patienten. Die Empathief{\"a}higkeit war bei FMS-Patienten tendenziell st{\"a}rker ausgepr{\"a}gt als bei MD-Patienten und Kontrollen. FMS-Patienten zeigten niedrigere Druckschmerzschwellen bei gleicher Schmerzintensit{\"a}t als MD-Patienten und Kontrollen (p < 0,001). Auf einen unilateralen schmerzhaften Druckreiz reagierten FMS-Patienten mit einer verst{\"a}rkten bilateralen kortikalen Aktivierung, die sich im Vergleich zu Kontrollen insbesondere im rechten pr{\"a}frontalen Kortex (p < 0,05) sowie zu MD-Patienten bilateral im Frontalkortex unterschied (p < 0,05). Auf einen Druckreiz der gleichen St{\"a}rke, der f{\"u}r FMS-Patienten schmerzhaft, aber f{\"u}r Zusatzkontrollen schmerzfrei war, zeigten FMS-Patienten im Vergleich zu diesen eine verst{\"a}rkte Aktivierung im linken dorsolateralen pr{\"a}frontalen Kortex (p < 0,05). Der kortikale Aktivierungsunterschied bei Schmerz-assoziierten versus neutralen Bildern war bei FMS-Patienten im linken pr{\"a}frontalen Kortex wesentlich ausgepr{\"a}gter als bei Kontrollen (p < 0,05), w{\"a}hrend die Schmerz-assoziierten Bilder von FMS-Patienten weniger unangenehm bewertet wurden als von Kontrollen. Der Aktivierungsunterschied bei negativen versus neutralen Bildern war bei MD-Patienten im linken Frontalkortex wesentlich geringer ausgepr{\"a}gt als bei FMS-Patienten und Kontrollen (p < 0,05). Im Wortfl{\"u}ssigkeitstest und im Zahlenverbindungstest konnten keine kognitiven Defizite bzw. Aktivierungsunterschiede zwischen FMS-Patienten und Kontrollen gefunden werden. Allerdings zeigten MD-Patienten in beiden Bedingungen des Wortfl{\"u}ssigkeitstests eine geringere frontale Aktivierung als FMS-Patienten und Kontrollen (p < 0,05). Diese Studie belegt die ver{\"a}nderte zentrale Schmerzverarbeitung bei FMS-Patienten und zeigt, dass diese mittels fNIRS messbar ist. FMS-Patienten zeigten st{\"a}rkere Aktivierungen Schmerz-assoziierter Hirnareale w{\"a}hrend mechanischer und visueller Schmerzstimuli im Vergleich zu gesunden Kontrollen. Zudem best{\"a}tigt diese Studie die Unterscheidung zwischen FMS und Depression.},
  subject      = {Fibromyalgie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Merker2014,
  author    = {Merker, S{\"o}ren},
  title     = {Genome-wide screenings in attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD): investigation of novel candidate genes SLC2A3 and LPHN3},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-100129},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) is a highly prevalent childhood-onset neurodevelopmental disorder that involves a substantial risk of persisting into adolescence and adulthood. A number of genome-wide screening studies in ADHD have been conducted in recent years, giving rise to the discovery of several variants at distinct chromosomal loci, thus emphasising the genetically complex and polygenic nature of this disorder. Accordingly, promising novel candidate genes have emerged, such as the gene encoding the glucose transporter isoform 3 (SLC2A3) and the gene encoding the latrophilin isoform 3 (LPHN3). In this thesis, both genes were investigated in form of two separated projects. The first focused on SLC2A3 polymorphisms associated with ADHD and their potential physiological impact. For this purpose, gene expression analyses in peripheral cell models were performed as well as functional EEG measurements in humans. The second project concerned the murine gene Lphn3 including the goal of developing a mouse line containing a genetically modified Lphn3 with conditional knockout potential. In this respect, a specific DNA vector was applied to target the Lphn3 gene locus in murine embryonic stem (ES) cells as a prerequisite for the generation of appropriate chimeric mice. The results of the first project showed that SLC2A3 duplication carriers displayed increased SLC2A3 mRNA expression in peripheral blood cells and significantly altered event-related potentials (ERPs) during tests of cognitive response control and working memory, possibly involving changes in prefrontal brain activity and memory processing. Interestingly, ADHD patients with the rs12842 T-allele, located within and tagging the SLC2A3 gene, also exhibited remarkable effects during these EEG measurements. However, such effects reflected a reversed pattern to the aforementioned SLC2A3 duplication carriers with ADHD, thus indicative of an opposed molecular mechanism. Besides, it emerged that the impact of the aforementioned SLC2A3 variants on different EEG parameters was generally much more pronounced in the group of ADHD patients than the healthy control group, implying a considerable interaction effect. Concerning the second project, preliminary results were gathered including the successful targeting of Lphn3 in murine ES cells as well as the production of highly chimeric, phenotypically unremarkable and mostly fertile mouse chimeras. While germline transmission of the modified Lphn3 allele has not yet occurred, there are still several newborn chimeric mice that will be tested in the near future. In conclusion, the findings suggest that SLC2A3 variants associated with ADHD are accompanied by transcriptional and functional changes in humans. Future research will help to elucidate the molecular network and neurobiological basis involved in these effects and apparently contributing to the complex clinical picture of ADHD. Moreover, given the increasing number of publications concerning latrophilins in recent years and the multitude of research opportunities provided by a conditional knockout of Lphn3 in mice, the establishment of a respective mouse line, which currently is in progress, constitutes a promising approach for the investigation of this gene and its role in ADHD.},
  subject      = {Genexpression},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bellaiche2014,
  author    = {Bellaiche, Lisa},
  title     = {Die Modulation der Fehlerverarbeitung im medialen frontalen Kortex mittels transkranieller Gleichstromstimulation (tDCS)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-103480},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {St{\"a}ndig kontrollieren wir das Ergebnis unserer Handlungen. Ist das Ergebnis ein anderes als erwartet, wird dies als Fehler erkannt und es erfolgt dann der Versuch, das Verhalten entsprechend anzupassen. Die zugrunde liegenden elektrophysiologischen Korrelate k{\"o}nnen mittels Ereignis-korrelierter Potentiale untersucht werden (ERN, „error-related negativity" und Pe, „error positivity"). Offenkundige und latente Dysfunktionen der Handlungs{\"u}berwachung, die unter anderem durch pathologische Ver{\"a}nderungen der kortikalen Exzitabilit{\"a}t bedingt werden, konnten bei Patienten mit neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen beobachtet werden. Die Modulation der f{\"u}r die Fehlerverarbeitung relevanten Hirnregionen des medialen pr{\"a}frontalen Kortex w{\"a}re deshalb w{\"u}nschenswert und soll in der vorliegenden Arbeit untersucht werden. Eine M{\"o}glichkeit zur Modulation zerebraler Erregbarkeit stellt die Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) dar. In unserer Untersuchung haben wir den Effekt von tDCS bei 48 gesunden Teilnehmern getestet, die drei Gruppen randomisiert zugeordnet wurden (anodale, kathodale und SHAM-Stimulation). W{\"a}hrend einer 22-min{\"u}tigen Stimulation mit tDCS {\"u}ber dem medialen frontalen Kortex f{\"u}hrten die Probanden eine modifizierte Eriksen Flanker Aufgabe aus. Parallel dazu wurde ein EEG zur Analysierung der ERN und Pe aufgenommen. Es konnte gezeigt werden, dass kathodale Stimulation im Vergleich zu anodaler und SHAM Stimulation die Amplitude von Subkomponenten der Pe verringert, w{\"a}hrend kein Effekt auf die ERN nachgewiesen werden konnte. Bei der Untersuchung der Modulation der Fehlerverarbeitung durch transkranielle Stimulation mit tDCS konnten wir somit Hinweise auf einen kathodal-inhibitorischen Effekt auf die kortikale Exzitabilit{\"a}t bei gesunden Probanden finden, was Perspektiven f{\"u}r eine zuk{\"u}nftige Modulation der zugrunde liegenden neuronalen Netzwerke er{\"o}ffnet. Trotzdem werden weitere Studien notwendig sein, um zu kl{\"a}ren, inwieweit der Effekt auf die sp{\"a}te Pe auch von funktioneller Relevanz ist. Zuk{\"u}nftige Studien werden die (Patho)physiologie zugrunde liegender Fehler{\"u}berwachungssysteme auf Zell- und Systemebene weiter untersuchen m{\"u}ssen, um eine Optimierung der stimulations-induzierten Effekte erreichen zu k{\"o}nnen und um tDCS als eine m{\"o}gliche wertvolle Therapieoption f{\"u}r Patienten mit Dysfunktionen der Fehlerverarbeitung etablieren zu k{\"o}nnen.},
  subject      = {Pr{\"a}frontaler Cortex},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Jaslan2020,
  author    = {Jaslan, Dawid Artur},
  title     = {TPC1 mutants provide insight into SV channel function},
  doi       = {10.25972/OPUS-15731},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-157312},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {In the framework of the presented doctoral thesis, the plant ubiquitous, non-selective vacuolar cation channel TPC1/SV was electrophysiologically studied in Arabidopsis thaliana mesophyll vacuoles to further enlighten its physiological role in plant stress responses. For this, the hyperactive channel version fou2 (D454N), gaining a non-functional vacuolar calcium sensor, strong retarded growth phenotype and upregulated JA signalling pathway, and eight fou2 reverting WT-like ouf mutants were used. Except of ouf4, all other seven ouf mutants carried a 2nd mutation in the TPC1 gene. Therefore, the TPC1 electrical features of all ouf mutants were electrophysiologically characterized with the patch clamp method and compared with fou2 and WT. Due to a missense mutation, ouf1 and ouf7 mutants harboured a truncated TPC1 channel protein, resulting in an impaired protein integrity and in turn loss of TPC1 channel activity. Accordingly, ouf1 and ouf7 mimicked the tpc1-2 null mutant with a WT- rather fou2-like phenotype. The ouf2 (G583D D454N) mutant exhibited inactive TPC1 channels, probably because the G583D mutation located in luminal part of the S11 helix caused (i) a shift of the activation threshold to much more positive voltages (i.e. to more than +110 mV) (ii) or channel blockage. As a result of the TPC1 channel inactivity, the ouf2 mutant also imitates the WT-like phenotype of the tpc1-2 null mutant. In the ouf6 mutant (A669V D454N) the 2nd reverting mutation selectively influenced fou2-like SV channel features. Both, the fast activation kinetics and reduced luminal calcium sensitivity were similar in ouf6 and fou2. However, deviations in both, the relative and absolute open channel probability, resulted in strongly reduced (80 \%) current density at 0 mM and channel inactivity in the voltage range between -30 mV to +40 mV compared to fou2 and WT. Furthermore, the TPC1 channels in ouf6 exhibited a higher susceptibility to inhibitory luminal Ca2+ than fou2. As a result of these different effects, the TPC1 channel activity almost vanished at high luminal Ca2+ loads, what is very likely the reason that ouf6 lost the fou2-like phenotype. The ouf4 mutation did not change the fou2 TPC1-channel features like fast channel activation, single channel conductance and voltage-dependent gating behaviour. Nevertheless, the TPC1 current density was 80\% less in ouf4 than in fou2. Since the TPC1 gene was not the target of the 2nd mutation, it can be assumed that it is modulated via external, yet unknown factor. In the ouf8 mutant the TPC1 channels additionally possess M629I mutation within the selectivity filter II resulting in a 50\% decrease in the TPC1 unitary conductance. However, the slightly increased relative open channel probability of the TPC1 channels in ouf8 compared to fou2 appeared to be sufficient to compensate the reduced transport capacity of individual TPC1 channels. As a result, a similar macroscopic outward current density of ouf8 and fou2 was detected in the absence of vacuolar Ca2+. Furthermore, ouf8 mutation did not drastically change the typical fou2 TPC1 channel features such as fast activation, vacuolar calcium insensitivity and voltage dependency. However, a reversible block of the cytosol-directed potassium efflux at increased vacuolar calcium concentration in ouf8 mutant was found. Further inspection of transiently expressed TPC1 channel variants (M629I, M629T) on the single channel level suggest that Met629 of AtTPC1 in the channel pore region is crucial for the unitary channel conductance. Taken together, current membrane recordings from ouf mutants revealed one common feature: All of them lacked or showed a strongly impaired ability for TPC1-mediated potassium release from the vacuole into the cytosol. Additionally, considering the detected dependence of the vacuolar membrane voltage on TPC1 activity, it thus seems that the TPC1-triggered vacuolar membrane depolarization caused by vacuolar K+ release plays a key role in generation of the fou2-like phenotype. Accordingly, one can conclude that TPC1-dependent vacuolar membrane depolarization and initiation of jasmonate production are likely linked. This statement is supported also by the complete restoration of WT-like plant phenotype and JA signalling in the ouf mutants. Finally, as a control element of the vacuolar membrane voltage TPC1 is probably upstream located in JA signalling pathway and therefore a perfect junction for linking multiple physiological stimuli and response to them. Im Rahmen der vorgelegten Doktorarbeit wurde der in Pflanzen ubiquit{\"a}r exprimierte, nicht-selektive vakuol{\"a}re Kationenkanal TPC1/SV elektrophysiologisch in Arabidopsis thaliana Mesophyllvakuolen untersucht, um seine physiologische Rolle in der pflanzlichen Stressantwort weiter aufzukl{\"a}ren. Hierf{\"u}r wurde die hyperaktive Kanalvariante fou2 (D454N), die einen nicht-funktionalen vakuol{\"a}ren Calciumsensor, ein stark verz{\"o}gertes Pflanzenwachstum und einen hochregulierten Jasmons{\"a}ure-Signalweg aufweist, sowie acht ouf Mutanten mit fou2-umkehrenden Ph{\"a}notyp benutzt. Mit Ausnahme von ouf4 enthalten alle anderen ouf Mutanten eine weitere Mutation im TPC1-Gen. Daher wurden die elektrischen Eigenschaften von TPC1 in allen ouf Mutanten elektrophysiologisch mittels der Patch clamp Technik charakterisiert und mit fou2 und dem Wildtyp verglichen. Aufgrund einer Missense-Mutation beinhalten die Mutanten ouf1 und ouf7 ein verk{\"u}rztes TPC1 Protein, woraus eine gest{\"o}rte Proteinintegrit{\"a}t resultiert und daraus wiederum ein Fehlen der TCP1-Kanalaktivit{\"a}t. Dementsprechend {\"a}hneln ouf1 und ouf7 der tpc1-2 Nullmutante mit einem WT- oder eher fou2-artigen Ph{\"a}notyp. Wahrscheinlich weist die ouf2 (G583D D454N) Mutante einen inaktiven TPC1-Kanal auf, weil die G583D Mutation, die in einem luminalen Teil der S11 Helix sitzt, eine Verschiebung der Aktivierungsschwelle hin zu einer h{\"o}heren Spannung (z. B. mehr als +110 mV) oder einen Kanalblock verursacht. Als Folge der TPC1 Kanal Inaktivit{\"a}t, ahmt die ouf2 Mutante auch den WT-{\"a}hnlichen Ph{\"a}notyp der tpc1-2 Nullmutante nach. In der ouf6 Mutante (A669V D454N) beeinflusst die zweite Mutation selektiv die fou2-{\"a}hnlichen SV-Kanaleigenschaften. Sowohl die schnelle Aktivierungskinetik als auch die verringerte luminale Calciumsensitivit{\"a}t waren denen von ouf6 und fou2 {\"a}hnlich. Die Abweichungen in der relativen sowie der absoluten Offenwahrscheinlichkeit resultierten jedoch in einer stark reduzierten (80 \%) Stromdichte bei 0 mM luminalem Calcium verglichen mit fou2 und dem WT, sowie einer Kanalinaktivit{\"a}t bei Spannungen zwischen -30 mV und +40 mV. Dar{\"u}ber hinaus zeigten die TPC1 Kan{\"a}le in ouf6 eine h{\"o}here Anf{\"a}lligkeit f{\"u}r inhibitorisches, luminales Calcium als die in fou2. Das Ergebnis der beiden unterschiedlichen Effekte ist, dass die TPC1 Kanalaktivit{\"a}t bei einer hohen luminalen Calciumkonzentration fast verschwindet, woraus zu schließen ist, dass ouf6 den fou2-{\"a}hnlichen Ph{\"a}notyp verlor. Die ouf4 Mutation ver{\"a}nderte nicht die fou2 TPC1 Kanaleigenschaften, wie die schnelle Kanalaktivierung, die Einzelkanalleitf{\"a}higkeit und das spannungsabh{\"a}ngige Verhalten. Nichtsdestotrotz war die TCP1 Stromdichte in ouf4 um 80 \% geringer als in fou2. Da das TPC1 Gen nicht das Ziel der zweiten Mutation war, kann angenommen werden, dass es durch {\"a}ußere, bisher noch unbekannte Faktoren, reguliert wird. In der ouf8 Mutante haben die TPC1 Kan{\"a}le zus{\"a}tzlich eine M629I Mutation innerhalb des zweiten Selektivit{\"a}tsfilters, welche in einem 50 \% R{\"u}ckgang der TCP1 Einzelkanalleitf{\"a}higkeit resultiert. Jedoch scheint die leicht erh{\"o}hte Offenwahrscheinlichkeit der TCP1 Kan{\"a}le in ouf8, verglichen mit fou2, ausreichend zu sein, um die reduzierte Transportkapazit{\"a}t der individuellen TPC1 Kan{\"a}le zu kompensieren. Schlussfolgernd wurde eine {\"a}hnliche makroskopische ausw{\"a}rts gerichtete Stromdichte des ouf8 und des fou2 in Abwesenheit vakuol{\"a}ren Calciums entdeckt. Des Weiteren {\"a}nderte eine ouf8 Mutation die fou2 TPC1 Kanaleigenschaften wie eine schnelle Aktivierung, vakuol{\"a}re Calciuminsensitivit{\"a}t und die Spannungsabh{\"a}ngigkeit nicht drastisch. Jedoch wurde ein reversibler Block des Zytosol-gerichteten Kalium Ausstroms bei erh{\"o}hten vakuol{\"a}ren Calcium Konzentrationen in ouf8 gefunden. Eine weitere Betrachtung transient exprimierter TPC1 Kanalvarianten (M629I, M629T) auf Einzelkanalebene weist darauf hin, dass das Met629 des AtTPC1 in der Kanalporenregion entscheidend ist f{\"u}r die Einzelkanalleitf{\"a}higkeit. Zusammengefasst zeigt der {\"u}ber die Membran von ouf Mutanten gemessene Strom eine Gemeinsamkeit: Alle zeigten keinen oder einen stark beeintr{\"a}chtigten TPC1-vermittelten Kaliumausstrom aus der Vakuole ins Zytosol. Unter Ber{\"u}cksichtigung der beobachteten Abh{\"a}ngigkeit der vakuol{\"a}ren Membranspannung von der TPC1 Aktivit{\"a}t, scheint es, als ob die durch TPC1 angeregte Depolarisation der Vakuolenmembran, welche durch die vakuol{\"a}re Kaliumfreisetzung bedingt wird, in der Ausbildung des fou2 Ph{\"a}notyps eine Rolle spielt. Daraus l{\"a}sst sich ableiten, dass die TPC1-abh{\"a}ngige Depolarisation der Vakuolenmembran und die Jasmonat Bildung vermutlich verbunden sind. Diese Behauptung wird auch gest{\"u}tzt durch die komplette Wiederherstellung des WT-{\"a}hnlichen Pflanzenph{\"a}notyps und des Jasmons{\"a}ure Signalwegs in den ouf Mutanten. Letztendlich ist TPC1 als kontrollierendes Element der vakuol{\"a}ren Membranspannung wahrscheinlich dem Jasmons{\"a}ure Signalweg vorgeschaltet und deswegen ein perfekter Knotenpunkt, der verschiedene physiologische Stimuli und ihre Antworten verbindet.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Haspert2023,
  author    = {Haspert, Valentina},
  title     = {Improving acute pain management with emotion regulation strategies: A comparison of acceptance, distraction, and reappraisal},
  doi       = {10.25972/OPUS-29866},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-298666},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Pain conditions and chronic pain disorders are among the leading reasons for seeking medical help and immensely burden patients and the healthcare system. Therefore, research on the underlying mechanisms of pain processing and modulation is necessary and warranted. One crucial part of this pain research includes identifying resilience factors that protect from chronic pain development and enhance its treatment. The ability to use emotion regulation strategies has been suggested to serve as a resilience factor, facilitating pain regulation and management. Acceptance has been discussed as a promising pain regulation strategy, but results in this domain have been mixed so far. Moreover, the allocation of acceptance in Gross's (1998) process model of emotion regulation has been under debate. Thus, comparing acceptance with the already established strategies of distraction and reappraisal could provide insights into underlying mechanisms. This dissertation project consisted of three successive experimental studies which aimed to investigate these strategies by applying different modalities of individually adjusted pain stimuli of varying durations. In the first study (N = 29), we introduced a within-subjects design where participants were asked to either accept (acceptance condition) or react to the short heat pain stimuli (10 s) without using any pain regulation strategies (control condition). In the second study (N = 36), we extended the design of study 1 by additionally applying brief, electrical pain stimuli (20 ms) and including the new experimental condition distraction, where participants should distract themselves from the pain experience by imagining a neutral situation. In the third study (N = 121), all three strategies, acceptance, distraction, and reappraisal were compared with each other and additionally with a neutral control condition in a mixed design. Participants were randomly assigned to one of three strategy groups, including a control condition and a strategy condition. All participants received short heat pain stimuli of 10 s, alternating with tonic heat pain stimuli of 3 minutes. In the reappraisal condition, participants were instructed to imagine the pain having a positive outcome or valence. The self-reported pain intensity, unpleasantness, and regulation ratings were measured in all studies. We further recorded the autonomic measures heart rate and skin conductance continuously and assessed the habitual emotion regulation styles and pain-related trait factors via questionnaires. Results revealed that the strategies acceptance, distraction, and reappraisal significantly reduced the self-reported electrical and heat pain stimulation with both durations compared to a neutral control condition. Additionally, regulatory efforts with acceptance in study 2 and with all strategies in study 3 were reflected by a decreased skin conductance level compared to the control condition. However, there were no significant differences between the strategies for any of the assessed variables. These findings implicate similar mechanisms underlying all three strategies, which led to the proposition of an extended process model of emotion regulation. We identified another sequence in the emotion-generative process and suggest that acceptance can flexibly affect at least four sequences in the process. Correlation analyses further indicated that the emotion regulation style did not affect regulatory success, suggesting that pain regulation strategies can be learned effectively irrespective of habitual tendencies. Moreover, we found indications that trait factors such as optimism and resilience facilitated pain regulation, especially with acceptance. Conclusively, we propose that acceptance could be flexibly used by adapting to different circumstances. The habitual use of acceptance could therefore be considered a resilience factor. Thus, acceptance appears to be a promising and versatile strategy to prevent the development of and improve the treatment of various chronic pain disorders. Future studies should further examine factors and circumstances that support effective pain regulation with acceptance.},
  subject      = {Schmerzforschung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kretzer2022,
  author    = {Kretzer, Katharina},
  title     = {Einfluss der Form elektrischer Impulse auf die intracochle{\"a}re neuronale Antwort bei Cochlea-Implantat-Tr{\"a}gern: triphasische Pulse mit anodischer und kathodischer zweiter Phase},
  doi       = {10.25972/OPUS-28165},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-281650},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigte sich mit der Verbesserung von Defiziten der elektrischen Stimulation durch Cochlea Implantate (CI) mit alternativen Pulsformen. Dabei wurde mit elektrophysiologischen und psychophysikalischen Methoden untersucht, wie sich die Pulsformen auf die Effektivit{\"a}t der Stimulation auswirken. Es wurden pr{\"a}zisions-triphasische Pulse (pTP) mit anodischer und kathodischer zweiter Phase anhand der Daten von elf Probanden untersucht. Im Rahmen der objektiven elektrophysiologischen Messung wurde mit den unterschiedlichen Formen des pTP an drei unterschiedlichen Kontaktpositionen auf den CI-Elektrodentr{\"a}gern stimuliert, und die St{\"a}rke der jeweils evozierten neuronalen Antwort aufgezeichnet. Der subjektive psychophysikalische Test diente dazu, die pulsformspezifischen H{\"o}rschwellen zu bestimmen und wurde an zwei unterschiedlichen Kontakten auf den CI-Elektrodentr{\"a}gern durchgef{\"u}hrt. Dabei erzielten pTP, welche eine symmetrisch-triphasische Pulsform aufwiesen, geringere neuronale Antwortst{\"a}rken und h{\"o}here H{\"o}rschwellen als die pTP, die einer biphasischen Pulsform glichen. Diejenigen pTP, die biphasischen Pulsen mit anodischer erster Phase glichen, erzielten dabei die h{\"o}chsten neuronalen Antwortst{\"a}rken und die niedrigsten H{\"o}rschwellen.},
  subject      = {Cochlear-Implantat},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gromer2021,
  author    = {Gromer, Daniel},
  title     = {Mechanisms Underlying Virtual Reality Exposure Therapy for Specific Phobias},
  doi       = {10.25972/OPUS-20733},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-207334},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Virtual reality exposure therapy (VRET) is an effective cognitive-behavioral treatment for anxiety disorders that comprises systematic confrontations to virtual representations of feared stimuli and situations. However, not all patients respond to VRET, and some patients relapse after successful treatment. One explanation for this limitation of VRET is that its underlying mechanisms are not yet fully understood, leaving room for further improvement. On these grounds, the present thesis aimed to investigate two major research questions: first, it explored how virtual stimuli induce fear responses in height-fearful participants, and second, it tested if VRET outcome could be improved by incorporating techniques derived from two different theories of exposure therapy. To this end, five studies in virtual reality (VR) were conducted. Study 1 (N = 99) established a virtual environment for height exposure using a Computer Automatic Virtual Environment (CAVE) and investigated the effects of tactile wind simulation in VR. Height-fearful and non-fearful participants climbed a virtual outlook, and half of the participants received wind simulation. Results revealed that height-fearful participants showed stronger fear responses, on both a subjective and behavioral level, and that wind simulation increased subjective fear. However, adding tactile wind simulation in VR did not affect presence, the user's sense of 'being there' in the virtual environment. Replicating previous studies, fear and presence in VR were correlated, and the correlation was higher in height-fearful compared to non-fearful participants. Study 2 (N = 43) sought to corroborate the findings of the first study, using a different VR system for exposure (a head-mounted display) and measuring physiological fear responses. In addition, the effects of a visual cognitive distractor on fear in VR were investigated. Participants' fear responses were evident on both a subjective and physiological level---although much more pronounced on skin conductance than on heart rate---but the virtual distractor did not affect the strength of fear responses. In Study 3 (N = 50), the effects of trait height-fearfulness and height level on fear responses were investigated in more detail. Self-rated level of acrophobia and five different height levels in VR (1 m--20 m) were used as linear predictors of subjective and physiological indices of fear. Results showed that subjective fear and skin conductance responses were a function of both trait height-fearfulness and height level, whereas no clear effects were visible for heart rate. Study 4 (N = 64 + N = 49) aimed to advance the understanding of the relationship between presence and fear in VR. Previous research indicates a positive correlation between both measures, but possible causal mechanisms have not yet been identified. The study was the first to experimentally manipulate both presence (via the visual and auditive realism of the virtual environment) and fear (by presenting both height and control situations). Results indicated a causal effect of fear on presence, i.e., experiencing fear in a virtual environment led to a stronger sense of `being there' in the virtual environment. However, conversely, presence increased by higher scene realism did not affect fear responses. Nonetheless, presence seemed to have some effects on fear responding via another pathway, as participants whose presence levels were highest in the first safe context were also those who had the strongest fear responses in a later height situation. This finding indicated the importance of immersive user characteristics in the emergence of presence and fear in VR. The findings of the first four studies were integrated into a model of fear in VR, extending previous models and highlighting factors that lead to the emergence of both fear and presence in VR. Results of the studies showed that fear responses towards virtual heights were affected by trait height-fearfulness, phobic elements in the virtual environment, and, at least to some degree, on presence. Presence, on the other hand, was affected by experiencing fear in VR, immersion---the characteristics of the VR system---and immersive user characteristics. Of note, the manipulations of immersion used in the present thesis, visual and auditory realism of the virtual environment and tactile wind simulation, were not particularly effective in manipulating presence. Finally, Study 5 (N = 34) compared two different implementations of VRET for acrophobia to investigate mechanisms underlying its efficacy. The first implementation followed the Emotional Processing Theory, assuming that fear reduction during exposure is crucial for positive treatment outcome. In this condition, patients were asked to focus on their fear responses and on the decline of fear (habituation) during exposures. The second implementation was based on the inhibitory learning model, assuming that expectancy violation is the primary mechanism underlying exposure therapy efficacy. In this condition, patients were asked to focus on the non-occurrence of feared outcomes (e.g., 'I could fall off') during exposure. Based on predictions of the inhibitory learning model, the hypothesis for the study was that expectancy-violation-based exposure would outperform habituation-based exposure. After two treatment sessions in VR, both treatment conditions effectively reduced the patients' fear of heights, but the two conditions did not differ in their efficacy. The study replicated previous studies by showing that VRET is an effective treatment for acrophobia; however, contrary to the assumption, explicitly targeting the violation of threat expectancies did not improve outcome. This finding adds to other studies failing to provide clear evidence for expectancy violation as the primary mechanism underlying exposure therapy. Possible explanations for this finding and clinical implications are discussed, along with suggestions for further research.},
  subject      = {Virtuelle Realit{\"a}t},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Madeira2022,
  author    = {Madeira, Octavia},
  title     = {The Human-Experimental Virtual Elevated Plus-Maze as an Anxiety Model},
  doi       = {10.25972/OPUS-28147},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-281478},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Anxiety research is one of the major psychological research domains and looks back on decades of research activity. Traditionally, novel theories and approaches are tested utilizing animal models. One way to study inherent anxiety in rodents is the elevated plus-maze (EPM). The EPM is a plus-shaped platform with two closed, i.e., walled, arms and two open unwalled arms. If given the opportunity to freely explore the apparatus, rodents instinctively avoid the open arms to protect themselves from predators. Hence, they spent less time on open and more time on closed arms, which is behaviorally associated with general anxiety. In the course of the pharmacological validation, it was found that this exploratory pattern can be reversed by anxiolytic substances, e.g., benzodiazepines, or potentiated by anxiogenics. One of the significant advantages of the EPM is that no prior training session is required in contrast to conditioning studies, thus allowing to observe natural behavior. Therefore, together with the economic and uncomplicated setup, the EPM has become a standard preclinical rodent anxiety test over the decades. In order to validate these rodent anxiety tests, there have recently been attempts to retranslate them to humans. A paramount of cross-species validation is not only the simple transferability of these animal tests but also the observation of anxiety behaviors that are evolutionarily conserved across species. Accordingly, it could be possible to conclude various factors associated with the etiology and maintenance of anxiety disorders in humans. So far, convincing translations of the EPM to humans are still lacking. For that reason, the primary aim of this dissertation is to retranslate the EPM throughout three studies and to evaluate cross-species validity critically. Secondly, the undertaken studies are set out to observe ambulatory activity equivalent to rodent EPM behavior, i.e., open arm avoidance. Thirdly, the undertaken studies aimed to assess the extent to which trait anxiety influences human exploratory activity on the platform to associate it with the assumption that rodent EPM-behavior is a reflection of general anxiety. Finally, virtual reality (VR) was the method of choice to maintain the economic advantage and adjust the EPM size to humans. Study 1 (N = 30) was set up to directly transfer the rodent EPM regarding test design and experimental procedure using a Computer Automatic Virtual Environment (CAVE). The results revealed that humans unlike rodents display a general open arms approach during free exploration. However, open arm avoidance was associated with high trait anxiety and acrophobia (fear of height), which was initially assessed as a control variable due to the virtual platform height. Regression analyses and subjective anxiety ratings hinted at a more significant influence of acrophobia on open arm avoidance. In addition, it was assumed that the open arms approach might have resulted from claustrophobic tendencies experienced in the closed arms due to the high walls. Study 2 (N = 61) sought to differentiate the influence of trait anxiety and acrophobia and adapt the virtual EPM to humans. Therefore, parts of the platform held a semi-transparent grid-floor texture, and the wall height on the closed arms was reduced to standard handrail level. Moreover, participants were priorly screened to exclude clinically significant levels of acrophobia, claustrophobia, and agoraphobia. The data on general exploratory activity showed no arm preference. Regression analyses confirmed that acrophobia is related to open arm avoidance, corroborating the finding of Study 1. Surprisingly, for trait anxiety, the result of Study 1 could not be replicated. Instead, for trait anxiety, no significant effect was found indicating that predominantly fear of heights shapes human EPM behavior even on a subclinical stage. In Study 3 (N = 57), the EPM was embedded into a city setting to 1) create a more natural human environment and 2) eliminate height. Furthermore, a head-mounted display was utilized for VR presentation, and arousal ratings were introduced. Participants were screened for high and low levels of trait anxiety and agoraphobia, and claustrophobia. Replicating the findings of Study 2, no difference in open and closed arm activity was observed, and no effect was found in relationship with trait anxiety. The data on anxiety ratings and claustrophobia suggest a positive correlation indicating that in this city EPM, claustrophobic tendencies might play a role in closed arm avoidance. In summary, this thesis added valuable insights into the retranslation of a well-established standard anxiety test used in rodents. However, it also majorly challenges current findings on the cross-species validity of the EPM. Various explanatory models for the results are critically discussed and associated with clinical implications concerning future research.},
  subject      = {Virtuelle Realit{\"a}t},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Weber2022,
  author    = {Weber, Tanja},
  title     = {Untersuchung des Einflusses verschiedener Lebenserfahrungen und unterschiedlicher Serotoninhom{\"o}ostase auf die Neuromorphologie von Pyramidenzellen der CA3-Region des Hippocampus in M{\"a}usen},
  doi       = {10.25972/OPUS-28354},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-283542},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Chronischer Stress hat negative Folgen, die sich im Verhalten und auf neuronaler Ebene {\"a}ußern k{\"o}nnen. Als besonders stressempfindlich gelten die Neurone der dritten Region des hippocampalen Ammonshorns CA3. Sie reagieren auch im bereits ausgereiften Zustand noch sehr sensibel auf {\"a}ußere Einfl{\"u}sse, was als neuronale Plastizit{\"a}t bezeichnet wird. Sie erfahren unter anderem durch Stress und Serotonin morphologische und funktionelle Ver{\"a}nderungen. Serotonin-Transporter wahren das Serotonin-Gleichgewicht, indem sie dessen Wirkung schließlich durch Wiederaufnahme in die Zellen beenden. Polymorphismen, also verschiedene Gen-Varianten, bedingen Unterschiede in der Zahl der verf{\"u}gbaren Transporter. Dieses Wechselspiel zwischen Gen-Varianten des Serotonin-Transporters und Stress wurde an Serotonin-Transporter-Knockout-M{\"a}usen untersucht. Einige M{\"a}use erfuhren bereits fr{\"u}h im Leben Stress, der entweder anhielt oder im sp{\"a}teren Leben positiven Erfahrungen wich; weitere M{\"a}use hingegen machten in fr{\"u}hen Lebensabschnitten positive Erfahrungen, die sich sp{\"a}ter entweder fortsetzten oder durch Stresserfahrungen ersetzt wurden. Nach Durchf{\"u}hrung von Verhaltenstests wurde zudem in deren Golgi-impr{\"a}gnierten Gehirnen die Morphologie der Apikaldendriten von CA3-Kurzschaft-Pyramidenzellen lichtmikroskopisch untersucht und in 3D-Computermodellen abgebildet. Aufgrund regionaler Eigenheiten innerhalb von CA3 wurden diese Neurone verschiedenen Subpopulationen zugeordnet. Tats{\"a}chlich konnten mithilfe der Kombination aus vier verschiedenen Lebensgeschichten und drei unterschiedlichen Serotonin-Transporter-Genotypen Unterschiede in der Morphologie der CA3-Pyramidenzellen zwischen den einzelnen Gruppen festgestellt werden. Ohne Stresserleben zeigten sich die Neurone meist signifikant verzweigter; nach Stresserleben zeigten sich, zumindest in einer bestimmten Subpopulation, signifikante Verminderungen der Spines. M{\"a}use mit zwei oder einem wildtypischen Serotonin-Transporter-Allel und ausschließlich sp{\"a}ten aversiven Erfahrungen hatten signifikant l{\"a}ngere Apikaldendriten als die Referenz mit zwei wildtypischen Allelen und ohne Stresserfahrung; homozygot Serotonin-Transporter-defiziente M{\"a}use der gleichen Lebensgeschichte hatten zur Referenz signifikant verk{\"u}rzte Apikaldendriten. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass Stress in Verbindung mit genetisch bedingt geringen Mengen des Serotonin-Transporters durchaus eine erh{\"o}hte Vulnerabilit{\"a}t f{\"u}r psychische Erkrankungen bedingen k{\"o}nnte, aber dass ausschließlich sp{\"a}te Stresserfahrungen bei h{\"o}heren Mengen des Serotonin-Transporters auch protektiv wirken k{\"o}nnten.},
  subject      = {Ammonshorn},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Dindas2019,
  author    = {Dindas, Julian},
  title     = {Cytosolic Ca\(^2\)\(^+\), a master regulator of vacuolar ion conductance and fast auxin signaling in \(Arabidopsis\) \(thaliana\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-15863},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-158638},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Das Phytohormon Auxin erf{\"u}llt wichtige Funktionen bei der Initiierung von pflanzlichen Geweben und Organen, wie auch in der Steuerung des Wurzelwachstums im Zusammenspiel mit {\"a}ußeren Reizen wie Schwerkraft, Wasser- und N{\"a}hstoffverf{\"u}gbarkeit. Diese Funktionen basieren dabei vor allem auf der Auxin-abh{\"a}ngigen Regulation von Zellteilung und -streckung. Wichtig f{\"u}r letzteres ist dabei die Kontrolle des Zellturgors durch die Vakuole. Als Speicher f{\"u}r N{\"a}hrstoffe, Metabolite und Toxine sind Vakuolen von essentieller Bedeutung. Vakuol{\"a}r gespeicherte Metabolite und Ionen werden sowohl {\"u}ber aktive Transportprozesse, als auch passiv durch Ionenkan{\"a}le, {\"u}ber die vakuol{\"a}re Membran mit dem Zytoplasma ausgetauscht. In ihrer Funktion als second messenger sind Kalziumionen wichtige Regulatoren, aber auch Gegenstand vakuol{\"a}rer Transportprozesse. {\"A}nderungen der zytosolischen Kalziumkonzentration wirken nicht nur lokal, sie werden auch mit einer Signalweiterleitung {\"u}ber l{\"a}ngere Distanzen in Verbindung gebracht. Im Rahmen dieser Arbeit wurden elektrophysiologische Methoden mit bildgebenden Methoden kombiniert um Einblicke in das Zusammenspiel zwischen zytosolischen Kalziumsignalen, vakuol{\"a}rer Transportprozesse und der Auxin-Physiologie im intakten pflanzlichen Organismus zu gewinnen. Kalziumsignale sind an der Regulierung vakuol{\"a}rer Ionenkan{\"a}le und Transporter beteiligt. Um dies im intakten Organismus zu untersuchen wurden im Modellsystem junger Wurzelhaare von Arabidopsis thaliana Messungen mit intrazellul{\"a}ren Mikroelektroden durchgef{\"u}hrt. Mittels der Zwei-Elektroden-Spannungsklemm-Technik konnte best{\"a}tigt werden, dass die vakuol{\"a}re Membran der limitierende elektrische Wiederstand w{\"a}hrend intravakuol{\"a}rer Messungen ist und so gemessene Ionenstr{\"o}me in der Tat nur die Str{\"o}me {\"u}ber die vakuol{\"a}re Membran repr{\"a}sentieren. Die bereits bekannte zeitabh{\"a}ngige Abnahme der vakuol{\"a}ren Leitf{\"a}higkeit in Einstichexperimenten konnte weiterhin mit einer einstichbedingten, transienten Erh{\"o}hung der zytosolischen Kalziumkonzentration korreliert werden. Durch intravakuol{\"a}re Spannungsklemmexperimente in Wurzelhaarzellen von Kalziumreporterpflanzen konnte dieser Zusammenhang zwischen vakuol{\"a}rer Leitf{\"a}higkeit und der zytosolischen Kalziumkonzentration best{\"a}tigt werden. Die Vakuole ist jedoch nicht nur ein Empf{\"a}nger zytosolischer Kalziumsignale. Da die Vakuole den gr{\"o}ßten intrazellul{\"a}ren Kalziumspeicher darstellt, wird seit Langem diskutiert, ob sie auch an der Erzeugung solcher Signale beteiligt ist. Dies konnte in intakten Wurzelhaarzellen best{\"a}tigt werden. {\"A}nderungen des vakuol{\"a}ren Membranpotentials wirkten sich auf die zytosolische Kalziumkonzentration in diesen Zellen aus. W{\"a}hrend depolarisierende Potentiale zu einer Erh{\"o}hung der zytosolischen Kalziumkonzentration f{\"u}hrten, bewirkte eine Hyperpolarisierung der vakuol{\"a}ren Membran das Gegenteil. Thermodynamische {\"U}berlegungen zum passiven und aktiven Kalziumtransport {\"u}ber die vakuol{\"a}re Membran legten dabei den Schluss nahe, dass die hierin beschriebenen Ergebnisse das Verhalten von vakuol{\"a}ren H+/Ca2+ Austauschern wiederspiegeln, deren Aktivit{\"a}t durch die protonenmotorische Kraft bestimmt wird. Im Rahmen dieser Arbeit stellte sich weiterhin heraus, dass zytosolisches Kalzium ebenso ein zentraler Regulator eines schnellen Auxin-induzierten Signalweges ist, {\"u}ber den der polare Transport des Hormons reguliert wird. Im gleichen Modellsystem junger Wurzelhaare konnte gezeigt werden, dass die externe Applikation von Auxin eine sehr schnelle, Auxinkonzentrations- und pH-abh{\"a}ngige Depolarisation des Plasmamembranpotentials zur Folge hat. Synchron zur Depolarisation des Plasmamembranpotentials wurden im Zytosol transiente Kalziumsignale registriert. Diese wurden durch einen von Auxin aktivierten Einstrom von Kalziumionen durch den Ionenkanal CNGC14 hervorgerufen. Experimente an Verlustmutanten als auch pharmakologische Experimente zeigten, dass zur Auxin-induzierten Aktivierung des Kalziumkanals die Auxin-Perzeption durch die F-box Proteine der TIR1/AFB Familie erforderlich ist. Durch Untersuchungen der Auxin-abh{\"a}ngigen Depolarisation wie auch des Auxin-induzierten Einstroms von Protonen in epidermale Wurzelzellen von Verlustmutanten konnte gezeigt werden, dass die sekund{\"a}r aktive Aufnahme von Auxin durch das hochaffine Transportprotein AUX1 f{\"u}r die schnelle Depolarisation verantwortlich ist. Nicht nur die zytosolischen Kalziumsignale korrelierten mit der CNGC14 Funktion, sondern ebenso die AUX1-vermittelte Depolarisation von Wurzelhaaren. Eine unver{\"a}nderte Expression von AUX1 in der cngc14 Verlustmutante legte dabei den Schluss nahe, dass die Aktivit{\"a}t von AUX1 posttranslational reguliert werden muss. Diese Hypothese erfuhr Unterst{\"u}tzung durch Experimente, in denen die Behandlung mit dem Kalziumkanalblocker Lanthan zu einer Inaktivierung von AUX1 im Wildtyp f{\"u}hrte. Die zytosolische Beladung einzelner epidermaler Wurzelzellen mit Auxin hatte die Ausbreitung lateraler und acropetaler Kalziumwellen zur Folge. Diese korrelierten mit einer Verschiebung des Auxin-Gradienten an der Wurzelspitze und unterst{\"u}tzten somit eine hypothetische Kalziumabh{\"a}ngige Regulation des polaren Auxin Transports. Ein Model f{\"u}r einen schnellen, Auxin induzierten und kalziumabh{\"a}ngigen Signalweg wird pr{\"a}sentiert und dessen Bedeutung f{\"u}r das gravitrope Wurzelwachstum diskutiert. Da die AUX1-vermittelte Depolarisation in Abh{\"a}ngigkeit von der externen Phosphatkonzentration variierte, wird die Bedeutung dieses schnellen Signalwegs ebenso f{\"u}r die Anpassung des Wurzelhaarwachstums an eine nicht ausreichende Verf{\"u}gbarkeit von Phosphat diskutiert.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {en}
}
@phdthesis{RiechelmannverhSteinbacher2021,
  author    = {Riechelmann [verh. Steinbacher], Eva Katharina},
  title     = {Gaze interaction: Cognitive mechanisms of oculomotor action control},
  doi       = {10.25972/OPUS-21527},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-215279},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Humans use their eyes not only as visual input devices to perceive the environment, but also as an action tool in order to generate intended effects in their environment. For instance, glances are used to direct someone else's attention to a place of interest, indicating that gaze control is an important part of social communication. Previous research on gaze control in a social context mainly focused on the gaze recipient by asking how humans respond to perceived gaze (gaze cueing). So far, this perspective has hardly considered the actor's point of view by neglecting to investigate what mental processes are involved when actors decide to perform an eye movement to trigger a gaze response in another person. Furthermore, eye movements are also used to affect the non-social environment, for instance when unlocking the smartphone with the help of the eyes. This and other observations demonstrate the necessity to consider gaze control in contexts other than social communication whilst at the same time focusing on commonalities and differences inherent to the nature of a social (vs. non-social) action context. Thus, the present work explores the cognitive mechanisms that control such goal-oriented eye movements in both social and non-social contexts. The experiments presented throughout this work are built on pre-established paradigms from both the oculomotor research domain and from basic cognitive psychology. These paradigms are based on the principle of ideomotor action control, which provides an explanatory framework for understanding how goal-oriented, intentional actions come into being. The ideomotor idea suggests that humans acquire associations between their actions and the resulting effects, which can be accessed in a bi-directional manner: Actions can trigger anticipations of their effects, but the anticipated resulting effects can also trigger the associated actions. According to ideomotor theory, action generation involves the mental anticipation of the intended effect (i.e., the action goal) to activate the associated motor pattern. The present experiments involve situations where participants control the gaze of a virtual face via their eye movements. The triggered gaze responses of the virtual face are consistent to the participant's eye movements, representing visual action effects. Experimental situations are varied with respect to determinants of action-effect learning (e.g., contingency, contiguity, action mode during acquisition) in order to unravel the underlying dynamics of oculomotor control in these situations. In addition to faces, conditions involving changes in non-social objects were included to address the question of whether mechanisms underlying gaze control differ for social versus non-social context situations. The results of the present work can be summarized into three major findings. 1. My data suggest that humans indeed acquire bi-directional associations between their eye movements and the subsequently perceived gaze response of another person, which in turn affect oculomotor action control via the anticipation of the intended effects. The observed results show for the first time that eye movements in a gaze-interaction scenario are represented in terms of their gaze response in others. This observation is in line with the ideomotor theory of action control. 2. The present series of experiments confirms and extends pioneering results of Huestegge and Kreutzfeldt (2012) with respect to the significant influence of action effects in gaze control. I have shown that the results of Huestegge and Kreutzfeldt (2012) can be replicated across different contexts with different stimulus material given that the perceived action effects were sufficiently salient. 3. Furthermore, I could show that mechanisms of gaze control in a social gaze-interaction context do not appear to be qualitatively different from those in a non-social context. All in all, the results support recent theoretical claims emphasizing the role of anticipation-based action control in social interaction. Moreover, my results suggest that anticipation-based gaze control in a social context is based on the same general psychological mechanisms as ideomotor gaze control, and thus should be considered as an integral part rather than as a special form of ideomotor gaze control.},
  subject      = {Verhaltenskontrolle},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kitzenmaier2020,
  author    = {Kitzenmaier, Alexandra},
  title     = {GlyT2-Mutationen als zweith{\"a}ufigste Ursache bei Hyperekplexie - Pathologischer Mechanismus der Mutation P429L},
  doi       = {10.25972/OPUS-20257},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-202574},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Mutationen im Glycintransporter 2 (GlyT2) stellen die pr{\"a}synaptische Komponente der neurologischen Erkrankung Hyperekplexie oder Startle Disease dar. Der neuronale Na+/Cl- -abh{\"a}ngige GlyT2 ist f{\"u}r das Recycling von Glycin verantwortlich und bildet an inhibitorischen glycinergen Synapsen die Hauptquelle des freigesetzten Transmitters. Dominante, rezessive und zusammengesetzte heterozygote Mutationen wurden bereits identifiziert, von denen die meisten zu einer beeintr{\"a}chtigten Glycinaufnahme f{\"u}hren. In dieser Arbeit konnten wir eine neue pathogene Mutation innerhalb des neuronalen Glycintransporter-2-Gens (SLC6A5, OMIM604159) in einer Familie identifizieren, in der beide Elternteile heterozygote Tr{\"a}ger waren. Ein homozygotes Kind litt an schweren neuromotorischen Defiziten, wohingegen Heterozygote keine Symptome aufwiesen. Die neue rezessive Mutation c.1286C>T erzeugte einen missense Aminos{\"a}ureaustausch von Prolin gegen Leucin an Position 429 (pP429L) in der Transmembrandom{\"a}ne 5. Wir haben die GlyT2P429L-Variante mittels Homologiemodellierung, immuncytochemischer F{\"a}rbungen, Western Blot Analysen, Biotinylierung und funktioneller Glycinaufnahmetests charakterisiert. Der mutierte GlyT2 zeigte beim Proteintransport durch verschiedene intrazellul{\"a}re Kompartimente zur Zelloberfl{\"a}che keine Defizite. Die gesamte Proteinexpression war jedoch signifikant verringert. Obwohl GlyT2P429L an der Zelloberfl{\"a}che vorhanden ist, zeigte er einen Verlust der Proteinfunktion. Die Co-Expression der Mutante mit dem Wildtyp-Protein, die die Situation der Eltern widerspiegelte, hatte keinen Einfluss auf die Transporterfunktion und erkl{\"a}rte somit ihren nicht symptomatischen Ph{\"a}notyp. Wenn jedoch die Mutante im Vergleich zum Wildtyp-Protein im {\"U}berschuss exprimiert wurde, war die Glycinaufnahme signifikant verringert. Die Strukturanalyse ergab, dass der eingef{\"u}hrte Leucinrest an Position 429 zu Konformations{\"a}nderungen in der α-Helix 5 f{\"u}hrt, die in unmittelbarer N{\"a}he zur Natriumbindungsstelle des Transporters lokalisiert sind. Dies deutet darauf hin, dass die Zugangsmechanismen des GlyT2 gest{\"o}rt sein k{\"o}nnten und einen vollst{\"a}ndigen Verlust der Transportaktivit{\"a}t verursachen. Unsere Ergebnisse belegen, dass P429 in GlyT2 ein strukturell wichtiger Aminos{\"a}urerest ist, der eine wichtige funktionelle Rolle beim Glycintransport spielt.},
  subject      = {Glycin},
  language  = {de}
}
@phdthesis{RoesergebAssmus2019,
  author    = {R{\"o}ser [geb. Aßmus], Benjamin},
  title     = {SPRED2 (Sprouty-related EVH1 domain containing 2) reguliert die Autophagie in Kardiomyozyten},
  doi       = {10.25972/OPUS-18270},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-182700},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Das Sprouty-related, EVH1 domain containing protein 2 (SPRED2) ist ein inhibitorisches, downstream von Ras wirkendes Protein des MAP-Kinase Signalwegs, welches entscheidenden Einfluss auf die Regulation von Proliferation, Expression von Proteinen und der zellul{\"a}ren Hom{\"o}ostase hat. Der kardiale Ph{\"a}notyp von SPRED2- defizienten M{\"a}usen zeigt nicht nur eine deutliche linksventrikul{\"a}re Hypertrophie, sondern auch eine erh{\"o}hte Fibrosierung des Herzgewebes. Zellul{\"a}r wird die SPRED2- Defizienz durch die Akkumulation von vesikul{\"a}ren Strukturen innerhalb der Zelle, sowie eine markant erh{\"o}hte Anzahl von Vesikeln entlang der longitudinalen Reihen der Mitochondrien gekennzeichnet. Ziel dieser Arbeit war es, den Charakter dieser vesikul{\"a}ren Strukturen n{\"a}her zu beleuchten und festzustellen, in welchem Zusammenhang die subzellul{\"a}r ver{\"a}nderte Architektur mit der Hypertrophie der SPRED2-defizienten Tiere steht. Um diese Fragestellung zu beantworten, wurde zun{\"a}chst nach einem vesikul{\"a}ren Degradationsmechanismus gesucht, der in SPRED2-/--Cardiomyocyten betroffen sein k{\"o}nnte. Die Macroautophagie, im folgenden Autophagie bezeichnet, ist ein solcher Degradationsmechanismus, bei dem selektiv langlebige Proteine und Zellorganellen abgebaut werden. Es konnten signifikante Ver{\"a}nderung der Protein-Level an Schl{\"u}sselpositionen der Autophagie identifiziert werden. Das Ubiquitin-aktivierende (E1) Enzym Homolog Atg7 sowie die Cystein-Protease Atg4B zeigen sich im SPRED2- KO deutlich reduziert. Ebenso Atg16L, das als essentieller Bestandteil des Atg5- Atg12-Atg16-Konjugationssystems bei der Konjugation von MAPLC3-II an das Phospholipid Phosphatidylethanolamin beteiligt ist. Die Autophagie-Rate als Verh{\"a}ltnis von konjugiertem zu unkonjugiertem MAPLC3 ist ebenfalls reduziert. Die Akkumulation der autophagischen Vesikel zeigt sich kongruent zu dem erh{\"o}hten Protein-Level der autophagischen Cargo-Rezeptoren SQSTM1 und NBR1, sowie des lysosomalen Markers CathepsinD. Außer der verringerten Autophagie-Rate zeigt sich in Einklang mit der Fibrosierung des Herzgewebes eine erh{\"o}ht aktive Caspase-3 als Marker f{\"u}r Apoptose. Um die mitochondriale Integrit{\"a}t n{\"a}her zu beleuchten, wurde die Menge an reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) in Wildtyp und SPRED2-KO untersucht. Hierbei zeigte sich eine erh{\"o}hte Menge an ROS im KO, was ein Hinweis auf eine Beeintr{\"a}chtigung der Mitochondrien darstellt. Letztlich wurde die Hypothese {\"u}berpr{\"u}ft, ob ein gest{\"o}rter Transport der Vesikel durch eine Beeintr{\"a}chtigung der Motorproteine Dynein und Kinesin vorliegt. In der Tat zeigte sich die Aktivit{\"a}t der Dynein-ATPase verringert in der Abwesenheit von SPRED2. Diese Beobachtung wird durch die erh{\"o}hten Mengen des vSNARE-Proteins VTI1b unterst{\"u}tzt, was letztlich die Akkumulation der autophagischen Vesikel mit einer verringerten F{\"a}higkeit zur Membranfusion und dem ineffizienteren Transport der Vesikel in Einklang bringt. Da die gesamten Experimente in einem globalen SPRED2-KO System durchgef{\"u}hrt wurden, k{\"o}nnen eventuelle Auswirkungen der beeinflussten hormonellen Situation der SPRED2-KO Tiere auf den Herzph{\"a}notyp nicht final ausgeschlossen werden. Um die genaue Wirkung einer SPRED2-Defizienz auf das Herzgewebe und das Herz als Organ zu untersuchen, wurde im Rahmen dieser Arbeit eine SPRED2- defiziente knockout Mauslinie mit konditionalem Potential generiert, die eine gesteuerte Deletion von SPRED2 im Herzgewebe erlaubt.},
  subject      = {Spred-Proteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Drehmann2018,
  author    = {Drehmann, Paul},
  title     = {SLC7A10 als neues Gen f{\"u}r humane Hyperekplexie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-159736},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Neuste Studien haben ergeben, dass Asc-1 Knock-out M{\"a}use aufgrund einer verminderten intrazellul{\"a}ren Glycinkonzentration in synaptischen Boutons im Gehirn, einen Hyperekplexie-{\"a}hnlichen Ph{\"a}notyp entwickeln. Aufgrund nicht vollst{\"a}ndig gekl{\"a}rter Ursachen f{\"u}r die Entstehung des Krankheitsbildes der Hyperekplexie beim Menschen, wurde eine Kohorte von 51 Patienten zusammengetragen, um vor dem Hintergrund der Forschungsergebnisse zu Asc-1 im Tiermodell, das kodierende Gen beim Menschen SLC7A10 als m{\"o}gliches Kandidatengen auf Sequenzalterationen zu untersuchen. Hierf{\"u}r wurde aus Vollblut der an Hyperekplexie erkrankten Patienten genomische DNA isoliert, um mittels PCR und anschließendem Screening der Sequenzen, Mutationen innerhalb funktionell wichtiger Bereiche des Gens zu eruieren. Neben weiteren Sequenzunterschieden, die meist in Introns gefunden wurden, wurde die codierende Mutation G307R innerhalb von Exon 7 identifiziert, die letztendlich der Grund f{\"u}r eine Versuchsreihe war, um zu hinterfragen, ob dieser Aminos{\"a}ureaustausch in der Proteinsequenz funktionelle Konsequenzen zur Folge hat. HEK293-Zellen wurden mit dem zuvor hergestellten Klon G307R transfiziert, um {\"u}ber Biotinylierung, immuncytochemische F{\"a}rbungen und funktionelle Untersuchungen die Aktivit{\"a}t des Transporters zu beurteilen. Hier zeigte sich ein Funktionsverlust von {\"u}ber 95 \%, bei uneingeschr{\"a}nkter Oberfl{\"a}chenexpression. ASC-1 best{\"a}tigt sich damit als neue Ursache in der Auspr{\"a}gung von Hyperekplexie. Ferner k{\"o}nnen Zusammenh{\"a}nge mit geistiger Retardierung und eingeschr{\"a}nkter neuronaler Plastizit{\"a}t bestehen.},
  subject      = {Knockout},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Strunz2020,
  author    = {Strunz, Patrick-Pascal Holger},
  title     = {Interaktion von TRPC-Ionenkan{\"a}len mit dem Immunophilin FKBP52},
  doi       = {10.25972/OPUS-20429},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-204298},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Einleitung: TRPC-Kan{\"a}le spielen eine wichtige Rolle in der Pathologie der Herzinsuffizienz und kardialen Hypertrophie. Diese Effekte werden unter anderem {\"u}ber den Calcineurin-NFAT-Signalweg vermittelt. Ein wichtiger Interaktionspartner und Regulator von TRPC-Kan{\"a}len ist das Protein FKBP52. Mittels eines Yeast Two-Hybrid Systems wurde in einer kardialen cDNA library eine Interaktion zwischen einem C-terminalen Fragment von TRPC3 (AS 742-848), welches außerhalb der bekannten FKBP-Bindungsdom{\"a}ne (AS 703-714) liegt, und FKBP52 beobachtet. Da dies eine weitere Bindungsstelle in FKBP52 vermuten ließ, erzeugten wir ein Fragment von FKBP52, welches FKBP52s genannt wurde und dem die funktionell relevante PPIase I-Dom{\"a}ne mit der bekannten Bindungsstelle fehlt. Eine erste Co-IP zwischen diesem Fragment und TRPC3 war erfolgreich. Ziel: Die Bestimmung, ob die Anwesenheit des verk{\"u}rzten FKBP52 in vivo die Komplexbildung aus TRPC3 bzw. TRPC4 und dem Wildtyp-FKBP52 unterdr{\"u}ckt. Zus{\"a}tzlich, ob FKBP52s die Interaktion zwischen TRPC3 bzw. TRPC4 und Calcineurin in vivo unterbricht und damit die Aktivierung des Calcineurin-NFAT-Signalweges hemmt. Methoden: Co-Immunopr{\"a}zipitationen (Co-IP) wurden mit HEK-293-Zellen durchgef{\"u}hrt, die mit cDNA transfiziert wurden, welche Gene f{\"u}r TRPC3, TRPC4, Calcineurin A und FKBP52s enthielt. Zur Bestimmung der nukle{\"a}ren Translokation von NFATc1 mittels Fluoreszenzmikroskopie wurden HEK-293-Zellen mit TRPC3, TRPC4, GFP-NFATc1 ± FKBP52s transfiziert. Die statistische Analyse erfolgte mit einer One-Way ANOVA. Ergebnisse: In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass FKBP52 sowohl mit TRPC3 als auch mit TRPC4 interagiert. Ebenso wurde festgestellt, dass FKBP52 auch ohne seine katalytische PPIase I-Dom{\"a}ne Bindungen mit TRPC3 bzw. TRPC4 eingeht. Dieses FKBP52-Konstrukt nimmt ebenso an der Komplexbildung mit TRPC3 bzw. TRPC4 und Calcineurin teil. Des Weiteren ließ sich f{\"u}r TRPC3 zeigen, dass unter Stimulation mit Carbachol (GPCR-Agonist) bei Anwesenheit dieses gek{\"u}rzten FKBP52 eine signifikant geringere Aktivierung und Wanderung des Transkriptionsfaktors NFAT in den Nucleus erfolgte. Schlussfolgerung: FKBP52 spielt daher eine wichtige Rolle in dieser Signalkaskade, indem es entscheidend an der Aktivierung von Calcineurin und dessen Rekrutierung zum TRPC-Kanalkomplex beteiligt ist und damit auch an der Aktivierung des Calcineurin-NFAT-Signalweges.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Weiss2020,
  author    = {Weiß, Martin},
  title     = {The neural principles of behavior modification using socioemotional facial feedback cues in economic decision-making},
  doi       = {10.25972/OPUS-20865},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-208654},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {The present dissertation aims to shed light on different mechanisms of socio-emotional feedback in social decision-making situations. The objective is to evaluate emotional facial expressions as feedback stimuli, i.e., responses of interaction partners to certain social decisions. In addition to human faces, artificial emojis are also examined due to their relevance for modern digital communication. Previous research on the influence of emotional feedback suggests that a person's behavior can be effectively reinforced by rewarding stimuli. In the context of this dissertation, the differences in the feedback processing of human photographs and emojis, but also the evaluation of socially expected versus socially unexpected feedback were examined in detail in four studies. In addition to behavioral data, we used the electroencephalogram (EEG) in all studies to investigate neural correlates of social decision-making and emotional feedback. As the central paradigm, all studies were based on a modified ultimatum game. The game is structured as follows: there is a so-called proposer who holds a specific amount of money (e.g., 10 cents) and offers the responder a certain amount (e.g., 3 cents). The responder then decides whether to accept or reject the offer. In the version of the ultimatum game presented here, different types of proposers are introduced. After the participants have accepted or rejected in the role of the responder, the different proposers react to the participant's decision with specific emotional facial expressions. Different feedback patterns are used for the individual experiments conducted in the course of this dissertation. In the first study, we investigated the influence of emotional feedback on decision-making in the modified version of the ultimatum game. We were able to show that a proposer who responds to the acceptance of an offer with a smiling face achieves more accepted offers overall than a control proposer who responds to both accepted and rejected offers with a neutral facial expression. Consequently, the smile served as a positive reinforcement. Similarly, a sad expression in response to a rejected offer also resulted in higher acceptance rates as compared to the control identity, which could be considered an expression of compassion for that proposer. On a neuronal level, we could show that there are differences between simply looking at negative emotional stimuli (i.e., sad and angry faces) and their appearance as feedback stimuli after rejected offers in the modified ultimatum game. The so-called feedback-related negativity was reduced (i.e., more positive) when negative emotions appeared as feedback from the proposers. We argued that these findings might show that the participants wanted to punish the proposers by rejecting an offer for its unfairness and therefore the negative feedback met their expectations. The altered processing of negative emotional facial expressions in the ultimatum game could therefore indicate that the punishment is interpreted as successful. This includes the expectation that the interaction partner will change his behavior in the future and eventually make fairer offers. In the second study we wanted to show that smiling and sad emojis as feedback stimuli in the modified ultimatum game can also lead to increased acceptance rates. Contrary to our assumptions, this effect could not be observed. At the neural level as well, the findings did not correspond to our assumptions and differed strongly from those of the first study. One finding, however, was that the neural P3 component showed how the use of emojis as feedback stimuli particularly characterizes certain types of proposers. This is supported by the fact that the P3 is increased for the proposer who rewards an acceptance with a smile as well as for the proposer who reacts to rejection with a sad emoji compared to the neutral control proposer. The third study examined the discrepancy between the findings of the first and second study. Accordingly, both humans and emojis representing the different proposers were presented in the ultimatum game. In addition, emojis were selected that showed a higher similarity to known emojis from common messenger services compared to the second study. We were able to replicate that the proposers in the ultimatum game, who reward an acceptance of the offer with a smile, led to an increased acceptance rate compared to the neutral control proposers. This difference is independent of whether the proposers are represented by emojis or human faces. With regard to the neural correlates, we were able to demonstrate that emojis and human faces differ strongly in their neural processing. Emojis showed stronger activation than human faces in the face-processing N170 component, the feedback-related negativity and the P3 component. We concluded that the results of the N170 and feedback-related negativity could indicate a signal for missing social information of emojis compared to faces. The increased P3 amplitude for emojis might imply that emojis appear unexpectedly as reward stimuli in a social decision task compared to human faces. The last study of this project dealt with socially unexpected feedback. In comparison to the first three studies, new proposer identities were implemented. In particular, the focus was on a proposer who reacted to the rejection of an offer unexpectedly with a smile and to the acceptance with a neutral facial expression. According to the results, participants approach this unexpected smile through increased rejection, although it is accompanied by financial loss. In addition, as reported in studies one and three, we were able to show that proposers who respond to the acceptance of an offer with a smiling face and thus meet the expectations of the participants have higher offer acceptance rates than the control proposer. At the neuronal level, especially the feedback from the socially unexpected proposer led to an increased P3 amplitude, which indicates that smiling after rejection is attributed a special subjective importance. The experiments provide new insights into the social influence through emotional feedback and the processing of relevant social cues. Due to the conceptual similarity of the studies, it was possible to differentiate between stable findings and potentially stimulus-dependent deviations, thus creating a well-founded contribution to the current research. Therefore, the novel paradigm presented here, and the knowledge gained from it could also play an important role in the future for clinical questions dealing with limited social competencies.},
  subject      = {Entscheidungsverhalten},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Grossekathoefer2022,
  author    = {Großekath{\"o}fer, Jonas David},
  title     = {Virtually Valid? On the Importance of Ecological Validity and Virtual Reality for Social Attention Research},
  doi       = {10.25972/OPUS-26041},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-260417},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Gazes are of central relevance for people. They are crucial for navigating the world and communicating with others. Nevertheless, research in recent years shows that many findings from experimental research on gaze behavior cannot be transferred from the laboratory to everyday behavior. For example, the frequency with which conspecifics are looked at is considerably higher in experimental contexts than what can be observed in daily behavior. In short: findings from laboratories cannot be generalized into general statements. This thesis is dedicated to this matter. The dissertation describes and documents the current state of research on social attention through a literature review, including a meta-analysis on the /gaze cueing/ paradigm and an empirical study on the robustness of gaze following behavior. In addition, virtual reality was used in one of the first studies in this research field. Virtual reality has the potential to significantly improve the transferability of experimental laboratory studies to everyday behavior. This is because the technology enables a high degree of experimental control in naturalistic research designs. As such, it has the potential to transform empirical research in the same way that the introduction of computers to psychological research did some 50 years ago. The general literature review on social attention is extended to the classic /gaze cueing/ paradigm through a systematic review of publications and a meta-analytic evaluation (Study 1). The cumulative evidence supported the findings of primary studies: Covert spatial attention is directed by faces. However, the experimental factors included do not explain the surprisingly large variance in the published results. Thus, there seem to be further, not well-understood variables influencing these social processes. Moreover, classic /gaze cueing/ studies have limited ecological validity. This is discussed as a central reason for the lack of generalisability. Ecological validity describes the correspondence between experimental factors and realistic situations. A stimulus or an experimental design can have high and low ecological validity on different dimensions and have different influences on behavior. Empirical research on gaze following behavior showed that the /gaze cueing/ effect also occurs with contextually embedded stimuli (Study 2). The contextual integration of the directional cue contrasted classical /gaze cueing/ studies, which usually show heads in isolation. The research results can thus be transferred /within/ laboratory studies to higher ecologically valid research paradigms. However, research shows that the lack of ecological validity in experimental designs significantly limits the transferability of experimental findings to complex situations /outside/ the laboratory. This seems to be particularly the case when social interactions and norms are investigated. However, ecological validity is also often limited in these studies for other factors, such as contextual embedding /of participants/, free exploration behavior (and, thus, attentional control), or multimodality. In a first study, such high ecological validity was achieved for these factors with virtual reality, which could not be achieved in the laboratory so far (Study 3). Notably, the observed fixation patterns showed differences even under /most similar/ conditions in the laboratory and natural environments. Interestingly, these were similar to findings also derived from comparisons of eye movement in the laboratory and field investigations. These findings, which previously came from hardly comparable groups, were thus confirmed by the present Study 3 (which did not have this limitation). Overall, /virtual reality/ is a new technical approach to contemporary social attention research that pushes the boundaries of previous experimental research. The traditional trade-off between ecological validity and experimental control thus becomes obsolete, and laboratory studies can closely inherit an excellent approximation of reality. Finally, the present work describes and discusses the possibilities of this technology and its practical implementation. Within this context, the extent to which this development can still guarantee a constructive classification of different laboratory tests in the future is examined.},
  subject      = {Aufmerksamkeit},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Pieper2021,
  author    = {Pieper, Sabrina H.},
  title     = {Temporal information transfer by electrical stimulation in auditory implants},
  doi       = {10.25972/OPUS-22388},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-223887},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {In deafness, which is caused by the malfunctioning of the inner ear, an implantation of a cochlear implant (CI) is able to restore hearing. The CI is a neural prosthesis that is located within the cochlea. It replaces the function of the inner hair cells by direct electrical stimulation of the auditory nerve fibers. The CI enables many deaf or severe hearing-impaired people to achieve a good speech perception. Nevertheless, there is a lot of potential for further improvements. Compared to normal-hearing listeners rate pitch discrimination is much worse. Rate pitch discrimination is the ability to distinguish the pitch of two stimuli with two different pulse rates. This ability is important for enjoying music as well as speech perception (in noise). Further, the small dynamic range in electrical hearing (compared to normal-hearing listeners) and therefore the small intensity resolution limits the performance of CI users. Both, rate pitch coding and dynamic range were investigated in this doctoral thesis. For the first issue, a pitch discrimination task was designed to determine the just-noticeable-difference (JND) in pitch with 200 and 400 pps as reference. Additionally to the default biphasic pulse (single pulse) the experiment was performed with double pulses. The double pulse consists out of two biphasic pulses directly after each other and a small interpulse interval (IPI) in between. Three different IPIs (15, 50, and 150 µs) were tested. The statistical analysis of JNDs revealed no significant effects between stimulation with single-pulse or double-pulse trains. A follow-up study investigated an alternating pulse train consisting of single and double pulses. To investigate if the 400 pps alternating pulse train is comparable in pitch with the 400 pps single-pulse train, a pairwise pitch comparison test was conducted. The alternating pulse train was compared with single-pulse trains at 200, 300 and 400 pps. The results showed that the alternating pulse train is for most subjects similar in pitch with the 200 pps single-pulse train. Therefore, pitch perception seemed to be dominated by the double pulses within the pulse train. Accordingly, double pulses with different amplitudes were tested. Based on the facilitation effect, a larger neuronal response was expected by stimulating with two pulses with a short IPI within the temporal facilitation range. In other studies, this effect was shown to be maximal in CIs of the manufacturer Cochlear, with first pulse amplitudes set at or slightly below the electrically evoked compound action potential (ECAP) threshold. The second pulse amplitude did not influence the facilitation effect and therefore could be choose at will. Similarly, this effect was tested in this thesis with CIs of the manufacturer MED-EL. Nevertheless, to achieve a proper signal-to-noise ratio, technical issues had to be addressed like a high noise floor, resulting in incorrect determination of the ECAP threshold. After solving this issues, the maximum facilitation effect was around the ECAP threshold as in the previous study with Cochlear. For future studies this effect could be used in a modified double pulse rate pitch experiment with the first pulse amplitude at ECAP threshold and the second pulse amplitude variable to set the most comfortable loudness level (MCL). The last study within this thesis investigated the loudness perception at two different loudness levels and the resulting dynamic range for different interphase-gaps (IPG). A larger IPG can reduce the amplitude at same loudness level to save battery power. However, it was unknown if the IPG has an influence on the dynamic range. Different IPGs (10 and 30 µs) were compared with the default IPG (2.1 µs) in a loudness matching experiment. The experiment was performed at the most comfortable loudness level (MCL) of the subject and the amplitude of half the dynamic range (50\%-ADR). An upper dynamic range was calculated from the results of MCL and 50\%-ADR (therefore not the whole dynamic range was covered). As expected from previous studies a larger IPG resulted in smaller amplitudes. However, the observed effect was larger at MCL than at 50\%-ADR which resulted in a smaller upper dynamic range. This is the first time a decrease of this dynamic range was shown.},
  subject      = {Cochlear-Implantat},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Stegmann2021,
  author    = {Stegmann, Yannik},
  title     = {Electrocortical mechanisms of sustained attention during the acquisition and interaction of conditioned fear and anxiety},
  doi       = {10.25972/OPUS-23770},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-237700},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Adapting defensive behavior to the characteristics of a threatening situation is a fundamental function of the brain. Particularly, threat imminence plays a major role for the organization of defensive responses. Acute threat prompts phasic physiological responses, which are usually associated with an intense feeling of fear. In contrast, diffuse and potentially threatening situations elicit a sustained state of anxious apprehension. Detection of the threatening stimulus defines the key event in this framework, initiating the transition from potential to acute threat. Consequently, attention to threat is crucial for supporting defensive behavior. The functions of attention are finely tuned to the characteristics of a threatening situation. Potential threat is associated with hypervigilance, in order to facilitate threat detection. Once a threatening stimulus has been identified, attention is selectively focused on the source of danger. Even though the concepts of selective attention and hypervigilance to threat are well established, evidence for their neural correlates remain scarce. Therefore, a major goal of this thesis is to elucidate the neural correlates of selective attention to acute threat and hypervigilance during potential threat. A second aim of this thesis is to provide a mechanistic account for the interaction of fear and anxiety. While contemporary models view fear and anxiety as mutually exclusive, recent findings for the neural networks of fear and anxiety suggest potential interactions. In four studies, aversive cue conditioning was used to induce acute threat, while context conditioning served as a laboratory model of potential threat. To quantify neural correlates of selective attention and hypervigilance, steady-state visual evoked potentials (ssVEPs) were measured as an index of visuocortical responding. Study 1 compared visuocortical responses to acute and potential threat for high versus low trait-anxious individuals. All individuals demonstrated enhanced electrocortical responses to the central cue in the acute threat condition, suggesting evidence for the neural correlate of selective attention. However, only low anxious individuals revealed facilitated processing of the contexts in the potential threat condition, reflecting a neural correlate of hypervigilance. High anxious individuals did not discriminate among contexts. These findings contribute to the notion of aberrational processing of potential threat for high anxious individuals. Study 2 and 3 realized orthogonal combinations of cue and context conditioning to investigate potential interactions of fear and anxiety. In contrast to Study 1 and 2, Study 3 used verbal instructions to induce potentially threatening contexts. Besides ssVEPs, threat ratings and skin conductance responses (SCRs) were recorded as efferent indices of defensive responding. None of these studies found further evidence for the neural correlates of hypervigilance and selective attention. However, results for ratings and SCRs revealed additive effects of fear and anxiety, suggesting that fear and anxiety are not mutually exclusive, but interact linearly to organize and facilitate defensive behavior. Study 4 tested ssVEPs to more ecologically valid forms of context conditioning, using flickering video stimuli of virtual offices to establish context representations. Contrary to expectations, results revealed decreased visuocortical responses during sustained presentations of anxiety compared to neutral contexts. A disruption of ssVEP signals eventually suggests interferences by continuously changing video streams which are enhanced as a function of motivational relevance. In summary, this thesis provided evidence for the neural correlates of attention only for isolated forms of fear and anxiety, but not for their interaction. In contrast, an additive interaction model of fear and anxiety for measures of defensive responding offers a new perspective on the topography of defensive behavior.},
  subject      = {Furcht},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Massih2024,
  author    = {Massih, Bita},
  title     = {Human stem cell-based models to analyze the pathophysiology of motor neuron diseases},
  publisher = {Frontiers in Cell and Developmental Biology},
  doi       = {10.25972/OPUS-34637},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-346374},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Motor neuron diseases (MNDs) encompass a variety of clinically and genetically heterogeneous disorders, which lead to the degeneration of motor neurons (MNs) and impaired motor functions. MNs coordinate and control movement by transmitting their signal to a target muscle cell. The synaptic endings of the MN axon and the contact site of the muscle cell thereby form the presynaptic and postsynaptic structures of the neuromuscular junction (NMJ). In MNDs, synaptic dysfunction and synapse elimination precede MN loss suggesting that the NMJ is an early target in the pathophysiological cascade leading to MN death. In this study, we established new experimental strategies to analyze human MNDs by patient derived induced pluripotent stem cells (iPSCs) and investigated pathophysiological mechanisms in two different MNDs. To study human MNDs, specialized cell culture systems that enable the connection of MNs to their target muscle cells are required to allow the formation of NMJs. In the first part of this study, we established and validated a human neuromuscular co-culture system consisting of iPSC derived MNs and 3D skeletal muscle tissue derived from myoblasts. We generated 3D muscle tissue by culturing primary myoblasts in a defined extracellular matrix in self-microfabricated silicone dishes that support the 3D tissue formation. Subsequently, iPSCs from healthy donors and iPSCs from patients with the progressive MND Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) were differentiated into MNs and used for 3D neuromuscular co-cultures. Using a combination of immunohistochemistry, calcium imaging, and pharmacological stimulations, we characterized and confirmed the functionality of the 3D muscle tissue and the 3D neuromuscular co-cultures. Finally, we applied this system as an in vitro model to study the pathophysiology of ALS and found a decrease in neuromuscular coupling, muscle contraction, and axonal outgrowth in co-cultures with MNs harboring ALS-linked superoxide dismutase 1 (SOD1) mutation. In summary, this co-culture system presents a human model for MNDs that can recapitulate aspects of ALS pathophysiology. In the second part of this study, we identified an impaired unconventional protein secretion (UPS) of Sod1 as pathological mechanisms in Pleckstrin homology domain-containing family G member 5 (Plekhg5)-associated MND. Sod1 is a leaderless cytosolic protein which is secreted in an autophagy-dependent manner. We found that Plekhg5 depletion in primary MNs and NSC34 cells leads to an impaired secretion of wildtype Sod1, indicating that Plekhg5 drives the UPS of Sod1 in vitro. By interfering with different steps during the biogenesis of autophagosomes, we could show that Plekhg5-regulated Sod1 secretion is determined by autophagy. To analyze our findings in a clinically more relevant model we utilized human iPSC MNs from healthy donors and ALS patients with SOD1 mutations. We observed reduced SOD1 secretion in ALS MNs which coincides with reduced protein expression of PLEKHG5 compared to healthy and isogenic control MNs. To confirm this correlation, we depleted PLEKHG5 in control MNs and found reduced extracellular SOD1 levels, implying that SOD1 secretion depends on PLEKHG5. In summary, we found that Plekh5 regulates the UPS of Sod1 in mouse and human MNs and that Sod1 secretion occurs in an autophagy dependent manner. Our data shows an unreported mechanistic link between two MND-associated proteins.},
  subject      = {Tissue Engineering},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Lu2024,
  author    = {Lu, Jinping},
  title     = {The vacuolar TPC1 channel and its luminal calcium sensing site in the luminal pore entrance},
  doi       = {10.25972/OPUS-25135},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-251353},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {The slowly activating vacuolar SV/TPC1 channel is ubiquitously expressed in plants and provides a large cation conductance in the vacuolar membrane. Thereby, monovalent (K+, Na+) and in principle also divalent cations, such as Ca2+, can pass through the channel. The SV/TPC1 channel is activated upon membrane depolarization and cytosolic Ca2+ but inhibited by luminal calcium. With respect to the latter, two luminal Ca2+ binding sites (site 1 Asp240/Asp454/Glu528, site 2 Glu239/Asp240/Glu457) were identified to coordinate luminal Ca2+. In this work, the characteristics of the SV/TPC1 channels in terms of regulation and function were further elucidated, focusing on the TPC1s of Arabidopsis thaliana and Vicia faba. For electrophysiological analysis of the role of distinct pore residues for channel gating and luminal Ca2+ sensing, TPC1 channel variants were generated by site-directed mutagenesis and transiently expressed as eGFP/eYFP-fusion constructs in Arabidopsis thaliana mesophyll protoplasts of the TPC1 loss-of-function mutant attpc1-2. 1. As visualized by confocal fluorescence laser-scanning microscopy, all AtTPC1 (WT, E605A/Q, D606N, D607N, E605A/D606N, E605Q/D606N/D607N, E457N/E605A/D606N) and VfTPC1 channel variants (WT, N458E/A607E/ N608D) were correctly targeted to the vacuole membrane. 2. Patch-clamp studies revealed that removal of one of the negative charges at position Glu605 or Asp606 was already sufficient to promote voltage-dependent channel activation with higher voltage sensitivity. The combined neutralization of these residues (E605A/D606N), however, was required to additionally reduce the luminal Ca2+ sensitivity of the AtTPC1 channel, leading to hyperactive AtTPC1 channels. Thus, the residues Glu605/Asp606 are functionally coupled with the voltage sensor of AtTPC1 channel, thereby modulating channel gating, and form a novel luminal Ca2+ sensing site 3 in AtTPC1 at the luminal entrance of the ion transport pathway. 3. Interestingly, this novel luminal Ca2+ sensing site 3 (Glu605/Asp606) and Glu457 from the luminal Ca2+ sensing site 2 of the luminal Ca2+-sensitive AtTPC1 channel were neutralized by either asparagine or alanine in the TPC1 channel from Vicia faba and many other Fabaceae. Moreover, the VfTPC1 was validated to be a hyperactive TPC1 channel with higher tolerance to luminal Ca2+ loads which was in contrast to the AtTPC1 channel features. As a result, VfTPC1 but not AtTPC1 conferred the hyperexcitability of vacuoles. When AtTPC1 was mutated for the three VfTPC1-homologous polymorphic site residues, the AtTPC1 triple mutant (E457N/E605A/D606N) gained VfTPC1-like characteristics. However, when VfTPC1 was mutated for the three AtTPC1-homologous polymorphic site residues, the VfTPC1 triple mutant (N458E/A607E/N608D) still sustained VfTPC1-WT-like features. These findings indicate that the hyperactivity of VfTPC1 is achieved in part by the loss of negatively charged amino acids at positions that - as part of the luminal Ca2+ sensing sites 2 and 3 - are homologous to AtTPC1-Glu457/Glu605/Asp606 and are likely stabilized by other unknown residues or domains. 4.The luminal polymorphic pore residues (Glu605/Asp606 in AtTPC1) apparently do not contribute to the unitary conductance of TPC1. Under symmetrical K+ conditions, a single channel conductance of about 80 pS was determined for AtTPC1 wild type and the AtTPC1 double mutant E605A/D606A. This is in line with the three-fold higher unitary conductance of VfTPC1 (232 pS), which harbors neutral luminal pore residues at the homologous sites to AtTPC1. In conclusion, by studying TPC1 channel from Arabidopsis thaliana and Vicia faba, the present thesis provides evidence that the natural TPC1 channel variants exhibit differences in voltage gating, luminal Ca2+ sensitivity and luminal Ca2+ binding sites.},
  language  = {en}
}