@phdthesis{Klaiber2011,
  author    = {Klaiber, Michael},
  title     = {Bedeutung der cGMP-abh{\"a}ngigen Protein Kinase I f{\"u}r die kardialen Effekte des atrialen natriuretischen Peptids},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69990},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {In diesem Projektteil charakterisierten wir mittels vergleichenden Analysen an M{\"a}usen mit konditioneller, herzspezifischer Deletion der GC-A (CM GC-A KO; (Holtwick et al., 2003; Kilic et al., 2005 und 2007)) und Kontrolltieren die zellul{\"a}ren Mechanismen, welche bei Dysfunktion des ANP/GC-A-Systems die Entwicklung von Herzhypertrophie beg{\"u}nstigen. Wir untersuchten, ob/wie ANP die kardialen Effekte von -adrenerger versus Ang II/AT1 (Gs versus Gq-mediierter) Stimulation beeinflusst. Zun{\"a}chst kombinierten wir an isolierten adulten murinen Kardiomyozyten elektrophysiologische Messungen der L-Typ Ca2+ Str{\"o}me (LTCS, mittels voltage-clamp Messungen in Kooperation mit Herrn Dr. M. Kruse und Herrn Prof. O. Pongs am Zentrum f{\"u}r Molekulare Neurobiologie, Universit{\"a}t Hamburg), fluorometrische Messungen der intrazellul{\"a}ren Calcium-Transienten (mittels Indo-1 AM) und Messungen der Kontraktilit{\"a}t (Zellverk{\"u}rzung, mittels edge detection). Diese ex vivo Untersuchungen zeigten, dass Isoproterenol (ISO) und Ang II die LTCS, [Ca2+]i und Kontraktilit{\"a}t isolierter adulter Myozyten stimulieren. Interessanterweise hemmt ANP/GC-A die Effekte von Ang II, nicht aber die Effekte von ISO. Um der Bedeutung dieser Interaktion zwischen ANP und Ang II f{\"u}r die Entwicklung einer pathologischen Herzhypertrophie ...},
  subject      = {Atriales natriuretisches Hormon},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hartmann2014,
  author    = {Hartmann, Michael},
  title     = {Charakterisierung inaktivierender posttranslationaler Modifikationen des GC-A-Rezeptors f{\"u}r das atriale natriuretische Peptid (ANP)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-97959},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Das atriale natriuretische Peptid (ANP) wird infolge einer Zunahme des atrialen Drucks aus den Myozyten des Atriums sezerniert. Es spielt lokal eine bedeutende, protektive Rolle und wirkt der Entstehung von Herzhypertrophie und Fibrose entgegen. Dar{\"u}ber hinaus kommt ANP vor allem eine wichtige Rolle als endokrines Hormon zu, das den arteriellen Blutdruck und das Blutvolumen regelt. Diese physiologischen Effekte vermittelt das Herzhormon durch seinen Rezeptor, das Transmembranprotein Guanylatzyklase A (GC-A). Durch Bindung von ANP an die extrazellul{\"a}re Dom{\"a}ne der GC-A wird intrazellul{\"a}r, durch die katalytische Dom{\"a}ne des Rezeptors, der sekund{\"a}re Botenstoff cGMP gebildet. Patienten mit einer, durch Bluthochdruck verursachten Herzhypertrophie und Herzinsuffizienz weisen erh{\"o}hte ANP-Konzentrationen im Plasma auf. Die durch ANP vermittelten, protektiven Effekte sind allerdings vermindert. Zahlreiche Studien haben in vitro gezeigt, dass die chronische Inkubation der GC-A mit ihrem Liganden, sowie die Behandlung von GC-A exprimierenden Zellen mit Hormonen wie Angiotensin II, zur Desensitisierung des Rezeptors f{\"u}hren. Der Verlust der Funktionsf{\"a}higkeit geht einher mit der Dephosphorylierung des Rezeptors an spezifischen, intrazellul{\"a}r lokalisierten Aminos{\"a}uren. Durch die Erforschung dieses Mechanismus und Identifizierung m{\"o}glicher Interaktionspartner in vivo k{\"o}nnte der Grundstein f{\"u}r neue oder verbesserte Therapieformen gelegt werden. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde eine k{\"u}rzlich identifizierte Isoform des GC-A-Rezeptors identifiziert, die durch alternatives Spleißen des Exons 4 entsteht und in einer Vielzahl untersuchter Gewebe der Maus vorkommt. Die Deletion umfasst 51 Basenpaare und resultiert in einem um 17 Aminos{\"a}uren verk{\"u}rzten GC-A-Rezeptor (GC-AΔLys314-Gln330). Molekulare Modellierungen der extrazellul{\"a}ren Dom{\"a}nen des wildtypischen GC-A-Rezeptors und der Isoform zeigten, dass sich die Deletion im membrannahen Bereich der extrazellul{\"a}ren Dom{\"a}ne und damit deutlich entfernt von der ANP-Bindungsdom{\"a}ne befindet. Oberfl{\"a}chenbiotinylierungs- und Zellfraktionierungsversuche zeigten, dass die Isoform des GC-A-Rezeptors an der Oberfl{\"a}che von Zellmembranen transient transfizierter HEK 293-Zellen pr{\"a}sentiert wird. Jedoch zeigten die ANP-Stimulationsexperimente unter Anwendung von cGMP-Radioimmunassay (cGMP-RIA) und F{\"o}rster-Resonanzenergietransfer (FRET)-Messungen, dass die Isoform nicht zur ANP-vermittelten intrazellul{\"a}ren cGMP-Bildung stimuliert werden kann. Im Rahmen von ANP-Bindungsstudien mit 125I-ANP wurde gezeigt, dass GC-AΔLys314-Gln330 die F{\"a}higkeit zur Bindung des Liganden ANP verloren hat. Jedoch zeigten die Koimmunpr{\"a}zipitationsversuche, dass die Isoform des GC-A-Rezeptors Heterodimere mit dem wildtypischen GC-A-Rezeptor bilden und dadurch die ligandeninduzierte Bildung von cGMP reduzieren kann. In vivo konnte gezeigt werden, dass unter Angiotensin II-induzierter Hypertonie die mRNA-Expression f{\"u}r GC-AΔLys314-Gln330 in der Lunge gesteigert, und gleichzeitig die ANP-vermittelte cGMP-Bildung deutlich reduziert ist. Daher kann davon ausgegangen werden, dass das alternative Spleißen ein regulierender Mechanismus ist, der auf den ANP/GC-A-Signalweg Einfluss nimmt. Angiotensin II-induziertes alternatives Spleißen des GC-A-Gens kann daher einen neuen Mechanismus f{\"u}r die Verringerung der Sensitivit{\"a}t des GC-A-Rezeptors gegen{\"u}ber ANP darstellen. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurden transgene Tiere mit kardiomyozytenspezifischer {\"U}berexpression eines Epitop-getaggten GC-A-Rezeptors generiert. Durch dieses Modell sollte es erm{\"o}glicht werden, den Rezeptor aus murinem Gewebe anreichern und aufreinigen zu k{\"o}nnen um danach Analysen zu posttranslationalen Ver{\"a}nderungen und m{\"o}glichen Interaktionspartnern durchzuf{\"u}hren. Zun{\"a}chst wurde in eine FLAG-Epitop-getaggte GC-A zus{\"a}tzlich ein HA-tag, sowie eine Erkennungssequenz f{\"u}r die Protease des tobacco etch virus (TEV) eingef{\"u}gt. Die Expression und Funktionsf{\"a}higkeit des modifizierten Rezeptors wurde durch ANP-Stimulationsexperimente unter Anwendung von cGMP-RIA und FRET-Messungen verifiziert. Die Funktionsf{\"a}higkeit der TEV-Erkennungssequenz wurde durch die Elution mittels TEV-Protease nach Immunpr{\"a}zipitation (IP) nachgewiesen. In vivo wurde an M{\"a}usen die Expression und Lokalisation der GC-A auf Proteinebene, unter Anwendung von Zellfraktionierungsexperimenten und Immunpr{\"a}zipitationen, {\"u}berpr{\"u}ft. Die entstandenen transgenen Tiere zeigten eine deutliche, in den Zellmembranen von Kardiomyozyten lokalisierte, {\"U}berexpression des Rezeptors. Dieser konnte {\"u}ber das HA-tag angereichert und aufgereinigt werden. Um die Funktionsf{\"a}higkeit des modifizierten Rezeptors in vivo nachzuweisen, wurde in zwei Versuchsreihen kardiale Hypertrophie durch chronische Applikation von Angiotensin II induziert. Es wurde postuliert, dass die {\"U}berexpression funktionsf{\"a}higer GC-A im Herzen die Tiere vor Herzhypertrophie sch{\"u}tzt. Die Ergebnisse der Studien zeigen allerdings, dass die generierten transgene Tiere trotz kardiomyozytenspezifischer {\"U}berexpression des Rezeptors nicht den erwarteten Schutz vor Herzhypertrophie aufwiesen, sondern {\"a}hnlich wie ihre wildtypischen Geschwistertiere reagieren. Jedoch gelang es mit Hilfe des {\"U}berexpressionsmodells zusammen mit anderen Mitarbeitern der AG Kuhn eine zuvor in vitro beschriebene Interaktion des GC-A-Rezeptors mit den Kationenkan{\"a}len TRPC3 und TRPC6 in vivo nachzuweisen. Somit besteht die M{\"o}glichkeit die Epitope und das murine {\"U}berexpressionsmodell auch zuk{\"u}nftig zu nutzen, um Interaktionspartner der GC-A zu identifizieren.},
  subject      = {Guanylatzyklase},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Dankworth2013,
  author    = {Dankworth, Beatrice},
  title     = {Charakterisierung der dynamischen Interaktion des Guanylyl Cyclase-A (GC-A)-Rezeptors mit den Transient Receptor Potential Canonical Type 3 und Type 6 (TRPC3/C6)-Kan{\"a}len und Generierung von β-Zell-spezifischen GC-A-knock-out-M{\"a}usen sowie die Analyse der Bedeutung von ANP f{\"u}r die Insulin-Hom{\"o}ostase unter pathophysiologischen Bedingungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-78650},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Das atriale natriuretische Peptid (ANP) beeinflusst den arteriellen Blutdruck und das intravasale Volumen durch Stimulation der intrazellul{\"a}ren Produktion von cGMP {\"u}ber den membranst{\"a}ndigen Guanylyl Cyclase-A (GC-A)-Rezeptor. ANP stimuliert außerdem die Angiogenese und ist am Wachstum der Kardio-myozyten beteiligt. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die dynamische Interaktion zwischen den rezeptoraktivierten Kationenkan{\"a}len Transient Receptor Potential Canonical Type 3 und Type 6 (TRPC3/C6) und dem GC-A-Rezeptor untersucht. Erst k{\"u}rzlich konnte gezeigt werden, dass ANP {\"u}ber GC-A den TRPC-vermittelten Ca2+-Einstrom in Kardiomyozyten auf cGMP-unabh{\"a}ngige Weise stimuliert. Um eine m{\"o}gliche direkte Interaktion von TRPC3/C6 und GC-A zu zeigen, wurde TRPC3 oder C6 mit Flag-GC-A in HEK293-Zellen koexprimiert. Die Membranfraktion der Zellen wurde nach Immunpr{\"a}zipitation mit einem anti-Flag-Antik{\"o}rper im Western Blot untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass TRPC3/C6 unabh{\"a}ngig von ANP mit GC-A ko-immunpr{\"a}zipitieren. Die Interaktion erfolgte auch mit einem modifizierten GC-A-Rezeptor, dem die Cyclase-Dom{\"a}ne fehlt. Um die Interaktion in Kardiomyozyten zu untersuchen, wurde ein transgenes Mausmodell mit einer {\"U}berproduktion von HA-GC-A in Kardiomyozyten verwendet. Auch bei diesem Modell konnte mittels anti-HA- Antik{\"o}rper die Koimmunpr{\"a}zipitation von GC-A und TRPC3/C6 nachgewiesen werden. Schließlich wurden FRET-basierte Untersuchungen durchgef{\"u}hrt, um die lokale N{\"a}he von GC-A und TRPC3 zu beweisen und eine m{\"o}gliche ANP-induzierte Konformations{\"a}nderung zu untersuchen. Die Koexpression von GC-A-CFP und TRPC3-YFP in HEK293 Zellen f{\"u}hrte zu einem FRET-Signal, welches durch ANP konzentrationsabh{\"a}ngig (1-100 nM) gesenkt wurde. Die Gabe des membranpermeablen cGMP-Analagons 8-Br-cGMP f{\"u}hrte dagegen zu keiner Ver{\"a}nderung des FRET-Signals. Die Ergebnisse best{\"a}tigen das Vorhandensein eines stabilen Proteinkomplexes von GC-A und TRPC3, der f{\"u}r den neuen cGMP-unabh{\"a}ngigen Signalweg von GC-A ausschlaggebend ist. Der zweite Teil der vorliegenden Arbeit beschreibt die Rolle von ANP/GC-A f{\"u}r die Insulinaussch{\"u}ttung der pankreatischen β-Zellen. Es ist bereits bekannt, dass GC-A in den β-Zellen exprimiert wird und dass ANP an isolierten Langerhans'schen Inseln das β-Zell-Wachstum und die Insulinsekretion moduliert. Um langfristig die Bedeutung von ANP f{\"u}r die systemische Glukose-Hom{\"o}ostase zu ergr{\"u}nden, wurde ein Mausmodell mit einer β-Zell-spezifischen GC-A-Deletion generiert. Der Nachweis des konditionellen GC-A knock out (KO) erfolgte mittels genomischer PCR und Immunhistochemie. Eine Detektion von GC-A in den Langerhans'schen Inseln auf Proteinebene war leider nicht m{\"o}glich. Aber es konnte gezeigt werden, dass der β-Zell-spezifische KO zu keiner Expressions{\"a}nderung von GC-A in anderen Geweben f{\"u}hrte. Auch der Blutdruck und das Herzgewicht der KO M{\"a}use blieb unauff{\"a}llig. Zur Untersuchung der Bedeutung von ANP f{\"u}r die Insulinaussch{\"u}ttung unter pathologischen Bedingungen wurden KO- und Kontrolltiere f{\"u}r 12 Wochen einer fettreichen Ern{\"a}hrung (60\% Fett) ausgesetzt um einen Pr{\"a}diabetes auszul{\"o}sen. Zu verschiedenen Zeitpunkten der Studie wurden orale Glukose-Toleranz-Tests (oGTT), Blutdruckmessungen und Gewichtsbestimmungen durchgef{\"u}hrt. Bereits vor der Studie wurde beobachtet, dass der N{\"u}chternglukosewert in den weiblichen KO-M{\"a}usen leicht erh{\"o}ht ist. Daher wurden die oGTT's in der Studie geschlechtsspezifisch ausgewertet. Am Ende der Studie zeigten alle M{\"a}use eine vergleichbare insuffiziente Blutzuckerregulierung. Der Blutdruck war sowohl in KO- als auch in Kontrolltieren um ca. 60\% erh{\"o}ht. Einigen Tieren wurde das Pankreas entnommen und f{\"u}r immunhistologische Zwecke pr{\"a}pariert. Die morphometrische Auswertung der Pankreas-Schnitte ergab eine signifikant vergr{\"o}ßerte durchschnittliche Inselfl{\"a}che und eine erh{\"o}hte durchschnittliche β-Zellfl{\"a}che der KO-Tiere im Vergleich zu den Kontrollen. Die β-Zellen der KO-Tieren waren im Vergleich zu den Kontrollen hypertroph. Die Studie zeigt also, dass die Deletion von GC-A in den β-Zellen unter pathologischen Bedingungen zu einer Hypertrophie der β-Zellen f{\"u}hrt und zu einem geringeren Schutz gegen die Ausbildung eines Pr{\"a}diabetes beitr{\"a}gt. Eine m{\"o}gliche verst{\"a}rkte periphere Insulinresistenz in den KO-Tieren ist auch nicht auszuschließen. Weitere Studien an dem neuen Mausmodell k{\"o}nnten die Bedeutung des ANP/GC-A-Systems f{\"u}r die Insulinaussch{\"u}ttung n{\"a}her ergr{\"u}nden und dadurch eventuell neue Therapieans{\"a}tze f{\"u}r Diabetes mellitus Typ 2 bringen.},
  subject      = {Atriales natriuretisches Hormon},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Boerner2012,
  author    = {B{\"o}rner, Sebastian},
  title     = {Die endothelialen Effekte des atrialen natriuretischen Peptids (ANP) sind an der akuten Regulation des arteriellen Blutdrucks und des Blutvolumens beteiligt},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85351},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Mit dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass ANP {\"u}ber die Aktivierung der endothelialen Guanylyl Cyklase A (GC-A) akut die Permeabilit{\"a}t f{\"u}r Albumin an postkapill{\"a}ren Venolen stimuliert. Durch diesen Mechanismus ist ANP neben der chronischen auch an der akuten Reduktion des Plasmavolumens und des systolischen arteriellen Blutdrucks beteiligt. Aufgrund der wichtigen extrarenalen endothelialen Effekte stellt ANP das einzige hypovol{\"a}mische Hormon im Organismus dar und ist somit ein bedeutender physiologischer Regulator der transvaskul{\"a}ren Volumenhom{\"o}ostase. Jedoch sind diese Effekte deutlich von denen der vasoaktiven Substanzen, wie z. B. Histamin oder Thrombin und anderer diuretisch wirkender Substanzen, wie z. B. Schleifendiuretika, abzugrenzen. Vermutlich wird der permeabilit{\"a}tssteigernde Effekt von ANP durch die beobachtete gesteigerte PKG- und PKA-abh{\"a}ngige Phosphorylierung von VASP vermittelt, wodurch m{\"o}glicherweise die parazellul{\"a}re Permeabilit{\"a}t selektiv f{\"u}r Albumin gesteigert wird. Den gegenregulatorischen Mechanismus zur endothelialen GC-A stellt der NPR-C dar. Durch diesen erfolgt eine verminderte PKA- und PKG-abh{\"a}ngige Phosphorylierung von VASP, was durch die ANP-Infusion an EC GC-A KO M{\"a}usen beobachtet wurde und zu einer Reduktion der physiologischen Permeabilit{\"a}t f{\"u}r Albumin an den postkapill{\"a}ren Venolen f{\"u}hren k{\"o}nnte. Somit wird wahrscheinlich durch diesen Mechanismus das Plasmavolumen, aber nicht der systolische arterielle Blutdruck in vivo gesteigert und eine {\"u}bersteigerte Reaktion der GC-A verhindert. Aufgrund der enormen Bedeutung des ANP/GC-A Systems f{\"u}r die Modulation der endothelialen Permeabilit{\"a}t und die akuten sowie chronischen Regulation des Plasmavolumens und arteriellen Blutdrucks besitzt es bei Dysfunktion eine bedeutende klinische Relevanz. Denn durch eine verminderte Sekretion von ANP oder der Dysfunktion des endothelialen GC-A-Rezeptors, durch verschiedene Single Nucleotid Polymorphismen (SNPs) oder Desensitisierung, kann dieses System an der Entstehung der essentiellen Hypertonie oder der Hypervol{\"a}mie bzw. Hypernatri{\"a}mie bei herzinsuffizienten Patienten beteiligt sein.},
  subject      = {Atriales natriuretisches Hormon},
  language  = {de}
}