@phdthesis{Mannefeld2009,
  author    = {Mannefeld, Mirijam},
  title     = {Role of the human LIN complex in DNA damage induced regulation of gene expression},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-39261},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {In jeder menschlichen Zelle entstehen t{\"a}glich ca. 10.000 - 150.000 endogene DNA Sch{\"a}den. Eine Anh{\"a}ufung dieser L{\"a}sionen kann zu genetischer Instabilit{\"a}t f{\"u}hren und dadurch zur Krebsentwicklung beitragen. Daher ist eine schnelle DNA Schadensantwort n{\"o}tig, um schwerwiegende Folgen f{\"u}r die Zelle zu vermeiden. Da bekannt ist, dass der Multiproteinkomplex LINC (auch humaner dREAM-Komplex genannt) an der transkriptionellen Regulation mitotischer und G2-spezifischer Gene beteiligt ist, sollte in dieser Arbeit seine Beteiligung an der DNA Schadensantwort genauer untersucht werden. In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass in normal wachsenden Zellen B-MYB an den LINC-Kernkomplex bindet, welcher sich aus 5 Proteinen zusammensetzt: LIN-9, LIN-54, LIN-52, LIN-37 und RbAp48. Treten DNA Sch{\"a}den auf, dissoziiert B-MYB vom LINC Kernkomplex wobei gleichzeitig die Bindung von p130 und E2F4 an LINC induziert wird. Zus{\"a}tzlich konnte gezeigt werden, dass der Signalweg, der die LINC Umlagerung vermittelt, sowohl p53- als auch p21-abh{\"a}ngig ist. p53 negative Zellen k{\"o}nnen nach Sch{\"a}digung der DNA weder einen G1 Block induzieren noch einen G2 Block langfristig aufrechterhalten. Eine Erkl{\"a}rung f{\"u}r diese Schw{\"a}chung des G2 Arrests liefern Daten dieser Arbeit: Da in DNA gesch{\"a}digten p53 -/- Zellen keine LINC Umlagerung beobachtet werden kann und zus{\"a}tzlich B-MYB verst{\"a}rkt an LINC und die Zielpromotoren bindet, kommt es zu einer erh{\"o}hten G2/M Genexpression. Dies resultiert h{\"a}ufig in einem verfr{\"u}hten Wiedereintritt in den Zellzyklus („checkpoint adaptation"). Eine Daten-Analyse prim{\"a}rer Brustkrebstumore zeigte außerdem, dass erh{\"o}hte B-MYB Genexpressionslevel mit einer erh{\"o}hte R{\"u}ckfallgefahr und einer schlechten Prognose korrelieren, was m{\"o}glicherweise auf die Funktion von B-MYB w{\"a}hrend der „checkpoint adaptation" zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Schlussendlich lassen die Ergebnisse dieser Arbeit vermuten, dass die Hemmung der B-MYB Funktion in solchen Tumoren, die p53 Mutationen tragen, die Wahrscheinlichkeit eines Behandlungserfolges vergr{\"o}ßern und die Wahrscheinlichkeit eines R{\"u}ckfalls senken k{\"o}nnte.},
  subject      = {Zellzyklus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Brand2012,
  author    = {Brand, Susanne},
  title     = {Oxidativer Stress und DNA-Sch{\"a}den induziert durch das Peptidhormon Angiotensin II in vivo : Identifizierung des AT1-Rezeptors und reaktiver Sauerstoffspezies als urs{\"a}chliche Faktoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-77573},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) reguliert den Blutdruck und den Wasser- und Elektrolythaushalt des K{\"o}rpers. Angiotensin II (Ang II), das aktive Peptid des RAAS, bewirkt eine Vasokonstriktion und in h{\"o}heren Konzentrationen Bluthochdruck. Epidemiologische Studien haben gezeigt, dass eine Verbindung zwischen Hypertonie und dem geh{\"a}uften Auftreten von Krebs besteht. Eine Metaanalyse von 13 Fall-Kontroll-Studien konnte einen Zusammenhang zwischen Hypertonie und einem erh{\"o}hten Risiko, an einem Nierenzellkarzinom zu erkranken nachweisen. In vitro-Studien und Studien an der isolierten Niere konnten bereits genotoxische Effekte des blutdruckregulierenden Hormons Ang II zeigen. Zielsetzung dieser Arbeit war es, zun{\"a}chst in vivo zu pr{\"u}fen, ob steigende Ang II-Konzentrationen einen Einfluss auf die genomische Stabilit{\"a}t von Nieren- und Herzzellen besitzen. Hierzu wurden im Dosisversuch m{\"a}nnliche C57BL/6-M{\"a}use mit osmotischen Minipumpen ausgestattet, die Ang II in vier verschiedenen Konzentrationen zwischen 60 ng/kg min und 1 µg/kg min {\"u}ber einen Zeitraum von 28 Tagen abgeben sollten. W{\"a}hrend des Versuchszeitraums fanden regelm{\"a}ßige, nicht-invasive Blutdruckmessungen an der Maus statt. Die Behandlung mit Ang II f{\"u}hrte zu einem signifikanten Anstieg des Blutdrucks und zu histopathologischen Ver{\"a}nderungen der Glomeruli und des Tubulussystems, was sich in einer verschlechterten Albumin-Ausscheidung wiederspiegelte. Außerdem induzierte die Behandlung mit Ang II die dosisabh{\"a}ngige Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies, DNA-Doppelstrangbr{\"u}chen und oxidativer DNA-Sch{\"a}den. Diese Parameter waren bereits in Tieren erh{\"o}ht, die keinen Bluthochdruck entwickelten und stiegen mit der h{\"o}chsten Ang II-Konzentration noch an, obwohl hier im Vergleich zur Vorg{\"a}ngergruppe, die eine geringere Ang II-Konzentration erhielt, kein h{\"o}herer Blutdruck vorlag. Diese Beobachtung deutet auf eine m{\"o}gliche Unabh{\"a}ngigkeit des entstandenen Schadens vom Bluthochdruck hin und lenkt die Aufmerksamkeit auf Ang II als genomsch{\"a}digenden Faktor. Der folgende Interventionsversuch sollte Aufschluss {\"u}ber die m{\"o}gliche blutdruckunabh{\"a}ngige genomsch{\"a}digende Wirkung von Ang II geben. Dazu wurden C57BL/6-M{\"a}use neben der Ang II-Behandlung in einer Konzentration von 600 ng/kg min zus{\"a}tzlich {\"u}ber einen Zeitraum von 28 Tagen mit 5 verschiedenen Substanzen behandelt: Candesartan, Ramipril, Hydralazin, Eplerenon und Tempol. Candesartan ist ein Ang II-Rezeptor-Antagonist, der selektiv den AT1-Rezeptor blockiert. Ramipril wirkt als Hemmer des Angiotensin-Konversions-Enzyms und verhindert die Bildung von endogenem Ang II aus Ang I. Hydralazin, als Vasodilatator, greift nicht in das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System ein. Eplerenon blockiert als selektiver Aldosteronantagonist den Mineralkortikoidrezeptor. Tempol wirkt als Antioxidans. Die Behandlung mit Ang II in einer Konzentration von 600 ng/kg min im Interventionsversuch f{\"u}hrte zur Hochregulierung der NADPH-Oxidase 4 und zur Produktion reaktiver Sauerstoffspezies in der Niere und im kardiovaskul{\"a}ren Gewebe. Der entstandene oxidative Stress f{\"u}hrte wiederum zu DNA-Sch{\"a}den und einer Aktivierung der Transkriptionsfaktoren Nrf2 und NF-B. Nrf2-vermittelt wurde die Induktion antioxidativer Gene ausgel{\"o}st, was allerdings nicht ausreichend war, um vor Ang II-induzierten ROS und DNA-Sch{\"a}den zu sch{\"u}tzen. Eine l{\"a}ngerfristige NF-B-Aktivierung durch hohe Ang II-Spiegel kann das {\"U}berleben und die Proliferation von Zellen, die DNA-Sch{\"a}den in Form von Doppelstrangbr{\"u}chen tragen, f{\"o}rdern, was eine Tumor-initiierende Wirkung haben k{\"o}nnte. Die beschriebenen Effekte erh{\"o}hter Ang II-Spiegel konnten durch die Intervention mit dem AT1-Rezeptorblocker Candesartan verhindert werden, was die Beteiligung des Rezeptors nachweist. Eine blutdruckunabh{\"a}ngige, genomsch{\"a}digende Wirkung von Ang II konnte leider durch die Intervention mit Hydralazin nicht verdeutlicht werden, da die erw{\"u}nschte langfristige Blutdrucksenkung ausblieb. Allerdings zeigte die Intervention mit Tempol eine Abnahme an oxidativem Stress und DNA-Sch{\"a}den trotz ausbleibender Blutdrucksenkung. Die Bedeutung von ROS in der Bildung von DNA-Sch{\"a}den und die Unabh{\"a}ngigkeit dieser Sch{\"a}den vom Blutdruck konnten somit hervorgehoben werden. Die Tatsache, dass die Intervention mit Ramipril den Blutdruck nicht senken konnte, der oxidative Stress und die DNA-Sch{\"a}den durch m{\"o}gliche antioxidative Eigenschaften aber vermindert wurden, unterst{\"u}tzt diese Beobachtung. Die Intervention mit Eplerenon f{\"u}hrte zum Teil zu einer Verminderung an ROS und DNA-Sch{\"a}den, brachte diese Parameter aber nicht auf Kontrollniveau zur{\"u}ck. Somit ist eine Beteiligung von Aldosteron nicht auszuschließen.},
  subject      = {Oxidativer Stress},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Soliman2022,
  author    = {Soliman, Alexander},
  title     = {Einfluss des Gewichtsverlusts auf den oxidativen Stress und den DNS-Schaden in adip{\"o}sen Patient*innen nach bariatrischer Chirurgie},
  doi       = {10.25972/OPUS-25973},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-259737},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Einfluss des Gewichtsverlusts auf den oxidativen Stress und den DNS-Schaden in adip{\"o}sen Patient*innen nach bariatrischer Chirurgie Adipositas ist eine Erkrankung, die durch ein erh{\"o}htes Krebsrisiko neben zahlreichen anderen Komorbidit{\"a}ten mit weitreichenden Folgen f{\"u}r die Gesundheit adip{\"o}ser Patient*innen einhergeht. In der Pathogenese der adipositas-assoziierten Krebsarten sind dabei ein erh{\"o}hter oxidativer Stress sowie die damit einhergehende Sch{\"a}digung der DNS maßgeblich beteiligt. Im Umkehrschluss wurde in der vorliegenden Arbeit der Einfluss eines durch bariatrische Chirurgie induzierten Gewichtsverlusts auf den oxidativen Stress und DNS-Schaden in adip{\"o}sen Patient*innen anhand von Blutproben pr{\"a}operativ sowie 6 und 12 Monate postoperativ untersucht. In einer Subpopulation der Patient*innen konnte eine tendenzielle Verringerung des DNS-Schadens anhand des Comet-Assays in peripheren Lymphozyten beobachtet werden. Im Hinblick auf den oxidativen Stress wurde im Plasma die Eisenreduktionsf{\"a}higkeit als Maß f{\"u}r antioxidative Kapazit{\"a}t sowie Malondialdehyd als Surrogatmarker f{\"u}r das Ausmaß an Lipidperoxidation bestimmt. Weiterhin wurde in Erythrozyten das Gesamtglutathion und oxidierte Glutathion bestimmt. Die oxidativen Stressparameter zeigten insgesamt nach einer initialen Zunahme im oxidativen Stress 6 Monate postoperativ eine r{\"u}ckl{\"a}ufige Tendenz im oxidativen Stress am Studienende. Somit geben die Beobachtungen dieser Arbeit Anlass zur Hoffnung, dass adip{\"o}se Patient*innen durch einen bariatrisch induzierten Gewichtsverlust von einer Verringerung des Krebsrisikos profitieren k{\"o}nnten.},
  subject      = {Magenchirurgie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Arnold2001,
  author    = {Arnold, Markus A.},
  title     = {Oxidative DNA-Sch{\"a}digung durch elektronisch angeregte Carbonylverbindungen und daraus gebildete Radikalspezies},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1182038},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Mittels Laserblitz-Photolyse wurden die Triplettlebenszeiten sowie die L{\"o}schraten der Triplettzust{\"a}nde verschiedener Acetophenonderivate durch dG, 8-oxodG, DNA, molekularen Sauerstoff und die Ketone selbst bestimmt. F{\"u}r AP-OAc, AP und BP wurden Triplettlebensdauern von 7-9 µs gemessen, w{\"a}hrend die Triplettzust{\"a}nde von AP-OH und AP-OtBu aufgrund alpha Spaltung deutlich kurzlebiger waren (ca. 1 µs); die alpha Spaltung konnte EPR-spektroskopisch durch Spinabfangexperimente mit DMPO und TEMPO belegt werden. Im Fall von AP-OMe wurde weder dessen Triplettzustand noch die Bildung von Radikalen detektiert, was auf einer schnell ablaufenden Norrish-Typ-II-Spaltung beruht. Aufgrund dieses photochemischen Verhaltens wurden die Ketone (mit Ausnahme von AP-OMe) in zwei Gruppen klassifiziert, n{\"a}mlich die „Gruppe A"-Ketone (keine Radikalbildung) und die „Gruppe B"-Ketone (Radikalbildner). W{\"a}hrend die „Gruppe A"-Ketone gegen{\"u}ber niedrigen Konzentrationen von DNA (62.5 µM) inaktiv waren, verursachten die bei der Bestrahlung der „Gruppe B"-Ketone generierten Peroxylradikale, neben wenigen direkt induzierten Strangbr{\"u}chen, haupts{\"a}chlich die Guaninoxidationsprodukte 8-oxoGua und guanidinfreisetzende Produkte (GRP). Erst wenn die DNA-Konzentration zehnfach erh{\"o}ht wird (625 µM), tritt bei der Photolyse der „Gruppe A"-Ketone auch DNA-Oxidation durch einen Elektronentransfer von der Guaninbase auf das angeregte Keton ein. Ein analoger Konzentrationseffekt wurde auch in der dG-Oxidation beobachtet, bei niedrigen Substratkonzentrationen sind nur die radikalbildenden „Gruppe B"-Ketone aktiv. Die Tatsache, dass in der dG-Oxidation durch die „Gruppe A"-Ketone kein 8-oxodG detektiert wurde, wurde auf dessen effiziente Oxidation durch dG•+-Radikalkationen zur{\"u}ckgef{\"u}hrt. Die „Gruppe B"-Ketone sind in Abwesenheit von O2 gegen{\"u}ber dG und DNA oxidativ inaktiv, da die in der alpha Spaltung generierten kohlenstoffzentrierten Radikale keine Peroxylradikale bilden k{\"o}nnen. Die „Gruppe A"-Ketone sind gegen{\"u}ber DNA in Abwesenheit wie auch in Anwesenheit von Sauerstoff genauso reaktiv, da der Elektronentransfer von DNA zum Keton unabh{\"a}ngig von Sauerstoff ist. Um mechanistische Einblicke in die oxidative DNA-Sch{\"a}digung zu erlangen, wurden photochemische Modellstudien mit dem Nukleosid dG sowie 8-oxodG durchgef{\"u}hrt, wobei zus{\"a}tzlich Spiroiminodihydantoin gebildet wird. Bis vor kurzem wurde die Struktur dieses Oxidationsproduktes als 4-HO-8-oxodG angenommen, dass zuerst in der dG Oxidation mit Singulettsauerstoff (1O2) beobachtet wurde. Weder Spiroiminodihydantoin noch 4 HO-8-oxodG sind als authentische Verbindungen bekannt, so dass eine zweifelsfreie Strukturaufkl{\"a}rung die Bestimmung der Konnektivit{\"a}t der markierten Positionen erforderte. Diese Zuordnung erfolgte mittels eines SELINQUATE-NMR Spektrums, mit dem schl{\"u}ssig die 4 HO-8-oxodG-Struktur ausgeschlossen wurde. Wie alle „Gruppe B"-Ketone sind auch alle „Gruppe A"-Ketone in Abwesenheit von O2 mit Ausnahme von AP-OAc gegen{\"u}ber dG inert. Dies ist ein Beleg daf{\"u}r, dass der Elektronentransferschritt von dG zum Keton in Abwesenheit von Sauerstoff (im Gegensatz zur DNA-Oxidation) reversibel ist und daher keine Oxidation m{\"o}glich ist, wenn die Ketylradikale nicht durch O2 abgefangen werden. Das aus AP-OAc gebildete Ketylradikal besitzt als einziges einen effektiven unimolekularen Deaktivierungsweg, n{\"a}mlich die Acetation-abspaltung, so dass die Reversibilit{\"a}t nicht mehr m{\"o}glich ist.},
  subject      = {DNS-Sch{\"a}digung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Marquardt2002,
  author    = {Marquardt, Stefan},
  title     = {DNA-Sch{\"a}digung durch photochemische Alkoxylradikalquellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1182591},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Reaktive Sauerstoffspezies induzieren oxidative DNA-Sch{\"a}den (Oxidativer Stress) und spielen daher eine entscheidende Rolle bei Mutagenese, Kanzerogenese und Alterung. Durch die zunehmende terrestrische UV-Strahlung, die die Generierung solcher Spezies f{\"o}rdert, ist dieses Thema von besonderer Aktualit{\"a}t. W{\"a}hrend die Reaktivit{\"a}t von Hydroxylradikalen gegen{\"u}ber DNA bereits intensiv erforscht worden ist, sind die photobiologischen Wirkungen von Alkoxylradikalen bisher kaum untersucht. Vor diesem Hintergrund sollten neue photochemische Alkoxylradikalquellen entwickelt und deren Reaktivit{\"a}t gegen{\"u}ber Nukleins{\"a}uren mit dem bereits etablierten System Perester I verglichen werden. Auf diese Weise sollte ein allgemeines DNA-Schadensprofil von Alkoxylradikalen aufgestellt und deren Wirkungsgrad ermittelt werden. 1. Das wasserl{\"o}sliche Pyridon IIb ist aus dem entsprechenden Hydroxyderivat IIa durch Alkylierung mit tert-Butylbromid unter SN1-Bedingungen synthetisiert worden (Schema I). Seine photolytische Zersetzung f{\"u}hrt zu den Produkten 2-Pyridon IIIa (30 Prozent) und 3-tert-Butoxy-2-pyridon IIIb (27 Prozent). Bei Bestrahlung sowohl in organischen L{\"o}sungsmitteln (Benzol) als auch in w{\"a}ssrigem Medium erfolgt Freisetzung von tert-Butoxylradikalen, die EPR-spektroskopisch durch Spinabfang mit DMPO als DMPO-OtBu-Addukt nachgewiesen werden. In w{\"a}ssrigem Medium, unter Ausschluss von molekularem Sauerstoff werden zus{\"a}tzlich DMPO-Addukte von Methylradikalen (DMPO-Me) detektiert. Mit abnehmender Konzentration an eingesetztem DMPO entsprechen diese den Hauptradikaladdukten. Auch bei Photolyse der bereits etablierten tert-Butoxylradikalquelle Perester I werden unter diesen Bedingungen haupts{\"a}chlich Methylradikale abgefangen. Letztere werden aus den tert-Butoxylradikalen durch \&\#946;-Fragmentierung generiert. In Gegenwart von superhelikaler pBR 322 DNA induzieren die von tert-Butoxypyridon IIb photolytisch freigesetzten Radikale Einzelstrangbr{\"u}che. 2'-Desoxyguanosin (dG) wird durch Pyridon IIb bei Bestrahlung unter aeroben Bedingungen vorwiegend zu Guanidin-freisetzenden Produkten (z.B. Oxazolon) oxidiert, w{\"a}hrend 8-oxodG in nur vernachl{\"a}ssigbaren Mengen gebildet wird. Der Perester I zeigt ein analoges Schadensprofil. Die Reduktion der DNA- und dG-Sch{\"a}digung durch den Zusatz von Radikalf{\"a}ngern manifestiert, dass die von Pyridon IIb freigesetzten Radikale die Oxidantien sind. Photosensibilisierte oxidative Sch{\"a}digung durch die Photoprodukte der Radikalquelle werden durch zeitabh{\"a}ngige Studien ausgeschlossen. Diese ergeben, dass nach vollst{\"a}ndiger photo-lytischer Zersetzung des Pyridons IIb keine Schadensbildung sowohl an dG als auch an pBR 322 DNA mehr erfolgt. Unter Ausschluss von molekularem Sauerstoff induziert die Photolyse von Pyridon IIb und Perester I die Bildung von 8-MedG (2.3 Prozent f{\"u}r Pyridon IIb, 2.0 Prozent f{\"u}r Perester I) in beachtlichen Ausbeuten. Auch N7-MedG (0.3 Prozent) konnte detektiert werden. Daraus wird auf eine erhebliche Schadensbildung durch Methylradikale geschlossen. Unter Ber{\"u}cksichtigung der jeweiligen Geschwindigkeitskonstanten und der verwendeten dG-Konzentration wird ermittelt, dass weniger als 0.3 Prozent der aus Perester I oder Pyridon IIb freigesetzten tert-Butoxylradikale direkt mit dG reagieren, w{\"a}hrend mehr als 99 Prozent zu Methylradikale fragmentieren. Fazit 1: Das Pyridon IIb ist eine photochemische Quelle f{\"u}r tert-Butoxylradikale und zeigt das gleiche Schadensprofil gegen{\"u}ber dG und DNA wie der Perester I. Die tert-Butoxylradikale k{\"o}nnen jedoch als sch{\"a}digende Spezies ausgeschlossen werden, da sie viel effizienter zu Methylradikalen fragmentieren als mit dG reagieren. Die aus den Methylradikalen in Gegenwart von Sauerstoff gebildeten Methylperoxyl-radikale und deren Folgeradikale sind f{\"u}r die beobachteten Sch{\"a}den verantwortlich. 2. Neben dem tert-Butoxypyridon IIb werden auch die Isopropoxylradikalquellen Pyridon IIc und Thiazolthion IV untersucht. Laserblitz-Studien ergeben, dass f{\"u}r beide Systeme die NO-Bindungsspaltung der dominierende erste photochemische Prozess ist [\&\#1060;N-O = (75 ± 8)Prozent f{\"u}r Pyridon IIc und \&\#1060;N-O = (65 ± 7)Prozent f{\"u}r Thiazolthion IV]. Im Falle des Thiazolthions IV zeigen sowohl Laserblitz-Experimente als auch Produktstudien auf, dass bei der Photolyse zun{\"a}chst das Disulfid V gebildet wird, aus dem dann durch CS-Bindungsspaltung die Produkte VI-VIII hervorgehen. Das Isopropoxypyridon IIc liefert in Analogie zu dem tert-Butoxyderivat IIb die Photoprodukte 2-Pyridon IIIa und 3-Isopropoxy-2-pyridon IIIc. Die photolytische NO-Bindungsspaltung wird f{\"u}r beide Photo-Fenton-Reagenzien dadurch weiter best{\"a}tigt, dass in Gegenwart von DMPO in Benzol die Bildung von Isopropoxylradikal-Addukten EPR-spektroskopisch nachgewiesen wird. In w{\"a}ssrigem Medium (H2O : MeCN = 60 : 40) wird bei Bestrahlung von Pyridon IIc eine Mischung von Isopropoxyl- (DMPO-OiPr) und 2-Hydroxyprop-2-ylradikalen (DMPO-CMe2OH) mit DMPO abgefangen. Letztere Radikale gehen aus dem Isopropoxylradikal durch H-Shift hervor und werden bei Einsatz geringer Konzentrationen an DMPO EPR-spektroskopisch haupts{\"a}chlich detektiert (Schema II). Bei Bestrahlung in reinem Wasser sind diese die einzig abgefangenen Radikalspezies. Im Gegensatz dazu liefert das Thiazolthion IV unter jeglichen Bedingungen ausschließlich die DMPO-Addukte der Isopropoxylradikale. Kontrollexperimente ergeben, dass im Falle des Thiazolthions IV die 2-Hydroxyprop-2-ylradikale schneller von dem Photoprodukt Disulfid V als von DMPO abgefangen werden. Deshalb werden diese Kohlenstoffradikale nicht als DMPO-Addukte bei der Photolyse des Thiazolthions IV im EPR-Spektrum nachgewiesen, sondern ausschließlich die Isopropoxylradikaladdukte DMPO-OiPr. Fazit 2: Sowohl das Pyridon IIc als auch das Thiazolthion IV zerfallen durch photolytischen NO-Bindungsbruch unter Freisetzung von Isopropoxylradikalen, die in w{\"a}ssrigem Medium zu 2-Hydroxyprop-2-ylradikalen umlagern. Im Falle des Thiazolthions IV verhindert das Disulfid V, dass diese Spezies mit DMPO abgefangen werden, im Falle des Pyridons IIc sind sie die dominiernden DMPO-Radikalspezies im EPR-Spektrum. 3. Sowohl das Pyridon IIc (17 Prozent) als auch das Thiazolthion IV (12 Prozent) induzieren unter Bestrahlung in superhelikaler pBR 322 DNA in einem L{\"o}sungsmittelgemisch von H2O : MeCN = 60 : 40 nur geringe Mengen an offen-circularer DNA. In reinem Wasser hingegen, zeigt das Pyridon IIc eine viel h{\"o}here Reaktivi{\"a}t zur Strangbruchbildung (32 Prozent offen-circulare DNA). Da in diesem Medium die 2-Hydroxyprop-2-ylradikale als einzige Spezies detektiert worden sind, sollten unter diesen Bedingungen Oxylradikale f{\"u}r die Strangbruchbildung verantwortlich sein, die aus den 2-Hydroxyprop-2-ylradikalen nach Addition von Luftsauerstoff hervorgehen. Die schwache Induktion von Strangbr{\"u}chen durch das Thiazolthion IV wird auf die Isopropoxylradikale zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sein, da diese die einzigen Intermediate sind, die bei Bestrahlung dieses Photo-Fenton-Reagenzes detektiert werden. Fazit 3: Die von Pyridon IIc generierten 2-Hydroxyprop-2-ylradikale zeigen nach Addition von molekularem Sauerstoff eine h{\"o}here Aktivit{\"a}t zur Strangbruchbildung als die von Thiazolthion IV freigesetzten und ausschließlich detektierten Isopropoxylradikale.},
  subject      = {DNS-Sch{\"a}digung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Vukicevic2004,
  author    = {Vukicevic, Vladimir},
  title     = {Mechanisms of apoptosis modulation and their contribution to genomic instability in tumor cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-10605},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {The concept of programmed cell death has been increasingly considered from various aspects since early 1970's. Primarily, knowledge of apoptosis referred to morphological changes in which chromatin is condensed and increasingly fragmented, revealed as small structure in the nucleus. The membrane shrinks and the cell becomes dense as can be seen by flow cytometry. Interestingly, similar modes of cell deletion were observed in nematodes indicating that apoptosis is a highly conserved machinery. Three Caeonorhabditis elegans gene products are found to have high homology with mammalian apoptotic genes: CED-9 inhibits apoptosis and is related to bcl-2; CED-3 and CED-4 promote apoptosis and are related to caspase 9 and APAF-1. Apoptosis is not accidental death, but a highly controlled and medically important molecular process. More general terms such as 'physiological' or 'regulated' cell death cover different morphologies and sequences. Programmed suicide of cells that were subjected to toxic exogenous and endogenous stimuli plays a key role in understanding cancer development and its treatment. Apoptosis involves sequences of events that may overlap and play contradictory or antagonistic roles in cell death. Generally, the ability to trigger apoptotic processes in cancer cells would benefit an organism by keeping homeostasis intact. Programmed cell death is a regularly present mechanism, for instance, in lymphocyte recruitment in the thymus where immature lymphocytes may recognize host antigens. Therefore, such lymphocytes become apoptotic and are removed by macrophages. Removal prevents possible autoimmune diseases. Unlike apoptosis, necrosis is a passive process of cell death recognizable by membrane morphological changes and accompanied by leakage of intracellular material into intercellular space that may cause inflammation in the organism. Signals that may initiate apoptosis are generally classified into two groups: signals that launch extrinsic apoptotic pathways starting with aggregation of death receptors and intrinsic apoptotic pathways starting with disruption of intracellular homeostasis such as the release of mitochondrial factors or DNA degradation. Early in the process, apoptotic signals may lead to a broad range of signaling mechanisms such as DNA repair and assessment of DNA damage (check points). Thus, failure in any of these steps can cause a defective apoptotic response that plays a decisive role in both tumorigenesis and drug resistance in tumor treatment. More distinctly, the capability of cancer cells to go into apoptosis prevents further neoplastic changes. Generally, the purpose of this study is to investigate the balance between formation of genomic damage and induction of apoptosis under genotoxic stress. After genotoxic insult there are different possibilities for the fate of a cell (Figure 1). The genomic integrity is analyzed at cellular checkpoints, usually leading to a delay in cell cycle progression if DNA was damaged. Mutations in genes such as p53 and p21 change the cellular response to genotoxic stress and may alter the balance between apoptosis and genomic damage. However, p53 is usually mutated or not expressed in 70\% of human tumors. Alterations in p53 states that reflect distinct apoptotic response upon induction of DNA damage were examined. In this study, three cell lines with distinct p53 states were used: TK6 harboring wild-type p53, WTK1 with mutated p53 and NH32 with knocked out p53. In the present work we applied different approaches to investigate the correlation between DNA damage and apoptotic responsiveness in cancer cell lines with different p53 states or in hormone responsive cell lines with over expressed bcl-2 gene. We were focused on effects caused by temporary down regulation of the p53 and Bcl-2 activity in human lymphoblastoid cell lines. In addition, we investigated the impact of estradiol-induced proliferation on apoptosis and DNA damage in stably transfected cells with bcl-2gene.},
  subject      = {Apoptosis},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Brink2007,
  author    = {Brink, Andreas},
  title     = {The biological significance of chemically-induced DNA adducts in relation to background DNA damage},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-23850},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {No abstract available},
  subject      = {DNS-Sch{\"a}digung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Jonas2008,
  author    = {Jonas, Ren{\´e}},
  title     = {Arsen-induzierte Zyto- und Gentoxizit{\"a}t sowie deren Modulation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28772},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Arsen ist daf{\"u}r bekannt, dass es mutagen und kanzerogen wirkt und ein gentoxisches Potential besitzt. Die Mechanismen, durch die diese Effekte ausge{\"u}bt werden, sind noch nicht vollst{\"a}ndig aufgekl{\"a}rt. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass Parameter, die mit der Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), z.B. Superoxiddismutaseaktivit{\"a}t und H{\"a}moxygenase-Genexpression, und Ver{\"a}nderungen des epigenetischen Musters der DNA, z.B. Depletion von S-Adenosylmethionin, in Zusammenhang stehen, durch Arsen beeinflusst werden. In dieser Studie wurde versucht, das gentoxische Potential von Arsen mit Hilfe des Comet Assay, eines Standard-Gentoxizit{\"a}tstests, zu charakterisieren sowie zu pr{\"u}fen, ob dieser Test eine geeignete Messmethode f{\"u}r die gentoxische Wirkung von Arsen darstellt. Dies wurde unter Heranziehung verschiedener additiver Messgr{\"o}ßen wie der Vitalit{\"a}t und der Proliferation sowie der parallelen Quantifizierung der Mitose-, C-Mitose-, Mikrokern- und Apoptosefrequenzen der verwendeten murinen L5178Y-Zellen durchgef{\"u}hrt. Des Weiteren wurde der den Arsen-bedingten DNA-Sch{\"a}den zugrundeliegende Mechanismus genauer beleuchtet. Unter Zuhilfenahme verschiedener Modulatoren wurden durch Arsen induzierter oxidativer Stress und durch Arsen induzierte Ver{\"a}nderung der epigenetischen DNA-Struktur untersucht. Ferner wurde gepr{\"u}ft, inwieweit die Inhibition von oxidativem Stress und Hypomethylierung der DNA zur Verringerung von potenziellen Folgen wie der Entstehung unnat{\"u}rlicher Mitosemorphologien und chromosomaler Aberrationen beitragen k{\"o}nnen, die wiederum eventuell in der Entstehung von Karzinomen resultieren k{\"o}nnen. F{\"u}r die Modulation der Freisetzung von ROS wurden als prooxidative Substanz 4-Nitrochinolin-1-Oxid und als Antioxidantien Benfotiamin (Vitamin-B1-Prodrug), N-Acetylcystein (NAC) und \&\#945;-Tocopherol (Vitamin E) ausgew{\"a}hlt. Das Methylierungs¬muster der DNA sollte durch das hypomethylierende Agens 5-Azacytidin und durch die potenziell hypermethylierenden Verbindungen S-Adenosylmethionin (SAM) und Folat beeinflusst werden. Die Untersuchungen bez{\"u}glich des gentoxischen Potentials von Arsen und die Eignung des Comet Assay f{\"u}r dessen Quantifizierung ergaben, dass unter Miteinbeziehung der erw{\"a}hnten additiven Parameter und der Quantifizierung nach Behandlung mit unterschiedlichen Arsen-Konzentrationen nach unterschiedlich langen Behandlungszeiten die im Comet Assay erzielten Werte als korrekt und zuverl{\"a}ssig angesehen werden k{\"o}nnen. Des Weiteren zeigten die Untersuchungen der Freisetzung von ROS und der Ver{\"a}nderung des DNA-Methylierungsmusters mit Hilfe von Modulatoren, dass beide Mechanismen an den Arsen-induzierten Effekten beteiligt sind. Nicht nur konnte mit Hilfe der Modulatoren jeweils die Inhibition der Freisetzung von ROS und der DNA-Hypomethylierung erreicht werden, es konnte zudem gezeigt werden, dass die Substanzen auch die Reduktion der erh{\"o}hten Anzahl unnat{\"u}rlicher Mitosemorphologien und chromosomaler Aberrationen bewirkten. Dieser Zusammenhang konnte in dieser Studie zum ersten Mal aufgezeigt werden und k{\"o}nnte im Hinblick auf die potenzielle Erniedrigung der Krebsinzidenzen durch Supplementierung der Bev{\"o}lkerung in Gebieten mit Arsen-belastetem Trinkwasser mit den genannten Modulatoren von Bedeutung sein.},
  subject      = {Oxidativer Stress},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mueller2010,
  author    = {M{\"u}ller, Judith},
  title     = {Die Rolle der HectH9/Mcl1-Interaktion in der Myc-induzierten Apoptose und Auswirkungen der Myc V394D-Mutation auf die von c-Myc gesteuerten Tumorgenese in einem transgenen Mausmodell},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55789},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {W{\"a}hrend der Entstehung von Tumoren k{\"o}nnen zwei Mechanismen auftreten, die beide von der Aktivit{\"a}t der Onkogene abh{\"a}ngig sind und die Tumorgenese einschr{\"a}nken. F{\"u}r das Onkogen Myc ist gezeigt, dass es sowohl Apoptose als auch unter bestimmten Umst{\"a}nden Seneszenz ausl{\"o}sen kann und damit sein eigenes onkogenes Potential limitiert. Im Rahmen dieser Arbeit konnte ich mich mit diesen Tumor-suppressiven Mechanismen in zwei unabh{\"a}ngigen Teilprojekten besch{\"a}ftigen. Eine erh{\"o}hte Expression von Myc steigert die Proliferation der Zellen, induziert aber gleichzeitig Doppelstrangbr{\"u}che an der DNA. Durch den dadurch entstandenen Schaden wird die DNA-Schadensantwort ausgel{\"o}st, die zum Beispiel zur Phosphorylierung von H2A.X durch die Kinasen Atm und Atr f{\"u}hrt. Ein weiteres putatives Zielprotein dieser Kinasen ist HectH9, das abh{\"a}ngig vom DNA-Schaden das mitochondriale Protein Mcl1 ubiquitiniert und es damit f{\"u}r den proteasomalen Abbau markiert. Im ungestressten Zustand interagiert das in der mitochondrialen Membran lokalisierte Protein Mcl1 mit proapoptotischen Proteinen und h{\"a}lt deren inerten Status aufrecht. Die Reduktion der Mcl1-Mengen ist essentiell, um die proapoptotischen Proteine zu aktivieren, dadurch die Freisetzung von Zytochrom C aus dem Mitochondrium zu veranlassen und damit den Prozess der Apoptose einleiten zu k{\"o}nnen. Anhand der in dieser Arbeit dokumentierten Daten bietet sich Mcl1 als potentielles Zielprotein f{\"u}r pharmazeutisch Strategien zur Therapie Myc-induzierter Tumore an. Im Idealfall erh{\"o}ht eine verst{\"a}rkte Reduktion seiner Proteinmengen die zellul{\"a}re Apoptose und verringert somit das Tumorwachstum. Im murinen T-Zell-Lymphom wird die Myc-abh{\"a}ngige Tumorgenese durch eine Mutation der Proteinsequenz von Myc verlangsamt. Diese Mutation unterbindet die Bindung von Myc zu Miz1 und verhindert dadurch die Repression von Zielgenen. Abh{\"a}ngig von der Interaktion von Myc zu Miz1 gelingt die Inhibition der Transkription des Zellzyklusinhibitors p15Ink4b. Die Interaktion von Myc und Miz1 ist essentiell um die TGFbeta-abh{\"a}ngige Seneszenz zu umgehen. Dar{\"u}ber hinaus ist Myc direkt an der Repression von TGFbeta beteiligt. Entgegen der bisher verwendeten Modelle konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass Myc unabh{\"a}ngig von Miz1 zu den Promotoren der reprimierten Zielgene rekrutiert wird und die Bindung der beiden Proteine offensichtlich nur f{\"u}r die Transrepression essentiell ist.},
  subject      = {Myc},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Fazeli2010,
  author    = {Fazeli, Gholamreza},
  title     = {Signaling in the induction of genomic damage by endogenous compounds},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55634},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Reactive oxygen species (ROS) are continuously generated in cells and are involved in physiological processes including signal transduction but also their damaging effects on biological molecules have been well described. A number of reports in the literature implicate excessive oxidative stress and/or inadequate antioxidant defense in the pathogenesis of cancer, atherosclerosis, chronic and age related disorders. Several studies have indicated that activation of the renin-angiotensin-aldosterone-system can lead to the formation of ROS. Epidemiological studies have revealed higher renal cell cancer incidences and also higher cancer mortalities in hypertensive individuals. Recently, our group has shown that perfusion of the isolated mouse kidney with Ang II or treatment of several cell lines with Ang II leads to formation of DNA damage and oxidative base modifications. Here, we tried to scrutinize the pathway involved in genotoxicity of Ang II. We confirmed the genotoxicity of Ang II in two kidney cell lines of human origin. Ang II treatment led to the production of superoxide anions which we could hinder when we used the membrane permeable superoxide dismutase (SOD) mimetic TEMPOL. One of the enzymes which is activated in the cells after Ang II treatment and is able to produce ROS is NADPH oxidase. We demonstrated the activation of NADPH oxidase in response to Ang II by upregulation of its p47 subunit using RT-PCR. Also, pPhosphorylation of p47 subunit of NADPH oxidase after Ang II treatment was enhanced. Using two inhibitors we showed that NADPH oxidase inhibition completely prevents DNA damage by Ang II treatment. To differentiate between Nox2 and Nox4 isoforms of NADPH oxidase subunits in the genotoxicity of Ang II, we performed siRNA inhibition and found a role only for Nox4, while Nox2 was not involved. Next, we investigated PKC as a potential activator of NADPH oxidase. We showed that PKC becomes phosphorylated after Ang II treatment and also that inhibition of PKC hinders Ang II from damaging the cells. Our results from using several inhibitors of different parts of the pathway revealed that PKC activation in this pathway is dependent on the action of PLC on membrane phospholipids and production of IP3. IP3 binds to its receptor at endoplasmic reticulum (ER), opening a channel which allows calcium efflux into the cytoplasm. In this manner, both ER calcium stores and extracellular calcium cooperate so that Ang II can exert its genotoxic effect. PLC is activated by AT1R stimulation. We could also show that the genotoxicity of Ang II is mediated via AT1R signaling using the AT1R antagonist candesartan. In conclusion, here we have shown that Ang II is able to damage genomic damage in cell lines of kidney origin. The observed damage is associated with production of ROS. A decrease in Ang II-induced DNA damage was observed after inhibition of G-proteins, PLC, PKC and NADPH oxidase and interfering with intra- as well as extracellular calcium signaling. This leads to the following preliminary model of signaling in Ang II-induced DNA damage: binding of Ang II to the AT1 receptor activates PLC via stimulation of G-proteins, resulting in the activation of PKC in a calcium dependent manner which in turn, activates NADPH oxidase. NADPH oxidase with involvement of its Nox4 subunit then produces reactive oxygen species which cause DNA damage. Dopamine content and metabolism in the peripheral lymphocytes of PD patients are influenced by L-Dopa administration. The PD patients receiving a high dose of L-Dopa show a significantly higher content of dopamine in their lymphocytes compared to PD patients who received a low dose of L-Dopa or the healthy control. Central to many of the processes involved in oxidative stress and oxidative damage in PD are the actions of monoamine oxidase (MAO), the enzyme which is responsible for the enzymatic oxidation of dopamine which leadsing to production of H2O2 as a by-product. We investigated whether dopamine oxidation can cause genotoxicity in lymphocytes of PD patents who were under high dose L-Dopa therapy and afterward questioned the occurrence of DNA damage after dopamine treatment in vitro and tried to reveal the mechanism by which dopamine exerts its genotoxic effect. The frequency of micronuclei in peripheral blood lymphocytes of the PD patients was not elevated compared to healthy age-matched individuals, although the formation of micronuclei revealed a positive correlation with the daily dose of L-Dopa administration in patients who received L-Dopa therapy together with dopamine receptor agonists. In vitro, we describe an induction of genomic damage detected as micronucleus formation by low micromolar concentrations in cell lines with of different tissue origins. The genotoxic effect of dopamine was reduced by addition of the antioxidants TEMPOL and dimethylthiourea which proved the involvement of ROS production in dopamine-induced DNA damage. To determine whether oxidation of dopamine by MAO is relevant in its genotoxicity, we inhibited MAO with two inhibitors, trans-2-phenylcyclopropylamine hydrochloride (PCPA) and Ro 16-6491 which both reduced the formation of micronuclei in PC-12 cells. We also studied the role of the dopamine transporter (DAT) and dopamine type 2 receptor (D2R) signaling in the genotoxicity of dopamine. Inhibitors of the DAT, GBR-12909 and nomifensine, hindered dopamine-induced genotoxicity. These results were confirmed by treatment of MDCK and MDCK-DAT cells, the latter containing the human DAT gene, with dopamine. Only MDCK-DAT cells showed elevated chromosomal damage and dopamine uptake. Although stimulation of D2R with quinpirole in the absence of dopamine did not induce genotoxicity in PC-12 cells, interference with D2R signaling using D2R antagonist and inhibition of G-proteins, phosphoinositide 3 kinase and extracellular signal-regulated kinases reduced dopamine-induced genotoxicity and affected the ability of DAT to take up dopamine. Furthermore, the D2R antagonist sulpiride inhibited the dopamine-induced migration of DAT from cytosol to cell membrane. Overall, the neurotransmitter dopamine causes DNA damage and oxidative stress in vitro. There are also indications that high dose L-Dopa therapy might lead to oxidative stress. Dopamine exerts its genotoxicity in vitro upon transport into the cells and oxidization oxidation by MAO. Transport of dopamine by DAT has the central role in this process. D2R signaling is involved in the genotoxicity of dopamine by affecting activation and cell surface expression of DAT and hence modulating dopamine uptake. We provided evidences for receptor-mediated genotoxicity of two compounds with different mechanism of actions. The involvement of these receptors in many human complications urges more investigations to reveal whether abnormalities in the endogenous compounds-mediated signaling can play a role in the initiation of new conditions like carcinogenesis.},
  subject      = {Angiotensin II},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Eman2013,
  author    = {Eman, Maher Othman Sholkamy},
  title     = {In Vitro and In Vivo Analysis of Insulin-Induced Oxidative Stress and DNA Damage},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69274},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Hyperinsulinemia, a condition with excessively high insulin blood levels, is related to an increased cancer incidence. Diabetes mellitus, metabolic syndrome, obesity and polycystic ovarian syndrome are the most common of several diseases accompanied by hyperinsulinemia. Since an elevated cancer risk especially for colon and kidney cancers, was reported for those patients, we investigated for the first time the induction of genomic damage by insulin mainly in HT29 (human colon cells), LLC-PK1 (pig kidney cells), HK2 (human kidney cells) and peripheral lymphocytes, and to confirm the genotoxicity of insulin in other cells from different tissues. To ascertain that the insulin effects were not only limited to permanent cell lines, rat primary colon, kidney, liver and fatty tissue cells were also studied. To connect the study and the findings to in vivo conditions, two in vivo models for hyperinsulinemia were used; Zucker diabetic fatty rats in a lean and diabetic state infused with different insulin concentrations and peripheral lymphocytes from type 2 diabetes mellitus patients. First, the human colon adenocarcinoma cells (HT29) showed significant elevation of DNA damage using comet assay and micronucleus frequency analysis upon treatment with 5 nM insulin in standard protocols. Extension of the treatment to 6 days lowered the concentration needed to reach significance to 0.5-1 nM. Insulin enhanced the cellular ROS production as examined by the oxidation of the dyes 2´,7´-dichlorodihydrofluorescein diacetate (H2DCF-DA) and dihydroethidium (DHE). The FPG modified comet assay and the reduction of damage by the radical scavenger tempol connected the insulin-mediatedDNA damage to ROS production. To investigate the sources of ROS upon insulin stimulation, apocynin and VAS2870 as NADPH oxidase inhibitors and rotenone as mitochondrial inhibitor were applied in combination with insulin and all of them led to a reduction of the genomic damage. Investigation of the signaling pathway started by evaluation of the binding of insulin to its receptor and to the IGF-1 receptor. The results showed the involvement of both receptors in the signaling mechanism. Following the activation of both receptors, PI3K activation occurs leading to phosphorylation of AKT which in turn activates two pathways for ROS production, the first related to mitochondria and the second through activation of Rac1 , resulting in the activation of Nox1. Both pathways could be activated through AKT or through the mitochondrial ROS which in turn could activates Nox1. Studying another human colon cancer cell line, Caco-2 and rat primary colon cells in vitro confirmed the effect of insulin on cellular chromatin. We conclude that pathophysiological levels of insulin can cause DNA damage in colon cells, which may contribute to the induction or progression of colon cancer. Second, in kidney cells, insulin at a concentration of 5 nM caused a significant increase in DNA damage in vitro. This was associated with the formation of reactive oxygen species (ROS). In the presence of antioxidants, blockers of the insulin and IGF-1 receptors, and a phosphatidylinositol 3-kinases (PI3K) inhibitor, the insulin mediated DNA damage was reduced. Phosphorylation of AKT was increased and p53 accumulated. Inhibition of the mitochondrial and NADPH oxidase related ROS production reduced the insulin mediated damage. In primary rat cells insulin also induced genomic damage. HK2 cells were used to investigate the mechanistic pathway in the kidney The signaling is identical to the one in the colon cells untill the activation of the mitochondrial ROS production, because after the activation of PI3K activation of Nox4 occurs at the same time across talk between mitochondria and Nox4 activation has been suggested and might play a role in the observed effects. In the in vivo model, kidneys from healthy, lean ZDF rats, which were infused with insulin to yield normal or high blood insulin levels, while keeping blood glucose levels constant, the amounts of ROS and p53 were elevated in the high insulin group compared to the control level group. ROS and p53 were also elevated in diabetic obese ZDF rats. The treatment of the diabetic rats with metformin reduced the DNA oxidation measured as 8-oxodG as well as the ROS production in that group. HL60 the human premyelocytic cells and cultured lymphocytes as models for the hemopoietic system cells showed a significant induction for DNA damage upon treatment with insulin. The diabetic patients also exhibited an increase in the micronucleus formation over the healthy individuals. In the present study, we showed for the first time that insulin induced oxidative stress resulting in genomic damage in different tissues, and that the source of the produced ROS differs between the tissues. If the same mechanisms are active in patients, hyperinsulinemia might cause genomic damage through the induction of ROS contributing to the increased cancer risk, against which the use of antioxidants as well as mitochondrial and NADPH oxidase inhibitors might exert protective effects with cancer preventive potential under certain conditions. Normal healthy human plasma insulin concentrations are in the order of 0.04 nM after overnight fasting and increase to less than about 0.2 nM after a meal. Pathophysiological levels can reach 1 nM and can stay above 0.2 nM for the majority of the daytime yielding condictions close to the insulin concentrations determined in the present study. Whether the observed effects also occur in vivo and whether they actually initiate or promote tumor formation remains to be determined. However, if proof of that can be obtained, our experiments with inhibitors indicate chances for pharmacological intervention applying antioxidants or enzyme inhibitors. It will not be the aim to reduce ROS in any case or as much as possible because ROS have now been recognized as important signaling molecules and participatants in immune defense, but a reduction to physiological levels instead of pathophysiological levels in the context of a disease associated with ROS overproduction might be beneficial.},
  subject      = {Insulin},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Soliman2022,
  author    = {Soliman, Alexander},
  title     = {Einfluss des Gewichtsverlusts auf den oxidativen Stress und den DNS-Schaden in adip{\"o}sen Patient*innen nach bariatrischer Chirurgie},
  doi       = {10.25972/OPUS-27835},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-278354},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Adipositas ist eine Erkrankung, die durch ein erh{\"o}htes Krebsrisiko neben zahlreichen anderen Komorbidit{\"a}ten mit weitreichenden Folgen f{\"u}r die Gesundheit adip{\"o}ser Patient*innen einhergeht. In der Pathogenese der adipositas-assoziierten Krebsarten sind dabei ein erh{\"o}hter oxidativer Stress sowie die damit einhergehende Sch{\"a}digung der DNS maßgeblich beteiligt. Im Umkehrschluss wurde in der vorliegenden Arbeit der Einfluss eines durch bariatrische Chirurgie induzierten Gewichtsverlusts auf den oxidativen Stress und DNS-Schaden in adip{\"o}sen Patient*innen anhand von Blutproben pr{\"a}operativ sowie 6 und 12 Monate postoperativ untersucht. In einer Subpopulation der Patient*innen konnte eine tendenzielle Verringerung des DNS-Schadens anhand des Comet-Assays in peripheren Lymphozyten beobachtet werden. Im Hinblick auf den oxidativen Stress wurde im Plasma die Eisenreduktionsf{\"a}higkeit als Maß f{\"u}r die antioxidative Kapazit{\"a}t sowie Malondialdehyd als Surrogatmarker f{\"u}r das Ausmaß an Lipidperoxidation bestimmt. Weiterhin wurde in Erythrozyten das Gesamtglutathion und das oxidierte Glutathion bestimmt. Die oxidativen Stressparameter zeigten insgesamt nach einer initialen Zunahme im oxidativen Stress 6 Monate postoperativ eine r{\"u}ckl{\"a}ufige Tendenz im oxidativen Stress am Studienende. Somit geben die Beobachtungen dieser Arbeit Anlass zur Hoffnung, dass adip{\"o}se Patient*innen durch einen bariatrisch induzierten Gewichtsverlust von einer Verringerung des Krebsrisikos profitieren k{\"o}nnten.},
  subject      = {Magenchirurgie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Solvie2023,
  author    = {Solvie, Daniel Alexander},
  title     = {Molecular Mechanisms of MYC as Stress Resilience Factor},
  doi       = {10.25972/OPUS-30539},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-305398},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Cancer is one of the leading causes of death worldwide. The underlying tumorigenesis is driven by the accumulation of alterations in the genome, eventually disabling tumor suppressors and activating proto-oncogenes. The MYC family of proto-oncogenes shows a strong deregulation in the majority of tumor entities. However, the exact mechanisms that contribute to MYC-driven oncogenesis remain largely unknown. Over the past decades, the influence of the MYC protein on transcription became increasingly apparent and was thoroughly investigated. Additionally, in recent years several publications provided evidence for so far unreported functions of MYC that are independent of a mere regulation of target genes. These findings suggest an additional role of MYC in the maintenance of genomic stability and this role is strengthened by key findings presented in this thesis. In the first part, I present data revealing a pathway that allows MYC to couple transcription elongation and DNA double-strand break repair, preventing genomic instability of MYC-driven tumor cells. This pathway is driven by a rapid transfer of the PAF1 complex from MYC onto RNAPII, a process that is mediated by HUWE1. The transfer controls MYC-dependent transcription elongation and, simultaneously, the remodeling of chromatin structure by ubiquitylation of histone H2B. These regions of open chromatin favor not only elongation but also DNA double-strand break repair. In the second part, I analyze the ability of MYC proteins to form multimeric structures in response to perturbation of transcription and replication. The process of multimerization is also referred to as phase transition. The observed multimeric structures are located proximal to stalled replication forks and recruit factors of the DNA-damage response and transcription termination machinery. Further, I identified the HUWE1-dependent ubiquitylation of MYC as an essential step in this phase transition. Cells lacking the ability to form multimers display genomic instability and ultimately undergo apoptosis in response to replication stress. Both mechanisms present MYC as a stress resilience factor under conditions that are characterized by a high level of transcriptional and replicational stress. This increased resilience ensures oncogenic proliferation. Therefore, targeting MYC's ability to limit genomic instability by uncoupling transcription elongation and DNA repair or disrupting its ability to multimerize presents a therapeutic window in MYC-dependent tumors.},
  subject      = {MYC},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Xu2022,
  author    = {Xu, Wenshan},
  title     = {Regulation of the DNA Damage Response by the Ubiquitin System},
  doi       = {10.25972/OPUS-16006},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-160064},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {DNA damage occurs frequently during normal cellular progresses or by environmental factors. To preserve the genome integrity, DNA damage response (DDR) has evolved to repair DNA and the non-properly repaired DNA induces human diseases like immune deficiency and cancer. Since a large number of proteins involved in DDR are enzymes of ubiquitin system, it is critical to investigate how the ubiquitin system regulates cellular response to DNA damage. Hereby, we reveal a novel mechanism for DDR regulation via activation of SCF ubiquitin ligase upon DNA damage. As an essential step for DNA damage-induced inhibition of DNA replication, Cdc25A degradation by the E3 ligase β-TrCP upon DNA damage requires the deubiquitinase Usp28. Usp28 deubiquitinates β-TrCP in response to DNA damage, thereby promotes its dimerization, which is required for its activity in substrate ubiquitination and degradation. Particularly, ubiquitination at a specific lysine on β-TrCP suppresses dimerization. The key mediator protein of DDR, 53BP1, forms oligomers and associates with β-TrCP to inhibit its activity in unstressed cells. Upon DNA damage, 53BP1 is degraded in the nucleoplasm, which requires oligomerization and is promoted by Usp28 in a β-TrCP-dependent manner. Consequently, 53BP1 destruction releases and activates β-TrCP during DNA damage response. Moreover, 53BP1 deletion and DNA damage promote β-TrCP dimerization and recruitment to chromatin sites that locate in the vicinity of putative replication origins. Subsequently, the chromatin-associated Cdc25A is degraded by β-TrCP at the origins. The stimulation of β-TrCP binding to the origins upon DNA damage is accompanied by unloading of Cdc45, a crucial component of pre-initiation complexes for replication. Loading of Cdc45 to origins is a key Cdk2-dependent step for DNA replication initiation, indicating that localized Cdc25A degradation by β-TrCP at origins inactivates Cdk2, thereby inhibits the initiation of DNA replication. Collectively, this study suggests a novel mechanism for the regulation of DNA replication upon DNA damage, which involves 53BP1- and Usp28-dependent activation of the SCF(β-TrCP) ligase in Cdc25A degradation.},
  subject      = {DNS-Sch{\"a}digung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Memmel2019,
  author    = {Memmel, Simon},
  title     = {Automatisierte Algorithmen zur Analyse der Migration und der strahleninduzierten DNA-Sch{\"a}den humaner Glioblastomzellen nach kombinierter PI3K/mTOR/Hsp90-Inhibierung},
  doi       = {10.25972/OPUS-18571},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-185710},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Das hohe invasive Potential und die starke Resistenz gegen Radio-/Chemotherapie von Glioblastoma multiforme (GBM) Zellen machen sie zu dem t{\"o}dlichsten Tumor ihrer Art. Es ist deshalb von großem Interesse die Grundlagen, welche der Migrationsf{\"a}higkeit und DNA Reparatur zu Grunde liegen, besser zu verstehen. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden zwei Algorithmen zur automatischen Analyse der Migration in der Einzelzellverfolgung und im Wundheilungsassay modifiziert. Die Auswertung der Daten konnte automatisch und somit schnell, effektiv und mit geringerem Arbeitsaufwand durchgef{\"u}hrt werden. Mit Hilfe dieser automatischen Algorithmen wurde die Migrationsf{\"a}higkeit von zwei GBM-Zelllinien (DK-MG und SNB19) untersucht. Zus{\"a}tzlich wurde die konfokale Laserscanning- sowie die hochaufl{\"o}sende dSTORM-Fluoreszenzmikroskopie verwendet um die, der Zellbewegung zu Grunde liegende, Struktur des F Aktin und der fokalen Adh{\"a}sionskinase (FAK) aufzul{\"o}sen und darzustellen. Unter Anwendung dieser genannten Methoden sind die Effekte des dualen PI3K/mTOR Inhibitors PI-103 alleine und in Kombination mit dem Hsp90 Inhibitor NVP AUY922 mit und ohne Bestrahlung auf die Bewegung untersucht worden. Es konnte festgestellt werden, dass sich beide Zelllinien deutlich in ihrem migratorischem Potential in vitro unterscheiden und zudem auch markante Unterschiede in ihrer Morphologie aufweisen. Die weniger invasiven DK MG-Zellen besitzen eine polarisierte Zellstruktur, wohingegen SNB19-Zellen sich durch multipolare ungerichtete Bewegung auszeichneten. Zudem wurde die Migration, durch PI3K/mTOR Inhibition mit PI-103 bei den DK-MG-Zellen (p53 wt, PTEN wt), sehr effektiv unterdr{\"u}ckt. Wohingegen sich die SNB19-Zellen (p53 mut, PTEN mut) resistent gegen diesen Inhibitor zeigten. Hsp90 Inhibition offenbarte in beiden Zelllinien einen starken inhibitorischen Effekt auf die Migration der Zellen sowie die Reorganisierung des F Aktinskelettes. In der zweiten H{\"a}lfte dieser Arbeit wurde ein Augenmerk auf die DNA-DSB-Reparatur der GBM Zellen nach ionisierender Strahlung gelegt. Zun{\"a}chst wurde eine automatische Analysesoftware „FocAn-3D" entwickelt, mit dessen Hilfe die DNA Doppelstrangbruchreparaturkinetik untersucht werden sollte. Diese Software erm{\"o}glicht es die gesamten Zellkerne mit ihren γH2AX-Foci in 3D-cLSM-Aufnahmen zu untersuchen. Es konnte somit eine Verbesserung der Genauigkeit in der Ausz{\"a}hlung der γH2AX-Foci erreicht werden, welche 2D beschr{\"a}nkter Software verwehrt bleibt. Mit FocAn-3D konnte der gesamte Verlauf der Induktions- und Abbauphase der γH2AX-Foci in DK MG- und SNB19-Zellen mit einem mathematischen Modell ausgewertet und dargestellt werden. Des Weiteren wurde die Nanometerstruktur von γH2AX- und pDNA-PKcs-Foci mittels hochaufl{\"o}sender dSTORM-Mikroskopie untersucht. Konventionelle Mikroskopiemethoden, begrenzt durch das Beugungslimit und einer Aufl{\"o}sung von ~200 nm, konnten die Nanometerstruktur (<100 nm) der Reparaturfoci bisher nicht darstellen. Mit Hilfe der beugungsunbegrenzten dSTORM-Mikroskopie war es m{\"o}glich in DK MG- und SNB19-Zellen die Nanometerstruktur genannten Reparaturproteine in den Foci mit einer Aufl{\"o}sung von bis zu ~20 nm darzustellen. γH2AX-Foci zeigten sich als eine Verteilung aus einzelnen Untereinheiten („Nanofoci") mit einem Durchmesser von ~45 nm. Dies l{\"a}sst die Vermutung zu, dass es sich hier um die elementare Substruktur der Foci und somit der γH2AX enthaltenen Nukleosome handelt. DNA-PK-Foci wiesen hingegen eine diffusere Verteilung auf. Die in dieser Arbeit ermittelten Unterschiede im Migrationsverhalten der Zellen rechtfertigen eine weitere pr{\"a}klinische Untersuchung der verwendeten Inhibitoren als potentielle Zelltherapeutika f{\"u}r die Behandlung von GBM. Zudem konnte sich dSTORM als machtvolles Hilfsmittel, sowohl zur Analyse der Migration zugrundeliegenden Zytoskelettstruktur und der Effekte der Hsp90 Inhibierung, als auch, der Nanostruktur der DNA-DSB-Reparaturfoci herausstellen. Es ist anzunehmen, dass beugungsunbegrenzte Mikroskopiemethoden sich als bedeutende Werkzeuge in der medizinischen und biologischen Erforschung der DNA-Reparaturmechanismen herausstellen werden. Das in dieser Arbeit entwickelte ImageJ Plugin „FocAn-3D" bewies sich ebenfalls als ein vielversprechendes Werkzeug f{\"u}r die Analyse der Reparaturkinetik. Mit Hilfe von „FocAn-3D" sollte es somit m{\"o}glich sein u.a. den Einfluss gezielter Inhibition auf den zeitlichen Verlauf der Induktion und des Abbaus der DNA-Reparaturmaschinerie genauer zu studieren.},
  subject      = {Glioblastom},
  language  = {de}
}