TY  - THES
A1  - Heitmann, Maximilian
T1  - Vergleich der genetischen Eigenschaften von Bone Marrow derived Mesenchymal Stem Cells und Trabecular Bone derived Mesenchymal Stem Cells
T1  - Comparison of the genetic character of  Bone Marrow derived Mesenchymal Stem Cells and Trabecular Bone derived Mesenchymal Stem Cells
N2  - Technische Neuerungen und steigende Ansprüche an die Gesundheit stellen die moderne Medizin immer wieder vor neue Herausforderungen und führen zur Entwicklung von neuen Therapiekonzepten wie dem Tissue Engineering. Vielfach kommen dabei adulte pluripotente Stammzellen zum Einsatz. Bei der Regeneration mesenchymalen Gewebes wie Knochen, Knorpel und Muskulatur leisten Mesenchymale Stammzellen (MSCs) einen entscheidenden Beitrag. Diese lassen sich aus allen mesenchymalen Geweben des Körpers gewinnen und stellen daher zwar keine homogene Zellpopulation dar, doch sie lassen sich aufgrund phänotypischer und molekularbiologischer Gemeinsamkeiten charakterisieren.
In großer Zahl lassen sich MSCs aus dem Knochenmark gewinnen und werden als stromale MSCs bzw. mhMSCs (marrow-derived human MSCs) bezeichnet. Auf der Suche nach homogenen Subpopulationen von MSCs wurde in dieser Arbeit eine Zellpopulation aus Knochentrabekeln gewonnen, sogenannte bhMSCs (trabecular bone-derived MSCs), und anhand ihrer Genexpression mit mhMSCs verglichen. Dafür wurde RNA aus beiden Populationen in einem Microarray mit anschließender SAM (significance analysis of microarrays) analysiert um unterschiedliche Expressionsmuster zwischen mhMSCs und bhMSCs aufzuzeigen. Diese Ergebnisse wurden durch konventionelle Reverse Transkriptase Polymerase Kettenreaktion (RT-PCR) bestätigt, wobei das Augenmerk vor allem auf solche Gene gerichtet wurde, die differentiell exprimiert waren und zudem als Markergene ein Differenzierungspotential in bestimmte Gewebe wie Muskel und Knochen vorhersagen. Dabei konnte sowohl eine gute Übereinstimmung zwischen Microarray und RT-PCR demonstriert als auch die Hoffnung auf eine homogene (trabekuläre) MSC-Population mit anderen Differenzierungseigenschaften geweckt werden.
Im Verlauf weitergehender Untersuchungen der SAM fiel eine unerklärlich hohe Expression von Immunglobulinketten in der mhMSC-Kultur (Passage 0) auf, die letztlich auf eine Kontamination der Zellkultur mit Plasmazellen schließen ließ.
Da die Ergebnisse des Microarrays (Passage 0 Kultur) somit zu hinterfragen waren, wurde die Kontamination der Plasmazellen durch Passagieren der mhMSC-Zellkultur (Passage 1) beseitigt und erneut ein Microarray mit SAM durchgeführt. Dabei relativierten sich fast alle Expressionsunterschiede, die somit auf die Kontamination der Plasmazellen zurückgeführt werden mussten.
Einzig drei Gene (CD24, TRIB2, AHNAK) wurden in diesem zweiten Array differentiell exprimiert, was sich bei CD24 und TRIB2 auch durch RT-PCR untermauern ließ.
Es lässt sich also schlussfolgern, dass bhMSCs wahrscheinlich in der Zukunft des Tissue Engineering keinen Stellenwert haben werden, zumal ihre Gewinnung im Vergleich zu mhMSC deutlich aufwendiger ist.
N2  - Technical innovations and increasing demands on health confront modern medicine constantly with new challenges and lead to the development of new therapeutic concepts such as tissue engineering. Often adult pluripotent stem cells are used thereby. In the regeneration of mesenchymal tissues such as bone, cartilage and muscle Mesenchymal stem cells (MSCs) make a significant contribution. These can be harvested from all mesenchymal tissues of the body and do not represent a homogeneous cell population, but they can be characterized due to phenotypic and molecular similarities. In large numbers MSCs can be harvested from the bone marrow and are called stromal MSCs or mhMSCs (marrow-derived human MSCs). 
Looking for homogeneous subpopulations of MSCs in this thesis was harvested a cell population derived from bone trabeculae, called bhMSCs (trabecular bone-derived MSCs), and was compared with mhMSCs based on their gene expression. RNA was isolated from both populations and analyzed in a microarray followed by SAM (significance analysis of microarrays) to point out different expression patterns between mhMSCs and bhMSCs. These results were confirmed by conventional reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR). The attention was directed primarily to those genes that were differentially expressed and also predicted the differentiation potential to certain tissues such as muscle and bone as so-called marker genes. 
Both equivalence between microarray and RT-PCR was demonstrated and the hope of a homogeneous (trabecular) MSC population with other differentiating features was awakened. In the course of further investigations of the SAM an inexplicably high expression of immunoglobulin chains in the mhMSC culture (passage 0) was noticed, which indicated a contamination of the cell culture with plasma cells. Since the results of the microarray (passage 0 culture) were thus to question the contamination of the plasma cells was removed by passaging the mhMSC cell culture (passage 1) and a second microarray with SAM was performed. In this case, we could not find these expression differences between both populations anymore. Due to the contamination with plasma cells in the MSC culture all previous results were not valid any more. Only three genes (CD24, Trib2, AHNAK) were differentially expressed in this second array. 
It can be concluded, therefore, that bhMSCs likely in the future tissue engineering have no value, especially since their harvesting compared to mhMSC is much more complex.
KW  - Mesenchymale Stammzelle
KW  - Polymerase-Kettenrektion
KW  - Microarray
KW  - Differenzierung
KW  - Adulte Stammzelle
KW  - Mesenchymale Stammzelle
KW  - Polymerase Kettenreaktion
KW  - Microarray
KW  - Differenzierung
KW  - Trabekuläre Mesenchymale Stammzelle
KW  - mesenchymal stem cell
KW  - polymerase chain reaction
KW  - microarray
KW  - differentiation
KW  - trabecular bone-derived mesenchymal stem cell
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-108612
ER  - 
TY  - THES
A1  - Beck, Christine
T1  - Untersuchungen zur neurogenen Differenzierung von humanen mesenchymalen Stammzellen gewonnen aus dem Knochenmark und aus trabekulären Knochenfragmenten
T1  - Neuronal differentiation of human bone marrow-derived and trabecular bone-derived stem cells
N2  - Im ersten Teil dieser Arbeit wurden humane mesenchymale Stammzellen aus dem Knochenmark (mhMSCs) und aus trabekulären Knochenfragmenten (bhMSCs) isoliert und in einem neurogenen Prädifferenzierungsmedium mit BME gefolgt von einem Differenzierungsmedium mit BHA und DMSO kultiviert. Anschließend wurden die differenzierten hMSCs mit den jeweiligen undifferenzierten, im normalen Wachstumsmedium kultivierten, mhMSCs bzw. bhMSCs verglichen. Im Verlauf der 6-tägigen neurogenen Differenzierung zeigte sich eine deutliche Veränderung der Zellmorphologie. Die meisten differenzierten Zellen erschienen kleiner und bildeten lange, für Nervenzellen typische Zellfortsätze aus, die sich teilweise mehrfach verzweigten. Weiterhin fand sich bei den differenzierten mhMSCs und bhMSCs eine Expressionszunahme bzw. eine de novo Expression der neuronalen Marker NSE und tau auf Gen- bzw. Protein-Ebene. Es konnte jedoch keiner Expressionsänderung von NF-M auf Protein-Ebene und in mehr als der Hälfte der Fälle sogar einer Expressionsabnahme auf RNA-Ebene gefunden werden. Die Differenzierung zeigte keinen reproduzierbaren Effekt auf die Expression des Astrozyten-Markers GFAP. Diese Ergebnisse zeigten sich sowohl bei den mhMSCs als auch bei den bhMSCs und lassen vermuten, dass bhMSCs ein ähnliches Potential besitzen wie mhMSCs und nicht wie ursprünglich vermutet, auf die Differenzierung in Zellen mesenchymalen Ursprungs beschränkt sind. Die Tatsache, dass bereits undifferenzierte hMSCs neurogliale Marker (NF-M, NSE, GFAP) exprimieren konnte in dieser Arbeit für mhMSCs bestätigt und erstmals auch für bhMSC beobachtet werden. Diese Ergebnisse unterstützen die Vermutung, dass es sich bei mhMSCs und bhMSCs um Neuroglia-Vorläuferzellen handelt, die in der Lage sind in neuronale Zellen (Nerven- und Gliazellen) zu differenzieren, und dass die neurogene Differenzierung eher eine quantitative Modulation der Genexpression als ein einfaches An-/Abschalten Neuronen-spezifischer Gene bewirkt. Im zweiten Teil der Arbeit wurden zunächst Zellen vom peripheren Nerven isoliert und anschließend charakterisiert. Die aus dem peripheren Nerven herausgewachsenen spindelförmigen bzw. multipolaren Zellen bildeten mit ihren zahlreichen langen Fortsätzen ein regelrechtes Netzwerk und zeigten eine Expression der für Myelinmarker MPZ und PMP 22 sowie des Schwann-Zell-Markers S 100. Abschließend wurden mhMSCs und bhMSCs für 6 Tage in einem Schwann-Zell-Differenzierungsmedium mit Forskolin kultiviert. Die differenzierten spindelförmigen Zellen zeigten eine für Schwann-Zellen typischen fischzugartige Ausrichtung. Es fand sich eine starke Expressionszunahme der von den undifferenzierten Zellen nur schwach exprimierten Myelinmarker MPZ und PMP 22 auf RNA-Ebene sowie eine kräftige Expressionszunahme bzw. de novo Expression des Schwann-Zell-Markers S 100. Diese Ergebnisse zeigen, dass bhMSCs ebenso wie mhMSCS unter geeigneten Bedingungen in der Lage sind, eine für Schwann-Zellen typische Morphologie zu entwickeln und die Expression einzelner Schwann-Zell-Marker zu steigern. In wie weit sie auch funktionell Schwann-Zellen gleichen und damit entscheidend zur peripheren Nervenregeneration beitragen können, bleibt jedoch noch zu klären.
N2  - In this study we have investigated that trabecular bone-derived human mesenchymal stem cells (bhMSCs) as well as bone marrow-derived human mesenchymal stem cells (mhMSCs), classical mesodermal cells, retain the capacity to differentiate into non-mesenchymal cells with neuronal or Schwann cell characteristics. Our results suggest that not only mhMSCs but also bhMSCs expressing different neuroglial markers can be regarded as neuroglial precursor cells able to differentiate into cells with neuronal morphology and upregulate neuronal markers including NSE and Tau in response to neuronal differentiation with ß-mercaptoethanol, dimethylsulfoxide, and butylated hydroxyanisole. Further on we investigated that mhMSCs as well as bhMSCs are Schwann cell precursor cells which can both differentiate into cells with Schwann cell-like morphology and upregulate S 100 and myelin markers including PMP 22 and MPZ in response to forskolin. These results indicate that hMSCs artificially can be induced to turn into cells with Schwann cell-like properties and therefor may constitute an abundant and accessible cellular reservoir for peripheral nerve reconstructions.
KW  - neuronal
KW  - Differenzierung
KW  - Stammzellen
KW  - neuronal
KW  - differentiation
KW  - stem cells
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-17225
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hausmann, Michael Franz Toni
T1  - Untersuchungen zum Differenzierungspotential humaner Monozyten / Makrophagen in vitro
T1  - A study: The Potential of human monocyte / macrophage-differentiation in vitro
N2  - Unter dem Einfluss von M-CSF und GM-CSF entwickeln sich CD14-positive periphere humane Blutmonozyten zu CD68-positiven M-CSF- bzw. GM-CSF-Makrophagen. M-CSF-Makrophagen lassen sich mit INFg und LPS zu klassisch aktivierten M1-Makrophagen, oder mit IL-4 und IL-10 zu alternativ aktivierten M2-Makrophagen differenzieren. Durch GM-CSF werden aus Monozyten GM-CSF-Makrophagen induziert. Im Gegensatz zu M1-Makrophagen sind GM1-Makrophagen bisher noch wenig untersucht. Mit INFg und LPS werden GM-CSF-Makrophagen zu GM1-Makrophagen aktivert. In der vorliegenden Arbeit wurde überprüft, wie groß die Übereinstimmung zwischen M-CSF- und M2-Makrophagen sowie zwischen GM-CSF- und M1-Makrophagen / GM1-Makrophagen ist. Im Gegensatz zu M-CSF- und GM-CSF stellt Laktat aber keinen Differenzierungsfaktor für Monozyten dar. Jedoch beeinflusst Laktat den Phänotyp von M2-Makrophagen und hemmt die Ausschüttung von IL-12 und NO durch M1- und GM1-Makrophagen.
N2  - In the presence of M-CSF and GM-CSF CD14-positive human blood monocytes develop into CD68-pos M-CSF- or GM-CSF-macrophages. M-CSF-macrophages differentiate when incubated with INFg and LPS to classicly activated M1-marophages, when incubated with IL-4 and IL-10 zu alternativly activated M2-macrophages. Monocytes presented to GM-CSF eventually become GM-CSF-macrophages. There are only few examinations of GM-CSF-macrophages and classicly activated GM1-macrophages compared to M1-macrophages. In this study we focused on comparing the non-activated M-CSF-macrophages to alternativly activated M2-macrophages and non-activated GM-CSF-macrophages to classicly activated GM1-macrophages/M1-macrophages. Furthermore we point out that lactate is not a potential differentiation-signal für monocytes. But lactate does infact interfere with certain macrophage-phenotypes and the secretion of proinflammatory IL-12 and NO-molecules.
KW  - Differenzierung
KW  - Makrophage
KW  - Monozyt
KW  - Mensch
KW  - Zellkultur
KW  - differentiation
KW  - macrophage
KW  - monocyte
KW  - human
KW  - in-vitro
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77801
ER  - 
TY  - THES
A1  - Subota, Ines
T1  - Switches in trypanosome differentiation: ALBA proteins acting on post-transcriptional mRNA control
T1  - Steuerungsmechanismen der Differenzierung in Trypanosomen: die Rolle von ALBA Proteinen in post-transkriptioneller mRNA Kontrolle
N2  - Trypanosoma brucei is a digenetic eukaryotic parasite that develops in different tissues of a mammalian host and a tsetse fly. It is responsible for sleeping sickness in sub-saharan Africa. The parasite cycle involves more than nine developmental stages that can be clearly distinguished by their general morphology, their metabolism and the relative positioning of their DNA-containing organelles. During their development, trypanosomes remain exclusively extracellular and encounter changing environments with different physico-chemical properties (nutritional availability, viscosity, temperature, etc.). It has been proposed that trypanosomes use their flagellum as a sensing organelle, in agreement with the established role of structurally-related cilia in metazoa and ciliates. Recognition of environmental triggers is presumed to be at the initiation of differentiation events, leading to the parasite stage that is the best suited to the new environment. These changes are achieved by the modification of gene expression programmes, mostly underlying post-transcriptional control of mRNA transcripts. We first demonstrate that the RNA-binding proteins ALBA3/4 are involved in specific differentiation processes during the parasite development in the fly. They are cytosolic and expressed throughout the parasite cycle with the exception of the stages found in the tsetse fly proventriculus, as shown by both immunofluorescence and live cell analysis upon endogenous tagging with YFP. Knock-down of both proteins in the developmental stage preceding these forms leads to striking modifications: cell elongation, cell cycle arrest and relocalization of the nucleus in a posterior position, all typical of processes acting in parasites found in the proventriculus region. When ALBA3 is over-expressed from an exogenous copy during infection, it interferes with the relocalization of the nucleus in proventricular parasites. This is not observed for ALBA4 over-expression that does not visibly impede differentiation. Both ALBA3/4 proteins react to starvation conditions by accumulating in cytoplasmic stress granules together with DHH1, a recognized RNA-binding protein. ALBA3/4 proteins also partially colocalize with granules formed by polyA+ RNA in these conditions. We propose that ALBA are involved in trypanosome differentiation processes where they control a subset of developmentally regulated transcripts. These processes involving ALBA3/4 are likely to result from the specific activation of sensing pathways. In the second part of the thesis, we identify novel flagellar proteins that could act in sensing mechanisms. Several protein candidates were selected from a proteomic analysis of intact flagella performed in the host laboratory. This work validates their flagellar localization with high success (85% of the proteins examined) and defines multiple different patterns of protein distribution in the flagellum. Two proteins are analyzed during development, one of them showing down-regulation in proventricular stages. The functional analysis of one novel flagellar membrane protein reveals its rapid dynamics within the flagellum but does not yield a visible phenotype in culture. This is coherent with sensory function that might not be needed in stable culture conditions, but could be required in natural conditions during development. In conclusion, this work adds new pieces to the puzzle of identifying molecular switches involved in developmental mRNA control and environmental sensing in trypanosome stages in the tsetse fly.
N2  - Trypanosoma brucei ist ein digenetischer, eukaryotischer Parasit, der zwischen Säugetier und Tsetsefliege alterniert, in welchen er unterschiedliche Gewebe besiedelt. Er ist die Ursache für die Schlafkrankheit in Afrika südlich der Sahara. Der Lebenszyklus der Trypanosomen besteht aus mehr als neun Parasitenstadien, die eindeutig anhand ihrer Morphologie, ihres Metabolismus und der Positionierung ihrer DNA Organellen unterschieden werden können. Trypanosomen bleiben ausschließlich extrazellulär und kommen im Laufe ihres Infektionszyklus mit sich verändernden Umwelteinflüssen in Berührung, z. B. Temperaturschwankungen, Variation in vorhandenen Energiequellen, erhöhte Viskosität usw. In Übereinstimmung mit der anerkannten sensorischen Funktion die Cilien in Vielzellern ausüben, wurde für diese Rolle das strukturverwandte Flagellum in Trypanosomen vorgeschlagen. Die Erkennung wechselnder Umweltparameter ist der vermutliche Auslöser für Differenzierungsprozesse, die ein Entwicklungsstadium hervorbringen, welches am besten an die neue Umgebung angepasst ist. Dies wird durch eine Modifizierung der Genexpression erreicht, die in Trypanosomen fast ausschließlich auf posttranskriptioneller Ebene erfolgt. Diese Arbeit zeigt, dass die RNA bindenden Proteine ALBA3 und ALBA4 an der Differenzierung von Trypanosomen in der Tsetsefliege beteiligt sind. Immunfluoreszenzanalyse und Lebendvideomikroskopie von Zellen, die eine an YFP gekoppelte Variante der Proteine enthalten, haben gezeigt, dass sich ALBA3/4 im Zytosol befinden und dass sie in jedem Parasitenstadium exprimiert sind, mit Ausnahme derer, die im Proventrikel der Tsetsefliege zu finden sind. Das Herunterregulieren der Proteine in vorangehenden Stadien, führt zu markanten Veränderungen, die mit denjenigen, die in Parasiten im Proventrikel zu finden sind, vergleichbar sind: z. B. Verlängerung der Zelle, Zellzyklusarrest und Lokalisierung des Zellkerns in eine posteriore Position. Im Gegenteil dazu findet die Umpositionierung des Zellkerns nicht statt, wenn ALBA3 während der Entwicklung des Parasiten in der Tsetsefliege überexprimiert wird. Ein vergleichbarer Effekt wird mit ALBA4 Überexpression nicht erreicht, welches die Entwicklung nicht negativ zu beeinflussen scheint. Wenn Trypanosomen Hungerstress ausgesetzt sind, reichern sich beide ALBA Proteine zusammen mit DHH1, einem anerkannten RNA bindenden Protein, in zytoplasmatischen Aggregaten an, die nur teilweise mit denjenigen kolokalisieren, die durch polyA+ RNA in diesen Bedingungen verursacht werden. Diese Arbeit zeigt, dass ALBA Proteine eine wichtige Rolle in der Entwicklung von Trypanosomen spielen und legt nahe, dass sie an der entwicklungsbedingten Kontrolle eines Teils der mRNA Expression beteiligt sind. Der zweite Teil dieser Arbeit handelt von der Identifizierung neuer flagellarer Proteine, die eine sensorische Funktion haben könnten. Hierfür wurden mehrere Proteinkandidaten aus einer durchgeführten Proteomanalyse intakter Flagellen gewählt. Die vorliegende Arbeit bestätigt die flagellare Lokalisierung der Proteine mit großem Erfolg (85% der untersuchten Proteine) und zeigt, dass sie unterschiedliche Verteilungsmuster vorweisen. Zwei der Proteine werden während der Infektion des Parasiten in der Tsetsefliege untersucht, was aufdeckt, dass eines davon in den Stadien im Proventrikel herunterreguliert ist. Die Funktionsstudie eines neu identifizierten flagellaren Membranproteins weist seine schnelle Dynamik im Flagellum auf, führt jedoch zu keinem sichtbaren Phänotyp in Laborbedingungen. Diese Beobachtung passt zu der Annahme, dass Proteine mit sensorischer Funktion in stabilen Laborverhältnissen nicht essentiell sind aber eine wichtige Rolle während der Entwicklung des Parasiten in natürlichen Bedingungen spielen. Zusammenfassend fügt diese Arbeit Teile zum Puzzle der Identifizierung molekularer Schalter, die in Trypanosomenstadien in der Tsetsefliege an der mRNA Kontrolle und der Erkennung der Umwelt beteiligt sind.
KW  - Trypanosoma brucei
KW  - Parasit
KW  - Entwicklung
KW  - Tsetsefliege
KW  - Trypanosomen
KW  - parasitärer Entwicklungszyklus
KW  - Differenzierung
KW  - Tsetse Fliege
KW  - ALBA Proteine
KW  - Kontrolle der Genexpression
KW  - trypanosomes
KW  - parasite cycle
KW  - differentiation
KW  - tsetse fly
KW  - ALBA proteins
KW  - gene expression control
KW  - flagellar sensing proteins
KW  - FLAMM
KW  - Genexpression
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85707
N1  - Durchführung der Experimente am Institut Pasteur, Arbeitsgruppe Trypanosome Cell Biology Unit, Paris, Frankreich
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Sun, Ping
A1  - Ortega, Gabriela
A1  - Tan, Yan
A1  - Hua, Qian
A1  - Riederer, Peter F.
A1  - Deckert, Jürgen
A1  - Schmitt-Böhrer, Angelika G.
T1  - Streptozotocin impairs proliferation and differentiation of adult hippocampal neural stem cells in vitro-correlation with alterations in the expression of proteins associated with the insulin system
JF  - Frontiers in Aging Neuroscience
N2  - Rats intracerebroventricularily (icv) treated with streptozotocin (STZ), shown to generate an insulin resistant brain state, were used as an animal model for the sporadic form of Alzheimer's disease (sAD). Previously, we showed in an in vivo study that 3 months after STZ icv treatment hippocampal adult neurogenesis (AN) is impaired. In the present study, we examined the effects of STZ on isolated adult hippocampal neural stem cells (NSCs) using an in vitro approach. We revealed that 2.5 mM STZ inhibits the proliferation of NSCs as indicated by reduced number and size of neurospheres as well as by less BrdU-immunoreactive NSCs. Double immunofluorescence stainings of NSCs already being triggered to start with their differentiation showed that STZ primarily impairs the generation of new neurons, but not of astrocytes. For revealing mechanisms possibly involved in mediating STZ effects we analyzed expression levels of insulin/glucose system-related molecules such as the glucose transporter (GLUT) 1 and 3, the insulin receptor (IR) and the insulin-like growth factor (IGF) 1 receptor. Applying quantitative Real time-PCR (qRT-PCR) and immunofluorescence stainings we showed that STZ exerts its strongest effects on GLUT3 expression, as GLUT3 mRNA levels were found to be reduced in NSCs, and less GLUT3-immunoreactive NSCs as well as differentiating cells were detected after STZ treatment. These findings suggest that cultured NSCs are a good model for developing new strategies to treat nerve cell loss in AD and other degenerative disorders.
KW  - Alzheimer’s disease
KW  - streptozotocin
KW  - proliferation
KW  - neural stem cells
KW  - insulin-like growth factor 1 receptor
KW  - insulin receptor
KW  - glucose transporter
KW  - differentiation
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-176741
VL  - 10
IS  - 145
ER  - 
TY  - THES
A1  - Giner, Martin
T1  - Signalmechanismen der epithelialen Proliferation und DIfferenzierung
T1  - Signal mechanisms of Proliferation and Differentiation in Epithelia
N2  - Gestörte Proliferations- und Differenzierungsprozesse in Keratinozyten spielen eine wichtige Rolle in der Pathogenese vieler Hauterkrankungen. Intrazelluläre Signalmechanismen, die die korrekte Balance zwischen epidermaler Proliferation und Differenzierung aufrecht halten, sind bis jetzt größtenteils unbekannt. Einer dieser ausschlaggebenden Transkriptionsfaktoren ist der Nukleäre Faktor-kappaB (NF-kB). Uns interessierte der Einfluss des IKK/IkBa/NF-kB-Signalweges auf das intrinsische Differenzierungsprogramm von Keratinozyten. Mittels retroviraler Infektion wurden sowohl in primären Keratinozyten als auch in HaCaT verschieden mutante Formen von Faktoren des NF-kB-Signalweges eingebracht: dominant negative (dn) Formen der IKK1 und IKK2, eine konstitutiv aktive Form der IKK2 (IKK2 EE) und eine nicht-degradierbare Form des Inhibitors IkBa. Zusätzlich wurden auch pharmakologische Inhibitoren von NF-kB (BAY 11-7082 und SC-514) untersucht. Die Funktionalität der Mutanten wurde im Westernblot durch Analyse der IkBa Degradation überprüft. Anschließend wurde die Differenzierung der Keratinozyten durch Erhöhung des extrazellulären Calciums induziert. Der Grad der Differenzierung wurde durch morphologische Studien und Untersuchung der Expression der Differenzierungs-marker p21 und Involucrin untersucht. Im Gegensatz zu Ergebnissen aus Tiermodellen, konnten wir keine Effekte der mutierten IkB Kinasen 1 und 2 auf die Calcium-induzierte in vitro Differenzierung beobachten. Jedoch wurde die Aktivierung inflammatorischer Gene, gemessen an der Induktion von ICAM-1 und IL-8 nach TNF-a Stimulation, vollständig in den IKK2 KD und mut IkBa exprimierenden Zellen inhibiert. In der Zelllinie, welche die entsprechende IKK1 Mutante trug, wurde deren Expression nur teilweise geblockt. Zusammenfassend lässt sich aus unseren Ergebnissen schließen, dass zumindest in vitro IKK1 und IKK2 nicht an der Regulation des Calcium-induzierten intrinsischen Differen-zierungsprozesses von Keratinozyten beteiligt sind, jedoch eine zentrale Rolle in der inflammatorischen Aktivierung dieser Zellen spielen.
N2  - Disturbed proliferation and differentiation processes of keratinocytes play a major role in the pathogenesis of many skin diseases. Intracellular signalling mechanisms which regulate the balance between epidermal proliferation and differentiation, however, are thus far largely unknown. Earlier reports suggest a role for the transcription factor nuclear factor–kappaB (NF-kB) in such processes. Here we attempted to analyze the impact of the IKK/IkBa/NF-kB signalling pathway on the intrinsic differentiation process of keratinocytes. Primary human keratinocytes as well as HaCaT cells were retrovirally infected to express different mutant forms of components of the IKK/NF-kB pathway: dominant negative (dn) mutants of NF-kB upstream kinases IKK1 and IKK2, a constitutive active form of IKK2 (IKK2 EE), and a non degradable mutant form of IkBa. In addition, pharmacological inhibitors of the pathway such as BAY 11-7082 and SC-514 were analysed. Proper functionality of the generated mutants was subsequently confirmed by Western blot analysis monitoring induced IkBa degradation. Thereafter, differentiation of keratinocytes was induced by elevation of extracellular calcium levels. The differentiation state of keratinocytes was then assessed by studying morphology and expression of differentiation markers such as p21 as well as involucrin. In contrast to data reported from animal models, we could not detect any effects of mutated IKK1 or IKK2 on the calcium-induced intrinsic differentiation program in keratinocytes. However, inflammatory activation of keratinocytes as measured by TNF-a-mediated up-regulation of ICAM-1 and IL-8 was almost completely inhibited in cells expressing dn IKK2 and the IkBa mutant form whereas it was only partly blocked in IKK1dn cells. In conclusion, our data suggest that, in least in vitro, IKK1 and IKK2 are not involved in the regulation of calcium-induced keratinocyte differentiation while they are pivotal for inflammatory activation of these cells.
KW  - NF-kappaB
KW  - Keratinozyten
KW  - Involucrin
KW  - Differenzierung
KW  - Proliferation
KW  - inflammatorische Antwort
KW  - NF-kappaB
KW  - Keratinocytes
KW  - Involucrin
KW  - differentiation
KW  - proliferation
KW  - inflammatory response
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-27069
ER  - 
TY  - THES
A1  - Brich, Sonja, geb. Heeg
T1  - Regulation der Proliferation und Differenzierung hämatopoetischer Vorläuferzellen durch zyklische Nukleotide
T1  - Cyclic nucleotide regulated proliferation and differentiation vary in human hematopoietic progenitor cells
N2  - In dieser Arbeit wurde in humanen CD34-positiven Stammzellen die PK-G, PK-A sowie ihr Substratprotein VASP nachgewiesen. Dabei liegt VASP in unstimulierten Zellen in nicht-phosphorylierter Form vor. Die VASP-Phosphorylierung kann durch die aus anderen Zellsystemen bekannten cAMP- und cGMP- abhängigen Signalkaskaden auch im Zellkultursystem von humanen CD34-positiven Stammzellen reguliert werden. Ein weiterer Teilaspekt war der Einfluss des cGMP-erhöhenden Stickstoffmonoxyd-Donors DEA/NO auf das Proliferations,- und Differenzierungsverhalten humaner CD34-positiver Stammzellen. Hierbei fand sich ein dualer konzentrationsabhängiger Effekt von cGMP: niedrige Konzentrationen zeigten einen hemmenden Einfluss auf die Proliferation undgleichzeitig einen aktivierenden Effekt auf die Differenzierung der hämatopeotischen Zellen zu CD41-positiven Megakaryozyten. Die höhere Konzentration von DEA/NO beinflusst zwar das Zellwachstum positiv, die Differenzierung der CD34-positiven Zellen hingegen wird gehemmt. Eine Zelldifferenzierung von humanen CD34-positiven Stammzellen zu CD15-positiven Granulozyten /Monozyten unter DEA/NO war nicht zu beobachten. Zusammenfassend konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass Signalwege, die über zyklische Nukleotide reguliert werden, eine wichtige Rolle in Proliferations- und Differenzierungsvorgängen humaner hämatopoetischer Progenitorzellen spielen. Damit stehen diese Signalwege prinzipiell als Grundlage für neue pharmakologische Therapieoptionen zu Verfügung.
N2  - In the present study, the effects of cyclic nucelotide-elevating agents on hematopoietic progenitor cells (HPC) were investigated. HPC contained cyclic guanosine monophosphate (cGMP)-dependent and cyclic adenosine monophosphate (cAMP)-dependent protein kinases G and A (PKG and PKA) and also one of their substrate, the vasodilator-stimulated phosphoprotein (VASP). HPCs from healthy persons and patients with tumors were isolated from peripheral blood or leukapheresis materials and analyzed for proliferation and differentiation into megakaryocytic or granulocytic lineages. Stimulation of PKG in HPCs showed a biphasic reaction: low cGMP concentrations inhibited proliferation and stimulated differentiation into megakaryocytes, whereas high concentrations revealed the opposite effect. In contrast, differentiation into granulocytes was inhibited in a concentration-dependent manner. In summary cyclic nucleotide-regulated pathways are clearly involved in HPC differentiation and proliferation. Pharmacological strategies using cyclic nucleotide elevating substances to influence HPC growth and differentiation in the bone marrow might support current strategies in HPC recovery from the peripheral blood.
KW  - Cyclonucleotide
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - Proliferation
KW  - Vasodilatator-stimuliertes Phosphoprotein
KW  - cyclic nucleotides
KW  - differentiation
KW  - proliferation
KW  - VASP
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-40873
ER  - 
TY  - THES
A1  - Griesmann, Heidi
T1  - p73 in Differenzierung und Tumorigenese
T1  - p73 in differentiation and tumorigenesis
N2  - Um der ungehinderten Vermehrung maligne entarteter Zellen vorzubeugen, besitzt der Organismus Tumorsuppressorgene. Die Blockade von tumorsuppressiven Signalwegen ist Voraussetzung für die neoplastische Transformation von Zellen. Während die tumorsuppressive Funktion von p53 bestens untersucht ist, war die Bedeutung des p53-Familienmitglieds p73 als Tumorsuppressor umstritten. Komplizierend war hierbei, dass das p73-Gen sowohl ein p53-ähnliches, putativ tumorsuppressives Protein (TAp73) als auch ein funktionell antagonistisches, potentiell onkogenes Protein (ΔNp73) exprimiert. Die in dieser Arbeit dargestellten Untersuchungen zeigen, dass TAp73 tatsächlich tumorsuppressiv agiert: zum einen verhindert es zusammen mit p53 und TAp63 durch Induktion von myogener Differenzierung die Entstehung von Rhabdomyosarkomen - zum anderen unterdrückt es substratunabhängiges Wachstum als Charakteristikum von Tumorzellen und bildet so eine Barriere auf dem Weg der malignen Transformation. Eine Inaktivierung der tumorsuppressiven Aktivitäten von TAp73 erfolgt bei Tumorpatienten – anders als bei p53 – entweder durch eine Reduktion der p73-Expression aufgrund von Gendeletion bzw. Promotormethylierung oder durch eine verstärkte Expression von Inhibitoren wie ΔNp73. Eine reduzierte p73-Expression wird z.B. bei einigen hämatologischen Neoplasien beobachet. Entsprechend beobachteten wir in einem Myc-induzierten Lymphommodell der Maus eine geringfügig aber signifikant beschleunigte Lymphomentstehung nach Deletion eines p73-Allels. Eine verstärkte Expression von ΔNp73 ist dagegen die charakteristische Expressionsveränderung von p73 in soliden Tumoren. Entsprechend beobachteten wir in >85% aller Rhabdomyosarkome stark erhöhte ΔNp73-Spiegel, die sich als essentiell für Tumorentstehung und Tumorprogression erwiesen. Diese Ergebnisse in unterschiedlichen in vitro und in vivo Modellen belegen mechanistisch, dass TAp73 als Tumorsuppressor wirkt, dessen Funktion in Tumoren häufig inaktiviert ist. Proof-of-principle Experimente in dieser Arbeit unterstreichen ferner, dass eine Reaktivierung der Tumorsuppressorfunktion von TAp73, z.B. durch Blockade von ΔNp73, eine Möglichkeit darstellt, um Tumore auf molekularer Ebene zu therapieren.
N2  - The organism possesses tumour suppressor genes to prevent an unchecked expansion of malignant cells. For neoplastic cell transformation inhibition of these tumour suppressive pathways is required. Whereas the tumour suppressor function of p53 is well elucidated, the role of the p53 family member p73 as a tumour suppressor was controversially discussed. This was complicated because the p73 gene generates both a p53-like putative tumour suppressive protein (TAp73) and a functionally antagonistic and potentially oncogenic protein (ΔNp73). The work described in this thesis shows, that TAp73 indeed acts tumour suppressive. On the one hand, together with p53 and TAp63, TAp73 prevented the development of rhabdomyosarcomas by inducing myogenic differentiation. On the other hand, TAp73 posed a barrier to malignant transformation by impairing anchorage-independent growth as a hallmark of tumour cells. Unlike p53, inactivation of the tumour suppressive activities of TAp73 in patients occurs either by reduced expression of p73 due to gene deletion or promoter methylation or by enhanced expression of inhibitors like ΔNp73. A reduced p73 expression is commonly observed in some hematopoetic neoplasias. Accordingly, we observed a small but significant acceleration of lymphoma development after inactivation of a single p73 allele in a Myc-driven lymphoma mouse model. In contrast, an increased ΔNp73 expression is characteristic for solid tumours. Consistently, we observed in >85% of all rhabdomyosarcomas highly increased ΔNp73 levels which proved to be essential for tumour development and progression. These findings in different in vitro and in vivo models support mechanistically that TAp73 acts as a tumour suppressor the function of which is often inactivated in tumours. Proof of principal experiments in this work further underline that reactivation of TAp73's tumour suppressor function, for example by blocking ΔNp73, presents a novel possibility for a molecular targeted cancer therapy.
KW  - TPp73
KW  - Differenzierung
KW  - Lymphom
KW  - Rhabdomyosarkom
KW  - TPp73
KW  - differentiation
KW  - lymphoma
KW  - rhabdomyosarcoma
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-34994
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Yan, Yan
A1  - Hong, Ni
A1  - Chen, Tiansheng
A1  - Li, Mingyou
A1  - Wang, Tiansu
A1  - Guan, Guijun
A1  - Qiao, Yongkang
A1  - Chen, Songlin
A1  - Schartl, Manfred
A1  - Li, Chang-Ming
A1  - Hong, Yunhan
T1  - p53 Gene Targeting by Homologous Recombination in Fish ES Cells
JF  - PLoS One
N2  - Background: Gene targeting (GT) provides a powerful tool for the generation of precise genetic alterations in embryonic stem (ES) cells to elucidate gene function and create animal models for human diseases. This technology has, however, been limited to mouse and rat. We have previously established ES cell lines and procedures for gene transfer and selection for homologous recombination (HR) events in the fish medaka (Oryzias latipes). 
Methodology and Principal Findings: Here we report HR-mediated GT in this organism. We designed a GT vector to disrupt the tumor suppressor gene p53 (also known as tp53). We show that all the three medaka ES cell lines, MES1 similar to MES3, are highly proficient for HR, as they produced detectable HR without drug selection. Furthermore, the positive-negative selection (PNS) procedure enhanced HR by similar to 12 folds. Out of 39 PNS-resistant colonies analyzed, 19 (48.7%) were positive for GT by PCR genotyping. When 11 of the PCR-positive colonies were further analyzed, 6 (54.5%) were found to be bona fide homologous recombinants by Southern blot analysis, sequencing and fluorescent in situ hybridization. This produces a high efficiency of up to 26.6% for p53 GT under PNS conditions. We show that p53 disruption and long-term propagation under drug selection conditions do not compromise the pluripotency, as p53-targeted ES cells retained stable growth, undifferentiated phenotype, pluripotency gene expression profile and differentiation potential in vitro and in vivo. 
Conclusions: Our results demonstrate that medaka ES cells are proficient for HR-mediated GT, offering a first model organism of lower vertebrates towards the development of full ES cell-based GT technology.
KW  - mouse
KW  - in-vitro
KW  - drug selection
KW  - chimera formation
KW  - medakafish oryzias latipes
KW  - embryonic stem-cells
KW  - zebrafish
KW  - differentiation
KW  - cultures
KW  - pluripotency
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-133416
VL  - 8
IS  - 3
ER  - 
TY  - THES
A1  - Raaijmakers, Nadja
T1  - Osteoporoseprophylaxe mit pflanzlichen Wirkstoffen
T1  - Osteoporosis prevention with plant ingredients
N2  - Osteoporose ist einer der häufigsten Knochenerkrankungen im fortschreitenden Alter und zählt, aufgrund der damit verbundenen hohen direkten und indirekten Behandlungskosten, zu einer der zehn wichtigsten volkswirtschaftlichen Krankheiten. Die Behandlung der Osteoporose ist langjährig und umfasst eine medikamentöse Therapie auf der Basis einer „knochengesunden“ Lebensweise hinsichtlich Ernährung und Bewegung. Im Rahmen von Untersuchungen zur Linderung von postmenopausalen Beschwerden, zeigte ein Extrakt der Pflanze Cimicifuga racemosa Potential zu osteoprotektiver Wirksamkeit und rückte somit in den Fokus für eine mögliche Anwendung in der Therapie und Prophylaxe von Osteoporose. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, in enger Zusammenarbeit mit der Bionorica SE, welche für die Aufreinigung und Fraktionierung des Pflanzenextraktes zuständig war, und mit der Arbeitsgruppe um Prof. Wuttke, welche parallele Rattenstudien durchführte, Methoden anzuwenden, mit denen osteoprotektive Wirksamkeiten nachgewiesen und auf einzelne Fraktionen des Extraktes limitiert werden können. ...
N2  - Osteoporosis is one of the most common bone diseases in advancing age and is, due to the associated high direct and indirect costs of treatment, one of the ten most important economic diseases. The treatment of osteoporosis lasts for many years and covers a drug therapy based on a "bone-healthy" lifestyle regarding diet and exercise. As part of investigations for the relief of postmenopausal symptoms Cimicifuga racemosa showed potential to osteoprotective effectiveness and thus the focus places special emphasis to the potential application in the treatment and prevention of osteoporosis. The aim of the present study was therefore, in close cooperation with the Bionorica SE, which was responsible for the purification and fractionation of the plant extract and the research group of Professor Wuttke, which conduct parallel rat studies, to investigate methods which demonstrate osteoprotective efficacies and may be limited to individual fractions of the extract. ...
KW  - Osteoporose
KW  - Prävention
KW  - Traubensilberkerze
KW  - humane mesenchymale Stammzellen
KW  - Differenzierung
KW  - osteoprosis
KW  - prevention
KW  - black cohosh
KW  - human mesenchymal stem cells
KW  - differentiation
KW  - Arzneimittelforschung
KW  - Phytopharmakon
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-83341
ER  -