TY  - JOUR
A1  - Götz, Rudolf
A1  - Raulf, Friedrich
A1  - Schartl, Manfrad
T1  - Brain-derived neurotrophic factor is more highly conserved in structure and function than nerve growth factor during vertebrate evolution
N2  - Mammalian nerve growth factor (NGF) and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) are members of a protein family with perfectly conserved domains arranged around the cysteine residues thought to stabilize an invariant three-dimensional scaffold in addition to distinct sequence motifs that convey different neuronal functions. To study their structural and functional conservation during evolution, we have compared NGF and BDNF from a lower vertebrate, the teleost fi.sh Xiphophorus, with the mammalian homlogues. Genomic clones encoding fish NGF and BDNF were isolated by cross-hybridization using probes from the cloned mammalian factors. Fish NGF and BDNF were expressed by means of recombinant vaccinia viruses, purified, and their neuronal survival specificities for different classes of neurons were found to mirror those of the mammalian factors. The half-maximal survival concentration for chick sensory neurons was 60 pg/ml for both fish and mammalian purifi.ed recombinant BDNF. However, the activity ofrecombinant fish NGF on both chick sensory and sympathetic neurons was 6 ng,lml, 75-fold lower than that of mouse NGF. The different functional conservation of NGF and BDNF is also reflected in their structures. The DNA-deduced amino acid sequences of processed mature fish NGF and BDNF showed, compared to mouse, 63% and 90% identity, respectively, indicating that NGF bad reached an optimized structure later than BDNF. The retrograde extrapolation of these data indicates that NGF and BDNF evolved at strikingly different rates ftom a common ancestral gene about 600 million years ago. By RNA gel blot anaJysis NGF mRNA was detected during late embryonie development; BDNF was present in adult brain.
KW  - Physiologische Chemie
KW  - Brain-derived neurotrophic factor
KW  - Nerve growth factor
KW  - Fish
KW  - Recombinant protein expression
KW  - Neuronal survival
Y1  - 1992
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61703
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schlegel, Nicolas
T1  - Reaktive Veränderungen von Rückenmark und Nervenwurzeln nach dorsaler Rhizotomie sowie Ausriss und Replantation der Vorderwurzel im Segment C7 mit Applikation neurotropher Faktoren CNTF und BDNF
T1  - Reactive changes of spinal cord and nerve roots after dorsal rhizotomy, avulsion and replantation of C7 ventral roots with application of neurotrophic factors CNTF and BDNF
N2  - Als Therapieversuch bei Plexusläsionen wird die Replantation ausgerissener Vorderwurzelfasern durchgeführt. Voraussetzung für die erfolgreiche Regeneration von Motoneuronaxonen sind 1. Überleben einer ausreichenden Anzahl von Motoneuronen 2. erfolgreiche Wiederherstellung der Kontuität ausgerissener Axone mit dem Rückenmark und 3. funktionelle Hochwertigkeit regenerierter Axone. Neurotrophe Faktoren können Überleben und Regenerationsfähigkeit von Motoneuronen fördern. Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Analyse des Einflusses von CNTF und BDNF auf die Regeneration von Motoneuronaxonen nach Ausriss und Replantation im Segment C7 nach einer Überlebenszeit von 3 Wochen bzw. 6 Monaten. Vervollständigt wurden diese Untersuchungen durch detaillierte morphologische Analysen von Spinalganglien, durchtrennter Hinterwurzel und verletztem Hinterhorn. In verschiedenen Gruppen von adulten Kaninchen wurden CNTF, BDNF, oder beide Faktoren auf die ventrolaterale Replantationsstelle appliziert, Kontrollen wurden ohne Faktor belassen (n>5). Die Überlebenszeit der Versuchstiere lag bei 3 Wochen (n=3 Kontrollen) und 6 Monaten (n=27). Aus dem perfundiertem Gewebe wurden Semidünnschnitte durch Vorderwurzel/Spinalganglien und Kryostatserienschnitte durch das Segment C7 angefertigt. DiI-Fluoreszenztracing, Markscheidenfärbung, eine modifizierte Klüver-Barrera-Färbung der Kryostatschnitte sowie eine Touloidinblaufärbung der Semidünnschnitte ermöglichte die morphologische und morphometrische Analyse des Gewebes. Die Anzahl der überlebenden Motoneurone lag nach sechs Monaten bei allen Versuchsgruppen bei etwa 30%. Fluoreszenz-Tracing und Markscheidenfärbungen von Serienschnitten zeigten, dass Axone sowohl über die ursprünglichen ventralen Austrittstellen als auch über die ventrolaterale Replantationsstelle das Rückenmark verließen und im Bereich des Spinalganglions eine kompakte Vorderwurzel bildeten. Ventral austretende Axone zeigten signifikant größere Durchmesser als lateral austretende. Ausmaß und Art der Regeneration waren interindividuell unterschiedlich, die besten Ergebnisse zeigte die Replantation nah am ursprünglichen Austrittsort der Vorderwurzel. Unterschiede zwischen den Gruppen waren nicht deutlich. In Semidünnschnitten durch die regenerierte Vorderwurzel fanden sich nach drei Wochen kaum intakte, myelinisierte Axone, nach sechs Monaten war die Zahl der Axone auf etwa 45% der Zahl der gesunden Seite angestiegen. Regenerierte Axone waren dünn, typische Motoneuronaxone stellten nur einen kleinen Teil der regenerierten Axone. Gruppenunterschiede fanden sich im Axon-Myelinverhältnis, das bei Kontrollen der replantierten Seiten signifikant erniedrigt war. Diese Erniedrigung war noch vorhanden, jedoch nicht mehr signifikant bei Tieren, die mit CNTF- und BDNF-behandelt wurden. Die replantierten Vorderwurzeln der CNTF+BDNF-Gruppe zeigte überwiegend eine signifikant bessere Myelinisierung als die replantierten Kontrollen. An der früheren Hinterwurzeleintrittszone am Rückenmark wurden in Tieren mit geringem Verletzungsausmaß kleine ZNS-Gewebsprotrusionen beobachtet, in denen sich myelinisierte Axone befanden. Diese Axone zeigten eine Wachstumsrichtung in die Peripherie, was auf eine Sprossung der sensorischen Rückenmarksneurone schließen lässt. Innerhalb des Spinalganglions waren Neuron- und Axondichte auf den verletzten Seiten nicht wesentlich verändert. Eine leichte Abnahme des relativen Anteils großer Neurone und Axone wurde in den verletzten Seiten der Kontrollgruppe beobachtet. Für Axone war diese Abnahme statistisch signifikant. Im Gegensatz dazu war dies in Tieren, die mit neurotrophen Faktoren behandelt wurden, nicht zu beobachten. Bei allen Tieren zeigte sich ein beträchtliches Auswachsen von Hinterwurzelaxonen aus dem Spinalganglion. Diese Axone fanden keine spontane Verbindung mit dem proximalen Rest der Wurzel, sondern waren durch Bindegewebe eingehüllt. Bei etwa der Hälfte der Tiere zeigte sich, dass einer Untergruppe dieser Axone in Richtung des Narbengewebes der replantierten Vorderwurzel gewachsen war und über Defekte in der Bindegewebshülle teilweise sogar in die Vorderwurzel einwuchsen. Ein möglicher Einfluss der applizierten neurotrophen Faktoren auf das quantitative Regenerationsergebnis scheint also in diesem Modell gering zu sein. Auf eine qualitative Verbesserung deutet die Normalisierung des Axon-Myelinverhältnisses großer regenerierter Axone bei Kombinationsbehandlung hin. Die im vorliegenden Modell beträchtliche Regenerationskapazität der Hinterwurzel scheint bisher unterschätzt worden zu sein. Das unerwartete Einwachsen von Hinterwurzelaxonen in die Vorderwurzel könnte mit einer funktionellen Beeinträchtigung der regenerierten Vorderwurzel verbunden sein.
N2  - Treatment of brachial plexus lesions is attempted by surgical replantation of avulsed nerve roots. Prerequisites for successful regeneration of motoneuron axons are 1. survival of a large number of motoneurons, 2. restoration of connectivity between avulsed nerve roots and spinal cord and 3. high quality of regenerated axons. Regeneration and survival of motoneurons can be supported by neurotrophic factors. In the present study, the influence of CNTF and BDNF on regeneration of motoneurons after C7 ventral root avulsion and replantation after 3 weeks and 6 months was analysed. Additionally, detailed morphological analyses of dorsal root ganglia (DRG), severed dorsal roots and injured dorsal horns were performed. In adult rabbits C7 dorsal roots were severed, ventral roots were avulsed and replanted ventrolaterally. CNTF, BDNF, or both was applied to the replantation site, controls were replanted without application of neurotrophic factors (n>5). After 3 weeks (n= 3 controls) and 6 months (n= 27) after avulsion and replantation semi-thin sections of ventral roots and DRGs as well as cryostat serial sections from C7 spinal cord segment were prepared. DiI-fluorescence tracing, myelin-sheath staining, modified Klüver-Barrera staining of cryostat section and touloidinblue staining of semi-thin sections served for morphological and quantitative analyses. Six months after lesion, a survival of 30% of the C7 motoneurons was found without differences between the experimental groups. Retrograde fluorescent tracing and histological analysis documented that many axons had regrown through the original ventral exit zones or had exited the spinal cord at the lateral replantation site. However, many laterally exiting axons had not grown out directly from the ventral horn through the lateral white matter but had elongated vertically before leaving the spinal cord. The mean axonal diameter was significantly higher in regenerated axons that had exited through the original ventral exit zones in comparison with axons which had grown out laterally. Application of BDNF and/or CNTF did not show any effects on the pathways of regeneration into the replanted root. Three weeks after ventral root avulsion and replantation the number of axons was rare. After six months, the number of myelinated axons increased to 45% compared to unlesioned sides. Regenerated axons were mainly of small caliber with few axons showing typical properties of motoneuron axons. In controls myelination was significantly reduced compared to the unlesioned sides. This was not observed after CNTF, BDNF and CNTF+BDNF treatment. In CNTF+BDNF treated animals myelination was significantly increased compared to replanted controls in the majority of cases. At the dorsal root entry zone, small myelinated axons extended into central tissue protrusions, in cases with well-preserved morphology. This suggested sprouting of spinal neuron processes into the central dorsal root remnant. In lesioned DRGs, the density of neurons and myelinated axons was not significantly altered, but a slight decrease in the relative frequency of large neurons and an increase of small myelinated axons was noted (significant for axons). Unexpectedly, differences in the degree of these changes were found between control and neurotrophic factor-treated animals. Central axons of DRG neurons formed dorsal root stumps of considerable length which were attached to fibrous tissue surrounding the replanted ventral root. In cases where gaps were apparent in dorsal root sheaths, a subgroup of dorsal root axons entered this fibrous tissue. Continuity of sensory axons with the spinal cord was never observed. Some axons coursed ventrally in the direction of the spinal nerve. In summary, the number of surviving motoneurons and regenerating axons appeared not to be influenced by a single- dose application of neurotrophic factors in this model. However, improvement of myelination indicated that the quality of regeneration can be increased especially by CNTF+BDNF- treatment. Moreover, the considerable capacity of dorsal root regeneration we observed in this study has possibly been underestimated previously. The unexpected ingrowth of dorsal root axons into the regenerated ventral roots could be harmful for ventral root regeneration.
KW  - Nervenregeneration
KW  - Neurotropher Faktor
KW  - Plexus brachialis
KW  - Armplexusverletzung
KW  - Ciliary neurotrophic factor
KW  - Brain-derived neurotrophic factor
KW  - Nervenwurzelausriss
KW  - Nervenwurzelreplantation
KW  - nerve regneration
KW  - nerve root avulsion
KW  - ventral root replantation
KW  - neurotrophic factors
KW  - rhizotomy
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-25325
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kuhlemann, Julia
T1  - Expression von Monoamintransportern, NO-Synthase-III und Neurotrophin BDNF in Antidepressiva-stimulierten Astrozyten
T1  - Expression of monoamine transporters, nitric oxyde III and neurotrophin BDNF in antidepressant-stimulated astrocytes
N2  - Schwermut, Einsamkeit, Desinteresse: 2-7% der Weltbevölkerung werden von diesen Gefühlen bestimmt, sie sind an einer Depression erkrankt. In Deutschland leiden aktuell bis zu 4 Mio. Menschen an einer Depression. Zwei Drittel diese Kollektivs befinden sich in hausärztlicher Behandlung, aber nur etwa die Hälfte von diesen Patienten wird korrekt diagnostiziert und behandelt. Die Gründe hierfür sind auf der einen Seite die schwierige Diagnosefindung, auf der anderen die bisher nicht vollständig geklärte Ätiologie und die komplexen Wirkmechanismen der medikamentösen antidepressiven Therapieoptionen. Die Entstehung einer depressiven Episode ist multifaktoriell bedingt, wobei insbesondere genetischen Faktoren in der Pathogenese depressiver Erkrankungen eine wichtige Rolle zugeordnet wird. Neurobiologische Untersuchungen der molekularen und biochemischen Hintergründe von depressiven Episoden befassen sich zurzeit insbesondere mit drei Hypothesen: Diese sind die Neurotransmitter-Dysbalance-Hypothese (Monoaminhypothese), die Stressachsen-Hypothese (Hypothalamus-Hypophysen-Achse) und die Neurotrophin-Hypothese. Die Stressachsen-Hypothese befasst sich in diesem Zusammenhang mit der Aktivität des Hypothalamus-Hypophysen-Systems, die bei depressiv erkrankten Patienten dysreguliert ist und mit einer erhöhten Kortisolsekretion einhergeht. Die Monoaminhypothese der Depression postuliert eine Dysfunktion serotonerger, noradrenerger und dopaminerger Systeme. Die Neurotrophinhypothese bezieht sich auf das Second Messenger-System des durch Antidepressiva aktivierten cyclischen Adenosin-Monophosphat (cAMP) Signalwegs. Cyclisches Adenosin-Monophosphat aktiviert die cAMP-abhängige Proteinkinase (PKA), die wiederum den Transkriptionsfaktor cAMP response element binding protein (CREB) phosphoryliert und ihn somit stimuliert. Aktiviertes CREB verstärkt die Transkription zahlreicher Zielgene, inklusive die des brain-derived neurotrophic factor (BDNF), welcher unter anderem als Regulator von Neurotransmittern dient und Überleben, Differenzierung und Plastizität von Neuronen beeinflusst. Astrozyten gehören zur Gruppe der Makrogliazellen im zentralen Nervensystem (ZNS) und sind die größte Population der Gliazellen. Sie sind für die Kaliumhomöostase und ebenso für die Regulation der synaptischen Transmission und der neurovaskulären Koppelung zuständig. Des Weiteren scheinen Astrozyten eine wichtige Rolle für die Bildung glialer Narben, die Induktion der Blut-Hirn-Schranke und auch für das neuronale Überleben zu spielen. Bei der Analyse der Wirkmechanismen medikamentöser antidepressiver Therapien ist in der letzten Zeit die Rolle der Astrozyten in den Vordergrund gerückt, um deren Beitrag zu antidepressiven Therapien zu untersuchen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war zu untersuchen, ob in Astrozyten der Serotonin-Transporter (5-HT-Transporter, 5-HTT), der Brain-derived neurotrophic factor (BDNF), der Dopamin-Transporter oder die Stickstoffmonoxyd-Synthase III (endotheliale Stickstoffmonoxid-Synthase, eNOS) gebildet werden und falls ja, ob sich deren Expression durch Applikation von Antidepressiva ändert. Die aus Rattenhirnen gewonnenen Astrozytenkulturen wurden hierfür entweder mit dem trizyklischen Antidepressivum Imipramin, dem selektiven Serotoninrückaufnahmeinhibitor Escitalopram oder zur Kontrolle mit Kochsalzlösung inkubiert. Nachdem die entsprechende mRNA aus den behandelten Astrozytenkulturen extrahiert wurde, ist sie in cDNA translatiert und mit Hilfe der quantitativen Real-Time PCR quantifiziert worden. Durch Vergleich der Expression des zu untersuchenden Gens mit der Expression der Housekeeping-Gene 18s-rRNA, Glycerinaldehyddehydrogenase (GAPDH) und Acidic ribosomal phosphoprotein (ARP) wurden Ungenauigkeiten bei der cDNA-Synthese ausgeglichen und die Daten normalisiert. Die rechnerische Auswertung der quantitativen Real-Time PCR erfolgte unter Verwendung der Ct-Werte unter Zuhilfenahme der geNORM Software. Die Ergebnisse zeigen eine signifikant erhöhte BDNF-Expression nach Imipramingabe. Hierbei zeigen bei den getrennten Untersuchungen der jeweiligen mRNA Chargen die mit 100µM Imipramin behandelten Astrozytenkulturen stärker signifikante Ergebnisse, als die mit 50µM Imipramin behandelten Astrozytenkulturen. Werden alle Proben, die mit der jeweiligen Imipraminkonzentration 4 Stunden inkubiert wurden, zusammen analysiert und mit den jeweiligen Kontrollen verglichen, zeigt sich sowohl bei der Behandlung mit 50µM Imipramin als auch mit 100µM Imipramin eine signifikante Steigerung der BDNF Expression. Escitalopram stimulierte die BDNF-Expression zwar ebenfalls nominell, jedoch war der Effekt nicht signifikant. Des Weiteren konnte eine deutliche Expression von 5-HTT-mRNA in Astrozytenkulturen nachgewiesen werden. Jedoch hatte keines der Antidepressiva einen signifikanten Effekt auf die 5-HTT-Expression. Es konnten weder in den behandelten, noch in den unbehandelten Astrozytenkulturen DAT oder NOS-III nachgewiesen werden.
N2  - Melancholia, loneliness, lack of interest: 2-7% of world population are ruled by these feelings. In Germany, 4 million inhabitants suffer from depression. Two third of this population are under medical treatment, but only half of these patients are diagnosed and medicated correctly. Reasons are difficulties in finding the exact diagnosis on the one hand and the vague aetiology and complex effects of antidepressants on the other. The origin of a depressive episode has multiple reasons, especially genetic components are considered to play an important role. Neurobiological investigations of the molecular and biochemical backgrounds of depressive episodes centre on three hypotheses: The dysbalance hypothesis of neurotransmitters (monoamine hypothesis), the hypothesis of activated hypothalamus-pituitary-adrenal axis and the neurotrophin hypothesis. In this context, the hypothesis of activated hypothalamus-pituitary-adrenal axis deals with the dysregulation and over-stimulation of the hypothalamus-pituitary-adrenal axis and the following elevated cortisol-secretion. The monoamine hypothesis of depressive episodes postulates a dysfunction of serotonergic, noradrenergic and dopaminergic systems. The neurotrophin hypothesis refers to the cyclic adenosine monophosphate (cAMP) second messenger system, activated by antidepressants. Cyclic adenosine monophosphate activates the cAMP dependent protein kinase (PKA) that phosphorylates and consequently stimulates the transcription factor cAMP response element binding protein (CREB). Activated CREB enhances the transcription of numerous genes, including the brain derived neurotrophic factor (BDNF) that is among others regulating neurotransmitters and influences neuronal survival, differentiation and plasticity. Astrocytes are part of the macroglia in central nervous system and form the major population of glial cells. They are considered to be responsible for homeostasis of potassium and the regulation of synaptic transmission and neurovascular linkage. Furthermore, astrocytes take part in forming glial cicatrixes, induction of blood-brain-barrier and neuronal survival. In the course of investigating the effects of antidepressants, the centre of interest has focused on astrocytes and their contribution to antidepressant therapy. The aim of this dissertation was to study, if the serotonin transporter (5-HTT), the brain derived neurotrophic factor (BDNF), the dopamin transporter or the nitric oxide synthase III (eNOS) is synthesised in astrocytes and in case of, if their expression is modulated by antidepressants. The astrocyte cultures, gained from rats’ brains, were incubated with the tricyclic antidepressant imipramine, the selective serotonin reuptake-inhibitor escitalopram or sodium chloride solution. After extracting the corresponding mRNA from the astrocyte cultures, it was translated to cDNA and quantified using the quantitative Real-Time PCR. Comparing the expression of the gene of interest with the expression of the housekeeping genes 18s-rRNA, glyceraldehydes phosphate dehydrogenase (GAPDH) and acidic ribosomal phosphoprotein (ARP), equated inexactness of cDNA synthesis and normalised the acquired data. The mathematical evaluation of the qRT-PCR based on the Ct-figures with the assistance of geNORM software. The results show a significantly elevated BDNF expression after imipramine administration. mRNA batches of astrocyte cultures incubated with 100µM imipramine presented more significant results than mRNA batches of astrocyte cultures incubated with 50µM imipramine. Analysing all samples incubated for four hours with the corresponding concentration of imipramine and compared with the sodium chloride solution controls, a significant elevation of BDNF expression is detected in 50µM imipramine samples as well as in 100µM imipramine samples. Escitalopram stimulates the expression of BDNF nominally without showing significant effects. Furthermore, a clear expression of 5-HTT-mRNA in astrocyte cultures could be detected, but none of the antidepressants induced a significant effect on 5-HTT expression. Neither in medicated nor in control samples DAT or NOS-III were detected.
KW  - BDNF Astrozyten depressive Episode
KW  - Brain-derived neurotrophic factor
KW  - Depression
KW  - Imipramin
KW  - Escitalopram
KW  - Astrozyten
KW  - astrocytes
KW  - bdnf
KW  - imipramine
KW  - escitalopram
KW  - depressive episode
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-37457
ER  - 
TY  - THES
A1  - Altides, Anastasia Elisabeth
T1  - BDNF Plasma Level als Marker für Alzheimer in der VITA Studie
T1  - BDNF plasma levels as a marker for Alzheimer Disease in the VITA study
N2  - HINTERGRUND: Der brain-derived neurotrophic factor (BDNF) reguliert die synaptische Plastizität und spielt somit eine wichtige Rolle in der Gedächtnisbildung und -erhaltung. Deswegen gibt es eingehende Untersuchungen dieses neurotrophischen Faktors in Bezug auf Demenzerkrankungen, vor allem der Alzheimer Demenz. In dieser Studie wurde nach einem Zusammenhang zwischen BDNF Blutplasmawerten und der Alzheimer Demenz in einer longitudinalen Kohortenstudie, der Vienna-Transdanube-Aging(VITA)-Studie gesucht. METHODEN: Die VITA-Studie ist eine kommunale Kohortenstudie aller 75jährigen Einwohner einer geographischen Region Wiens. Es wurden die BDNF Plasmawerte der Basisuntersuchung und der ersten Folgeuntersuchung 30 Monate später als mögliche Biomarker für die Alzheimer Demenz untersucht. Assoziationen zwischen BDNF Plasmawerten und anderen epidemiologischen Eckdaten wurden ebenfalls analysiert. ERGEBNISSE: Wir konnten keine Assoziation zwischen BDNF Plasmawerten und der Entwicklung oder einer bereits bestehenden Alzheimer Demenz finden. Geschlecht, Body-Maß-Index und Depression stellten sich als Komorbiditäts-Faktoren von Demenz-erkrankungen dar. SCHLUSSFOLGERUNG: BDNF Plasmawerte sind diesen Ergebnissen nach kein so viel versprechender molekularer Marker für Alzheimer Demenz wie erhofft. BDNF wird jedoch weiterhin in vielen interessanten Studienprotokollen untersucht, da es sowohl im Blutserum als auch im Hirngewebe nachgewiesen werden kann und somit viele diagnostische und therapeutische Ansätze inspiriert.
N2  - BACKGROUND: Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) regulates the plasticity of synapses and plays an important role in developing and sustaining memory. Therefore it is intensely researched with regard to dementia, especially Alzheimer’s disease. In this study, we searched for a relationship between BDNF plasma levels and Alzheimer’s disease in a longitudinal cohort, the Vienna-Transdanube-Aging (VITA)-study. METHODS: The VITA is a prospective community-based cohort study of all 75 years old inhabitants of a geographical region of Vienna. We have investigated the BDNF plasma levels of the baseline and the first follow-up 30 months later as a possible biomarker for Alzheimer’s disease. Associations between BDNF plasma levels and other epidemiologic data were also analyzed. RESULTS: We found no association between BDNF plasma levels and the development or existence of Alzheimer’s disease. Gender, body-mass-index and depression were shown to be co-morbid to dementia. CONCLUSION: According to these results, BDNF plasma levels are not as promising as a molecular marker for Alzheimer’s disease as hoped for. BDNF, though, is still subject to many interesting study protocols, as it can be detected also in blood serum and brain tissue and therefore invites many diagnostic and therapeutic scenarios.
KW  - Alzheimer-Krankheit
KW  - Brain-derived neurotrophic factor
KW  - Depression
KW  - Biomarker
KW  - VITA Studie
KW  - Plasma Level
KW  - Alzheimer disease
KW  - BDNF
KW  - depression
KW  - VITA study
KW  - plasma levels
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-57274
ER  - 
TY  - THES
A1  - Geisler, Agnes
T1  - Untersuchung der genetischen Komponente Spezifischer Phobien am Beispiel der Spinnen- und Zahnbehandlungsphobie
T1  - Analysis of the genetic component of specific phobia using the example of spider and dental phobia
N2  - Unsere Bemühungen die Natur individueller Unterschiede der Emotionsregulation zu verstehen, involviert das Verständnis der Gene. In dieser Arbeit werden Gene (Kandidatengene), die für Proteine als Rezeptoren, Transporter oder Enzyme im Neurotransmitterstoffwechsel Serotonin und Dopamin kodieren, untersucht. Serotonin und Dopamin sind mit Angststörungen in verschiedener Weise assoziiert. Sie sind wichtige Neurotransmitter in Teilen des Gehirns, die mit Angstkonditionierung im Zusammenhang stehen. Polymorphismen in diesen Genen verändern die Struktur und Funktion der Genprodukte und nehmen damit Einfluss auf die Funktion von Hirnstrukturen und -systemen. Phobien sind äußerst intensive und persistente Furchtreaktionen, welche durch spezifische Situationen oder Objekte ausgelöst werden und von dem zwingenden Wunsch begleitet sind, diese Situationen oder Objekte zu vermeiden. Die Intensität der Furchtreaktion erscheint einem Außenstehenden, entsprechend der realen Gefahr dieser Situation, unangemessen und eigentümlich. Zumeist hat der Phobiker selbst auch Einsicht in diese Irrationalität seiner Furchtreaktion, vermag sie aber nicht willentlich unter Kontrolle zu halten. In dieser Arbeit wurden als Beispiel einer assoziierten Angst die Zahnbehandlungsphobie und als Beispiel einer nicht-assoziierten Angst die Spinnenphobie untersucht. Es wurden 53 Zahnbehandlungsängstliche, 52 Spinnenphobiker und 37 Kontrollpersonen mittels Fragebogen (SPF,FAS,STAI trait, DCQ, DFS, ASI, PANAS, R-IDCI) getestet. Die Probanden wurden durch PCR-Analyse von Mundschleimhautabstriche je einem Polymorphismus der untersuchten Kandidatengene zugeordnet. Es handelte sich dabei um die Gene für den Serotonintransporter 5HTT, den Serotoninrezepor 5HT1A, den Dopaminrezeptor DRD4, den Dopamintransporter DAT, BDNF und das in den Katecholaminabbau involvierte COMT-Enzym. Die untersuchten Polymorphismen weisen in der Literatur einen Einfluss auf die Angstausprägungen auf. In der statistischen Auswertung wurde auf signifikante Zusammenhänge zwischen einem Polymorphismus und der Ausprägung einer Phobie geachtet. Desweiteren wurden die verschiedenen Polymorphismen mit den Ergebnissen der Fragebogentests in Zusammenschau gebracht. Ein direkter Einfluss eines der untersuchten Gene auf die Ausprägung einer Phobie konnte nicht nachgewiesen werden. In der Gruppe der Dentalphobiker zeigten sich Hinweise auf einen Einfluss des BDNF G-Allels und des COMT G-Allels auf erhöhte Ängstlichkeit.
N2  - Understanding of individual differences in emotions is related to the understanding of genes. This paper analyses genes (candidate genes) that code for proteins as receptors, transporters or enzymes in the metabolism of neurotransmitter serotonin and dopamine. Serotonin and dopamine are in different ways associated with anxiety disorders. They are important neurotransmitter in parts of the brain that are associated with anxiety conditioning. Polymorphisms in these genes change the structure and function of gene products and have effect on the function of brain structures. In literature the analysed polymorphisms show influence on characteristics of anxiety. Phobias are very intense and persistent fearreactions, which are triggered by specific situations or objects. They are accompanied by the desire to avoid these specific objects/situations. The intensity of this fearreactions seems inadequate according to real danger. The phobic person himself realises the irrationality of the reaction, but cannot control it. In this paper dental phobia, as an example for associated anxiety, and spider phobia, as an example for non-associated anxiety, are analysed. 53 dentalphobic, 52 spiderphobic and 37 control persons are tested by questionnaires (SPF,FAS,STAI trait, DCQ, DFS, ASI, PANAS, R-IDCI). The test persons were related to each one polymorphism of a candidate gene by PCR-analysing of mouth mucosa samples. Analysed candidate genes are serotonin-transporter 5HTT, serotonin-receptor 5HT1A, COMT, dopamine-receptor DRD4, dopamine-transporter and neutrophin BDNF. The relationship between a polymorphism and the characteristics of a phobia was examined statistically. Further the questionnaire results and polymorphisms were analysed for relations. No direct influence could be shown for candidate genes on phobia characteristics. In the group of dental phobia, hints for influence of the BFNF G-allele and COMT G-allele on anxiety could be made.
KW  - Phobie
KW  - Dopamin
KW  - Serotonin
KW  - Catecholmethyltransferase
KW  - Catechol-0-Methyltransferase
KW  - Brain-derived neurotrophic factor
KW  - Spinnenphobie
KW  - Dentalphobie
KW  - 5HTT
KW  - 5HT1A
KW  - DRD4
KW  - DAT
KW  - spider phobia
KW  - dental phobia
KW  - candidate gene
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-66158
ER  - 
TY  - THES
A1  - Albantakis, Laura Irena Teresa
T1  - Periphere Expression von Brain Derived Neurotrophic Factor bei Kindern und Jugendlichen mit Autismus-Spektrum-Störungen
T1  - Altered peripheral expression of brain derived neurotrophic factor in blood of children and adolescents with autism spectrum disorders
N2  - Neurotrophine beeinflussen durch die Modulation von Prozessen wie Zellproliferation, -migration, Apoptose und Synapsenbildung entscheidend die neuronale Plastizität. Sie gelten deshalb als Kandidatengene neuronaler Entwicklungsstörungen wie Autismus-Spektrum-Störungen (ASS). Die vorgelegte Arbeit zielt auf die weitere Klärung der Rolle von Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) bei der Ätiopathophysiologie der ASS durch Expressionsanalysen im Blut als potenziellem Surrogat zentralnervöser Prozesse. 
In gut charakterisierten ASS-Stichproben und - neben gesunden Kontrollprobanden - einer klinischen Kontrollgruppe von Patienten mit Aufmerksamkeitsdefizit-/ Hyperaktivitätsstörung (ADHS) wurde die BDNF-mRNA-Expression in Vollblut sowie BDNF-Proteinserumkonzentrationen untersucht. Zusätzlich wurden mögliche Einflussfaktoren auf die BDNF-Werte wie Alter, IQ, autismusspezifische Symptomatik, Komorbidität und Medikation analysiert.
In einer ersten Stichprobe (ASS-Patienten versus gesunde Kontrollen) wurden 
signifikant erniedrigte BDNF-Serumkonzentrationen in der Patientengruppe mittels
Enzyme-Linked-Immunosorbent-Assay gemessen (p = 0,040). In einer zweiten unabhängigen Stichprobe (Patienten mit ASS, Patienten mit ADHS und gesunde Kontrollen) wurde auf mRNA-Ebene mittels quantitativer Real-Time-Polymerasekettenreaktion ebenfalls ein signifikanter Gruppenunterschied ermittelt mit erniedrigter BDNF-Expression in der ASS-Gruppe im Vergleich zu gesunder Kontrollgruppe (p = 0,011), sowie einem Trend zu erniedrigten BDNF-Werten bei ADHS-Patienten im Vergleich zu gesunden Probanden (p = 0,097). Des Weiteren wurde eine signifikante negative Korrelation zwischen Alter und BDNF-mRNA-Expression bei Patienten mit ASS sowie eine positive Korrelation von Alter und BDNF-Serumkonzentrationen bei gesunden Kontrollen gemessen. Auch korrelierten die BDNF-Werte im Serum mit der Ausprägung des autistischen Phänotyps. In einer Subgruppe der ADHS-Patienten wurde kein Einfluss von Psychostimulanzien auf die BDNF-mRNA-Expression gemessen. 
Der Einbezug größerer Stichproben sowie die systematische Erfassung weiterer potenzieller Einflussfaktoren auf die BDNF-Expression (wie pubertärer Entwicklungsstand bzw. Geschlechtshormonkonzentrationen) könnten in zukünftigen Studien zu einer weiteren Klärung der pathophysiologischen Rolle von BDNF bei Kindern und Jugendlichen mit ASS beitragen.
N2  - Neurotrophins impact on neuronal plasticity by modulating processes such as cell proliferation, cell migration, apoptosis and synaptic plasticity. Therefore, they are regarded as candidate genes for neurodevelopmental disorders such as autism spectrum disorders (ASD). The following work aims at further clarifying the role of brain derived neurotrophic factor (BDNF) in the pathophysiology of ASD by expression analyses in blood as a potential surrogate for BDNF effects observed in the central nervous system.
BDNF mRNA expression in whole blood and BDNF serum concentrations were analyzed in well characterized samples of ASD patients, healthy controls, and a clinical control group of patients with attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). In addition, potential modulating factors such as age, IQ, autistic phenotype, comorbidity and medication were further investigated. 
In a first project (ASD patients vs. healthy controls) significantly lower BDNF serum concentrations in the ASD group were observed via enzyme-linked immunosorbent assay (p = 0.040).  In a second independent sample and project (patients with ASS, patients with ADHD, and healthy controls), BDNF mRNA expression was analyzed using quantitative real time polymerase chain reaction. Also in this sample, a significant group difference was found with lower BDNF expression in the ASD group compared to the health controls (p = 0.011). Moreover, a trend of decreased BDNF mRNA levels was observed for patients with ADHD in comparison to the normally developing controls (p = 0.097). Furthermore, with regard to potential influencing factors, we found a significant negative correlation between age and BDNF mRNA expression in patients with ASD, as well as a positive correlation between age and BDNF serum concentrations in healthy controls. A positive correlation was moreover detected between the serum BDNF concentrations and autistic phenotype. Testing a sub-group of ADHD patients, no significant influence of stimulants was observed on BDNF mRNA expression.
In future studies, bigger sample sizes as well as a systematic assessment of other factors that potentially influence BDNF expression (like pubertal developmental status or concentration of sex hormones) could further clarify the pathophysiological role of BDNF in children and adolescents with ASD.
KW  - Autismus-Spektrum-Störung
KW  - Brain-derived neurotrophic factor
KW  - Periphere Expression
KW  - Autismus-Spektrum-Störung
KW  - Brain-derived neurotrophic factor
KW  - Peripheral expression
KW  - brain derived neurotrophic factor
KW  - autism spectrum disorder
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-106666
ER  - 
TY  - THES
A1  - Asthana, Manish
T1  - Associative learning – Genetic modulation of extinction and reconsolidation and the effects of transcranial Direct Current Stimulation (tDCS)
T1  - Assoziatives Lernen - Genetische Modulation der Auslöschung und Rück-verfestigung und die Auswirkungen der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS)
N2  - Scientific surveys provide sufficient evidence that anxiety disorders are one of the most common psy-chiatric disorders in the world. The lifetime prevalence rate of anxiety disorder is 28.8% (Kessler, et al., 2005). The most widely studied anxiety disorders are as follows panic disorder (PD), post-traumatic stress disorder (PTSD), obsessive-compulsive disorder (OCD), social phobia (or social anxiety disorder), specific phobias, and generalized anxiety disorder (GAD). (NIMH Article, 2009). Classical conditioning is the stable paradigm used from the last one century to understand the neurobi-ology of fear learning. Neurobiological mechanism of fear learning is well documented with the condi-tioning studies. In the therapy of anxiety disorders, exposure based therapies are known to be the most effective approaches. Flooding is a form of exposure therapy in which a participant is exposed to the fear situation and kept in that situation until their fear dissipates. The exposure therapy is based on the phenomena of extinction; this means that a conditioned response diminishes if the conditioned stimulus (CS) is repeatedly presented without an unconditioned stimulus (UCS). One problem with extinction as well as with exposure-based therapy is the problem of fear return (for e.g. renewal, spontaneous recov-ery and reinstatement) after successful extinction. Therefore, extinction does not delete the fear memory trace. It has been well documented that memory processes can be modulated or disrupted using several sci-entific paradigms such as behavioral (for e.g. exposure therapy), pharmacological (for e.g. drug manipu-lation), non-invasive stimulation (for e.g. non-invasive stimulation such as electroconvulsive shock (ECS), transcranial magnetic stimulation (TMS), transcranial direct current stimulation (tDCS), etc. However, modulation of memory processes after reactivation or via non-invasive stimulation is still not clear, which is the focus of the current study. In addition, study of genetic variant suggests that genetic differences play a vital role in the psychiatric disorder especially in fear learning. Hence, it is also one of the concerns of the current dissertation to investigate the interaction between gene and reconsolidation of memory. With respect to fear-conditioning, there are three findings in the current dissertation, which are as fol-lows: (i) In the first study we investigated that non-invasive weak electrical stimulation interferes with the consolidation process and disrupts the fear consolidation to attain stable form. This might offer an effective treatment in the pathological memories, for e.g. PTSD, PD, etc. (ii) In the second study we demonstrated whether a brief single presentation of the CS will inhibit the fear recovery. Like earlier studies we also found that reactivation followed by reconsolidation douses fear return. Attenuation of fear recovery was observed in the reminder group compared to the no-reminder group. (iii) Finally, in our third study we found a statistically significant role of brain derived neurotrophic factor (BDNF) polymorphism in reconsolidation. Results of the third study affirm the involvement of BDNF variants (Met vs. Val) in the modulation of conditioned fear memory after its reactivation. In summary, we were able to show in the current thesis modulation of associative learning and recon-solidation via transcranial direct current stimulation and genetic polymorphism.
N2  - Mit einer lebenslangen Prävalenz von etwa 28% (Kessler Rc, 2005) stellen Angststörungen eine der häufigsten psychischen Störungen weltweit dar. Zu den am besten untersuchten Angststörungen gehö-ren Panikstörungen (PD), posttraumatische Belastungsstörungen (PTSD), Zwangsstörungen (OCD), soziale Phobien (oder soziale Angststörungen), spezifische Phobien und generalisierte Angststörungen (GAD) (NIMH Artikel, 2009). Die klassische Konditionierung ist das seit dem letzten Jahrhundert gültige Paradigma zur Erforschung der neurobiologischen Mechanismen des Angstlernens. Bei der Behandlung von Angststörungen haben sich Konfrontationstherapien als äußerst wirksam herausgestellt. Reizüberflutung (Flooding) ist bei-spielsweise eine Form der Konfrontationstherapie, bei der der Teilnehmer einer furchteinflößenden Situation ausgesetzt und in ihr gehalten wird, bis seine Furcht vergeht. Die Konfrontationstherapie ba-siert auf dem Phänomen der Extinktion, also dem Rückgang eines konditionierten Verhaltens nach wie-derholter Präsentation eines konditionierten Stimulus (CS) ohne einen unkonditionierten Stimulus (UCS). Ein Problem der Extinktion und der Konfrontationstherapien ist, dass das Furchtgefühl nach einer erfolgreichen Extinktion zurückkehren kann, was darauf hinweist, dass eine Extinktion nicht die Spuren des Angstgedächtnisses löscht. Vieles deutet darauf, dass der Erinnerungsprozess mittels verschiedenener wissenschaftlicher Para-digmen moduliert oder unterbrochen werden kann. Hierzu gehören etwa behavioristische (z.B. Kon-frontationstherapie), pharmakologische oder nicht-invasive Interventionen (z.B. Elektrokonvulsions-therapie (ECS), transkranielle Magnetstimulation (TMS) oder transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS)). Da die Modulation von Erinnerungsprozessen nach einer Reaktivierung oder durch eine nicht-invasive Stimulation derzeit noch unzureichend erforscht ist, wurde der Schwerpunkt der vorliegenden Studie auf diese Thematik gelegt. Ein weiteres Ziel ist es, die Wechselwirkung bestimmter Gene mit der Rekonsolidierung des Gedächtnisses zu untersuchen, also Prozesse, denen eine entscheidende Rolle für Angststörungen im Allgemeinen und Furcht-Lernen im Speziellen zugeschrieben wird. Die vorliegende Dissertation umfasst drei zentrale Ergebnisse zur konditionierten Angst: (i.) In der ers-ten Studie wurde herausgefunden, dass eine nicht-invasive, schwache Stimulation den Konsolidie-rungsprozess beeinflusst und verhindert, dass die Angstkonsolidierung eine stabile Form erreicht. Dies könnte eine neue Möglichkeit darstellen, pathologische Gedächtnisinhalte, die z.B. bei Störungen wie PTSD oder PD vorkommen, effektiv zu behandeln. (ii.) Die zweite Studie untersuchte, ob eine kurze, einfache Präsentation des CS das Wiederaufkommen von Angst hemmen kann. Ähnlich wie in früheren Studien beschrieben, fanden auch wir, dass eine Reaktivierung gefolgt von einer Rekonsolidierung die Rückkehr der Angst unterbindet. Insbesondere wurde in der Gruppe, deren Teilnehmer erneut kon-frontiert wurden (reminder), im Vergleich zur Kontroll-Gruppe (no-reminder) ein verringertes Wieder-aufkommen von Angst beobachtet. (iii.) Die dritte Studie zeigte, dass ein Polymorphismus im BDNF-Gen (Met vs Val) eine signifikante Rolle für die Rekonsolidierung und die Modulation des konditionierten Angstgedächtnisses nach seiner Reaktivierung spielt.
KW  - Konditionierung
KW  - Angststörung
KW  - Associative learning
KW  - transcranial Direct Current Stimulation (tDCS)
KW  - Elektrotherapie
KW  - Brain-derived neurotrophic factor
KW  - Assoziatives Lernen
KW  - transkranielle Gleichstromstimulation
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-84158
ER  - 
TY  - THES
A1  - Albantakis, Laura Irena Teresa
T1  - Periphere Expression von Brain Derived Neurotrophic Factor bei Kindern und Jugendlichen mit Autismus-Spektrum-Störungen
T1  - Altered peripheral expression of brain derived neurotrophic factor in blood of children and adolescents with autism spectrum disorders
N2  - Neurotrophine beeinflussen durch die Modulation von Prozessen wie Zellproliferation, -migration, Apoptose und Synapsenbildung entscheidend die neuronale Plastizität. Sie gelten deshalb als Kandidatengene neuronaler Entwicklungsstörungen wie Autismus-Spektrum-Störungen (ASS). Die vorgelegte Arbeit zielt auf die weitere Klärung der Rolle von Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) bei der Ätiopathophysiologie der ASS durch Expressionsanalysen im Blut als potenziellem Surrogat zentralnervöser Prozesse. 
In gut charakterisierten ASS-Stichproben und - neben gesunden Kontrollprobanden - einer klinischen Kontrollgruppe von Patienten mit Aufmerksamkeitsdefizit-/ Hyperaktivitätsstörung (ADHS) wurde die BDNF-mRNA-Expression in Vollblut sowie BDNF-Proteinserumkonzentrationen untersucht. Zusätzlich wurden mögliche Einflussfaktoren auf die BDNF-Werte wie Alter, IQ, autismusspezifische Symptomatik, Komorbidität und Medikation analysiert.
In einer ersten Stichprobe (ASS-Patienten versus gesunde Kontrollen) wurden 
signifikant erniedrigte BDNF-Serumkonzentrationen in der Patientengruppe mittels
Enzyme-Linked-Immunosorbent-Assay gemessen (p = 0,040). In einer zweiten unabhängigen Stichprobe (Patienten mit ASS, Patienten mit ADHS und gesunde Kontrollen) wurde auf mRNA-Ebene mittels quantitativer Real-Time-Polymerasekettenreaktion ebenfalls ein signifikanter Gruppenunterschied ermittelt mit erniedrigter BDNF-Expression in der ASS-Gruppe im Vergleich zu gesunder Kontrollgruppe (p = 0,011), sowie einem Trend zu erniedrigten BDNF-Werten bei ADHS-Patienten im Vergleich zu gesunden Probanden (p = 0,097). Des Weiteren wurde eine signifikante negative Korrelation zwischen Alter und BDNF-mRNA-Expression bei Patienten mit ASS sowie eine positive Korrelation von Alter und BDNF-Serumkonzentrationen bei gesunden Kontrollen gemessen. Auch korrelierten die BDNF-Werte im Serum mit der Ausprägung des autistischen Phänotyps. In einer Subgruppe der ADHS-Patienten wurde kein Einfluss von Psychostimulanzien auf die BDNF-mRNA-Expression gemessen. 
Der Einbezug größerer Stichproben sowie die systematische Erfassung weiterer potenzieller Einflussfaktoren auf die BDNF-Expression (wie pubertärer Entwicklungsstand bzw. Geschlechtshormonkonzentrationen) könnten in zukünftigen Studien zu einer weiteren Klärung der pathophysiologischen Rolle von BDNF bei Kindern und Jugendlichen mit ASS beitragen.
N2  - Neurotrophins impact on neuronal plasticity by modulating processes such as cell proliferation, cell migration, apoptosis and synaptic plasticity. Therefore, they are regarded as candidate genes for neurodevelopmental disorders such as autism spectrum disorders (ASD). The following work aims at further clarifying the role of brain derived neurotrophic factor (BDNF) in the pathophysiology of ASD by expression analyses in blood as a potential surrogate for BDNF effects observed in the central nervous system.
BDNF mRNA expression in whole blood and BDNF serum concentrations were analyzed in well characterized samples of ASD patients, healthy controls, and a clinical control group of patients with attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). In addition, potential modulating factors such as age, IQ, autistic phenotype, comorbidity and medication were further investigated. 
In a first project (ASD patients vs. healthy controls) significantly lower BDNF serum concentrations in the ASD group were observed via enzyme-linked immunosorbent assay (p = 0.040).  In a second independent sample and project (patients with ASS, patients with ADHD, and healthy controls), BDNF mRNA expression was analyzed using quantitative real time polymerase chain reaction. Also in this sample, a significant group difference was found with lower BDNF expression in the ASD group compared to the health controls (p = 0.011). Moreover, a trend of decreased BDNF mRNA levels was observed for patients with ADHD in comparison to the normally developing controls (p = 0.097). Furthermore, with regard to potential influencing factors, we found a significant negative correlation between age and BDNF mRNA expression in patients with ASD, as well as a positive correlation between age and BDNF serum concentrations in healthy controls. A positive correlation was moreover detected between the serum BDNF concentrations and autistic phenotype. Testing a sub-group of ADHD patients, no significant influence of stimulants was observed on BDNF mRNA expression.
In future studies, bigger sample sizes as well as a systematic assessment of other factors that potentially influence BDNF expression (like pubertal developmental status or concentration of sex hormones) could further clarify the pathophysiological role of BDNF in children and adolescents with ASD.
KW  - brain derived neurotrophic factor
KW  - Brain-derived neurotrophic factor
KW  - Autismus-Spektrum-Störung
KW  - Autismus-Spektrum-Störung
KW  - periphere Expression Brain-derived neurotrophic factor
KW  - peripheral expression
KW  - autism spectrum disorder
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-157172
ET  - um 2 Leerseiten korrigierte Ausgabe
ER  - 
TY  - THES
A1  - Baumann, Christian
T1  - Psychologische und genetische Einflussfaktoren auf die Furchtkonditionierung und die Generalisierung konditionierter Furcht
T1  - Psychological and Genetic Influence on Fear Conditioning and Generalization of Conditioned Fear
N2  - Bei der Entstehung und Aufrechterhaltung von Furcht und Angsterkrankungen stellt, neben der Furchtkonditionierung, die Generalisierung der konditionierten Furcht einen wesentlichen Mechanismus dar. Die der Generalisierung zugrunde liegenden psychologischen und biologischen Prozesse sind jedoch beim Menschen bisher nur wenig untersucht.
	Ziel dieser Arbeit war, anhand eines neu entwickelten experimentellen Paradigmas den Einfluss eines psychometrisch bestimmbaren angstspezifischen Faktors sowie der mit Furcht und Angst assoziierten Genotypen Stathmin1, COMT Val158Met und BDNF Val66Met auf die Furchtkonditionierung und Generalisierung konditionierter Furcht zu untersuchen und somit mögliche Risikofaktoren für die Entstehung von Angsterkrankungen zu bestimmen. Hierfür wurden N = 126 gesunde Versuchspersonen (n = 69 weiblich; mittleres Alter M = 23.05, SD = 3.82) für die genannten Polymorphismen genotypisiert und zu ängstlichen und affektiven Symptomen befragt. In einer Akquisitionsphase wurden den Probanden zwei neutrale weibliche Gesichter präsentiert (CS), von denen eines mit einem Schrei sowie einem ängstlichen Gesichtsausdruck (UCS) gepaart wurde. Der sich anschließende Generalisierungstest erfolgte anhand von vier Gesichtern, die in der Ähnlichkeit zwischen den beiden CS schrittweise übergingen. Die Furchtreaktion wurde über die Bewertung von Valenz, Arousal und Kontingenzerwartung sowie über die Hautleitfähigkeitsreaktion (SCR) erfasst.
	Die Analyse der Fragebögen anhand einer Hauptachsenanalyse und anhand von Strukturgleichungsmodellen erbrachte eine zweifaktorielle Lösung, die die Konstrukte Depression und Angst abbildete. Nur der Faktor Angst war mit einer veränderten Furchtkonditionierung und Furchtgeneralisierung assoziiert: Hoch Ängstliche zeigten eine stärkere konditionierte Furchtreaktion (Arousal) und wiesen eine stärkere Generalisierung der Valenzeinschätzung und Kontingenzerwartung auf. Für den Stathmin1 Genotyp ergaben sich geschlechtsspezifische Effekte. Bei den männlichen Versuchspersonen zeigte sich in Folge der Akquisition ein stärkerer Abfall der Valenz für den CS+ in der Gruppe der Stathmin1 T Allelträger, die ebenfalls eine stärkere Generalisierung der Furchtreaktion, abgebildet in allen verbalen Maßen, aufwiesen. Ein gegenteiliger Befund ergab sich für die Gruppe der Frauen, insofern eine mit dem Stathmin1 C Allel assoziierte höhere Generalisierung der Valenz, des Arousals und der Kontingenzerwartung festgestellt werden konnte. Für den COMT Val158Met Genotyp ergaben sich keine Einflüsse auf die Akquisition der konditionierten Furcht. Für Träger des COMT 158Val Allels zeigte sich jedoch eine stärkere Generalisierung der Valenz und der Kontingenzerwartung. Auch für den BDNF Val66Met Genotyp konnte keine Veränderung der Furchtakquisition beobachtet werden. Es ergaben sich jedoch Hinweise auf eine erhöhte Generalisierung der Kontingenzerwartung in der Gruppe der BDNF 66Val Homozygoten. Für keinen der beschriebenen Faktoren konnte ein Einfluss auf die Furchtkonditionierung oder deren Generalisierung anhand der SCR abgebildet werden.
	Unsere Ergebnisse weisen auf einen psychometrisch erfassbaren Faktor und genetische Einflüsse hin, die über den Prozess einer stärkeren Generalisierung der konditionierten Furcht das Risiko für die Entstehung von Angsterkrankungen erhöhen können. Jedoch sollten die Befunde in größeren Stichproben repliziert werden. Neben der frühzeitigen Identifikation von Risikofaktoren sollten in zukünftigen Studien darüber hinaus wirksame Maßnahmen zur Prävention und Intervention entwickelt werden, um diesem Risiko entgegen zu wirken.
N2  - Besides fear-conditioning the generalization of conditioned fear plays a central role in the pathogenesis and maintanance of fear and anxiety disorders. However, the basic psychological and biological processes of generalization in humans are rarely investigated.
	The aim of this work was the development of a new experimental paradigm to investigate the influence of a psychometric anxiety-specific factor, as well as of the genotypes Stathmin1, COMT val158met and BDNF val66met, that are associated with fear and anxiety, on fear-conditioning and fear-generalization, and accordingly to identify potential risk factors for the development of anxiety disorders. A sample of N =126 healthy subjects (n = 69 female; mean age M = 23.05, SD = 3.82) were genotyped for the mentioned polymorphisms and were assessed for anxious and affective symptoms. In an acquisition part two neutral female faces were presented (CS), one of them was paired with a scream and an anxious emotional expression (UCS). For the following generalization test four faces were provided that transformed step-by-step in perceptual similarity between the CS. The fear reaction was assessed by ratings of valence, arousal and contingency expectation as well as by the measurement of skin conductance response (SCR).
	The evaluation of the questionnaires by means of a factor analysis and by structural equation models provided a two factor solution, representing the constructs depression and anxiety. Variations in fear-conditioning and fear-generalization were solely associated with the anxiety factor: High anxious subjects exhibited a stronger conditioned fear reaction (arousal) and a stronger generalization in measures of valence and UCS-expectancy. Gender specific effects were found for the stathmin1 genotype. Male carrieres of the T allele exhibited a stronger decrease in ratings of CS+ valence as well as a stronger generalization of the fear reaction indicated by all rating measures. The female subgroup showed contrary results with an association of the stathmin1 C allele with higher generalization of valence, arousal and UCS-expectancy. We found no influence of the COMT val158met polymorphism on the acquisition of conditioned fear. However, carriers of the COMT 158val allele exhibited a stronger generalization of valence and UCS-expectancy. No changes in fear acquisition were observed in relation to the BDNF val66met genotype, too. However, we found evidence for a higher generalization of UCS-expectancy in the subgroup of BDNF 66val homozygotes. No influence of the above mentioned factors on fear-conditioning and generalization could be represented by means of SCR measures.
	Our results point to a psychometric factor and genetic influences associated with an elevated risk to develop anxiety disorders by the process of a stronger generalization of conditioned fear. However, the results need to be replicated in larger samples. Beside an early identification of risk factors, future studies should also develop effective prevention and intervention procedures to counteract this risk.
KW  - Konditionierung
KW  - Furcht
KW  - Generalisierung
KW  - anxiety
KW  - fear conditioning
KW  - Stathmin
KW  - Tripartite Model
KW  - Generalization
KW  - Angst
KW  - Brain-derived neurotrophic factor
KW  - Catechol-0-Methyltransferase
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-153656
ER  - 
TY  - THES
A1  - Andreska, Thomas
T1  - Effects of dopamine on BDNF / TrkB mediated signaling and plasticity on cortico-striatal synapses
T1  - Effekte von Dopamin auf BDNF / TrkB vermittelte Signalwege und Plastizität an cortico-striatalen Synapsen
N2  - Progressive loss of voluntary movement control is the central symptom of Parkinson's disease (PD). Even today, we are not yet able to cure PD. This is mainly due to a lack of understanding the mechanisms of movement control, network activity and plasticity in motor circuits, in particular between the cerebral cortex and the striatum. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) has emerged as one of the most important factors for the development and survival of neurons, as well as for synaptic plasticity. It is thus an important target for the development of new therapeutic strategies against neurodegenerative diseases. Together with its receptor, the Tropomyosin receptor kinase B (TrkB), it is critically involved in development and function of the striatum. Nevertheless, little is known about the localization of BDNF within presynaptic terminals in the striatum, as well as the types of neurons that produce BDNF in the cerebral cortex. Furthermore, the influence of midbrain derived dopamine on the control of BDNF / TrkB interaction in striatal medium spiny neurons (MSNs) remains elusive so far. Dopamine, however, appears to play an important role, as its absence leads to drastic changes in striatal synaptic plasticity. This suggests that dopamine could regulate synaptic activity in the striatum via modulation of BDNF / TrkB function. To answer these questions, we have developed a sensitive and reliable protocol for the immunohistochemical detection of endogenous BDNF. We find that the majority of striatal BDNF is provided by glutamatergic, cortex derived afferents and not dopaminergic inputs from the midbrain. In fact, we found BDNF in cell bodies of neurons in layers II-III and V of the primary and secondary motor cortex as well as layer V of the somatosensory cortex. These are the brain areas that send dense projections to the dorsolateral striatum for control of voluntary movement. Furthermore, we could show that these projection neurons significantly downregulate the expression of BDNF during the juvenile development of mice between 3 and 12 weeks. 
In parallel, we found a modulatory effect of dopamine on the translocation of TrkB to the cell surface in postsynaptic striatal Medium Spiny Neurons (MSNs). In MSNs of the direct pathway (dMSNs), which express dopamine receptor 1 (DRD1), we observed the formation of TrkB aggregates in the 6-hydroxydopamine (6-OHDA) model of PD. This suggests that DRD1 activity controls TrkB surface expression in these neurons. In contrast, we found that DRD2 activation has opposite effects in MSNs of the indirect pathway (iMSNs). Activation of DRD2 promotes a rapid decrease in TrkB surface expression which was reversible and depended on cAMP. In parallel, stimulation of DRD2 led to induction of phospho-TrkB (pTrkB). This effect was significantly slower than the effect on TrkB surface expression and indicates that TrkB is transactivated by DRD2. Together, our data provide evidence that dopamine triggers dual modes of plasticity on striatal MSNs by acting on TrkB surface expression in DRD1 and DRD2 expressing MSNs. This surface expression of the receptor is crucial for the binding of BDNF, which is released from corticostriatal afferents. This leads to the induction of TrkB-mediated downstream signal transduction cascades and long-term potentiation (LTP). Therefore, the dopamine-mediated translocation of TrkB could be a mediator that modulates the balance between dopaminergic and glutamatergic signaling to allow synaptic plasticity in a spatiotemporal manner. This information and the fact that TrkB is segregated to persistent aggregates in PD could help to improve our understanding of voluntary movement control and to develop new therapeutic strategies beyond those focusing on dopaminergic supply.
N2  - Der fortschreitende Verlust der willkürlichen Bewegungskontrolle ist ein zentrales Symptom der Parkinson-Krankheit (PD). Auch heute sind wir noch nicht in der Lage, PD zu heilen. Dafür verantwortlich ist hauptsächlich ein mangelndes Verständnis von Mechanismen der Bewegungskontrolle, Netzwerkaktivität und Plastizität in motorischen Schaltkreisen, insbesondere zwischen Hirnrinde und Striatum. Der neurotrophe Faktor BDNF ist einer der wichtigsten Faktoren für die Entwicklung und das Überleben von Neuronen sowie für synaptische Plastizität im zentralen Nervensystem. BDNF ist daher ein Target für die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien gegen neurodegenerative Erkrankungen. Zusammen mit seinem Rezeptor, der Tropomyosin-Rezeptorkinase B (TrkB), ist BDNF maßgeblich an der Entwicklung und Funktion des Striatums beteiligt. Dennoch ist nur wenig bekannt, wo BDNF an Synapsen im Striatum lokalisiert ist, und wo BDNF in Neuronen der Hirnrinde synthetisiert wird. Außerdem ist der Einfluss von Dopamin aus dem Mittelhirn auf die Kontrolle der BDNF / TrkB-Interaktion in striatalen Medium-Spiny-Neuronen (MSNs) bisher unklar. Dopamin scheint jedoch eine wichtige Rolle zu spielen, da dessen Abwesenheit zu drastischen Veränderungen der striatalen Plastizität führt. Dopamin könnte synaptische Plastizität im Striatum über eine Modulation der BDNF / TrkB-Interaktion regulieren. Um diese Fragen beantworten zu können, haben wir ein sensitives und zuverlässiges Protokoll für den immunhistochemischen Nachweis von endogenem BDNF entwickelt. Wir fanden heraus, dass BDNF im Striatum vor allem in glutamatergen Synapsen von Projektion aus dem Kortex lokalisiert ist und nicht in Terminalen dopaminerger Neurone aus dem Mittelhirn. Tatsächlich fanden wir BDNF in den Zellkörpern von Neuronen in den Schichten II-III und V des primären und sekundären motorischen Kortex sowie Schicht V des somatosensorischen Kortex. Es sind jene Hirnareale, welche dichte Projektionen zum dorsolateralen Striatum senden und entscheidend an der Steuerung von willkürlichen Bewegungen beteiligt sind. Weiterhin konnten wir zeigen, dass eben jene Projektionsneurone die Bildung von BDNF während der juvenilen Entwicklung von Mäusen zwischen 3 und 12 Wochen signifikant herunter regulieren. 
In striatalen MSN fanden wir zudem einen modulatorischen Effekt von Dopamin auf die Translokation von TrkB zur Zelloberfläche. In MSNs des direkten Signalweges (dMSNs), welche Dopaminrezeptor 1 (DRD1) exprimieren, konnten wir die Bildung von TrkB-Aggregaten im 6-Hydroxydopamin (6-OHDA) - Rattenmodell der Parkinson Erkankung beobachten. Dies deutet darauf hin, dass die DRD1-Aktivität die TrkB-Oberflächenexpression in diesen Neuronen steuert. Im Gegensatz dazu fanden wir heraus, dass die DRD2-Aktivierung in MSNs des indirekten Signalweges (iMSNs) eine gegensätzliche Wirkung hat. Die Aktivierung von DRD2 führt zu einer schnellen Reduktion der TrkB-Oberflächenexpression, die reversibel und von cAMP abhängig ist. Außerdem führte die Stimulation von DRD2 zu einer Induktion von Phospho-TrkB (pTrkB). Dieser Effekt war deutlich langsamer als die Wirkung auf die TrkB-Oberflächenexpression und deutet auf eine Transaktivierung von TrkB über DRD2 hin. Insgesamt scheint Dopamin entgegengesetzte Plastizitätsmodi in striatalen MSNs auszulösen, indem es auf die TrkB-Oberflächenexpression in DRD1- und DRD2-exprimierenden MSNs einwirkt. Diese Oberflächenexpression des Rezeptors ist entscheidend für die Bindung von BDNF, welches aus kortiko-striatalen Afferenzen freigesetzt wird. Dies führt zur Induktion von TrkB-vermittelten-Signaltransduktionskaskaden und Langzeitpotenzierung (LTP). Daher könnte die dopamin-vermittelte Translokalisation von TrkB das Gleichgewicht zwischen dopaminergen und glutamatergen Signalen modulieren, um die synaptische Plastizität in einer räumlich-zeitlich abgestimmten Weise zu ermöglichen. Diese Information und die Tatsache, dass TrkB bei PD stabile Aggregate bildet, könnte dazu beitragen, unser Verständnis der willkürlichen Bewegungskontrolle zu verbessern und neue therapeutische Strategien zu entwickeln, die über jene hinausgehen, welche sich auf die dopaminerge Versorgung konzentrieren.
KW  - Brain-derived neurotrophic factor
KW  - Parkinson Krankheit
KW  - Plastizität
KW  - Motorisches Lernen
KW  - Basalganglien
KW  - Brain-derived neurotrophic factor
KW  - TrkB
KW  - Basal Ganglia
KW  - Motor learning
KW  - Parkinson's disease
KW  - Synaptic plasticity
KW  - Striatum
KW  - Medium spiny neurons
KW  - Cortico-striatal projection neurons
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-174317
ER  -