TY  - THES
A1  - Wind, Alexander
T1  - Molekularbiologische Untersuchungen zur Unterscheidung zwischen septischer und aseptischer Hüftendoprothesenlockerung
T1  - Molecularbiological research into the differentation of septic and aseptic periprosthetic loosening of the hip
N2  - Die aseptische Prothesenlockerung ist die bedeutendste Komplikation des künstlichen Gelenkersatzes. Eine geringere Bedeutung kommt der septischen Lockerung zu, doch diese hat schwerwiegende Folgen für den Patienten. Die aseptische und septische Prothesenlockerung können anhand charakteristischer histologischer Merkmale und mikrobiologischer Untersuchungen in den meisten Fällen voneinander unterschieden werden. So genannte low-grade Infektionen werden aber durch herkömmliche Methoden oft nicht diagnostiziert. Um diese Art von Infektion nachzuweisen, ist ein Lösungsansatz die Charakterisierung von Zytokinmustern, die eine Differenzierung auf molekularbiologischer Ebene erlauben. In der vorliegenden In-vivo-Studie wurden Pseudomembranen von 27 Patienten mit Prothesenlockerungen aseptischer (n=21, davon n=12 mit und n=9 ohne Zementfixation) und septischer Genese (n=6) auf die mRNA-Expression vorbeschriebener Zytokine IL-1α+β, IL-RA, TNF-α und ihrer Rezeptoren IL-1R1, TNFR1+R2, sowie CCR1, ein vermutlich mit der Osteolyse assoziierter Chemokinrezeptor, untersucht. Zu diesem Zweck wurde aus intraoperativ gewonnenen Gewebeproben mRNA isoliert, aus welcher cDNA synthetisiert und mit Hilfe der PCR-Reaktion amplifiziert wurde. Die sichtbar gemachten PCR-Produkte wurden gelelektrophoretisch aufgetrennt und semiquantitativ densitometrisch ausgewertet. Unsere Resultate belegen, daß sowohl in septischen als auch in aseptischen Pseudomembranen die vorgenannten Zytokine mit osteolytischer Wirkung und ihre Rezeptoren exprimiert werden, wobei die Heterogenität der Gewebeproben mit einem durchschnittlichen Variationskoeffizienten von Vr=0,22 ± 0,12 keine extremen Unterschiede aufweist. Einzelne signifikante Unterschiede bei den Mittelwerten der mRNA-Expression von IL-1α und TNF-α lassen eine Differenzierung zwischen aseptischer und septischer Genese in individuellen Fällen nicht zu. Die Möglichkeit einer Unterscheidung anhand der CCR1-Genexpression können unsere Ergebnisse nicht bekräftigen. Eine weitere Erhöhung der Fallzahl in Verbindung mit einem Genexpressionsarray könnte genauere Aussagen ermöglichen.
KW  - Prothesenlockerung
KW  - Zytokine
KW  - septisch
KW  - aseptisch
KW  - Periprostethic loosening
KW  - Cytokine
KW  - septic
KW  - aseptic
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-23214
ER  - 
TY  - THES
A1  - Porsche, Christian
T1  - Neuronale Plastizität im Hippocampus der Maus : Die Rolle von Neurotrophine und Cytokinen
N2  - Neurotrophe Faktoren haben ein breites Aufgabenfeld und spielen eine wichtige Rolle als Überlebensfaktoren embryonaler Neurone, bei Proliferation und Differenzierung im Nervensystem sowie als Modulatoren synaptischer Plastizität. Im ersten Themenkomplex der vorliegenden Arbeit wurden neurotrophe Faktoren als Modulatoren synaptischer Plastizität und ihr Einfluß auf die BDNF-Regulation im Hippocampus untersucht. Dabei wurde zunächst das selbsthergestellte polyclonale BDNF-Immunserum für die Anwendung in der Immunhistochemie und im Western Blot optimiert, doch es konnten bezüglich BDNF keine Veränderungen in Hippocampi CNTF-defizienter Mäuse gegenüber Wildtyp-Tieren festgestellt werden. Die Ergebnisse der Voruntersuchungen, die im Hippocampus CNTF-defizienter Tiere verminderte BDNF-Level gezeigt hatten, konnten somit nicht verifiziert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde an CNTF-defizienten Mäusen eine eingeschränkte LTP und LTD nachgewiesen. Zum besseren Verständnis der – laut LTP-Untersuchungen – veränderten Situation an der hippocampalen CA1-Synapse bei CNTF-defizienten Tieren wurden elektronenmikroskopische Bilder dieser Region angefertigt, deren Auswertung keine augenscheinlichen Unterschiede ergab. Im Stratum radiatum der CA1-Region war zudem keine spezifische CNTF-Färbung nachweisbar. Zur Klärung der Frage, ob es IGF-vermittelt nach Training zu hippocampaler BDNF-Hochregulation kommt, wurden Laufradexperimente mit wildtypischen und konditionalen IGF1-Rezeptor-knockout Mäusen durchgeführt und die jeweiligen BDNF-Level untersucht. Dabei wurde BDNF durch Laufradtraining in beiden Genotypen in ähnlichem Maße hochreguliert, was für alternative Wege der BDNF-Hochregulation spricht. Der zweite Themenkomplex befasste sich mit dem Einfluß neurotropher Faktoren auf die Proliferation und Differenzierung in Hippocampus und Cortex. BrdU-Inkorporationsexperimenten zeigten in der Körnerzellschicht des Gyrus dentatus gesteigerte Proliferationsraten bei CNTF-defizienten und CNTF&LIF-defizienten Mäusen, wobei LIF-defiziente Tiere keine veränderten Proliferationsraten zeigten. Untersuchungen an Kulturen cortikaler Vorläuferzellen bestätigten die Hypothese, wonach cortikale Vorläuferzellen zunächst Neurone bilden, die einen Faktor sezernieren, der auf die cortikalen Vorläuferzellen wirkt und sie zur Bildung von Astrozyten veranlasst. Es konnte gezeigt werden, dass CT-1 der Hypothese folgend in vitro und in vivo für die Einleitung der Astrozytogenese im Cortex verantwortlich ist.
N2  - Neurotrophic factors are central to many facets of CNS function. They act as survival factors during embryonic development, mediate proliferation, differentiation and survival also in the adult nervous system and play an important role for activity-dependent forms of synaptic plasticity. The first part of this work was addressed to neurotrophic factors as modulators of synaptic plasticity and examined their role for BDNF-regulation within the hippocampal formation. Initially our polyclonal BDNF-immune serum was optimized for the use in immunohistochemistry and Western blot-analysis. No differences concering BDNF-protein in hippocampi of CNTF-deficient mice compared with wildtype were found. Previous data, showing decreased hippocampal BDNF-level in CNTF-deficient mice, could therefore not be verified. Interestingly an impaired LTP and LTD was observed in CNTF-deficient mice.To understand the changed situation at hippocampal CA1-synapse in these mice, leading to an impaired LTP, we used electronmicroscopy, but no apparent differences were seen. In Stratum radiatum of CA1 region no specific CNTF-staining was detectable. To address the question, whether IGF mediates the effect of physical training resulting in BDNF-upregulation within the hippocampus, we performed voluntary running experiments with conditional IGF1-receptor-knockout and with wildtype mice and analysed the BDNF-levels. It was shown that BDNF-upregulation after physical training occurred in both genotypes to a similar extent, suggesting alternative ways of BDNF-upregulation. The second part dealt with the influence of neurotrophic factors on proliferation and differentiation in hippocampus and cortex. Via BrdU-incorporation experiments the different proliferation rates in the subgranular zone of the dentate gyrus were analysed. CNTF-deficient mice and CNTF&LIF-deficient mice showed increased proliferation rates compared with wildtype, whereas LIF-deficient mice had normal proliferation rates. Precursor cells of the embryonic cortex sequentially generate neurons and then glial cells, but the mechanisms regulating this neurogenic-to-gliogenic transition were unclear. Using cortical precursor cultures, which temporally mimic this in vivo differentiation pattern, we demonstrated that cortical neurons synthesize and secrete the neurotrophic cytokine CT-1, which is essential for the timed genesis of astrocytes in vitro. Our data indicate that a similar phenomenon also occurs in vivo.
KW  - Maus
KW  - Hippocampus
KW  - Neuronale Plastizität
KW  - Neurotropher Faktor
KW  - Cytokine
KW  - neuronale Plastizität
KW  - Hippocampus
KW  - neurotrophe Faktoren
KW  - BDNF
KW  - LTP
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-21968
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TY  - THES
A1  - Winkler, Michaela
T1  - Einfluss einer fortgesetzten Benfotiamintherapie auf die Konzentration zirkulierender Advanced Glycation Endproducts, proinflammatorischer Zytokine und DNA-Läsionen bei Hämodialysepatienten
T1  - Influence of a prolonged therapy with benfotiamine on the concentration of circulating advanced glycation endproducts, proinflammatory cytokines and DNA-lesions at hemodialysis patients
N2  - Der Einsatz der Vitamin B 1 Vorstufe Benfotiamin hat sich im Tiermodell durch Verhinderung oder gar Aufhebung typischer diabetischer Folgeschäden wie Ne- phropathie, Retinopathie und Neuropathie ausgezeichnet. Diese Wirkung wird unter anderem der Aktivitätssteigerung des Enzyms Transketolase zugeschrie- ben, welches auch bei Dialysepatienten ohne diabetische Grunderkrankung sup- primiert ist. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war, die Auswirkungen einer ora- len Benfotiaminsubstitution auf den Stoffwechsel von Langzeithämodialysepati- enten zu untersuchen. Die 15 rekrutierten Patienten mit und ohne Diabetes mel- litus erhielten über einen Zeitraum von 2 Monaten eine Dosis von 300 mg/d Benfotiamin, die in den folgenden 2 Monaten bis maximal 450 mg/d gesteigert wurde. Um einen Eindruck über den Verlauf der Entzündungssituation und des oxidativen Stresses zu gewinnen, wurden im Patientenvollblut AGEs und pro- inflammatorische Zytokine gemessen. Außerdem wurden peripheren Lympho- zyten mit Hilfe des alkaline Comet-Assay und des Mikrokerntestes auf DNA- Schädigungen analysiert. In beiden Patientengruppen lässt die Senkung der Mi- krokernraten den Schluss zu, dass Benfotiamin DNA-Schäden und somit eventu- ell das Krebsrisiko reduziert. Dieses vielversprechende Ergebnis korreliert jedoch nicht mit dem Resultat des Comet-Assay. Da hier der relative DNA-Schaden ten- dentiell ansteigt, sollte es Ziel weiterer Studien sein, diesen Sachverhalt an ei- nem größeren Patientenkollektiv mit Kontrollgruppen zu überprüfen. Eventuell ist letzteres Testsystem wegen seiner hohen Sensitivität in diesem Fall nicht op- timal geeignet. Außerdem sollte gezielt auf die beobachtete schnellere und stär- kere Mikrokernsenkung der diabetischen Patienten eingegangen werden, da die- se in der vorliegenden Studie zahlenmäßig unterrepräsentiert waren. Positiv zu bewerten ist der leichte CRP-Abfall sowie der Anstieg des Gesamtproteins und Albumin im Serum, was auf eine Reduktion der Mikroinflammation und oder eine verbesserte Ernährungssituation hinweist. Andererseits spricht der Anstieg des Neopterin- und Interleukin 6-Spiegels gegen die Veränderung des Inflamma- tionsstatus. Entgegen der Erwartung ließ sich in dieser Studie keine Reduktion der zirkulierenden AGEs und AOPPs im Serum erzielen. Um eine Reduktion des oxidativen Stresses besser beurteilen zu können, sollten in Folgestudien direkte und leicht veränderliche Marker wie der Glutathionspiegel verwendet werden. Zusammenfassend reduzierte Benfotiamin bei Hämodialysepatienten mit und ohne Diabetes mellitus DNA-Schäden in peripheren Lymphozyten bei unver- änderter Inflammationssituation und steigerte die Plasmaproteinkonzentration. Dies wurde eventuell durch Reduktion von oxidativem Stress und oder Beein- flussung seiner Ursachen wie Reduktion von Urämietoxinen erreicht.Weitere kli- nische Studien sind notwendig, um dieses vielversprechende Medikament in der täglichen Praxis einsetzen zu können. Besonders vorteilhaft ist seine gute Verträg- lichkeit auch in hoher Dosierung. Darüber hinaus soll das Präparat auch neuro- patische Schmerzen reduzieren, die sich bei Dialysepatienten häufig manifestie- ren, und wirkt somit multikausal.
N2  - It has been shown in animal models, that Benfotiamine, a precursor of the vitamine B1, prevents typical complications of diabets, like nephropathy, retinopathy and neuropathy. This effect is attributed to the increased activity of the enzyme trankelotase. The latter is also suppressed in patients of the hemodialysis program who are not diabetic. The goal of this thesis was to show the effects of an oral administration of benfotiamine on longterm hemodialysis patients. Fifteen patients were treated with 300 mg per day of benfotiamine which was increased in the following two months to 450 mg per day. The patient group consisted of a sub-group of diabetic and non-diabetic individuals. Advanced glycation endproducts (AGEs) and proinflammatory cytocines were measured in patients full-blood to show the impact on the inflammation and the oxidative stress situation. The DNA-damage in peripheral lymphocytes was determined using the alkaline comet-assay and the micronucleus-assay. The rate of micronuclei was diminished in both patient groups which could be attributed to the reduction of DNA-damage by benfotiamine and so eventually to a reduced risk of cancer. However, this result does not agree with the comet-assay experiments. The relative DNA-damage increased in the course of the study and so seems to be unaffected by the benfotiamine therapy. This may be attributed to the high sensitivity of the comet-assay technique. Therefore, further investigations with a bigger patient group in a double-blind study are necessary. Additionally, there should be a greater focus on diabetic patients that showed a faster and increased reduction of micronuclei which were underrepresentated in this study. The slight reduction of CRP and the increased protein and serum-albumine concentration correlates to a better nutritional status. On the other hand, the increasing neopterine and interleukine 6 level do not agree to the changes in the inflammatory situation. Against all expectations there was no reduction of AGEs and AOPPs in patients serum. Following studies should focus on rapidly changing direct markers like the glutathione level. In summary, benfotiamine reduces DNA-damage in peripheral lymphocytes in hemodialysis patients with or without diabetes. The plasma protein concentration was increased but unexpectedly the inflammatory situation was stable. These effects may be due to a reduction of oxidative stress or its causes like diminished ureamic toxines. One of Benfotiamines advantages is its good tolerance, even in increased dosages. Furthermore it seems to diminish neuropathic pain which is frequent in hemodialysis patients. However, more clinical studies are neccessary for a use in daily practice.
KW  - Benfotiamin
KW  - Advanced glycosylation end products
KW  - Comet Assay
KW  - Dialyse
KW  - Cytokine
KW  - Mikronukleus-Assay
KW  - benfotiamine
KW  - advanced glycosylation end product
KW  - hemodialysis patients
KW  - comet-assay
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-27563
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kotzsch, Alexander
T1  - BMP Ligand-Rezeptor-Komplexe: Molekulare Erkennung am Beispiel der Spezifischen Interaktion zwischen GDF-5 und BMPR-IB
T1  - BMP ligand receptor complexes: Molecular recognition exemplified by the specific interaction between GDF-5 and BMPR-IB
N2  - Knochenwachstumsfaktoren (Bone Morphogenetic Proteins, BMPs) sind ubiquitäre, sekretierte Proteine mit vielfältigen biologischen Funktionen. Die Vielfalt an zellulären Prozessen, die durch BMPs reguliert werden, von der Knochenentwicklung und Organhomöostase bis hin zur Neurogenese, erstaunt – und wirft angesichts von teils redundanten, teils spezifischen Funktionen der BMPs Fragen zu den Mechanismen ihrer Signalübermittlung auf. Die Signaltransduktion von BMPs erfolgt wie bei den strukturell verwandten TGF-βs und Activinen durch die ligandeninduzierte Oligomerisierung von transmembranen Serin/Threonin-Kinaserezeptoren, von denen zwei Typen – Typ I und Typ II – existieren. Einer Vielzahl von mehr als 18 BMP-Liganden stehen nach derzeitigem Erkenntnisstand nur vier Typ I und drei Typ II Rezeptorsubtypen für die Bildung von heteromeren Rezeptorkomplexen zur Verfügung. Ein BMP-Ligand kann hochspezifisch nur einen bestimmten Rezeptorsubtyp oder in einer promisken Art und Weise mehrere Rezeptorsubtypen binden. Trotz dieser Bindungspromiskuität üben BMPs ihre biologische Funktion überwiegend hochspezifisch aus, d.h. abhängig vom Liganden werden spezifische zelluläre Prozesse reguliert. Somit stellt sich die Frage, wie die Bildung von heteromeren Ligand-Rezeptor-Komplexen und die Aktivierung definierter intrazellulärer Signalkaskaden zusammenhängen und wie letztlich ein bestimmtes BMP-Signal durch einen „Flaschenhals“, repräsentiert durch die begrenzte Anzahl an Rezeptorsubtypen, in das Zellinnere übermittelt wird. Die Interaktionen zwischen BMP-2 / GDF-5 und den Typ I Rezeptoren BMPR-IA / BMPR-IB sind ein Paradebeispiel für Bindungspromiskuität und -spezifität. Während BMP-2 beide Rezeptoren BMPR-IA und BMPR-IB mit gleicher Bindungsaffinität bindet („promiske Interaktion“), zeigt GDF-5 eine 15-20fach höhere Bindungsaffinität zu BMPR-IB („spezifische“ Interaktion). Dieser Unterschied ist scheinbar gering, aber physiologisch überaus relevant. Um Einblick in die Mechanismen der molekularen Erkennung zwischen den Bindungspartnern zu gewinnen, wurden binäre und ternäre Komplexe aus den Liganden BMP-2 oder GDF-5, den extrazellulären Domänen der Typ I Rezeptoren BMPR-IA oder BMPR-IB sowie der extrazellulären Domäne des Typ II Rezeptors ActR-IIB untersucht. Die hier vorliegende Arbeit beschreibt die strukturelle und funktionelle Analyse dieser Ligand-Rezeptor-Komplexe. Um den Einfluss struktureller Flexibilität auf die BMP Typ I Rezeptor Erkennung näher zu analysieren, wurde zudem die Struktur von BMPRIA in freiem Zustand mittels NMR-Spektroskopie aufgeklärt. Aus Mutagenesedaten und der Kristallstruktur des GDF-5•BMPR-IB-Komplexes lassen sich im Vergleich zu bekannten Kristallstrukturen Merkmale ableiten, mit denen die Ligand-Rezeptor-Bindung und -Erkennung charakterisiert werden kann: (1) Die Hauptbindungsdeterminanten in Komplexen von BMPR-IA und BMPR-IB mit ihren Liganden sind unterschiedlich. Während in Komplexen mit BMPR-IB ein hydrophobes Motiv die Bindungsaffinität bestimmt, trägt in Komplexen mit BMPR-IA eine polare Interaktion signifikant zur Bindungsenergie bei. Ein Vergleich der Strukturen von freien und gebundenen Liganden und Typ I Rezeptoren zeigt, dass interessanterweise diese Hauptbindemotive erst bei der Ligand-Rezeptor-Interaktion entstehen, sodass ein „induced fit“ vorliegt und die Moleküle entsprechend „aufeinander falten“. (2) Die Bindungsspezifität wird durch periphere Schleifen in den Typ I Rezeptoren bestimmt. Wie Untersuchungen von Punktmutationen in BMPR-IA zeigen, die einer krebsartigen Darmerkrankung (Juvenile Polyposis) zugrunde liegen, führt erst die „richtige“ Kombination aus Flexibilität in den Schleifen und Rigidität des Rezeptorgrundgerüsts zu signalaktiven Typ I Rezeptoren mit einer potentiell den Liganden komplementären Oberfläche. Die mangelnde sterische Komplementarität von Ligand- und Rezeptoroberflächen führt zu der niedrigeren Bindungsaffinität von GDF-5 zu BMPR-IA im Vergleich zu BMPR-IB. Interessanterweise zeigen die hier vorgestellten, hochaufgelösten Strukturdaten, dass die Orientierungen/Positionen der Typ I Rezeptoren BMPR-IA und BMPR-IB in den Bindeepitopen der Liganden BMP-2 und GDF-5 variieren. Unter der Voraussetzung, dass die extrazelluläre Domäne, das Transmembransegment und die intrazelluläre Domäne der Typ I Rezeptoren ein starres Element bilden, sollte sich die unterschiedliche Orientierung der extrazellulären Domänen der Typ I Rezeptoren in der Anordnung der Kinasedomänen widerspiegeln und sich auf die Signaltransduktion auswirken. Möglicherweise ist eine bestimmte Anordnung der Kinasedomänen der Typ I und Typ II Rezeptoren für eine effiziente Phosphorylierung bzw. Signaltransduktion erforderlich. Der Vergleich mehrerer Ligand-Typ I Rezeptor-Komplexe zeigt, dass die unterschiedliche Orientierung dieser Rezeptoren möglicherweise vom Liganden abhängt. Angesichts der Bindungspromiskuität unter BMP-Liganden und -Rezeptoren könnten so spezifische Signale übermittelt und spezifische biologische Funktionen reguliert werden. Die in dieser Arbeit vorgestellten Erkenntnisse tragen wesentlich zur strukturellen Charakterisierung der Ligand-Rezeptor-Erkennung in der BMP-Familie bei. Die Frage, warum trotz strukturell hoch homologer Liganden und Rezeptoren und weitgehend konservierten Bindeepitopen eine teils promiske und teils spezifische Interaktion möglich ist, kann nun für die Liganden BMP-2 und GDF-5 sowie den beiden Typ I Rezeptoren BMPR-IA und BMPR-IB beantwortet werden.
N2  - Bone morphogenetic proteins (BMPs) are ubiquitous, secreted cytokines involved in a manifold of biological functions. The diversity of cellular processes regulated by BMPs, from bone development to tissue homeostasis and neuronal processes, is amazing – and raises questions about the mechanisms of signal transduction in the light of redundant functions on the one hand, and specific functions on the other hand. Similar to structurally related activins and TGF-βs, the signal transduction of BMPs is accomplished by ligand-induced oligomerization of transmembrane BMP type I and type II serine/threonine receptor kinases. According to current knowledge, only four type I and three type II receptor subtypes are available for BMP signal transduction, facing a multitude of more than 18 BMP ligands. Binding of BMP ligands to their receptors can be highly specific meaning that only one specific receptor of either subtype is used for signaling. In contrast, many BMP ligands can recruit more than one receptor subtype, which results in binding promiscuity. However, even though receptor subtypes are bound in a promiscuous manner, only certain biological functions are triggered. Dependent on the BMP ligand, specific cellular processes are activated and regulated. This discrepancy between unspecific binding and specific signaling events and the biological response raises the question how the formation of heteromeric ligand-receptor complexes is linked to the activation of defined intracellular signaling cascades, and finally, how a certain BMP signal is transduced into the interior of the cell through a „bottleneck“ represented by the limited number of receptor subtypes. The interaction between BMP-2 / GDF-5 and the BMP type I receptors BMPR-IA / BMPR-IB is a prime example for binding promiscuity and binding specificity. BMP-2 binds BMPR-IA and BMPRIB with almost equal binding affinity („promiscuous interaction“) while GDF-5 exhibits a 15-20fold higher binding affinity to BMPR-IB („specific interaction“). Although this difference is seemingly small, it is however of considerable relevance for the physiological role of these ligands. To gain insight into the mechanisms of molecular recognition between the binding partners, binary and ternary ligand-receptor complexes consisting of BMP-2 or GDF-5, the extracellular domains of the type I receptors BMPR-IA or BMPR-IB, and the extracellular domain of the type II receptor ActRIIB were investigated. The thesis presented here describes the structural and functional analysis of these ligand-receptor complexes. To analyse the effect of structural flexibility on BMP type I receptor recognition in more detail, the structure of free BMPR-IA was determined using NMR spectroscopy. Based on data from a limited mutagenesis and the crystal structure of the GDF-5•BMPR-IB complex several characteristics concerning ligand-receptor binding and recognition can be deduced: (1) The main binding determinants in complexes of BMPR-IA and BMPR-IB with their ligands BMP-2 and GDF-5 differ. A hydrophobic binding motif determines binding affinity in complexes of BMPR-IB, whereas a polar interaction significantly contributes to binding energy in complexes of BMPR-IA. These main binding motifs are only formed during complex formation as demonstrated by a comparison between structures of free and bound ligands as well as type I receptors. Both ligand and receptor fold „onto each other“ which suggests an induced fit mechanism. (2) Binding specificity is encoded on loops at the periphery of the binding epitope of the type I receptors. Only the „appropriate“ combination between structural flexibility in the receptor loops and structural rigidity of the receptor backbone results in signal active type I receptors, as shown by analysis of single polymorphisms in BMPR-IA causing juvenile polyposis syndrome, a cancerous disease of the intestine. A lack of steric surface complementarity between GDF-5 and BMPR-IA, that cannot be overcome by structural flexibility, leads to the lower binding affinity in comparison to BMPR-IB. Interestingly, the high resolution structure of the GDF-5•BMPR-IB complex shows that the orientations/positions of BMPR-IA in the binding epitope of BMP-2 and of BMPR-IB in the binding epitope of GDF-5 vary. Assuming that the extracellular domain, the transmembrane segment, and the intracellular domain of the type I receptors form a rigid element, the different orientations of the extracellular domains should also reflect the assembly of the kinase domains and therefore, affect signal transduction. One can assume that a defined arrangement of the kinase domains of type I and type II receptors is required to allow for efficient phosphorylation and signal transduction, respectively. The comparison of several BMP ligand-type I receptor complexes suggests that the different orientations of these receptors are likely dependent on the ligand. Considering the binding promiscuity among BMP ligands and receptors such a mechanism would represent a possible way for the transmission of specific signals and regulation of specific biological functions. The insights into molecular structure and function of BMP ligands and receptors presented in this thesis contribute significantly to a more detailed understanding of their binding properties. The question why the interaction of BMP ligands and receptors is promiscuous on the one hand and specific on the other hand in spite of structurally highly homologous molecules can now be answered for BMP-2 and GDF-5 as well as BMPR-IA and BMPR-IB.
KW  - Cytokine
KW  - Knochen-Morphogenese-Proteine
KW  - Ligand <Biochemie>
KW  - Proteinfaltung
KW  - Molekulare Erkennung
KW  - Rezeptor
KW  - Transforming Growth Factor beta
KW  - Wachstumsfaktor
KW  - Strukturaufklärung
KW  - Dreidimensionale NMR-Spektroskopie
KW  - Protein-Serin-Threonin-Ki
KW  - Proteinkristallographie
KW  - GDF-5
KW  - BMPR-IB
KW  - Signaltransduktion
KW  - protein crystallography
KW  - molecular recognition
KW  - signal transduction
KW  - ligand
KW  - receptor
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-31040
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TY  - THES
A1  - Villwock, Andrea
T1  - Bedeutung des Klasse A Scavenger Rezeptors für die Zytokinsekretion von humanen dendritischen Zellen nach Kontakt mit dem humanen Pathogen Neisseria meningitidis
T1  - Influence of the class A scavenger receptor for the cytokine secretion by human dendritic cells after contact with the human pathogen Neisseria meningitidis
N2  - Meningokokken gehören zu den wichtigsten Erregern bakterieller Sepsis und Meningitis. Der Schweregrad des Krankheitsverlaufs bei Meningokokkenerkrankungen korreliert mit der Konzentration an proinflammatorischen Zytokinen im Serum. Dendritische Zellen (DZ) bilden die erste Abwehr am humanen Epithel des Nasopharynx, welches die Eingangspforte von Neisseria meningitidis darstellt und sind eine wichtige Quelle proinflammatorischer Zytokine. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass bekapselte Meningokokken-Stämme bei DZ signifikant weniger proinflammatorische Zytokine als isogene Kapsel-defiziente Stämme oder obligat unbekapselte Stämme induzieren. Dieser Effekt ist unabhängig von der chemischen Zusammensetzung der Kapsel, da aufgereinigtes Kapselpolysaccharid der Serogruppe B nicht den reduzierenden Effekt der Zytokininduktion beeinflusste. Darüber hinaus spielt die Kapsel-O-Acetylierung bei Serogruppe C, W-135 und Y nur eine untergeordnete Rolle bei der Erkennung von Meningokokken durch DZ. Microarray Versuche zum Transkriptionsprofil von DZ, die mit dem konstitutiv unbekapselten Trägerisolat alpha 14, dem bekapselten MC58 oder dem isogenen unbekapselten Stamm MC58siaD durchgeführt wurden, zeigten nach 4 h ein identisches Profil von proinflammatorischen Zytokinen. Nur der phagozytierte unbekapselten Stamm MC58siaD zeigte eine differentielle Regulation von weiteren Zytokinen. Jedoch glich sich das Profil nach 18 h Infektion durch alle drei Stämme an. Der Scavenger Rezeptor der Klasse A (SR-A) wurde als Hauptrezeptor identifiziert, der die Erkennung und Phagozytose von Meningokokken durch DZ initialisiert. Eine Assoziation phagozytierter Meningokokken mit SR-A konnte mittels Elektronenmikroskopie bestätigt werden. Nach Infektion von THP-1 Makrophagen mit bekapselten Serogruppe B und C Stämmen, den isogenen Kapsel-defizienten Stämmen und dem obligat unbekapselten Stamm alpha 14 wurde auf Transkriptionsebene keine differentielle Regulation der SR-A nachgewiesen. Lediglich eine minimale Hochregulation des SR-A auf der zellulären Oberfläche konnte nach einer Stunde Infektion verzeichnet werden. Nach Infektion von DZ oder THP-1 Makrophagen mit MC58siaD kommt es zur Dephosphorylierung des SR-A. Unter Verwendung von globalen Phagozytose-Inhibitoren konnte gezeigt werden, dass für die maximale Induktion der proinflammatorischen Zytokine TNF-alpha, IL-6 und IL-1 Phagozytose von N. meningitidis benötigen wird, dies ist jedoch für die IL 8 Produktion nicht notwendig. Außerdem konnte gezeigt werden, dass mit dem spezifischen SR-A Inhibitor poly G eine Reduktion von TNF-alpha, IL-6, IL-1 und IL-8 zu verzeichnen war. Folglich ist die Phagozytose über SR-A nötig, um TNF-alpha, IL-6 und IL-1 zu induzieren, jedoch nur die Erkennung aber nicht die Phagozytose via SR-A die IL-8 Produktion initiiert. Die Aufnahme von Neisseria meningitidis über den SR-A durch DZ ist damit nicht nur für die Phagozytose und Abtötung verantwortlich sondern auch für die Zytokininduktion wichtig ist. Es gibt jedoch auch Meningokokken Stämme, die nicht vom SR-A erkannt werden. Mit alpha 14 konnte erstmals ein Meningokokken-Stamm identifiziert werden, der nicht an SR-A bindet. Die Induktion von Zytokinfreisetzung durch alpha 14 erfolgt dementsprechend unabhängig von SR-A und nach Kontakt von alpha 14 mit humanen DZ ist keine Veränderung der Phosphorylierungsstatus dieses Rezeptors zu beobachten. Die erhobenen Daten legen eine zentrale Rolle von SR-A in der Induktion von Immunität gegen N. meningitidis nahe.
N2  - Meningococci belong to the most important pathogens which cause bacterial sepsis and meningitis. The severity and outcome of meningococcal disease correlates with the concentration of proinflammatory cytokines in the serum. Dendritic cells (DC) build a first line of defence within the nasopharyngeal epithelium, which is the port-of-entry for Neisseria meningitidis and are an important source of proinflammatory cytokines. Infection of DC with encapsulated meningococcal strains induces significantly lower levels of proinflammatory cytokines than isogenic capsule-deficient mutants or constitutively unencapsulated strains. It could be shown that this effect does not depend on the chemical composition of the meningococcal capsule, because purified capsular polysaccharide of serogroup B is unable to modulate cytokine secretion. O-acetylation of serogroup C, W-135 and Y capsules plays a minor role in the recognition of meningococci by DC. Microarray studies on the expression of cytokine genes by DC infected with constitutively unencapsulated carriage isolate alpha 14, encapsulated serogroup B strain MC58 or the isogenic unencapsulated strain MC58siaD showed an identical pattern for proinflammatory cytokines after 4 h of infection. Only the unencapsulated strain MC58siaD which is easily phagocytosed induced additional cytokines. However, the cytokine profile after 18 h of infection was equal for all three strains. Scavenger receptor A (SR-A) was identified as the main receptor mediating recognition and phagocytosis of meningococci by DC. Association of phagocytosed meningococci with SR-A was visualized by electron microscopy. Infection of THP-1 macrophages with encapsulated serogroup B und C strains, their isogentic capsule-deficient muntants or the obligatory unencapsulated strain alpha 14 did not induce differential regulation of SR-A on the transcriptional level and only minor up-regulation of SR-A on cellular surface after one hour of infection. After infection of DC or THP-1 macrophages with MC58siaD dephosphorylation of SR-A can be detected. Using global phagocytosis inhibitors, it could be determined that the induction of the proinflammatory cytokines TNF-alpha, IL-6 and IL-1 require phagocytosis of N. meningitidis, whereas induction of IL-8 does not. In addition, the specific SR-A-inhibitor poly G also leads to a reduction of TNF-alpha, IL-6, IL-1 and IL-8 secretion. Taken together these data indicate that phagocytosis via SR-A is necessary for TNF-alpha, IL-6 and IL-1 secretion, whereas recognition but not phagocytosis via SR-A enhances IL-8 secretion. Therefore, the uptake of Neisseria meningitidis via SR-A is not only important for phagocytosis and killing but also involved in cytokine induction. However, not all meningococcal strains are recognized via SRA. The cytokine induction by DZ infected with alpha 14 is completely independent of SR-A and after contact of human DC with alpha 14 no changes in SR-A phosphorylation can be detected. These data suggest that SR-A plays a central role in the induction of immunity against N. meningitidis.
KW  - Neisseria meningitidis
KW  - Scavenger-Rezeptor
KW  - Cytokine
KW  - Kapsel O-Acetylieung
KW  - capsule O-Acetylation
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-28555
ER  - 
TY  - THES
A1  - Rogausch, Jan Philipp
T1  - Systemische Zytokinexpression bei schmerzhaften und schmerzlosen Polyneuropathien
T1  - Systemic cytokine expression in painful and painless neuropathies
N2  - Bislang ist ungeklärt, warum PNPs teils schmerzhaft und teils schmerzlos verlaufen. Die in der vorliegenden Arbeit untersuchte Hypothese lautete, dass ein Ungleichgewicht zwischen pro- und anti-inflammatorischen Zytokinen der unterschiedlichen Schmerzausprägung zugrunde liegt.Es wurden 32 Patienten mit schmerzhafter PNP, 20 Patienten mit schmerzloser PNP und 44 Kontrollpersonen auf die Expression und Produktion ausgewählter pro- und anti-inflammatorischer Zytokine untersucht. Zur Messung der Schmerzhaftigkeit wurden etablierte Schmerzfragebögen verwendet. Zusätzlich wurden nahezu alle Patienten mit der Allgemeinen Depressionsskala befragt. Die Diagnose, Ätiologie, Dauer, klinische Manifestation der PNP sowie die Medikation der Patienten wurde auf standardisierten Erhebungsbögen dokumentiert. Zur Messung der Zytokine wurde morgens Blut in EDTA- und Serummonovetten asserviert und entsprechend der Messmethodik weiterverarbeitet. Die relative Genexpression wurde aus Gesamt-RNA mittels reverser Transkription und quantitativer real-time PCR, die Serumproteine mittels enzyme-linked immunosorbant assay gemessen. Die Patienten mit schmerzhafter PNP hatten in der Mehrzahl Neuropathie-typische Plussymptome und mittelstarke Schmerzen, die eine starke bis sehr starke Behinderung darstellten. Die hier untersuchten Zytokinmuster bei Patienten mit schmerzhafter und schmerzloser PNP zeigten eine Verschiebung zu pro-inflammatorischen Zytokinen bei Patienten mit schmerzhafter PNP. Die Zytokinexpression der Patienten mit schmerzhafter PNP war im Vergleich zu Patienten mit schmerzloser PNP und Kontrollen bezüglich der IL-2 und TNF Expression und Produktion signifikant erhöht. Umgekehrt lagen bei Patienten mit schmerzloser PNP die Produktion und die Expression des IL-4 im Vergleich zu Patienten mit schmerzhafter PNP und Kontrollen höher. Die Expression des IL-10 lag bei Patienten mit schmerzloser PNP ebenfalls höher als bei Patienten mit schmerzloser PNP und Kontrollen, unterschied sich aber auf Proteinebene nicht in den drei Gruppen. Die einleitend gestellte Hypothese, dass der schmerzhafte oder schmerzlose Verlauf einer PNP durch unterschiedliche Zytokinprofile bedingt ist, kann durch die vorliegenden Ergebnisse gestützt werden. In Zusammenschau mit den Daten aus der Grundlagenforschung scheint einem pro-inflammatorischen Zytokinmuster eine entscheidende Rolle an der Entstehung und Aufrechterhaltung neuropathischer Schmerzen zuzukommen. Für TNF sind entsprechende pathophysiologische Wirkungen bekannt. Anti-inflammatorische Zytokine, wie IL-4 und IL-10 zeigten analgetische Wirkungen im Tierversuch. Die Mitwirkung des IL-2 an peripheren Opioid-Rezeptoren lässt eine endogene periphere Analgesie vermuten. Hieraus lassen sich Folgerungen für zukünftige Diagnostik und Therapie neuropathischer Schmerzen ziehen. Durch Erkennung von Zytokin-Imbalancen wären schmerzhafte PNPs früher einer adäquaten Therapie zuzuführen. Durch die Modulation von Zytokinprofilen im Rahmen schmerzhafter PNPs könnten sich zusätzlich therapeutische Möglichkeiten eröffnen.
N2  - BACKGROUND: Pain is a common symptom in peripheral neuropathies. The factors determining why some peripheral neuropathies are painful and others are not are incompletely understood. Pro-inflammatory cytokines have been implicated to play a crucial role in the generation of pain. OBJECTIVE: To investigate whether cytokine profiles differ between patients with painful or painless neuropathy. METHODS: In this prospective study, we analyzed blood mRNA and protein levels of the pro-inflammatory cytokines interleukin-2 (IL-2) and tumor necrosis factor-alpha (TNF) and the anti-inflammatory cytokines IL-4 and IL-10 in 32 patients with painful neuropathy, 20 patients with painless neuropathy, and 38 healthy control subjects, using quantitative real-time PCR and ELISA. RESULTS: Patients with a painful neuropathy had about twofold higher IL-2 mRNA (p = 0.001) and TNF mRNA (p < 0.0001) and protein levels (p = 0.009) than healthy control subjects and about twofold higher IL-2 and TNF mRNA (p = 0.03; p = 0.001) and protein levels (p = 0.04; p = 0.04) than patients with painless neuropathy. In contrast, mRNA levels of the anti-inflammatory cytokine IL-10 were about twofold higher in patients with painless neuropathy than in patients with painful neuropathy (p = 0.001) and controls (p = 0.004). IL-4 protein levels were 20-fold higher in patients with painless neuropathy (p < 0.0001) and 17-fold higher in patients with painful neuropathy (p < 0.0001) than in healthy control subjects. CONCLUSIONS: A pro-inflammatory cytokine profile seems to be associated with pain in the setting of a peripheral neuropathy, corroborating findings in animal models with experimental painful neuropathies. This may have implications for future treatment strategies.
KW  - Cytokine
KW  - Diabetische Polyneuropathie
KW  - Polyneuropathie
KW  - Real time quantitative PCR
KW  - Neuralgie
KW  - Tumor-Nekrose-Faktor
KW  - Tumor-Nekrose-Faktor <alpha>
KW  - cytokine
KW  - painful neuropathy
KW  - real time PCR
KW  - neuropathic pain
KW  - TNF
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-37522
ER  - 
TY  - THES
A1  - Brackmann, Heike
T1  - Funktionelle Lücken zytotoxischer T-Zellen im Laufe einer HIV Infektion -  Untersuchung der Zytokinproduktion und diverser Effektorfunktionen CD8+ T-Lymphozyten bei HIV-Infizierten in unterschiedlichen Stadien der Erkrankung
T1  - Impaired function of cytotoxic T-cells in course of HIV-infection-analysis of cytokine production and divers effektor functions of CD8+ T-cells in HIV-infekted persons different stages of disease
N2  - Zytotoxische CD8+ T-Zellen spielen eine bedeutende Rolle in der Immunantwort gegen HIV-1. Trotz allem kommt es jedoch im Verlauf der Infektion bei den meisten Betroffenen zum Anstieg der Viruslast und Abfall der CD4 Zellzahl, obwohl auch in diesem fortgeschrittenen Stadium der Infektion virusspezifische CD8+ T-Zellantworten mittels INF-&#947;-Produktion nachgewiesen werden können. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, weitere funktionelle und phänotypische Merkmale von CD8+ T-Zellen zu untersuchen, um eine mögliche Ursache für die im Verlauf der Infektion ineffizient werdende Immunantwort zu finden. Einen statistisch signifikanten Unterschied der INF-&#947; Produktion CD8+ T-Zellen zwischen Progressors und Controllers ließ sich mittels INF-&#947; Elispot bei den von uns untersuchten Patienten nicht nachweisen. Es ist also davon auszugehen, dass CD8+-T-Zellen im fortgeschrittenen, chronischen Stadium der Infektion funktionelle Lücken aufweisen, die sich nicht durch INF&#61543;-basierte Untersuchungsmethoden nachweisen lassen. Anhand intrazellulärer Zytokinfärbung ließ sich unabhängig vom Schweregrad der Infektion eine erhaltene Produktion der Zytokine INF&#947; und TNF&#945;, nicht hingegen eine Produktion von IL-2 nachweisen. Bei der Untersuchung HIV spezifischer CD8+ T-Zellen mit Hilfe von Tetramerfärbungen zeigte sich in Bezug auf den Aktivierungsgrad, gemessen an der CD38-Expression, ein deutlicher Unterschied zwischen Progressors und Controllers, der innerhalb der HIV-spezifischen CD8+ T-Zellen im Vergleich zur gesamten CD8+ T-Zellpopulation noch ausgeprägter zu erkennen war. Hier gab es eine signifikante positive Korrelation zur Viruslast und eine signifikante negative Korrelation zur CD4-Zellzahl der HIV-Infizierten. Anhand des Aktivierungsmarkers HLA-DR ließ sich dieser Unterschied nicht nachweisen. Im Bezug auf die Proliferationsfähigkeit, Apoptoseempfindlichkeit und lytische Funktion HIV-spezifischer Zellen konnte kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen Progressors und Controllers ausgemacht werden. Schlüsse für die Gesamtheit der HIV-spezifischen Zellen eines HIV-Infizierten kann man natürlich nicht ziehen. Man darf nicht außer Acht lassen, dass uns lediglich eine begrenzte Anzahl von Epitopen bei den durchgeführten Untersuchungen zur Verfügung stand. Es wurde jedoch deutlich, dass es feine Unterschiede und Trends zu geben scheint, die eine gezielte weiterführende Untersuchung erfordern. Weiterhin ist auch zu bedenken, dass möglicherweise andere Faktoren, als die von uns untersuchten, für den unterschiedlichen Krankheitsverlauf verantwortlich sein können. Welche Faktoren nun tatsächlich die Ursache sind dafür, dass das menschliche Immunsystem gegen das HI-Virus in der Regel früher oder später verliert, bleibt weiterhin offen. Sehr wahrscheinlich handelt es sich hierbei um das Zusammenspiel mehrerer Mechanismen. Die gezielte Untersuchung HIV-spezifischer Zellen ist bei der weiteren Erforschung der genauen Zusammenhänge unerlässlich.
KW  - HIV
KW  - HIV-Infektion
KW  - Cytokine
KW  - Interferon <gamma->
KW  - Tumor-Nekrose-Faktor <alpha>
KW  - Interleukin 2
KW  - T-Zellen
KW  - zytotoxische T-Zellen
KW  - bcl-2
KW  - CD38
KW  - CD57
KW  - apoptosis
KW  - replikative senescence
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-40066
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TY  - THES
A1  - Hintzen, Christoph
T1  - Molekulare Mechanismen der Oncostatin M-vermittelten Signaltransduktion und deren Bedeutung in der Entzündung sowie der antiviralen Immunabwehr
N2  - Die Dissertation beschäftigt sich mit der Oncostatin M-vermittelten Signaltransduktion und dessen Bedeutung für den entzündlichen Verlauf einer Rheumatoiden Arthritis, die immunmodulatorischen Fähigkeiten von Tumoren sowie die antivirale Immunantwort.
KW  - Entzündung
KW  - Signaltransduktion
KW  - Cytokine
KW  - Rheumatoide Arthritis
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-36018
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TY  - THES
A1  - Schertlin, Tobias
T1  - Einflüsse von Zytokinen auf humane hämatopoetische CD34-positive Stammzellen
T1  - Cytokine Influence on humane hematopoetic cd34-positive stem cells
N2  - Das Ziel der Arbeit war, die Einflüsse verschiedener Zytokine bzw. Wachstumsfaktoren (unter anderem Stammzellfaktor (SCF), Thrombopoetin (TPO), Flt3-Ligand (FL-3), Interleukin-3 (IL-3), Tumornekrosefaktor-a (TNF-a) und Granulozyten-Makrophagen-Stimulierender-Faktor (GM-CSF)) auf humane hämatopoetische, CD34-positive Stammzellen (HSZ) zu evaluieren. Eine relativ hohe Zellamplifikation bei gleichzeitig geringer Differenzierungsinduktion ermöglichte eine Kombination der Zytokine TSF, SCF und FL-3. Eine gezielte Differenzierung von CD14-positiven, monozytären Zellen gelang am besten mit einer Kombination der Zytokine TSF, SCF, FL-3 und IL-3. Für die Generierung von dendritischen Zellen eignete sich eine Zytokinkombination aus IL-4, TNF-a und GM-CSF. Im zweiten Teil der Arbeit wurde das Verhalten von Philadelphiachromosom-positiven CML-Stammzellen (CML = chronisch myeloische Leukämie) im Vergleich zu benignen HSZ, analog zu den obigen Gesichtspunkten, evaluiert. Die CML-Stammzellen zeigten bei Inkubation mit Zwei- und Mehrfachzytokinkombinationen eine z.T. deutlich höhere Amplifikation als die Vergleichsansätze mit benignen Zellen. In den Mehrfachzytokinansätzen fand sich im zeitlichen Verlauf darüberhinaus eine größere, verbleibende CD34-positive Zell-Population als in den benignen Vergleichsansätzen. Bei der zielgerichteten dendritischen Zelldifferenzierung verhielten sich die CML-Stammzellen ähnlich wie die benigen Zellen, wobei die Differenzierung in den Kulturen zu einem späteren Zeitpunkt auftrat. Ein Unterschied gegenüber den benignen Ansätzen zeigte sich bei den CML-Stammzellen in einer nahezu fehlenden Differenzierungsfähigkeit in CD14-positive, monozytäre Zellen. Dieser Differenzierungsblock ließ sich jedoch durch eine Kombination der verwendeten Zytokine mit Vitamin D3 überwinden.
N2  - the intention of our studies was, to explore the cytokine-influence on humane hematopoetic stem cells (amongst others there were used stem-cell-factor (SCF), thrombopoetine (TPO), Flt3-Ligand (FL-3), Interleukine-3 (IL-3), Tumornecrosisfactor-a (TNF-a) und Granulocyte-Makrophage-stimulating-Factor (GM-CSF). A relatively high cell-amplification combined with a low induction of cell-differentiation was found in a cytokine cocktail made up of SCF, TPO and FL-3. A selective differentiation of CD14-positive, monocytic cells was found in presence of TSF, SCF, FL-3 und IL-3. The generation of dendritic cells succeeded with a combination of IL-4, TNF-a and GM-CSF. The intention of the second part of the studies was, to analyze the characteristics of Philadelphia-chromosome-positive CML-Stem (cml = chronic myeloic leukemia) cells compared to benign stem cells. The CML-stem cells were featured by a very high cell-amplification. Furthermore we found a very high persistent CD34-positive Population in the Cytokine Cultures containing two or more cytokines (compared to benign stem cells). Looking at the selective differentiation of dendritic cells, the findings are assimilable with the results found with benign stem cells, though the cml-stem cells differentiated at a later date. A main difference between benign and cml-stem cells was found in the differentiation in CD14-positive, monocytic cells. We found a lack of monocytic differentiation in the cml stem cells. However, this effect could be overcome by a incubation of the CML cells with a combination of cytokines and vitamine D3.
KW  - Blutstammzelle
KW  - Cytokine
KW  - Chronisch-myeloische Leukämie
KW  - Dendritische Zelle
KW  - Durchflusscytometrie
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - hematopoetic stem cells
KW  - cytokines
KW  - dendritic cells
KW  - celldifferentiation
KW  - chronic myeloic leukemia
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-35419
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weidauer, Stella Elisabeth
T1  - Strukturelle und funktionelle Charakterisierung des Knochenwachstums-Modulators Sclerostin
T1  - Structural and functional characterization of the bone-modulator protein sclerostin
N2  - Die Knochenhomöostase erfolgt durch das Zusammenspiel mehrerer Zelltypen. Während die Osteoblasten für den Knochenaufbau verantwortlich sind, resorbieren die Osteoklasten Knochengewebe. Beide Vorgänge werden durch die Osteozyten streng reguliert. Eine Störung im strikt regulierten Gleichgewicht zwischen Knochenabbau und Knochenaufbau kann daher zu Knochenkrankheiten wie Osteoporose führen. Auf molekularer Ebene erfolgt die Kommunikation zwischen den einzelnen Zelltypen über zwei wichtige Signalwege, den der „Bone Morphogenetic Protein“-Superfamilie (BMPs) und den der Wnt-Proteine. Die Signalübertragung wird hierbei durch sekretierte Faktoren induziert, die an Rezeptoren auf der Zelloberfläche binden. Deren Aktivierung führt zu einem intrazellulären Signal, welches letztlich die Expression von Zielgenen reguliert. Beide Signalwege werden auf mehreren Ebenen, extrazellulär, membranständig und intrazellulär reguliert. Das 2003 identifizierte Sclerostin ist ein Vertreter der extrazellulären Regulatorproteine und wurde aufgrund seiner Zugehörigkeit zur DAN-Familie zunächst fälschlicherweise als direkter Inhibitor des BMP-Signalwegs eingestuft. Mittlerweile wird allerdings davon ausgegangen, dass Sclerostin den Wnt-Signalweg negativ reguliert, indem es die Wnt Ko-Rezeptoren LRP5 und LRP6 bindet, die beide zu der Familie der „Low-density lipoprotein receptors“ gehören. Über den molekularen Inhibitionsmechanismus von Sclerostin war jedoch zum Startpunkt dieser Dissertationsarbeit wenig bekannt. Daher wurde Sclerostin im Rahmen dieser Arbeit biophysikalisch und biochemisch charakterisiert. Die Aufklärung mittels NMR-Spektroskopie ergab für Sclerostin eine Struktur, die sich in drei Regionen gliedert: den Cystinknoten, sowie einen „Loop“-Bereich und die Fingerregion. Vom zentralen Cystinknoten gehen drei Peptid-Schleifen in zwei entgegengesetzte Richtungen aus. Schleife eins und drei bilden eine definierte ß-Faltblattstruktur und ähneln zwei Fingern einer Hand. Die zweite Schleife, welche vom Cystinknoten isoliert in die entgegengesetzte Richtung verläuft („Loop“), ist wie die beiden langen N- und C-Termini flexibel und unstrukturiert. Die in Zusammenarbeit mit der Firma AbD-Serotec entstandenen Fab-Fragmente ermöglichten die Bestimmung des Bindeepitops der Sclerostin/LRP5-Interaktion im Bereich der unstrukturierten dritten Schleife von Sclerostin. Die Struktur von Sclerostin und die Identifikation des Bindeepitops auf Sclerostinseite geben nun erste Einblicke in den molekularen Mechanismus der Sclerostin/LRP5-Interaktion. Diese Kenntnis kann für die Entwicklung von Kleinmolekülinhibitoren mittels rationalem Drugdesign genutzt werden, welche, wie auch der in Kooperation entwickelte die Sclerostinaktivität neutralisierende Antikörper AbD09097, hochinteressante Ansätze für neuartige anabole Therapien von Krankheiten mit Knochenschwund darstellen.
N2  - Different cell types like osteoblasts, osteoclasts and osteocytes maintain bone homeostasis. While osteoblasts build up bone, osteoclasts resorb bone tissue and both actions are tightly regulated by the osteocytes. Imbalance between bone formation and resorption will lead to various bone diseases, e.g. osteoporosis. On a molecular level communication between these cell types occurs through two major signalling pathways, i.e. the bone morphogenetic proteins (BMPs) and the Wnt-factors. In both pathways signal transduction is induced by secreted factors, which bind to cell surface receptors. This activation leads to an intracellular signal that finally regulates expression of target genes. Both pathways are tightly regulated at various cellular levels, extracellular, at the membrane as well as intracellular. Sclerostin, which was identified in 2003, is a member of the extracellular modulator proteins. Initially it was wrongly classified as a direct inhibitor of the BMP-signalling pathway due to its classification as a member of the DAN-family. Meanwhile it became apparent that sclerostin targets the Wnt-pathway by binding to the Wnt co-receptors LRP5 and LRP6, which belong to the family of low-density lipoprotein receptors. At the beginning of this work very little was known about the molecular mechanism how sclerostin inhibits the Wnt-pathway. The structure analysis of sclerostin employing NMR-spectroscopy revealed in a modular architecture, which can be divided into three regions: the central, characteristic cystine knot, the loop-region and the two fingers. From the cystine knot three loops emanate in two opposite directions. Loop one and loop three form defined ß-sheet structures resembling two fingers of a hand. Loop two, which runs into the opposite direction, is unstructured and highly flexible like the long N- and C-termini. Antibody fab-fragments, which were generated in collaboration with AbD-Serotec, facilitated the mapping of the binding-epitop of sclerostin to LRP5/6, highlighting an extended area of the unstructured loop region of sclerostin as the LRP5/6 binding site. The high-resolution structure of sclerostin and the identification of the LRP5-binding-epitop yield first insights into the molecular mechanism of sclerostin-LRP5 interaction. This knowledge can now be used to develop small-molecule inhibitors by rational drug design, which are, like the sclerostin activity neutralising fab-fragment AbD09097, highly interesting targets for new bone-anabolic therapies of diseases characterised by bone loss.
KW  - Cytokine
KW  - Knochen-Morphogenese-Proteine
KW  - Wnt-Proteine
KW  - Transforming Growth Factor beta
KW  - Mehrdimensionale NMR-Spektroskopie
KW  - Struktur-Aktivitäts-B
KW  - LRP5/6
KW  - DAN-Modulatorproteine
KW  - Cystinknotenprotein
KW  - Knochenhomöostase
KW  - LRP5/6
KW  - DAN modulator proteins
KW  - cystin knot protein
KW  - bone homeostasis
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-46224
ER  -