TY  - THES
A1  - Tyrsin, Oleg
T1  - Role of Raf family members in mouse development
T1  - Rolle der Raf-Kinase Familie in der Mausentwicklung
N2  - Raf Proteine sind Serin/Threonin Kinasen, die als zentrale Elemente des Ras, Raf, Mek, Map Kinase Wegs, an der Weiterleitung von extrazellulären Signalen von der Zellmembran zu nukleären Effektoren beteiligt sind. Auf diese Weise kontrollieren sie elementare Prozesse wie Proliferation, Differenzierung und das Überleben von Zellen. In Säugetieren wurden drei funktionelle Gene (A-, B- and C-raf) beschrieben. Aus biochemischen Untersuchungen ergibt sich, dass die Isozyme überlappende aber auch differentielle Funktionen übernehmen. Allerdings wurde ein differenziertes Verständnis der jeweiligen spezifischen Rolle dadurch erschwert, dass in den meisten Zelltypen verschiedene Raf-Isozyme expremiert werden und dass wegen der Vielzahl der Aktivatoren und Effektoren eine eindeutige Isoform-Zuordnung schwer möglich war. Aufgrund der Beteiligung an verschiedenen Krankheitsbildern, insbesondere der Tumorentstehung und –progression, ist jedoch die Aufklärung der Isozym-spezifischen Funktionen von vorranginger wissenschaftlicher Bedeutung. B-Raf hat unter den Raf Kinasen die höchste Kinaseaktivität und zeigt antiapoptotische Eigenschaften. B-Raf knockout Mäuse zeigen eine allgemeine Wachstumsverzögerung und sterben zwischen E10,5 und E12,5 aufgrund fehlentwickelter Gefässe in Folge massiver Apoptose differenzierter Endothelzellen. [1]. Um die Lethalität des B-Raf-/- (KO) Phänotyps zu überkommen und um die Redundanz der B-Raf Proteine weiter zu untersuchen, wurden Mäuse generiert, die unter der Kontrolle des B-Raf Promoters statt B-Raf eine A-Raf cDNA exprimieren. Nur in einem Fall entwickelte sich eine ausgewachsene p20 Maus ohne sichtbare Entwicklungsdefekte oder Verhaltensauffälligkeiten. Darüber hinaus wurden lebende Embryonen mit normaler Entwicklung aber reduzierter Grösse mit niedriger Inzidenz zwischen E12,5d und E16,5d beobachtet. In allen diesen Fällen fanden wir ein intaktes Gefäßsystem. Andererseits waren Neurogenese und die Bewegung der neuralen Vorläuferzellen in den überlebenden Embryonen gestört, was in einigen Fällen zu unterentwickelten Hirnregionen führte. Mittels TUNEL bzw. PCNA Assay konnten wir zeigen, dass mehr apoptotische und weniger proliferierende Zellen in ventrikulärer und subventrikulärer Zone der Hirn Ventrikel und im Striatum der KIN Embryonen zu finden sind. Außerdem wurden in einer Reihe von Geweben von E13,5d und in den Lungen von E16,5d Embryonen, vermehrt apoptotische Zellen beobachtet. Dies war in der einen ausgewachsenen KIN Maus nicht der Fall. Diese zeigte einen reduzierten Anteil an neuronalen Vorläuferzellen in der subgranulären Zone des Hippocampus und an reifen Neuronen im Riechkolben. Ansonsten waren aber keine Störungen der Neurogenese in der ausgewachsenen KIN Maus detektierbar. Fibroblasten die aus KIN Embryonen etabliert wurden, zeigten im Vergleich zu Wildtypzellen reduzierte Fähigkeit zur Proliferation und erhöhte Sensibilität gegenüber Apoptoseauslösern. Die erhöhte Apoptosetendenz spiegelte sich auf molekularer Ebene in einer Reduktion an antiapoptotischen Molekülen wieder. Aktive ERK und Akt Kinase sind erniedrigt. Außerdem war von dem bekannten Raf Substrat BAD, weniger an der inaktiven phosphorylierten Form zu beobachten, wodurch bei gleicher Menge Gesamtprotein auf ein Mehr an proapoptotischem unphosphoryliertem BAD geschlossen werden kann. Zusammengefasst zeigen diese Daten, dass die Substitution von B-Raf durch die weniger aktive A-Raf Kinase zwar die endotheliale Apoptose verhindern kann, die die Ursache für das frühe Absterben der B-Raf-/- (KO) Mäuse ist, dass aber die normale Entwicklung dennoch entscheidend gestört ist.
N2  - Cellular proliferation, differentiation and survival in response to extracellular signals are controlled by the signal transduction pathway of Ras, Raf and MAP kinase. The Raf proteins are serine/threonine kinases with essential function in growth/differentiation/survival - related signal transduction events. In mammals, three functional (A-, B-, and C-Raf) genes were described. Biochemical studies suggest overlapping and differential utilization of Raf isozymes. However, the frequent co-expression of Raf isozymes and their multiple activators and effectors impedes the full understanding of their specific roles. The elucidation of these roles is important due to the involvement of the Ras/Raf/MEK/MAP kinase cascade in human disorders especially in tumor development and progression. B-Raf was shown to posses the strongest kinase activity among Raf kinases and display antiapoptotic properties. Mice deficient in B-Raf show overall growth retardation and die between E10.5 and E12.5 of vascular defects caused by excessive death of differentiated endothelial cells. To elucidate the redundancy of Raf isozymes during embryonic development and to rescue B-Raf-/- (KO) phenotype, B-Raf alleles were disrupted by introducing A-Raf cDNA under the control of endogenous B-Raf promoter. The resulting BRaf A-Raf/A-Raf (KIN) phenotype depends on genetic background. The living embryos displaying normal development but size reduction were found with low incidence at E12.5d-16.5d. All of them displayed the rescue of vascular system. One adult p20 mouse without any visible defects in development and behavior was obtained. On the other hand, the processes of neurogenesis and neural precursors migration in survived embryos were disturbed which led in some cases to underdevelopment of different brain compartments. TUNEL and cell proliferation (PCNA staining) assays revealed more apoptotic (E13.5d) and less proliferating(E12.5d cells within ventricular and sub-ventricular zones of brain ventricles and in striatum of KIN embryos. In addition, more apoptotic cells were detected in many other tissues of E13.5d and in lung of E16.5d KIN embryos but not in adult KIN mouse. p20 KIN mouse demonstrated reduced fraction of neural precursor cells in sub-granular zone of hippocampus and mature neurons in olfactory bulb. The other processes of neurogenesis were not disturbed in adult KIN animal. Fibroblasts obtained from KIN embryos demonstrated less proliferative ability and were more susceptible to apoptotic stimuli compared to WT. This was accompanied by the reduction of active ERK and Akt required for survival, and with decrease of inactive phosphorylated BAD. The kinetic of both ERK and Akt phosphorylation upon serum stimulation was delayed. All these data indicate that moderate A-Raf kinase activity can prevent the endothelial apoptosis but is not enough to completely rescue the other developmental consequences.
KW  - Maus
KW  - Embryonalentwicklung
KW  - Raf <Biochemie>
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-9453
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schulte, Valerie
T1  - In vitro and in vivo studies on the activating platelet collagen receptor glycoprotein VI in mice
T1  - Glykoprotein VI, der aktivierende Kollagenrezeptor auf Blutplättchen - In vitro und in vivo Studien im Mausmodell
N2  - The work summarized here focused on the characterization of the murine platelet collagen receptor glycoprotein (GP) VI and was performed to evaluate its potential as an antithrombotic target. The first mAb against (mouse) GPVI, JAQ1, was generated and used to demonstrate that GPVI requires the FcRgamma-chain for its expression and function and that this receptor is the central molecule in collagen-induced platelet activation. Blocking the major collagen binding site on GPVI with JAQ1 revealed the presence of a second activatory epitope within collagen. Additionally, the collagen receptor integrin alpha2beta1 was found to be required for activation via this second pathway but not to be essential for collagen-induced activation of normal platelets. In studies with mice expressing reduced levels of the GPVI-FcRgamma-complex, differential responses to GPVI ligands were observed. Most importantly, the striking difference between platelet responses to collagen and the GPVI specific synthetic collagen related peptide (CRP) confirmed the supportive role of other collagen receptor(s) on platelets. Irrespective of yet undefined additional receptors, studies with mice deficient in GPVI (FcRgamma-chain) or alpha2beta1 showed that GPVI, but not alpha2beta1 is essential for platelet-collagen interaction. Based on these results, the model of platelet attachment to collagen was revised establishing GPVI as the initial activating receptor which upregulates the activity of integrins, thus enabling firm attachment of platelets to the ECM. While the mAb JAQ1 had only limited inhibitory effects on collagen-induced activation in vitro, its in vivo application to mice resulted in completely abolished platelet responses to collagen and the GPVI specific agonists CRP and convulxin. This effect was found to be due to antibody-induced irreversible down-regulation of GPVI on circulating platelets for at least two weeks. Further studies revealed that GPVI depletion occurs independently of the targeted epitope on the receptor and does not require the divalent form of IgG as it was also induced by mAbs (JAQ2, JAQ3) or the respective Fab fragments directed against epitopes distinct from the major collagen binding site. The internalization of GPVI in vivo resulted in a long-term protection of the mice from lethal collagen-dependent thromboembolism whereas it had only moderate effects on the bleeding time, probably because the treatment did not affect other activation pathways. These results establish GPVI as a potential pharmacological target for the prevention of ischemic cardiovascular diseases and may open the way for a completely new generation of antithrombotics.
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob der thrombozytäre Kollagenrezeptor Glykoprotein (GP) VI eine geeignete Zielstruktur für neue Antithrombotika darstellt. Dazu wurden monoklonale Antikörper (mAk) gegen murines GPVI hergestellt (JAQ1, 2 und 3) und deren in vitro und in vivo Effekte im Maussystem untersucht. Es wurde erstmals gezeigt, dass die Expression und Funktion von GPVI auf Thrombozyten von der Assoziation mit der signaltransduzierenden Fc Rezeptor gamma-Kette abhängt. Obwohl GPVI als zentraler Kollagenrezeptor auf Thrombozyten identifiziert wurde, hat die Blockade der Hauptbindestelle für Kollagen mit JAQ1 die Aktivierung nicht vollständig inhibiert, was erstmals die Existenz zweier unabhängiger aktivierender Motive im Kollagen zeigte. Der Kollagenrezeptor Integrin alpha2beta1 ist essentiell für eine Aktivierung durch diesen alternativen Signalweg, nicht jedoch für die Kollagen-induzierte Aktivierung normaler Thrombozyten. Die Präsenz anderer Kollagenrezeptoren neben GPVI wurde in Untersuchungen an Thrombozyten mit reduzierten Expressionsraten des GPVI-FcRgamma-Komplexes bestätigt. Unabhängig davon wurde jedoch anhand von GPVI-, FcRgamma- und alpha2beta1-defizienten Mäusen belegt, dass GPVI, nicht aber wie zuvor angenommen alpha2beta1 der zentrale Kollagenrezeptor auf Thrombozyten ist. Diese Ergebnisse wurden in einem veränderten Modell der Thrombozyten-Kollagen Interaktion zusammengefasst, in dem GPVI als der initiale Rezeptor zur Integrinaktivierung und somit zur festen Adhäsion der Thrombozyten an die EZM etabliert wird. Im Gegensatz zu den in vitro Resultaten mit JAQ1 waren Thrombozyten von anti-GPVI-behandelten Mäusen weder durch Kollagen noch durch andere GPVI Liganden aktivierbar. Es zeigte sich, dass die Antikörper in vivo die Internalisierung sowie den proteolytischen Abbau des Rezeptors induzierten. Dieser Effekt war unabhängig von der Bindungsstelle auf GPVI und konnte auch mit monovalenten anti-GPVI Fab Fragmenten erzielt werden. Während der mindestens zweiwöchigen GPVI-Defizienz der zirkulierenden Thrombozyten waren die JAQ1-behandelten Mäuse vor Kollagen-induzierter Thromboembolie geschützt. Darüber hinaus hatte die GPVI-Depletion nur geringe Effekte auf die Blutungszeit, wahrscheinlich weil diese Behandlung keine anderen Aktivierungswege beeinflusste. Diese Ergebnisse zeigen, dass GPVI ein viel versprechendes pharmakologisches Zielprotein für die prophylaktische Therapie kardiovaskulärer Krankheiten ist, das als Grundlage zur Entwicklung neuer Antithrombotika dienen kann.
KW  - Maus
KW  - Kollagen
KW  - Rezeptor
KW  - Antithrombotikum
KW  - Kollagen
KW  - Glykoprotein VI
KW  - Maus
KW  - Plättchen
KW  - Antithrombotika
KW  - Collagen
KW  - Glycoprotein VI
KW  - Mouse
KW  - Platelets
KW  - Antithrombotics
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6564
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TY  - THES
A1  - García Arguinzonis, Maísa Inés
T1  - Analysis of signal transduction pathways and the cytoskeleton in VASP-deficient cell lines and mouse models
N2  - The mammalian Vasodilator Stimulated Phosphoprotein (VASP) is a founding member of the Ena/VASP family of proteins that includes Drosophila Enabled (ena), the mammalian Ena homologue (Mena) and the Ena-VASP-like protein (Evl). VASP was initially discovered and characterized as a substrate for cGMP- and cAMP-dependent protein kinases (cGKs and cAKs). Ena/VASP proteins are involved in Actin-filament formation, plasma membrane protrusion, acceleration of Actin-based motility of Listeria and the establishment of cell-cell adhesion. Moreover, Ena/VASP proteins have been implicated as inhibitory factors in repulsive axon guidance and inhibition of plasma membrane activity and random motility in fibroblast. In order to study the physiological function of VASP, VASP-deficient mice had been generated in the laboratory by homologous recombination. VASP-/- mice showed hyperplasia of megakaryocytes in the bone marrow and spleen and a two-fold increase in thrombin- and collagen-induced platelet activation. To further investigate the cellular function of VASP, I established cardiac fibroblast cell lines derived from both wild type and VASP-/- mice. Both cell lines presented similar growth rates and normal contact dependent-growth inhibition but showed differences in morphology, migration and adhesion. Adherent VASP-/- cells, despite normal Mena and Evl expression levels, were highly spread. VASP-/- cells covered about twice the substrate surface area as wild type cells, while the cell volumes were unchanged. This shape difference suggests that VASP is involved in the regulation of spreading. Since the small GTPases Rac and Cdc 42 and their effector p21-activated kinase (Pak) are key regulators of lamellipodia formation and cell spreading, I analyzed this signalling pathway in VASP-/- cells stimulated with Platelet Derived Growth Factor-BB (PDGF-BB) or fetal calf serum. In wild type cells Rac and Pak were rapidly and transiently activated by PDGF or serum; however, in the absence of VASP both Rac and Pak activation was dramatically prolonged. The Rac/Pak pathway is known to play an essential role in cell motility. VASP deficient cells showed compromised migration and reorientation in a wound healing assay, probably due to enhanced Rac activity. The spreading phenotype, compromised migration and the effect observed on the Rac and Pak activities were reverted in VASP-/- cells stably transfected with full lenght human VASP, indicating a VASP dependent modulation of the Rac/Pak pathway and Rac/Pak regulated processes. Moreover, adhesion and detachment of VASP-deficient cells were significantly slower when compared to wild type cells. Preincubation of VASP+/+ cells with a cGMP analog accelerated adhesion. This acceleration did not take place in the VASP-/- cells, suggesting a VASP dependent effect. The second part of this work focused on VASP function in platelets. On the one hand I investigated the possibility of VASP-dependent Rac regulation in mouse platelets. Murine platelets are a good model for studying Rac regulation since they express high levels of VASP but not Mena/Evl and since VASP-deficient platelets show an increased platelet activation. Rac was activated by platelet agonists which was inhibited by preincubation with cGMP and cAMP analogs. Initial results which need to be extended showed that the cGMPcaused inhibition of Rac activation was VASP-dependent. Finally, in vivo platelet adhesion (platelet-vessel wall interactions) was studied using VASP-deficient mice. These studies demonstrated in-vivo that VASP down regulates platelet adhesion to the vascular wall under both physiological and pathophysiological conditions.
N2  - Das Säugerprotein Vasodilator Stimulated Phosphoprotein (VASP) ist ein Gründungsmitglied der Ena/VASP Proteinfamilie, die das Drosophila Enabled (ena), das homologe Säugerprotein ena (Mena) und das Ena-VASP-like Protein (Evl) einschließt. VASP wurde ursprünglich als ein Substrat von cGMP- und cAMP abhängigen Proteinkinasen (cGKs und cAKs) entdeckt und charakterisiert. Ena/VASP Proteine sind bei der Polymerisation von Aktinfilamenten, bei der Protrusion von Plasmamembranen, der Beschleunigung von Aktinbasierter Beweglichkeit von Listerien und bei der Ausbildung von Zell-Zell-Adhäsionen beteiligt. Außerdem wurde gezeigt, dass Ena/VASP-Proteine hemmende Faktoren bei der repulsiven Axonführung sind und sowohl die Plasmamembranaktivität als auch die ungerichtete Fibroblastenbeweglichkeit hemmen. Um die physiologische Funktion von VASP zu untersuchen, wurden VASP-defiziente Mäuse im Labor durch homologe Rekombination generiert. VASP-/- Mäuse zeigten eine Hyperplasie der Megakaryozyten im Knochenmark und in der Milz sowie eine zweifache Erhöhung der durch Thrombin und Kollagen induzierten Plättchen-Aktivierung. Um die zelluläre Funktion von VASP weiter aufzuklären, etablierte ich kardiale Fibroblasten- Zelllinien sowohl von Wildtyp als auch von VASP-/- Mäusen. Beide Zelllinien zeigten gleiche Wachstumsraten und eine normale, kontaktabhängige Wachstumshemmung, hatten aber Unterschiede in ihrer Morphologie, Wanderung und Adhäsion. Adhärente VASP-/- Zellen waren trotz normaler Mena und Evl Expression stark ausgebreitet. VASP-/- Zellen bedeckten eine ungefähr zweimal so große Substratoberfläche wie Wildtyp-Zellen, während das Zellvolumen unverändert war. Diese Formunterschiede lassen vermuten, dass VASP bei der Regulation der Ausbreitung involviert ist. Da die kleinen GTPasen Rac und Cdc 42 und ihr Effektorsystem p21-aktivierte Kinase (Pak) Schlüsselregulatoren der Lamellipodienformierung und der Zellausdehnung sind, untersuchte ich diesen Signalweg in VASP-/- Zellen, die mit Platelet Derived Growth Factor-BB (PDGF-BB) oder fetalem Kälberserum stimuliert wurden. In Wildtypzellen wurden Rac und Pak schnell und transient durch PDGF oder Serum aktiviert, in der Abwesenheit von VASP war die Aktivierung von Rac und Pak jedoch dramatisch verlängert. Der Rac/Pak Signalweg ist dafür bekannt, dass er eine essentielle Rolle bei der Zellbeweglichkeit spielt. VASP defiziente Zellen zeigten, wahrscheinlich wegen der erhöhten Rac Aktivität, eine veränderte Wanderung und Reorientierung in einem Wundheilungs-Versuch. Der ausgebreitete Phänotyp, die veränderte Wanderung und die beobachteten Effekte bei den Rac und Pak Aktivitäten wurden in VASP-/- Zellen, die stabil mit humanem VASP transfiziert wurden, normalisiert, was eine VASP abhängige Steuerung des Rac/Pak Signalwegs und der Rac/Pak regulierten Prozesse vermuten läßt. Weiterhin waren die Adhäsion und die Ablösung von VASP-defizienten Zellen signifikant langsamer als in den Wildtyp-Zellen. Die Vorinkubation von VASP+/+ Zellen mit einem cGMP-Analog beschleunigte die Adhäsion. Diese Beschleunigung fand in VASP-/- Zellen nicht statt, was einen VASP-abhängigen Effekt vermuten läßt. Der zweite Teil dieser Arbeit konzentrierte sich auf die VASP Funktion in Thrombozyten. Einerseits untersuchte ich die VASP-abhängige Regulation von Rac in murinen Thrombozyten. Diese sind dafür besonderes gut geeignet, da sie VASP aber nicht Mena/Evl exprimieren und da VASP-defiziente Thrombozyten verstärkt aktiviert werden. Rac wurde durch Thrombozyten-Agonisten aktiviert, was durch eine Präinkubation mit cGMP- und cAMP-Analoga gehemmt wurde. Erste Ergebnisse, die noch einer weiteren Bestätigung bedürfen, zeigten, daß die cGMP-vermittelte Hemmung der Rac-Aktivierung VASP-abhängig war. Abschließend wurde auch die in-vivo Plättchen-Adhäsion (Thrombozyten-Gefäßwand- Interaktion) unter Einsatz von VASP-defizienten Mäusen untersucht. Diese Ergebnisse zeigten für in-vivo-Bedingungen, daß VASP die Thrombozyten-Adhäsion an die Gefäßwand sowohl unter physiologischen als auch pathophysiologischen Bedingungen unterdrückt.
KW  - Vasodilatator-stimuliertes Phosphoprotein
KW  - Maus
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6195
ER  -