TY  - THES
A1  - Riedel, Simone Stefanie
T1  - Characterization of the fluorescence protein FP635 for in vivo imaging and establishment of a murine multiple myeloma model for non-invasive imaging of disease progression and response to therapy
T1  - Charakterisierung des Fluoreszenzproteins FP635 für die in vivo Bildgebung und Etablierung eines Maus Modells für die nicht invasive Bildgebung des Krankheitsverlaufes und Ansprechen auf Therapien imMultiplen Myelom
N2  - Optical in vivo imaging methods have advanced the fields of stem cell transplantation, graft-versus–host disease and graft-versus-tumor responses. Two well known optical methods, based on the transmission of light through the test animal are bioluminescence imaging (BLI) and fluorescence imaging (FLI). Both methods allow whole body in vivo imaging of the same animal over an extended time span where the cell distribution and proliferation can be visualized. BLI has the advantages of producing almost no unspecific background signals and no necessity for external excitation light. Hence, BLI is a highly sensitive and reliable detection method. Yet, the BLI reporter luciferase is not applicable with common microscopy techniques, therefore abolishing this method for cellular resolution imaging. FLI in turn, presents the appealing possibility to use one fluorescent reporter for whole body imaging as well as cellular resolution applying microscopy techniques. The absorption of light occurs mainly due to melanin and hemoglobin in wavelengths up to 650 nm. Therefore, the wavelength range beyond 650 nm may allow sensitive optical imaging even in deep tissues. For this reason, significant efforts are undertaken to isolate or develop genetically enhanced fluorescent proteins (FP) in this spectral range. “Katushka” also called FP635 has an emission close to this favorable spectrum and is reported as one of the brightest far-red FPs. Our experiments also clearly showed the superiority of BLI for whole body imaging over FLI. Based on these results we applied the superior BLI technique for the establishment of a pre-clinical multiple myeloma (MM) mouse model. MM is a B-cell disease, where malignant plasma cells clonally expand in the bone marrow (BM) of older people, causing significant morbidity and mortality. Chromosomal abnormalities, considered a hallmark of MM, are present in nearly all patients and may accumulate or change during disease progression. The diagnosis of MM is based on clinical symptoms, including the CRAB criteria: increased serum calcium levels, renal insufficiency, anemia, and bone lesions (osteolytic lesions or osteoporosis with compression fractures). Other clinical symptoms include hyperviscosity, amyloidosis, and recurrent bacterial infections. Additionally, patients commonly exhibit more than 30% clonal BM plasma cells and the presence of monoclonal protein is detected in serum and/or urine. With current standard therapies, MM remains incurable and patients diagnosed with MM between 2001 and 2007 had a 5-year relative survival rate of only 41%. Therefore, the development of new drugs or immune cell-based therapies is desirable and necessary. To this end we developed the MOPC-315 cell line based syngeneic MM mouse model. MOPC-315 cells were labeled with luciferase for in vivo detection by BLI. We validated the non-invasively obtained BLI data with histopathology, measurement of idiotype IgA serum levels and flow cytometry. All methods affirmed the reliability of the in vivo BLI data for this model. We found that this orthotopic MM model reflects several key features of the human disease. MOPC-315 cells homed efficiently to the BM compartment including subsequent proliferation. Additionally, cells disseminated to distant skeletal parts, leading to the typical multifocal MM growth. Osteolytic lesions and bone remodeling was also detected. We found evidence that the cell line had retained plasticity seen by dynamic receptor expression regulation in different compartments such as the BM and the spleen.
N2  - Optische in vivo bildgebende Verfahren haben die Felder der Stammzelltransplantation, Graft-versus-Host Krankheit und Graft-versus-Tumor Reaktion vorangebracht. Zwei gut bekannte optische Methoden, die auf der transmission von Licht durch das Versuchtier basieren, sind die Biolumineszenz Bildgebung (BLI) und die Fluoreszenz Bildgebung (FLI). Beide Methoden erlauben die in vivo Ganzkörperbildgebung desselben Tieres über lange Zeit wärenddessen die Zellverteilung und Proliferation sichtbar gemacht werden kann. Vorteil der BLI ist, dass beinahe keine unspezifischen Hintergrundsignale erzeugt werden und keine Notwendigkeit für Anregungslicht besteht. Daher ist BLI eine hochsensitive und verlässliche Detektionsmethode. Jedoch erlaubt der BLI Reporter, die Luziferase, keine Anwendung mit gängigen Mikroskopieanwendungen und verhindert daher, dass diese Methode für die Bildgebung auf zellulärer Ebene genutzt werden kann. FLI wiederum bietet die attraktive Möglichkeit einen fluoreszenten Reporter sowohl für die Bildgebung des gesamten Körpers, als auch auf zellulärer Ebene durch die Anwendung von Mikroskopietechniken zu nutzen. Derzeit bestehen noch größere Einschränkungen bei der Arbeit mit fluoreszent markierten Zellen innerhalb eines Tieres. Die allgemeine Autofluoreszenz des umliegenden Gewebes führt zu hohen Hintergrundsignalen. Zusätzlich werden sowohl das Anregungslicht als auch die emittierte Fluoreszenz durch das umliegende Gewebe abgeschwächt. Die Absorption des Lichtes geschieht hauptsächlich durch Melanin und Hämoglobin in Wellenlängen bis zu 650 nm. Daher könnte der Wellenlängenbereich über 650 nm sensitive optische Bildgebung auch in tief liegendem Gewebe ermöglichen. Aus diesem Grund werden erhebliche Anstrenungen unternommen um Fluoreszenzproteine (FP) in diesem spektralen Bereich zu isolieren oder genetisch verbesserte zu entwickeln. „Katushka“ auch FP635 genannt hat eine Emission, die nahe an diesem günstigen Spektrum liegt und wurde als eines der hellsten dunkelroten FPs beschrieben. Wir untersuchten FP635 für die Anwendung als sensitiver Einzelreporter für die Detektion immunologischer Prozesse von der Ganzkörper- bis zur Einzelzellbildgebung. Unsere Experimente zeigten auch deutlich die Überlegenheit der BLI über die FLI für die Ganzkörperbildgebung. Basierend auf diesen Ergebnissen setzten wir die überlegene BLI für die Etablierung eines präklinischen Mausmodells des Multiplen Myeloms (MM) ein. MM ist eine B-Zell Erkrankung wobei maligne Plasmazellen klonal im Knochenmark (BM) älterer Menschen expandieren und erhebliche Morbidität und Sterblichkeit verursacht. Chromosomale Abnormitäten gelten als Kennzeichen des MM, sind bei beinahe allen Patienten vorhanden und können sich während des Krankheitsverlaufes anhäufen oder verändern. Die Diagnose des MM basiert auf klinischen Syptomen inklusive der folgenden Kriterien: erhöhte Serum Kalzium Konzentration, Niereninsuffizienz, Anämie und Knochenläsionen (osteolytische Läsionen oder Osteoporose mit Kompressionsfrakturen). Weitere klinische Symptome beinhalten Hyperviskosität, Amyloidose und wiederkehrende bakterielle Infektionen. Zusätzlich zeigen Patienten verbreitet mehr als 30% klonale BM Plasmazellen und monoklonales Protein ist in Serum und/oder Urin detektierbar. Mit derzeitigen Standardtherapien bleibt MM unheilbar und Patienten, die zwischen 2001 und 2007 mit MM diagnostiziert wurden hatten eine relative 5-jahres Überlebensrate von nur 41%. Daher ist die Entwicklung neuer Medikamente und immunzellbasierten Therapien wünschenswert und notwendig. Zu diesem Zweck entwickelten wir das auf der Zelllinie MOPC-315 basierende syngene MM Mausmodell. Die MOPC-315 Zellen wurden für die in vivo Detektion mittels BLI mit Luziferase markiert. Wir validierten die nichtinvasiv gewonnenen BLI Daten mit Histopathologie, der Messung des idiotypen IgA Spiegels im Serum und Durchflusszytometrie. Alle Methoden bekräftigten die Zuverlässigkeit in vivo BLI Daten für dieses Modell. Wir stellten fest, dass dieses orthotope MM Modell einige Hauptmerkmale der menschlichen Erkrankung widerspiegelt. Die MOPC-315 Zellen wanderten effizient in das BM Kompartiment inklusive darauffolgender Proliferation. Ausserdem, streuten die Zellen in entfernte Teile des Skeletts aus was zum typischen multifokalen MM Wachstum führte. Wir stellten auch osteolytische Läsionen und Knochenumbau fest. Wir fanden Hinweise darauf, dass sich die Zelllinie Plastizität bewahrte was durch die dynamische Regulation der Rezeptorexpression in verschiedenen Kompartimenten, wie dem BM und der Milz, sichtbar wurde.
KW  - Fluoreszenzproteine
KW  - Plasmozytom
KW  - Biolumineszenzmessung
KW  - Maus
KW  - Multiple myeloma
KW  - bioluminescence imaging
KW  - fluorescence imaging
KW  - FP635
KW  - mouse model
KW  - nichtinvasive Bildgebung
KW  - Multiples Myelom
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77894
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Riedel, Alice
A1  - Mofolo, Boitumelo
A1  - Avota, Elita
A1  - Schneider-Schaulies, Sibylle
A1  - Meintjes, Ayton
A1  - Mulder, Nicola
A1  - Kneitz, Susanne
T1  - Accumulation of Splice Variants and Transcripts in Response to PI3K Inhibition in T Cells
N2  - Background: Measles virus (MV) causes T cell suppression by interference with phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) activation. We previously found that this interference affected the activity of splice regulatory proteins and a T cell inhibitory protein isoform was produced from an alternatively spliced pre-mRNA. Hypothesis: Differentially regulated and alternatively splice variant transcripts accumulating in response to PI3K abrogation in T cells potentially encode proteins involved in T cell silencing. Methods: To test this hypothesis at the cellular level, we performed a Human Exon 1.0 ST Array on RNAs isolated from T cells stimulated only or stimulated after PI3K inhibition. We developed a simple algorithm based on a splicing index to detect genes that undergo alternative splicing (AS) or are differentially regulated (RG) upon T cell suppression. Results: Applying our algorithm to the data, 9% of the genes were assigned as AS, while only 3% were attributed to RG. Though there are overlaps, AS and RG genes differed with regard to functional regulation, and were found to be enriched in different functional groups. AS genes targeted extracellular matrix (ECM)-receptor interaction and focal adhesion pathways, while RG genes were mainly enriched in cytokine-receptor interaction and Jak-STAT. When combined, AS/RG dependent alterations targeted pathways essential for T cell receptor signaling, cytoskeletal dynamics and cell cycle entry. Conclusions: PI3K abrogation interferes with key T cell activation processes through both differential expression and alternative splicing, which together actively contribute to T cell suppression.
KW  - Biologie
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77917
ER  - 
TY  - THES
A1  - Joseph Nedumparambil, George
T1  - A Search of the Roots of Syro-Malabar Church in Kerala
T1  - Die Suche nach den Wurzeln der syro-malabarischen Kirche in Kerala
N2  - A Search of the Roots of Syro-Malabar Church in Kerala
N2  - Die Suche nach den Wurzeln der syro-malabarischen Kirche in Kerala
KW  - Syro-Malabarische Kirche
KW  - Kerala
KW  - Syro-Malabarische Kirche
KW  - Kerala
KW  - Syro-Malabar Church in Kerala
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77747
ER  - 
TY  - THES
A1  - Meyer, Sebastian
T1  - Model System for Correlation Phenomena in Reduced Dimensions - Gold-induced Atomic Chains on Germanium
T1  - Modellsystem für Korrelationsphänomene in niedrigen Dimensionen - Gold-induzierte Atomketten auf Germanium
N2  - Atomic chains, often called nanowires, form in a self-organized process after the adsorption of metal atoms. These wires are spatially well confined representing a close approach of a true one-dimensional structure. The low-dimensional architecture thereby often leads to anisotropic electronic states with vanishing interchain interaction. In the presence of weak coupling to the substrate a one-dimensional metal can experience a phase transition according to Peierls into an insulating ground state upon temperature, which is accompanied by a periodic lattice distortion. Without any coupling a strict onedimensional regime is reached, where the common Fermi liquid description breaks down with the quasi-particles being replaced by collective excitations of spin and charge. This state is referred to as a Tomonaga-Luttinger liquid (TLL), which has been observed so far only in anisotropic bulk materials. An experimental fingerprint for both phenomena can be obtained from the electronic states close to the chemical potential, i.e. the Fermi energy. Using a semiconducting substrate provides the best observation conditions since any bulk projection onto the interesting bands is avoided. In case of Au/Ge(001) the growth of gold-induced chains is guided by the dimerized bare Ge (2×1) reconstruction yielding two different domains of wires rotated by 90° going from one terrace to the next by a single height step. The superior wetting capabilities of gold on germanium enables a complete coverage of the Ge(001) surface with longrange ordered wires. Their length scale and defect density is limited by the underlying substrate, for which a cleaning procedure is introduced based on wet-chemical etching followed by thermal dry oxidation. The band structure of Au/Ge(001) is investigated by angle-resolved photoelectron spectroscopy as a function of temperature. Two states are observed: a two-dimensional metallic state with hole-like dispersion and a one-dimensional electron pocket, whose band-integrated spectral function does not show the typical Fermi distribution at the chemical potential. Instead, a decrease of spectral weight applies following a power-law. This behavior can be well explained within the Tomonaga-Luttinger liquid theory which replaces the Fermi-Landau formalism in strictly one-dimensional systems. To enable theoretical modeling, a structural analysis was performed on the basis of surface x-ray diffraction (SXRD). From the in-plane scattering data a Patterson-map could be extracted leading to in-plane distances between gold atoms in the unit cell. This provides the first step towards a complete structural model and therefore towards a band structure calculation. First successful attempts have been made to manipulate the system by controlled adsorption of potassium. Here, an n-type doping effect is observed for submonolayer coverage whereas slightly increased coverages in combination with thermal energy lead to a new surface reconstruction.
N2  - Atomare Ketten, sogenannte Nano-Drähte, entstehen durch Selbstorganisation adsorbierter Metallatome auf einer Halbleiteroberfläche. Aufgrund der starken räumlichen Einschränkung der Ladungsträger innerhalb dieser Ketten entsteht dabei oftmals eine metallische Bandstruktur mit starker Anisotropie. Im Falle phononischer Ankopplung an das Substrat kann so ein eindimensionales (1D) Metall instabil gegen eine periodische Gitterverzerrung werden, bei der es zu einer Ausbildung einer Energielücke kommt. Dieser Metall-Isolator-Übergang wird dabei als Peierls Übergang bezeichnet. Für verschwindend geringe Kopplung der Ketten untereinander bzw. an das Substrat, d.h. im strikt eindimensionalen Fall, bricht das Fermi Flüssigkeitsmodell für dreidimensionale (3D) Metalle zusammen. Dessen Quasiteilchen werden durch kollektive Anregungen von Spin und Ladung ersetzt. Diesen Zustand bezeichnet man als Tomonaga-Luttinger Flüssigkeit. Beide Phänomene, Peierlsübergang und Tomonaga-Luttinger Flüssigkeit lassen sich anhand der elektronischen Bandstruktur experimentell nachweisen. Bei dem hier untersuchten Probensystem handelt es sich um Gold-induzierte Nandrähte auf der Germanium (001)-Oberfläche, kurz Au/Ge(001). Deren Wachstum erfolgt epitaktisch entlang der durch das Substrat vorgegebenen Dimer-Reihen, welche die freie Germaniumoberfläche in Form einer (2×1)-Symmetrie einnimmt. Die abwechselnde Stapelfolge ABAB des Substrates führt dabei zu zwei unterschiedlichen Drahtrichtungen, die jeweils um 90° zueinander gedreht sind, wenn man eine Einfachstufe von 1.4 A von einer A-Terrasse auf eine B-Terrasse oder umgekehrt geht. Die vorherrschende Kinetik während der Gold-Deposition bzw. das Benetzungsverhalten ermöglicht dabei eine vollständige Bedeckung der vormals freien Oberfläche mit Nanodrähten, deren Abmessungen einzig und allein durch Defekte bzw. die Größe der darunterliegenden Ge-Terrasse begrenzt sind. Um die Längenskala der Subtrat-Terrassen zu optimieren, wurde eine Reinigungsprozedur für Ge (001) entwickelt, bei der nass-chemisches Ätzen mit anschliessender Trocken-Oxidation zum Einsatz kommt. Die darauf aufbauenden Nanodrähte wurden im Anschluss mittels winkelaufgelöster Photoelektronenspektroskopie auf ihre elektronische Bandstruktur untersucht. Dabei wurden zwei neuartige Zustände beobachtet: ein metallischer, zweidimensionaler Loch-Zustand, der seinen Ursprung höchstwahrscheinlich in tieferen Schichten des Germaniums hat; und ein eindimensionaler Oberflächenzustand mit elektronenartiger Dispersion, dessen bandintegrierte Spektralfunktion von der einer Fermiflüssigkeit abweicht. Stattdessen wird ein exponentieller Abfall des spektralen Gewichtes als Funktion der Energie zum Ferminiveau hin beobachtet. Dieses Verhalten kann über einen weiten Temperaturbereich beobachtet werden und lässt sich mit der Tomonaga-Luttinger Flüssigkeit für strikt eindimensionale Systeme erklären. Zum weiteren theoretischen Verständnis dieses Phänomes, beispielsweise durch Bandstrukuturrechnungen mittels Dichte-Funktional-Theorie, bedarf es der genauen Kenntnis der atomaren Struktur dieser Ketten. Selbige wurde mittels Oberflächenröntgenbeugung (engl. surface x-ray diffraction, SXRD) untersucht. Auf Basis der gewonnenen Patterson-Karte lassen sich Rückschlüsse auf die interatomaren Abstände der Goldatome untereinander in der Einheitszelle ziehen. Dies stellt einen ersten wichtigen Schritt auf dem Weg zu einem vollständigen Strukturmodell dar. Darüber hinaus wurden erste vielversprechende Schritte unternommen, das Nanodrahtsystem kontrolliert zu manipulieren. Durch geringfügige, zusätzliche Deposition von Kalium konnte dabei eine schrittweise Erhöhung der Bandfüllung erzielt werden. Für weitergehende Kaliumanlagerungen im (Sub-)Monolagenbereich konnte sogar eine neue Rekonstruktion erzielt werden.
KW  - Nanodraht
KW  - Germanium
KW  - Gold
KW  - Elektronenflüssigkeit
KW  - winkelaufgelöste Photoelektronenspektroskopie
KW  - Self-assembly
KW  - Onedimensional
KW  - Luttinger liquid
KW  - angle-resolved photoemission
KW  - Adsorbat
KW  - Halbleiteroberfläche
KW  - Luttinger-Flüssigkeit
KW  - Oberflächenphysik
KW  - Nanowire
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77723
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kannen Cardoso, Vinicius
T1  - The role of Fluoxetine against preneoplastic lesions and tumors in colon tissue
T1  - Die Rolle von Fluoxetin gegen präneoplastische Läsionen und Tumoren im Darmgewebe
N2  - Introduction: Colon cancer is one of the major human malignancies worldwide, and much effort has been applied to understand the process of colon carcinogenesis, as well as the role of potential treatments and co-therapeutical agents against it. A growing body of evidence suggests that the use of fluoxetine (FLX), an antidepressant belonging to the selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs), may be associated with a reduced colon cancer risk. However, controversial opinions have been published and an identification of the mechanisms of the activity of FLX on colon cells would help in the clarification of this controversy. Objectives: Using several in vitro and in vivo-based methods and analyses, we aimed to verify whether FLX has antioxidant, pro-oxidant or DNA-damaging potential in standard toxicological assays; to check whether and how FLX could prevent and reduce colon preneoplastic lesions; to ascertain whether FLX has any oncostatic potential against colon tumors; and, to investigate whether FLX activity could be comparable with a known and current applied chemotherapeutic agent against colon cancer. Results: FLX did not have any antioxidant potential in our experiments. Although it did not induce reactive oxygen species (ROS) generation or DNA-damage in fibroblast and colon tumor cell lines, FLX reduced dysplasia and proliferation in two different carcinogen models. Further, a significant decrease in colon stromal reactivity and angiogenesis was found in both carcinogen-induced preneoplasia models. In a xenograft model of colon cancer, FLX shrank tumors, reduced tumor proliferation, arrested cancer cells at the G0/G1 cell-cycle phase, and took ROS generation under control. Such effects were detected together with an intracellular acidification and loss of mitochondrial membrane potential in FLX-treated cells. Modulating mitochondrial respiratory chain, HIF-1 expression and Akt/mTOR signaling pathway, FLX was found to reduce colon tumors similar to the widely used chemotherapeutic agent 5-Fluoracil activity. Conclusion: Our collective data suggest that FLX is a remarkable chemopreventive and oncostatic agent against colon preneoplastic lesions and tumors, acting without DNA-damage or ROS generation.
N2  - Einleitung: Darmkrebs ist eine der wichtigsten menschlichen Tumorarten weltweit und viel Aufwand wurde unternommen, um den Prozess der Colonkarzinogenese, sowie die Rolle der möglichen Behandlungen und Co-therapeutische Mittel zu verstehen. Eine wachsende Zahl von Hinweisen deuted darauf hin, dass die Verwendung von Fluoxetin (FLX), einem Antidepressivum aus der Klasse der selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRIs), mit einem reduzierten Dickdarmkrebs-Risiko verbunden sein kann. Allerdings sind auch kontroverse Meinungen veröffentlicht worden und eine Identifizierung der Mechanismen der Aktivität von FLX auf Darmzellen würde bei der Klärung dieser Kontroverse helfen. Ziele: Mit in vitro-und in vivo-Methoden wollten wir prüfen, ob FLX antioxidatives, prooxidatives oder DNA-schädigendes Potential in Standard-toxikologischen Untersuchungen hat; des weiteren sollte analysiert werden, ob und wie FLX präneoplastischen Läsionen verhindern und reduzieren kann, sowie ob FLX onkostatisches Potenzial gegen Darmtumoren hat. Letzteres sollte im direkten Vergleich mit dem etablierten Chemotherapeutikum 5-Fluoruracil untersucht werden. Ergebnisse: FLX zeigte keine direkte antioxidative Kapazität in unseren Testsystemen. Obwohl es keine Bildung reaktiver Sauerstoffspecies (ROS) und keine Induktion von DNA-Schaden in Fibroblasten und Kolon Tumorzellinien verursachte, reduzierte FLX Dysplasien und Proliferation in zwei verschiedenen Kanzerogen-Modellen in vivo. Ferner wurde eine signifikante Abnahme der Reaktivität der Stromazellen und von Angiogenese in beiden Karzinogen-induzierten Präneoplasie-Modellen gefunden. In einem Xenograft Modell des Kolonkarzinoms brachte FLX die Tumoren durch verringerte Proliferation zum Schrumpfen. In vitro wurde in den entsprechenden Zellinien eine Anreicherung der Zellen in der Ga0/G1 Zellzyklus-Phase, eine Reduktion Hypoxie-verursachter ROS-Bildung, intrazelluläre Ansäuerung und Velust des mitochondrialen Membranpotentials nach FLX-Behandlung gefunden. Weitere Aktivitäten waren auf die mitochondriale Atmungskette, HIF-1 Expression und den Akt/mTOR-Sinalweg zu beobachten. Die Reduktion der Kolontumoren war der mit 5-Fluoruracil erzielten vergleichbar. Schlussfolgerung: Unsere Daten deuten darauf hin, dass FLX eine bemerkenswerte chemopräventive und onkostatischen Aktivität gegen präneoplastische Läsionen und Tumore im Darm aufweist, die ohne Induktion von DNA-Schäden ROS stattfindet.
KW  - Fluoxetin
KW  - Magenkrebs
KW  - Fluoxetine
KW  - Colon cancer
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77589
ER  - 
TY  - THES
A1  - Thangaraj Selvaraj, Bhuvaneish
T1  - Role of CNTF-STAT3 signaling for microtubule dynamics inaxon growth and maintenance: Implications in motoneuron diseases
T1  - Die Funktion des CNTF-STAT3 Signalweges für die Microtubuli Dynamik in Axonalem Wachstum und Axon Erhalt: Implikationen für Motoneuronenerkrankungen
N2  - Neurotrophic factor signaling modulates differentiation, axon growth and maintenance, synaptic plasticity and regeneration of neurons after injury. Ciliary neurotrophic factor (CNTF), a Schwann cell derived neurotrophic factor, has an exclusive role in axon maintenance, sprouting and synaptic preservation. CNTF, but not GDNF, has been shown to alleviate motoneuron degeneration in pmn mutant mice carrying a missense mutation in Tbce gene, a model for Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS). This current study elucidates the distinct signaling mechanism by which CNTF rescues the axonal degeneration in pmn mutant mice. ...
N2  - Neurotrophe Faktoren beeinflussendie die neuronale Differenzierung, das Wachstum und die Stabilisierung von Axonen sowie Synaptische Plastizität und die Regeneration von Neuronen nach Verletzung. Der von Schwannzellen synthetisierte neurotrophe Faktor Ciliary neurotrophic factor (CNTF) spielt eine wichtige Rolle bei der axonalen Erhaltung sowie bei der Induktion und Reduktion von axonalen Verzweigungen. Die Behandlung der pmn Mausmutante mit CNTF, aber nicht mit GDNF führt zu einem späteren Krankheitsbeginn und verminderten Fortschreiten der Motoneuronendegeneration. Diese Mausmutante, die eine Punktmutation im Tbce Gen trägt, dient als Modell für die Amyotrophe Lateralsklerose. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die zugrunde liegenden Signalkaskaden aufzudecken, die den CNTF-vermittelten Effekt auf den Krnakheitsverlauf bei der pmn Maus verursachen. ...
KW  - Ciliary neurotrophic factor
KW  - STAT
KW  - CNTF
KW  - STAT3
KW  - Stathmin
KW  - Microtubules
KW  - Signaltransduktion
KW  - Motoneuron
KW  - Krankheit
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76889
ER  - 
TY  - THES
A1  - Niederlechner, Stefanie
T1  - Assessment of the basic molecular mechanisms underlying L-glutamine's cytoprotective effects after intestinal injury
T1  - Untersuchung und Auswertung der molekularen Mechanismen, die L-Glutamin's protektivem Zellmechanismus nach Intestinaler Verletzung zugrunde liegen
N2  - Critical illness like sepsis, shock, and intestinal bowel disease are one of the leading causes of morbidity and mortality in the US and around the world. At present, studies to define new therapeutic interventions that can protect tissues and cells against injury and attenuate inflammation are fields of intense investigation. While research over the past decade has clearly identified GLN as a vital stress substrate facilitating cellular survival following injury, the initiation steps in GLN’s cytoprotective molecular mechanism still remain elusive. Previously published work suggested that stabilization of ECM proteins and activation of ECM receptor osmosignaling may play a central role in the orchestration of many cellular pathways following stress. Thus, I hypothesized that preservation of ECM protein and EGFR levels as well as ECM receptor signaling play key roles in the molecular mechanisms underlying GLN’s protection against thermal injury in the intestine. I was able to confirm via Western blotting and by using silencing RNA against FN, Ntn-1, EGFR, and their negative controls, that GLN-mediated preservation of FN, Ntn-1, and EGFR levels is critical in GLN’s protection against hyperthermia in IEC-6 cells. By using a selective FN-Integrin interaction inhibitor GRGDSP, its negative control peptide GRGESP, and Src-kinase inhibitor PP2, I showed that FN-Integrin signaling and Src-kinase activation are essential in GLN-mediated protection in the intestine. This applied to EGFR signaling as demonstrated using the EGFR tyrosine kinase inhibitor AG1478. In addition to GRGDSP and AG1478, ERK1/2 inhibitors PD98059 and UO126 as well as the p38MAPK inhibitor SB203580 revealed that GLN is protective by activating ERK1/2 and dephosphorylating p38MAPK via FN-Integrin and EGFR signaling. However, GLN-mediated PI3-K/Akt/Hsp70 activation seems to occur independently of FN-Integrin and EGFR signaling as indicated by Western blots as well as experiments using the PI3-K inhibitor LY294002, GRGDSP, and AG1478. The results showed that GLN activates cell survival signaling pathways via integrins as well as EGFRs after hyperthermia. Moreover, I found that GLN-mediated preservation of FN expression after HS is regulated via PI3-K signaling. Whether GLN-mediated PI3-K signaling happens simultaneously to FN-Integrin and EGFR signaling or whether PI3-K signaling coordinates FN-Integrin and EGFR signaling needs to be investigated in future studies. Further, experiments with PD98059 and GRGDSP revealed that ERK1/2 assists in mediating transactivation of HSF-1 following HS. This leads to increases in Hsp70 expression via FN-Integrin signaling, which is known to attenuate apoptosis after thermal injury. Fluorescence microscopy results indicated that HS and GLN regulate cell are size changes and the morphology of F-actin via FN-Integrin signaling. Experiments using GRGDSP and GRGESP showed that GLN enhances cellular survival via FN-Integrin signaling in a manner that does not require increased intracellular GLN concentrations (as quantified using LC-MS/MS). In summary, my thesis work gives new and potentially clinically relevant mechanistic insights into GLN-mediated molecular cell survival pathways. These results warrant clinical translation to assess if clinical outcome of critically ill patients suffering from gastrointestinal diseases can be improved by GLN treatment and/or by targeting the molecular pathways found in my studies.
N2  - Kritische Erkrankungen wie Sepsis, Schock und entzündliche Darmerkrankungen sind eine der häufigsten Todesursachen in den Vereinigten Staaten und dem Rest der Welt. Von großer Bedeutung sind deshalb Studien, die darauf abzielen, neue therapeutische Ansätze zu finden, die Gewebe und Zellen vor Verletzungen schützen und Entzündungen verhindern. Im letzten Jahrzehnt hat sich herausgestellt, dass Glutamin Schutz gegen die pathophysiologischen und pathobiochemischen Entgleisungen während solcher Erkrankungen vermitteln kann. Trotzdem ist es bisher nur sehr unvollständig gelungen, die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen, die für diese zellulären Schutzfunktionen von Glutamin verantwortlich sind, aufzuklären. In diesem Zusammenhang gab es erste Hinweise darauf, dass die Stabilisierung von extrazellulären Matrixproteinen und die Aktivierung der Signalwege extrazellulärer Matrixproteinrezeptoren eine wichtige Rolle spielen könnten. Hierauf basierend habe ich die Hypothesen aufgestellt, dass die Expression von extrazellulären Matrixproteingehalten und von epidermalen Wachstumsfaktorrezeptoren (EGFR), sowie die Aktivierung von Integrin- und EGFR-Signalwegen Schlüsselrollen in den protektiven Mechanismen von Glutamin spielen. Meine Arbeiten zeigten anhand von Western Blots und durch den Einsatz von Silencing RNA (gegen Fibronektin, Netrin-1, EGFR und deren Negativkontrollen), dass Glutamin extrazelluläre Matrixproteingehalte, wie Fibronektin und Netrin-1, und EGFR-Levels vor Hitzestress in Darmepithelzellen bewahrt, wodurch Apoptose verhindert wird. Außerdem konnte ich mit Hilfe des selektiven Inhibitors GRGDSP, seiner Negativkontrolle GRGESP und des Src-Kinase-Inhibitors PP2 nachweisen, dass auch die Aktivierung von Fibronektin-Integrin-Signalwegen und von Src-Kinasen an den Schutzmechanismen von Glutamin im Darm beteiligt sind. Wie mit Hilfe des spezifischen EGFR-Tyrosinkinase-Inhibitors AG1478 nachgewiesen werden konnte, trifft dies auch für die EGFR-Signalwege zu. Zusätzlich zu GRGDSP und AG1478 wurden auch die ERK1/2-Kinase-Inhibitoren PD98059 und UO126 und der p38MAPK-Inhibitor verwendet, um zu zeigen, dass Glutamin Darmepithelzellen durch die Aktivität von Fibronektin-Integrin- und EGFR-Signalwegen vor Hitzestress schützt, indem es EKR1/2 phosphoryliert und p38MAPK dephosphoryliert. PI-3K/Akt/Hsp70-Signalwege werden ebenfalls von Glutamin aktiviert, jedoch unabhängig von Fibronektin-Integrin- und EGFR-Signalwegen. Dies konnte anhand von Western Blot Experimenten und mit Hilfe von LY294002 (PI-3K-Inhibitor), GRGDSP und AG1478 bewiesen werden. Glutamin scheint die gleichen Signalwege sowohl mit Hilfe von Integrinen als auch von EGFR zu beeinflussen, um so den Zelltod in Darmepithelzellen nach Hitzestress zu verhindern. Desweiteren konnte gezeigt werden, dass Glutamin die Erhaltung von Fibronektinkonzentrationen nach Hitzestress durch den PI-3K-Signalweg reguliert. Ob Glutamin den PI-3K-Signalweg parallel zu den Integrin- und EGFR-Signalwegen aktiviert oder ob der von Glutamin ausgelöste PI-3K-Signalweg die Integrin- und EGFR-Signalwege steuert, muss noch weiter untersucht werden. Experimente mit PD98059 und GRGDSP zeigten, dass ERK1/2 in der Gegenwart von Glutamin den Transkriptionsfaktor HSF-1 durch den Fibronektin-Integrin-Signalweg nach Hitzestress transaktiviert. Dadurch nimmt die Expression von Hsp70, welches den Zelltod nach Hitzeschock verhindert, zu. Mit Hilfe der Fluoreszenzmikroskopie konnte gezeigt werden, dass Hitzestress und Glutamin die Zellgröße und die Aktinmorphologie von Darmepithelzellen durch Fibronektin-Integrin-Signalwege steuern können. Außerdem ergaben Versuche mit GRGDSP und GRGESP, dass Glutamin unabhänging von seinen intrazellulären Konzentrationen das Überleben von Darmepithelzellen durch die Aktivierung von Fibronektin-Integrin-Signalwegen erhöhen kann. Hierbei wurden die Glutaminkonzentrationen mit LC-MS/MS gemessen. Die Versuche im Rahmen meiner Dissertation konnten neue und potentiell klinisch relevante Signalwege der molekularen Schutzmechanismen von Glutamin aufdecken. Diese Ergebnisse können die Grundlage für translationale Studien darstellen, die weiter untersuchen, ob die Überlebensrate von Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen durch die Behandlung mit Glutamin oder durch gezielte Beeinflussung der hier untersuchten molekularen Mechanismen verbessert werden kann.
KW  - Glutamin
KW  - Integrine
KW  - Epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor
KW  - Apoptosis
KW  - glutamine
KW  - integrins
KW  - epidermal growth factor receptor
KW  - cell death
KW  - cell survival
KW  - EGFR
KW  - ERK1/2
KW  - p38MAPK
KW  - PI3-K
KW  - Akt
KW  - Apoptose
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77399
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Högger, Petra
T1  - Nutrition-derived bioactive metabolites produced by gut microbiota and their potential impact on human health
N2  - The functional role of human gut microbiota has attracted substantial interest and recent research has uncovered various aspects of the interplay between the complex communities of microorganisms colonizing the intestine and their hosts’ health. The present review focuses on nutrition-derived bioactive metabolites produced by gut microbiota with potential beneficial effects upon human health. Thereby, the emphasis is on newly generated bacterial metabolites that are not concomitantly present at higher amounts in dietary sources and that have been previously detected in human blood samples. Since a multitude of different substances is generated by gut microbes primarily those metabolites which exert a more pronounced activity than their immediate precursor compound are discussed here. Specifically, the in vitro and in vivo nutridynamics as well as the nutrikinetics of equol, enterolactone / enterodiol, urolithins, 8-prenylnaringenin, 3,4-dihydroxyphenylacetic acid and 5-(3’,4’-dihydroxyphenyl)-g-valerolactone, the short-chain fatty acids butyrate, propionate and acetate, and indole-3-propionic acid are reviewed. Though the metabolites’ mechanism of action and the influence of health conditions on metabolite production are not always fully understood yet, there are many reasons to direct the attention to “gut health”. It could offer new options for preventing or treating a variety of disease states and nutrition-derived microbial products might inspire future drug development.
KW  - Kohlenhydrate
KW  - Tryptophan
KW  - gut microbiota; bioactivation; polyphenols; complex carbohydrates; tryptophan
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77349
ER  - 
TY  - THES
A1  - Reuß, Heiko
T1  - The interplay of unconscious processing and cognitive control
T1  - Das Zusammenspiel unbewusster Verarbeitung und kognitiver Kontrolle
N2  - The aim of this study was both to investigate the influence of cognitive control on unconscious processing, and to investigate the influence of unconscious processing on cognitive control. At first, different mechanisms and accounts to explain unconscious priming are presented. Here, perceptual and motor processes, as well as stimulus-response learning, semantic categorization, and the action trigger account as theories to explain motor priming are discussed. Then, the issue of the potential limits of unconscious processing is presented. Findings that indicate that active current intentions and expertise modulate unconscious processing are illustrated. Subsequently, results that imply an influence of unconsciously presented stimuli that goes beyond motor processes are discussed, with a special focus on inhibition processes, orienting of attention, task set activation, and conflict adaptation. Then I present the results of my own empirical work. Experiment 1 shows that the effective processing of unconsciously presented stimuli depends on expertise, even when potentially confounding difference between the expert and novice groups are controlled. The results of Experiments 2 and 3 indicate that the intention to use particular stimuli is a crucial factor for the effectiveness of these stimuli when they are presented unconsciously. Additionally, these findings show that shifts of attention can be triggered by centrally presented masked arrow cues. Experiments 4 and 5 broaden these results to cue stimuli that are not inherently associated with a spatial meaning. The finding corroborate that typically endogenously controlled shifts of attention can also be induced by unconscious stimuli. Experiments 6 and 7 demonstrate that even a central cognitive control process like task set activation is not contingent on conscious awareness, but can in contrast be triggered through unconscious stimulation. Finally, these results are integrated and I discuss how the concept of cognitive control and the limits of unconscious processing may have to be reconsidered. Furthermore, potential future research possibilities in this field are presented.
N2  - Das Ziel dieser Arbeit war es, sowohl den Einfluss von kognitiver Kontrolle auf unbewusste Verarbeitung, als auch den Einfluss unbewusster Verarbeitung auf kognitive Kontrolle zu untersuchen. Zunächst werden verschiedene Mechanismen und Ansätze zur Erklärung unbewusster Bahnung vorgestellt. Dabei werden perzeptuelle Prozesse sowie motorische Prozesse beleuchtet und mit Reiz-Reaktions-Verbindungen, semantischer Kategorisierung und dem Ansatz handlungsdeterminierender Reizerwartungen drei verschiedene Ansätze zur Erklärung motorischer Bahnung besprochen. Danach wird die Problematik der Grenzen unbewusster Verarbeitung dargestellt. Es werden Befunde vorgestellt, die Hinweise auf den Einfluss von aktiven Aufgabeneinstellungen sowie von Expertise auf unbewusste Verarbeitung geben. Als nächstes werden Ergebnisse besprochen, die einen über motorische Prozesse hinausgehenden Einfluss unbewusster Reize nahelegen. Dabei wird insbesondere auf den Einfluss auf Hemmprozesse, Aufmerksamkeitsausrichtung, die Aktivierung von Aufgabeneinstellungen und Konfliktadaptation eingegangen. Dann werden die Ergebnisse eigener empirischer Arbeiten vorgestellt. In Experiment 1 wurde gezeigt, dass die effektive Verarbeitung unbewusster Reize von Expertise abhängt, auch wenn sonstige Unterschiede zwischen Experten- und Novizen-Gruppen kontrolliert sind. Die Ergebnisse von Experiment 2 und 3 zeigten, dass die Absicht, bestimmte Reize zu nutzen, ein entscheidender Faktor dabei ist, ob diese Reize auch unbewusst einen Effekt entfalten können. Zudem wurde hier gezeigt, dass Aufmerksamkeitsverschiebungen durch zentral präsentierte, maskierte Pfeile ausgelöst werden können. Die Experimente 4 und 5 erweiterten diesen Befund auf Hinweisreize, die keine inhärente räumliche Bedeutung haben. Hier konnte bestätigt werden, dass eigentlich endogen gesteuerte Aufmerksamkeitsverschiebungen durch unbewusste Reize induziert werden können. Die Experimente 6 und 7 zeigten, dass selbst ein zentraler kognitiver Kontrollprozess wie die Aktivierung verschiedener Aufgabeneinstellungen nicht bewusstseinspflichtig ist, sondern im Gegenteil durch unbewusste Stimulation in Gang gesetzt werden kann. Letztendlich werden diese Ergebnisse zueinander in Beziehung gesetzt. Es wird diskutiert, inwiefern das Konzept kognitiver Kontrolle und die Grenzen unbewusster Verarbeitung neu betrachtet werden müssen. Außerdem werden mögliche zukünftige Forschungsfelder in diesem Bereich aufgezeigt.
KW  - Bewusstsein
KW  - unconscious processing
KW  - cognitive control
KW  - Kognitiver Prozess
KW  - Allgemeine Psychologie
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76950
ER  - 
TY  - THES
A1  - Shiban, Youssef
T1  - Attenuating Renewal following Exposure Therapy : Mechanisms of Exposure in Multiple Contexts and its Influence on the Renewal of Fear: Studies in Virtual Reality
T1  - Abmilderung von Renewal Effekten nach Expositionstherapie
N2  - „Renewal“ bezeichnet das Wiederauftreten von Angst nach erfolgreicher Expositionstherapie in Folge einer erneuten Konfrontation mit dem phobischen Stimulus in einem neuen, sich vom Expositionskontext unterscheidenden Kontext. Bouton (1994) zufolge deutet diese Angstrückkehr durch einen Kontextwechsel darauf hin, dass die Angst nicht gelöscht wurde. Stattdessen wurde während der Expositionssitzung eine neue Assoziation gelernt, die das gefürchtete Objekt mit „keiner Angst“, also den konditionierten Reiz (conditioned stimulus, CS) mit „keinem unkonditionierten Reiz“ (no unconditioned stimulus, no US), verbindet. Bouton argumentiert weiter, dass diese Assoziation kontextabhängig ist, wodurch Effekte wie Angst-Renewal erklärt werden können. Da in einem neuen Kontext die CS-no US-Assoziation nicht aktiviert wird, wird die Angst auch nicht gehemmt. Die Kontextabhängigkeit der CS-no US-Assoziation wurde in mehreren Studien belegt (Balooch & Neumann, 2011; Siavash Bandarian Balooch, Neumann, & Boschen, 2012; Culver, Stoyanova, & Craske, 2011; Kim & Richardson, 2009; Neumann & Kitlertsirivatana, 2010). Aktuell konzentriert sich die Forschung zur Therapie von Angststörungen auf die Frage, wie Angst reduziert und gleichzeitig ein Rückfall verhindert werden kann. Hierzu werden verschiedene Expositionsprotokolle untersucht, wie zum Beispiel (1) Exposition in mehreren Kontexten (multiple contexts exposure, MCE), um Renewal zu reduzieren (z.B. Balooch & Neumann, 2011); (2) verlängerte Exposition (prolonged exposure, PE), um die hemmende Assoziation während des Extinktionslernes zu stärken (z.B. Thomas, Vurbic, & Novak, 2009) und (3) Rekonsolidierungs-Updates (reconsolidation update, RU), die den Rekonsolidierungsprozess durch eine kurze Exposition des CS+ vor der eigentlichen Exposition aktualisieren sollen (Schiller et al., 2010). Bisher liegen jedoch nur sehr wenige Studien vor, die diese neuen Expositionsprotokolle an klinischen Stichproben untersucht haben, und - soweit bekannt - keine Studie, welche die Wirkmechanismen dieser Protokolle an einer klinischen Stichprobe erforscht. Die vorliegende Dissertation hat drei Ziele. Das erste Ziel besteht darin zu prüfen, ob Expositionstherapie in multiplen Kontexten die Wahrscheinlichkeit von Renewal reduziert. Das zweite Ziel ist die Untersuchung der Mechanismen, die dem Effekt der Exposition in multiplen Kontexten zugrunde liegen und das dritte ist den Kontext im Zusammenhang mit Konditionierung und Extinktion zu konzeptualisieren. Insgesamt wurden drei Studien durchgeführt. Die erste Studie untersuchte den Effekt von Exposition in multiplen Kontexten auf Renewal, die zweite und dritte Studie die Wirkmechanismen von MCE. In der ersten Studie wurden spinnenphobische Probanden (N = 30) viermal mit einer virtuellen Spinne konfrontiert. Die Expositionstrials wurden entweder in einem gleichbleibenden Kontext oder in vier verschiedenen Kontexten durchgeführt. Am Ende der Sitzung absolvierten alle Teilnehmer einen virtuellen Renewaltest, bei dem die virtuelle Spinne in einem neuen Kontext gezeigt wurde, und einen in vivo Verhaltensvermeidungstest (behavioral avoidance test, BAT) mit einer echten Spinne. Die Ergebnisse zeigten, dass Probanden, welche die vier Expositionstrials in unterschiedlichen Kontexten erfuhren, weniger Angst, sowohl im virtuellen Renewaltest als auch im BAT, erlebten. In dieser Studie konnte die Wirksamkeit von MCE für die Reduktion von Renewal erfolgreich nachgewiesen werden. Studie 2 (N = 35) untersuchte die Wirkmechanismen von MCE in einem differentiellen Konditionierungsparadigma. Die Extinktion wurde in multiplen Kontexten durchgeführt. Hierbei war das Ziel, eine ähnliche Verminderung von Renewal wie in Studie 1 nachzuweisen. Der Extinktion folgten zwei Tests, mit dem Ziel mögliche hemmende Effekte des Kontexts, die während der Extinktionsphase erworben wurden, aufzudecken. Bezüglich des Effektes von MCE wurden drei Hypothesen aufgestellt: (1) Der Extinktionskontext wird mit der Exposition assoziiert, fungiert folglich während der Extinktion als Sicherheitssignal und konkurriert daher mit dem Sicherheitslernen des CS. Dies führt zu einem verminderten Extinktionseffekt auf den CS, wenn die Extinktion nur in einem Kontext durchgeführt wird. (2) Die Elemente im Extinktionskontext (z.B. Raumfarbe, Möbel) stehen im Zusammenhang mit der CS-no US-Assoziation und erinnern daher an die Extinktion, was zu einer größeren Angsthemmung führt, wenn sie während eines Tests gezeigt werden. (3) Nach der emotionalen Prozesstheorie (emotional process theory; Bouton, 1994; Foa et al., 1996) bestimmen die Therapieprozessfaktoren die Stärke des Renewals. Beispielsweise korrelieren initiale Angstaktivierung, Aktivierung in und zwischen den Sitzungen mit der Stärke des Renewals. Jedoch waren in dieser Studie keine Unterschiede zwischen den Gruppen im Renewaltest zu beobachten, weswegen die Ergebnisse der zwei Nachtests nicht zu interpretieren sind. Das Ziel von Studie 3 (N = 61) war es, das Konzept des Kontexts im Rahmen von Konditionierung und Exposition zu definieren. In Studie 3 wurde das Auftreten der Generalisierungsabnahme (generalization decrement) genutzt, bei der eine konditionierte Reaktion infolge eines Kontextwechsels nur reduziert auftritt. Auf diesem Weg kann Kontextähnlichkeit quantifiziert werden. Nach einer Akquisitonsphase in einem Kontext wurden die Teilnehmer in einem von drei verschiedenen Kontexten getestet. Zwei dieser Kontexte unterschieden sich nur in einer Dimension (Anordnung der Objekte vs. Objekteigenschaften). Die dritte Gruppe wurde im Akquisitonskontext getestet und diente als Kontrollgruppe. Es fanden sich jedoch keine Unteschiede zwischen den Gruppen in den Testphasen. Eine mögliche Erklärung ist die Neuartigkeit des Testkontextes. Teilnehmer, die nach der Extinktion einem neuen Kontext ausgesetzt waren, erwarteten in einem anderen Kontext eine zweite Extinktionsphase und zeigten daher mehr statt weniger Angst als erwartet.
N2  - Renewal of fear is one form of relapse that occurs after successful therapy, resulting from an encounter with a feared object in a context different from the context of the exposure therapy. According to Bouton (1994), the return of fear, provoked by context change, indicates that the fear was not erased in the first place. More importantly, the return of fear indicates that during the exposure session a new association was learned that connected the feared object with “no fear”; yet, as Bouton further argues, this association is context dependent. Such dependence could explain effects like renewal. In a new context, the therapeutic association will not be expressed and thus will no longer inhibit the fear. The assumption that an association is context dependent has been tested and showed robust results (Balooch & Neumann, 2011; Siavash Bandarian Balooch, Neumann, & Boschen, 2012; Culver, Stoyanova, & Craske, 2011; Kim & Richardson, 2009; Neumann & Kitlertsirivatana, 2010). Research for the treatment of anxiety disorders, aiming to reduce fear and, more importantly, prevent relapse, is flourishing. There are several exposure protocols currently under investigation: multiple contexts exposure (MCE), which aims at reducing the return of fear due to renewal (e.g., Balooch & Neumann, 2011); prolonged exposure (PE), which aims at strengthening the inhibitory association during the extinction learning (e.g., Thomas, Vurbic, & Novak, 2009); and reconsolidation update (RU), which aims at “updating” the reconsolidation process by briefly exposing the CS+ before the actual extinction takes place (Schiller et al., 2010). So far, however, few clinical studies conducted on humans have investigated these novel treatment protocols, and as far as I know none has investigated the mechanisms of action behind these protocols with a human clinical sample. The present thesis has three main goals. The first is to demonstrate that exposure therapy in multiple contexts reduces the likelihood of renewal. The second is to examine the mechanisms contributing to the effect of MCE and the third is to shed light on the concept of context in the framework of the conditioning and extinction paradigm. To this end, three studies were conducted. The first study investigated the effect of MCE on renewal, the second and third studies examined working mechanisms of MCE. In the first study thirty spider-phobic participants were exposed four times to a virtual spider. The exposure trials were conducted either in one single context or in four different contexts. Finally, all participants completed both a virtual renewal test, with the virtual spider presented in a novel virtual context, and an in vivo behavioral avoidance test with a real spider. This study successfully demonstrated the efficacy of MCE on reducing renewal. Study 2 investigated the working mechanisms behind MCE by utilizing a differential conditioning paradigm and conducting the extinction in multiple contexts, targeting similar renewal attenuation as achieved in study 1. This was followed by two tests that attempted to reveal extinction-relevant associations like ones causing context inhibitory effects. This study had three main hypotheses: (1) The extinction context is associated with the exposure, and thus operates as a safety signal at some point during the extinction; it will therefore compete with the safety learning of the CS, leading to a decreased extinction effect on the CS if the extinction is conducted in only one context. (2) The elements (e.g., room color, furniture) of the extinction context are connected to the therapeutic association and therefore should serve as reminders of the extinction, causing a stronger fear inhibition when presented during a test. (3) Therapy process factors, according to emotional processing theory, determine the renewal effect (e.g., initial fear activation, and within-session and between-session activation are correlated with the strength of renewal). In this study, however, no differences between the groups at the renewal phase were observed, presumably because the extinction was too strong to enable a renewal of fear at the test phase conducted immediately following the extinction. This hence rendered the two inhibitory tests useless. Study 3 aimed at defining the concept of context in the conditioning and exposure framework. Study 3 utilized the phenomenon known as generalization decrement, whereby a conditioned response is reduced due to change in the environment. This allowed context similarity to be quantified. After an acquisition phase in one context, participants were tested in one of three contexts, two of which differed in only one dimension (configuration of objects vs. features). The third group was tested in the same context and served as control group. The goal was to show that both configuration and features play an important role in the definition of context. There was, however, no significant statistical difference between the groups at the test phases, likely because of context novelty effects (participants exposed to a new context following extinction in another context expected a second extinction phase, and thus demonstrated greater fear than expected in all three groups).
KW  - Angst
KW  - Konditionierung
KW  - Virtuelle Realität
KW  - multiple context exposure therapy
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76673
ER  -