TY  - THES
A1  - Joseph, Julie
T1  - Studying the role of Th17 cells in autoimmune diabetes and generation of a beta cell reporter mouse by lentiviral transgenesis
T1  - Lentivirale transgene Technologie zur Erforschung der Rolle von Th17 Zellen im autoimmunen Diabetes und zur Generierung einer Beta-Zell-Reportermaus
N2  - Type 1 diabetes affects around 0.5% of the population in developed countries and the incidence rates have been rising over the years. The destruction of beta cells is irreversible and the current therapy available to patients only manages the symptoms and does not prevent the associated pathological manifestations. The patients need lifelong therapy and intensive research is being carried out to identify ways to eliminate autoimmune responses directed against pancreatic beta cells and to replace or regenerate beta cells. The work presented herein aimed at analyzing the role of the Th17 T cell subset, characterized by secretion of the pro- inflammatory cytokine IL-17A, in autoimmune diabetes and also at generating a beta cell reporter mouse line in the NOD background, the most widely- used mouse model for type 1 diabetes. We generated IL- 17A knockdown (KD) NOD mice, using RNAi in combination with lentiviral transgenesis. We analyzed diabetes frequency in IL-17A deficient mice and found that the loss of IL-17A did not protect the transgenic mice from diabetes. Based on these observations, we believe that Th17 cells do not play a critical role in type 1 diabetes through the IL-17A pathway, though they might still be involved in the disease process through alternate pathways. We also generated NOD and NOD-SCID mice with a transgene that drives the beta cell specific expression of a luciferase reporter gene. We used a lentiviral construct, which combined a luciferase sequence and a short- hairpin RNA (shRNA) expression cassette, allowing gene- knockdown under the beta cell specific rat insulin promoter (RIP). These mice will be of use in studying beta cell phenotypes resulting from the knockdown of target genes, using non- invasive bioimaging. We believe that the generation of these reporter mouse lines for diabetes studies will prove valuable in future investigations. Furthermore, the demonstration that the loss of IL-17A does not alter susceptibility to type 1 diabetes should help clarify the controversial involvement of Th17 cells in this disease.
N2  - In Industrieländern erkranken etwa 0,5 % der Bevölkerung an Typ-1-Diabetes und die Krankheitsrate ist in den letzten Jahren angestiegen. Die dabei stattfindende Zerstörung der insulinproduzierenden Beta-Zellen ist irreversibel und die derzeitig verfügbaren Therapien behandeln lediglich Symptome, verhindern die pathologischen Auswirkungen aber nicht. Patienten benötigen daher eine lebenslange Therapie und es wird intensiv daran gearbeitet, Wege zu identifizieren, die die autoimmune Antwort gegen pankreatische Beta-Zellen unterbinden, oder aber Beta-Zellen ersetzen, beziehungsweise regenerieren lassen. Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, die Rolle der Th17 T-Zellen, welche durch die Sekretion des proinflammatorischen Zytokins IL-17A gekennzeichnet sind, in Typ-1- Diabetes zu analysieren. Zusätzlich wurden Reportermauslinien im NOD Hintergrund, dem am weitesten verbreiteten Mausmodell für Typ-1-Diabetes, generiert. Durch RNAi, in Kombination mit lentiviraler transgener Technologie, wurden IL-17A Knockdown (KD) NOD Mäuse generiert. Die Diabeteshäufigkeit in IL-17A defizienten Mäusen wurde mit dem Ergebnis untersucht, dass der Verlust von IL-17A die transgenen Mäuse nicht vor Diabetes schützt. Von dieser Beobachtung ausgehend wurde gefolgert, dass Th17 Zellen zumindest über den IL-17A Signalweg keine entscheidende Rolle bei Typ-1-Diabetes spielen, diese allerdings durch alternative Signalwege durchaus im Krankheitsprozess beteiligt sein könnten. Außerdem wurden NOD und NOD-SCID Mäuse mit einem Transgen, das die Beta-Zell spezifische Expression eines Luciferasereporters steuert, generiert. Hierbei wurde ein lentivirales Konstrukt genutzt, welches sowohl die Luciferase, als auch eine short-hairpin RNA (shRNA) Expressionssequenz beinhaltet, um einen Genknockdown unter Kontrolle des spezifischen Insulinpromotors der Ratte (RIP) zu erlauben. Diese Mäuse werden bei zukünftigen nicht-invasiven bildgebenden Untersuchungen des Beta-Zell Phänotyps, der aus dem Knockdown von Zielgenen resultiert, von großem Nutzen sein. In zukünftigen Untersuchungen wird sich die Generierung dieser Reportermauslininien für Diabetesstudien sicherlich als wertvoll erweisen. Des Weiteren sollte die Erkenntnis, dass der Verlust von IL-17A die Anfälligkeit für Typ-1-Diabetes nicht verändert, zu einem besseren Verständnis der kontrovers diskutierten Beteiligung der Th17 Zellen führen.
KW  - Diabetes mellitus
KW  - Typ 1
KW  - RNS-Interferenz
KW  - Interleukin 17
KW  - Diabetes
KW  - Insulin
KW  - type 1 diabetes
KW  - RNAi
KW  - Lentiviral transgenesis
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-66571
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kreissl, Michael C.
A1  - Stout, David B.
A1  - Wong, Koon-Pong
A1  - Wu, Hsiao-Ming
A1  - Caglayan, Evren
A1  - Ladno, Waldemar
A1  - Zhang, Xiaoli
A1  - Prior, John
A1  - Reiners, Christoph
A1  - Huang, Sung-Cheng
A1  - Schelbert, Heinrich R.
T1  - Influence of Dietary Interventions and Insulin on Myocardial, Skeletal Muscle and Brain [18F]-Fluorodeoxyglucose Kinetics in Mice
N2  - Background: We evaluated the effect of insulin stimulation and dietary changes on myocardial, skeletal muscle and brain [18F]-fluorodeoxyglucose (FDG) kinetics and uptake in vivo in intact mice. Methods: Mice were anesthetized with isoflurane and imaged under different conditions: non-fasted (n = 7; "controls"), non-fasted with insulin (2 IU/kg body weight) injected subcutaneously immediately prior to FDG (n = 6), fasted (n = 5), and fasted with insulin injection (n = 5). A 60-min small-animal PET with serial blood sampling and kinetic modeling was performed. Results: We found comparable FDG standardized uptake values (SUVs) in myocardium in the non-fasted controls and non-fasted-insulin injected group (SUV 45-60 min, 9.58 ± 1.62 vs. 9.98 ± 2.44; p = 0.74), a lower myocardial SUV was noted in the fasted group (3.48 ± 1.73; p < 0.001). In contrast, the FDG uptake rate constant (Ki) for myocardium increased significantly by 47% in non-fasted mice by insulin (13.4 ± 3.9 ml/min/100 g vs. 19.8 ± 3.3 ml/min/100 g; p = 0.030); in fasted mice, a lower myocardial Ki as compared to controls was observed (3.3 ± 1.9 ml/min/100 g; p < 0.001). Skeletal muscle SUVs and Ki values were increased by insulin independent of dietary state, whereas in the brain, those parameters were not influenced by fasting or administration of insulin. Fasting led to a reduction in glucose metabolic rate in the myocardium (19.41 ± 5.39 vs. 3.26 ± 1.97 mg/min/100 g; p < 0.001), the skeletal muscle (1.06 ± 0.34 vs. 0.34 ± 0.08 mg/min/100 g; p = 0.001) but not the brain (3.21 ± 0.53 vs. 2.85 ± 0.25 mg/min/100 g; p = 0.19). Conclusions: Changes in organ SUVs, uptake rate constants and metabolic rates induced by fasting and insulin administration as observed in intact mice by small-animal PET imaging are consistent with those observed in isolated heart/muscle preparations and, more importantly, in vivo studies in larger animals and in humans. When assessing the effect of insulin on the myocardial glucose metabolism of non-fasted mice, it is not sufficient to just calculate the SUV - dynamic imaging with kinetic modeling is necessary.
KW  - Insulin
KW  - Gehirn
KW  - Skelettmuskel
KW  - Maus
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-68775
ER  -