TY  - THES
A1  - Gutbrod, Heidrun
T1  - Untersuchungen zur genetischen Kontrolle des Melanom-induzierenden Gens von Xiphophorus
T1  - Analyses for the genetic control of the melanoma inducing gene of Xiphophorus
N2  - Die Melanomentstehung bei Rückkreuzungshybriden des Zahnkarpfens Xiphophorus wird durch die Überexpression des geschlechtschromosomalen Xmrk Onkogens verursacht. Im Wildtyp ist die Aktivität von Xmrk durch einen autosomalen Regulatorlocus R unterdrückt. Ziel dieser Arbeit war es, Erkenntnisse über die Expressionsregulation des Xmrk Onkogens zu gewinnen. Dazu wurden einerseits Experimente zur Kartierung von R durchgeführt, die eine Positionsklonierung des Gens erlauben würden. Zum anderen konnte durch die Analyse verschiedener Xmrk Mutanten ein genregulatorisches Element im Xmrk Onkogen identifiziert werden.
N2  - The development of melanomas in Xiphophorus backcross hybrids is caused by overexpression of the sex linked oncogene Xmrk. The activity of Xmrk is repressed in wildtype fish by an autosomal regulatory locus, R. Aim of this study was to get insights into the regulation of the expression of the Xmrk oncogene. The work included experiments for mapping of R which is a prerequisite for a positional cloning strategy. The analysis of several Xmrk mutants led to the identification of a gene regulatory element in the Xmrk oncogene.
KW  - Schwertkärpfling
KW  - Melanom
KW  - Molekulargenetik
KW  - Xiphophorus
KW  - Xmrk
KW  - Rezeptortyrosinkinase
KW  - Fisch
KW  - AP-PCR
KW  - AFLP
KW  - Kartierung
KW  - Xiphophorus
KW  - Xmrk
KW  - receptor tyrosine kinase
KW  - fishes
KW  - AP-PCR
KW  - AFLP
KW  - mapping
Y1  - 1999
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-1370
ER  - 
TY  - THES
A1  - Matenia, Dorthe
T1  - Die Rolle der Serin/Threonin Kinase Cot in Proliferation, Differenzierung und Apoptose
N2  - Mitogene Signale werden von der Plasmamembran zum Zellkern über komplexe z.T. miteinander verknüpfte Signaltransduktionskaskaden übertragen. In der vorliegenden Arbeit wurde das Proto-Onkoprotein Cot als eine neue Komponente von mitogenen Signalkaskaden identifiziert, die die Fähigkeit hat, sowohl die klassische mitogene Kaskade als auch den JNK-Streß-Kinaseweg zu aktivieren. Wildtyp und aktiviertes Cot phosphorylieren und aktivieren MEK-1 und SEK-1 in vitro. Expression von onkogenem Cot in 293-, NIH3T3- und PC12- Zellen führt auch in vivo zu einer Phosphorylierung der endogenen Proteine c-Jun und ERK-1/2. In Bezug auf diese Fähigkeit, zwei unterschiedliche Signalkaskaden zu stimulieren, wurden die biologischen Effekte von Cot auf verschiedene Zelltypen, sowie seine tumorauslösende Wirkung in der Maus untersucht. Expression von onkogenem c-Raf-1 oder v-Mos führt zu einer Differenzierung in PC12-Zellen. Cot induziert ebenfalls Neuritenbildung in diesen Zellen. Ähnlich wie v-raf hat onkogenes cot eine antiapoptotische Wirkung auf 32D-Zellen nach IL-3-Entzug. In neugeborenen NSF/N-Mäusen induzierte retroviral-exprimiertes onkogenes Cot nach einer Latenzzeit von 7-10 Wochen B-Zell-Lymphome vergleichbar mit v-raf/v-myc induzierten Tumoren [191]. Diese Daten stimmen mit der Rolle von Cot in der klassischen mitogenen Kaskade überein und lassen darauf schließen, daß die simultane Aktivierung von JNK in diesem Zusammenhang keinen antagonistischen Effekt hat. Aktives NF-kB reguliert die Transkription einer Reihe von Ziel-Genen, die in verschiedenen zellulären Funktionen involviert sind. Viele Stimuli, Mitglieder der mitogenen Kaskade eingeschlossen, aktivieren NF-kB, so z.B. auch c-Raf-1, das mit Cot überlappende Effekte auf Apoptose-Suppression, Transformation und Differenzierung aufweist und auf der gleichen Ebene zu funktionieren scheint. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, daß Cot NF-kB aktiviert, dieses aber indirekt durch einen autokrinen Loop geschieht, der den EGFR und die Streß-Kinasekaskade involviert. Mit c-Raf-1 konnten in unserem Labor bereits ähnliche Ergebnisse gezeigt werden [234]. Eine direkte Interaktion zwischen Cot und der NF-kB-Aktivierung konnte durch die Identifikation von p105, einem Vorläuferprotein und Regulator von NF-kB, als Cot-Interaktionspartner in einem Two-Hybrid Screen gefunden werden. Die Tatsache, daß Cot mit IKKa und IkBa, beides NF-kB-Regulatoren, copräzipitiert, deutet ebenfalls auf einen direkten Mechanismus der Cot-abhängigen NF-kB-Aktivierung hin. Dieser Prozeß wird hauptsächlich durch den Transport der Komponenten des NF-kB-Transkriptionsfaktorkomplexes und seiner Regulatoren zwischen Zytosol und Nukleus kontrolliert. Das kleine G-Protein Ran spielt eine kritische Rolle in derartigen Transportprozessen und wurde interessanterweise ebenfalls in einem Two-Hybrid Screen als neuer Interaktionspartner von Cot identifiziert. Durch Coimmunopräzipitationsexperimente konnte dieses Ergebnis bestätigt werden. Diese Daten weisen auf einen neuen Mechanismus der NF-kB-Regulation durch Cot hin und geben neue Ansätze, die komplexen Funktionen von Cot in der Zelle zu diskutieren und weiter zu analysieren.
N2  - Mitogenic signals initiated at the plasma membrane are transmitted to the nucleus through complex and partially connected signal transduction cascades. The proto oncoprotein Cot was identified in this thesis as a new component of mitogenic signalling cascades, which activates both, the classic cytoplasmic cascade and the JNK stress pathway. Wildtype and activated Cot phosphorylate and activate MEK-1 and SEK-1 in vitro. Moreover, expression of oncogenic Cot in 293, NIH3T3 and PC12 cells leads to phosphorylation of endogenous c-Jun and ERK 1/2 in vivo. To test the relevance of the ability of Cot to stimulate two different signalling cascades we have examined the effects of Cot on different cell types as well as on tumor induction in mice. Expression of oncogenic c-Raf-1 or v-Mos leads to differentiation of PC12 cells. Cot induces as well neurite outgrowth in these cells. Furthermore, oncogenic Cot shows similar to v-raf an antiapoptotic effect on 32D cells after IL-3 deprivation. Retrovirally expressed oncogenic Cot induces B-cell lymphomas in newborn NSF/N mice after a latency of 7-10 weeks similiar to v-raf/v-myc [191]. This data are consistent with the role of Cot in the classic mitogenic cascade and suggest that the simultaneously activated JNK stress pathway has no antagonistic effects in this context. Active NF-kB regulates transcription of a variety of target genes involved in distinct cellular functions. Many stimuli activate NF-kB including members of the mitogenic cascade, e.g. c-Raf-1, which seems to function on the same level as oncogenic Cot and has partially overlapping effects on apoptosis suppression, transformation and differentiation. The work presented in this thesis demonstrates that Cot activates NF-kB and that this activation occurs indirectly via an autocrine loop which involves the EGF-receptor and also results in the activation of the stresskinase pathway. Similar results have been obtained in our lab in the past with Raf-1 [234]. An additional more direct pathway from Cot to NF-kB activation was demonstrated by our identification of p105, a precursor protein and regulator of NF-kB, as Cot interaction partner in a Two-hybrid screen. Furthermore, Cot coprecipitates with IKKa and IkBa, which are both regulators of NF-kB. The process of NF-kB activation is mainly controlled by the shuttling of components of the active transcription factor complex as well as of its regulators between cytosol and the nucleus. It is assumed that the small GTPase Ran plays a crucial role in these transports. Interestingly, we observed in a Two-hybrid screen that Ran is interacting with Cot which also was confirmed by coimmunoprecipitation experiments. These results point to a new mechanism of NF-kB regulation by activated Cot and gives new starting points to analyse the complex functions of Cot in the cell.
KW  - Protein-Serin-Threonin-Kinasen
KW  - Apoptosis
KW  - Proliferation
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - Molekularbiologie
KW  - Proto-Onkoprotein Cot
KW  - Apoptose
KW  - JNK-Streß-Kinase
KW  - proto oncoprotein Cot
KW  - apoptosis
KW  - JNK stress pathway
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-1712
ER  - 
TY  - THES
A1  - Neufeld, Bernd
T1  - Neue Interaktionspartner der MAPKAP-Kinasen 3pK und MK2
T1  - New interaction partners of the MAPKAP-kinases 3pK and MK2
N2  - Auf der Suche nach physiologischen Substraten der MAPK-aktivierten Proteinkinasen (MAPKAP-Kinasen), 3pK und MAPKAP-K2 (MK2), wurden Mitglieder eines Säuger-Polycomb-Komplexes, HPH2 und das Protoonkoprotein Bmi1, als Interaktionspartner identifiziert. Proteine aus der Polycomb-Gruppe (PcG) sind dafür bekannt, multimere, Chromatin-assoziierte Proteinkomplexe zu bilden. Diese wirken als transkriptionelle Repressoren und spielen als solche eine wichtige Rolle sowohl in der Regulation von Entwicklungsprozessen als auch in der Kontrolle der zellulären Proliferation. HPH2 bindet im Hefe two-hybrid-System sowohl an 3pK als auch an MK2. Die Kinasen coimmunpräzipitieren auch mit den PcG-Proteinen. Weiterhin wurde festgestellt, daß nicht aktivierte und DNA-assoziierte 3pK, ähnlich wie Bmi1, in einem in vivo Repressionsassay als transkriptioneller Repressor wirkt. Dies unterstellt, daß 3pK, wie Bmi1, fähig sein muß, andere PcG-Proteine an das Zielgen zu rekrutieren, wo sich dann ein biologisch funktioneller Repressionskomplex rekonstituiert. Bmi1 ist ein Phosphoprotein und beide MAPKAP-Kinasen konnten in dieser Arbeit als in vitro Bmi1-Kinasen identifiziert werden. Da der Phosphorylierungsstatus von Bmi1 mit seiner Dissoziation und der anderer PcG-Proteine vom Chromatin korreliert, könnten die MAPKAP-Kinasen Regulatoren einer phosphorylierungs-abhängigen PcG-Komplex/Chromatin-Interaktion sein. 3pK und MK2 wurden hier als die ersten Kinasen identifiziert, die in Assoziation mit Proteinen von PcG-Komplexen vorliegen, was ein funktionelles Zusammenwirken von MAPK-Signaltransduktionsnetzwerk und der Regulation der PcG-Funktion nahe legt. Ein weiterer durch das two-hybrid-System und Coimmunpräzipitationsexperimente identifizierter Interaktionspartner beider hier analysierter MAPKAP-Kinasen ist der basische Helix-Loop-Helix- (bHLH) Transkriptionsfaktor E47. Dieses E2A-kodierte Protein bindet als Homo- bzw. Heterodimer mit gewebespezifischen bHLH-Proteinen an sogenannte E-Box-DNA-Motive und ist so in die Regulation gewebespezifischer Genexpression und Zelldifferenzierung involviert. In dieser Arbeit konnten 3pK und MK2 als in vitro Kinasen des in Zellen phosphoryliert vorliegenden Transkriptionsfaktors identifiziert werden. Weiterhin führte die transiente Expression jeder dieser Kinasen in einem Reportergenassay mit einem E-Box-Promotorkonstrukt zu einer Repression der transkriptionellen Aktivität von E47. Der bHLH-Transkriptionsfaktor E47 interagiert also mit beiden MAPKAP-Kinasen, 3pK und MK2, was die Kinasen als neu identifizierte Regulatoren der E47-abhängigen Genexpression präsentiert. Mit dieser Arbeit ist ein erster Aufschluß der physiologischen Aktivität der MAPKAP-Kinasen 3pK und MK2 als transkriptionelle Regulatoren gelungen.
N2  - SUMMARY In a search for physiological substrates for the MAPK-activated protein kinases (MAPKAP kinases), 3pK and MAPKAPK-2 (MK2), constituents of a mammalian polycomb complex, HPH2 and the proto-oncoprotein Bmi1 were identified as interaction partners. Polycomb group (PcG) proteins are characterised to form large multimeric, chromatin-associated protein complexes with repressive transcriptional function. PcG complexes have an important role in the regulation of developmental processes and in the control of cellular proliferation. HPH2 binds to either kinase in a yeast two-hybrid assay and both, 3pK and MK2 are shown here to coimmunoprecipitate with HPH2 and Bmi1 or Bmi1 from mammalian cell lysates, respectively. Further, non-activated and DNA-bound 3pK could be identified as a transcriptional repressor of a chromatin-embedded gene in an artificial repression assay similar to the function of Bmi1. This suggests, that non-activated and DNA-bound 3pK, like Bmi1, must be able to recruit other PcG proteins to the target gene to reconstitute a functional repressive complex. Bmi1 is a phosphoprotein and both, 3pK and MK2 were identified in this paper to be in vitro Bmi1-kinases. Since the Bmi1 phosphorylation status was shown to be correlated with its dissociation from chromatin, it is likely that the MAPKAP kinases might be regulators of phosphorylation-dependent PcG-complex/chromatin interaction. In summary, the MAPK-activated protein kinases 3pK and MK2 are the first kinases identified to be assembled with members of PcG-protein complexes, suggesting a link of the MAPK signalling network to the regulation of PcG complex function. Another new interaction partner of both MAPKAP kinases which was identified by means of the two-hybrid system and coimmunoprecipitation experiments is the basic helix-loop-helix (bHLH) transcription factor E47. This E2A-encoded protein is known to be involved in the regulation of tissue-specific gene expression and cell differentiation. E47 is a phosphoprotein, and 3pK and MK2 were identified as E47-kinases in vitro. Further, expression of either kinase results in a repression of the transcriptional activity of overexpressed E47 in transient reporter gene assays with an E-box containing promoter construct. In summary, the MAPK-activated protein kinases 3pK and MK2 were identified to be assembled with the bHLH transcription factor E47 suggesting that these kinases are regulators of E47 activity and E47 dependent gene expression. These results provide first evidence for the physiological function of the MAPKAP kinases 3pK and MK2 as transcriptional regulators.
KW  - MAP-Kinase
KW  - Signaltransduktion
KW  - Molekularbiologie
KW  - intrazelluläre Signaltransduktion
KW  - MAPK-Signalwege
KW  - MAPKAP-Kinase
KW  - 3pK
KW  - MK2
KW  - Polycomb
KW  - HPH2
KW  - Bmi1
KW  - Molecular biology
KW  - intracellular signal transduction
KW  - MAPK-Signalwege
KW  - MAPKAP kinase
KW  - 3pK
KW  - MK2
KW  - Polycomb
KW  - HPH2
KW  - Bmi1
KW  - bHLH transcription factor
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-1765
ER  - 
TY  - THES
A1  - Frey, Ulrich
T1  - Kartierung krebsrelevanter Signalwege
T1  - Mapping of oncogenetic pathways
N2  - Die klassische Signaltransduktionskaskade, auch MAP Kinase Kaskade genannt, ist wesentlich an der Regulation zellulärer Vorgänge wie Proliferation, Differenzierung und Apoptose beteiligt. Proteinkinasen der Raf-Familie wirken dort als signalübertragende Elemente, welche Membranrezeptoren nachgeschaltet sind. Diese Proteine fungieren als Proto-Onkogene, eine Veränderung dieser Proteine kann sie in Onkogene überführen und sind wesentlich an der Krebsentstehung beteiligt. Während die Rolle von c-Raf als MEK-Aktivator innnerhalb des klassischen Signaltransduktionsweges gut charakterisiert ist, so ist nur wenig über die beiden anderen Isoformen A-Raf und B-Raf bekannt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei PC12 cDNA-Bibliotheken unter Verwendung des Two-Hybrid Systems mit A-Raf und mit c-Raf zur Isolierung neuer Raf-Interaktionspartner untersucht. Für c-Raf wurden die Wechselwirkungen mit den bekannten Interaktionspartnern bestätigt, es wurden jedoch keine neuen Bindungspartner identifiziert. Im A-Raf Two Hybrid Screen konnte zum einen Prolyl 4-Hydroxylase als Schlüsselenzym der Kollagensynthese isoliert werden. Es wurde keine Wechselwirkung zwischen Prolyl 4-Hydroxylase und c-Raf oder B-Raf beobachtet. Die Prolyl 4-Hydroxylase Bindungsstelle konnte innerhalb der N-terminalen variablen Region von A-Raf lokalisiert werden. Zum anderen wurde die Pyruvatkinase M2 als A-Raf spezifischer Bindungspartner identifiziert. Für diese Wechselwirkung war die c-terminale Region von A-Raf ausreichend. Durch Mutation zweier Aminosäuren im c-terminalen Teil von A-Raf konnte diese Wechselwirkung verhindert werden, wobei die Interaktion zu MEK und Ras dadurch nicht beeinträchtigt wurde. Ein kooperativer Effekt auf die Zelltransformation wurde durch Co-Transfektion von NIH Zellen mit onkogenem A-Raf und Pyruvatkinase M2 gezeigt. Diese führte zu doppelt so vielen Foci wie die Transfektion mit A-Raf alleine. Die Mutation der mutmaßlichen ATP-Bindungsstelle der Pyruvatkinase M2, welche die A-Raf Pyruvatkinase M2 Kooperation blockieren sollte, verhinderte diesen synergistischen Effekt. Diese Ergebnisse weisen auf eine Regulation der Pyruvatkinase M2 durch A-Raf hin und lassen den Schluss zu, dass die funktionelle Interaktion mit der Pyruvatkinase M2 durch onkogenes A-Raf für die Zelltransformation notwendig ist. Als zwei neue Raf-Interaktionspartner wurden Prolyl 4-Hydroxylase und Pyruvatkinase M2 identifiziert, welche Raf-Isoform spezifische Bindung zeigen. Auf diese Weise konnte eine direkte Verbindung zwischen der transformierenden MAP Kinase Kaskade und dem Energiestoffwechsel hergestellt werden.
N2  - The MAP Kinase cascade belongs to a highly conserved signal transduction pathway and is crucial for the regulation of various cellular processes like proliferation, differentiation and apoptosis. Protein kinases of the Raf family serve as signal transducing proteins, which play an important role downstream of cellular membrane receptors. These proteins act as proto-oncogenes as they may be mutated into oncogenes which are substantially involved in the development of cancer. Whereas the role of c-Raf as a MEK activator is well established only little is known about the other two isoforms, A-Raf and B-Raf. In the context of this work two PC12 cDNA library were analysed using the yeast Two-Hybrid system with A-Raf and c-Raf as baits in order to isolate new Raf-interacting proteins. The Two hybrid screen with c-Raf resulted in the confirmation of already known interacting partner. No unknown interacting proteins were identified. The A-Raf screen yielded in the identification of prolyl 4-hydroxylase as a key enzyme of collagen synthesis. No positive interaction between c-Raf or B-Raf and prolyl 4-hydroxalase was detected. The binding domain of A-Raf could be mapped to the variable regulatory N-terminal region. As another new interacting protein of A-Raf Pyruvate kinase M2 (PK M2) was identified in this two hybrid screen. No positive interaction with c-Raf or B-Raf was detectable. The binding region of A-Raf was localized at the c-terminal kinase domain. Mutation of two amino acids within this domain resulted in an inhibition of interaction to PK M2, whereas the A-Raf binding to MEK or Ras was not abolished. An cooperative effect in cell transformation has been shown after co-transfection of NIH cells with A-Raf and PK M2. This co-transfection resulted in twice as much focus formation compared to transfection of A-Raf alone. The mutation of the putative ATP-binding site of PK M2, which should block the A-Raf PK M2 interaction inhibited this synergistic effect. These results point out A-Raf as a regulator of PK M2 and indicate that the functional interaction of oncogenetic transformed A-Raf with PK M2 is necessary for cell transformation. Using the yeast two hybrid-system two new A-Raf interacting proteins were identified: prolyl 4-hydroxylase and PK M2. The interaction to A-Raf was isoform specific as no positive interaction to B-Raf or c-Raf was detectable. Thus a direct link between the signal transduction pathway and the energy metabolism could be established.
KW  - Raf
KW  - Signaltransduktion
KW  - Pyruvate kinase
KW  - Karcinogenese
KW  - Two Hybrid
KW  - Raf
KW  - Signal transduction
KW  - Pyruvate kinase
KW  - Carcinogenesis
KW  - Two-hybrid
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-674
ER  - 
TY  - THES
A1  - Otto, Ines Maria
T1  - Klonierung und funktionelle Analyse des Aktinreorganisators p150-Spir
T1  - Cloning and functional analysis of the p150-Spir actin reorganizator
N2  - Die c-Jun-N-terminale Kinase (JNK), ein Mitglied der Familie der MAP-Kinasen (Mi-togen Activated Protein Kinases), wirkt als signalübertragender Effektor, der den klei-nen GTPasen der Rho–Familie Rac und Cdc42 nachgeschaltet ist. Rho-GTPasen spielen eine Schlüsselrolle in der Regulation von zellulären Aktinstrukturen und steuern Prozesse in der Zelle, die Änderungen der Aktinstruktur erfordern, wie z.B. Änderungen der Zellmorphologie, Zellmigration, Wachstum und Differenzierung. Genetische Studien an der Fruchtfliege Drosophila melanogaster konnten eine Rolle des Drosophila-JNK-Homologs DJNK(basket) in der Regulation von Zellbewegungen und Zellmorphologieänderungen während der Drosophila-Embryogenese zeigen. Inhibierung der Funktion von DJNK auf allen Stufen der DJNK-Signaltransduktions-kaskade führt zum sogenannten dorsal closure-Phänotyp der Embryonen mit fehlender Zellstreckung und fehlender Migration dorsaler Epithelzellen. Der molekulare Mechanismus, mit dessen Hilfe Rho-GTPasen Aktinstrukturen regu-lieren und wie JNK Einfluss auf Zellmorphologie und Zellbewegung nimmt, ist bisher nicht bekannt. Die Identifizierung neuer, mit JNK interagierender Proteine könnte zum besseren Verständnis der Funktion und Regulation von JNK führen. In dieser Arbeit wurde ein Yeast-Two-Hybrid-Screen mit dem Drosophila-Homolog DJNK/basket durchgeführt, der zur Entdeckung des Drosophila-Proteins p150-Spir als Interaktionspartner von DJNK führte. Der C-terminus des p150-Spir-Proteins enthält eine JNK-Interaktionsdomäne, ein DEJL-Motiv (Docking Site for Erk and JNK, LxL) und wird von aktivierten JNK-Proteinkinasen phosphoryliert. p150-Spir ist ein Multi-Domänen-Protein, das in seiner aminoterminalen Hälfte eine Aufeinanderfolge von vier WH2-Domänen (Wiskott Aldrich Homology Domain 2) enthält. WH2-Domänen binden monomeres Aktin, Proteine mit WH2 Domänen, wie z.B. WASP oder WAVE sind Aktinreorganisatoren. Die transiente Überexpression von p150-Spir in NIH3T3-Mausfibroblasten führt ebenfalls zu einer Aktinreorganisation. Eine weitere Domäne in p150-Spir ist eine modifizierte FYVE-Zinkfinger-Struktur (mFYVE) im zentralen Bereich des Proteins, die für die subzelluläre Lokalisation von p150-Spir von Bedeutung ist. Mutationen, welche die Zinkfingerstruktur zerstören, führen bei Überexpression in NIH3T3-Zellen zu einer zytoplasmatischen Lokalisation der mutierten p150-Spir-Proteine, während Wildtyp-p150-Spir perinukleär akkumuliert. Spir-Proteine sind evolutionär hoch konserviert. Es konnten Spir-ähnliche Sequenzen auf den humanen Chromosomen 16 und 18, in der Maus und in der Seescheide Ciona savignyi gefunden werden. Der höchste Grad an Konservierung besteht im Bereich der funktionellen Proteindomänen. Ein in allen Spir-Proteinen ent-haltenes, als Spir-Box bezeichnetes hoch konserviertes Sequenzmotiv befindet sich unmittelbar vor dem mFYVE-Zinkfinger. Die Spir-Box zeigt Strukturverwandschaft zur Rab-GTPase-Bindungsregion in Rabphilin 3A, einem Protein, das ebenfalls eine FYVE-Domäne besitzt. Rab-GTPasen sind wie FYVE-Domänenproteine in die Regulation zellulärer Vesikeltransportprozesse involviert. Das Vorhandensein beider Do-mänen in p150-Spir deutet auf eine Rolle des Proteins in zellulären Transportprozes-sen hin. Ein denkbares Modell wäre, daß p150-Spir unter der Kontrolle von JNK-Signalen zelluläre Aktinstrukturen reguliert, die für Transportprozessse in der Zelle von Bedeutung sind; p150-Spir fungiert damit möglicherweise als direktes Bindeglied zwischen MAPK-Signaltransduktionskaskaden und dem Aktinzytoskelett.
N2  - Summary c-Jun-N-terminal kinases (JNKs) are members of the MAPK family (mitogen activated protein kinases) and act as downstream effectors of Rho family-GTPases, Rac and Cdc42. Rho family GTPases are involved in the regulation of cellular actin structures and control cellular processes which require remodelling of the actin skeleton, such as morphological changes, migration, growth and differentiation. A role for the Drosophila JNK-homolog DJNK/basket in the regulation of cell move-ment and cell shape changes during Drosophila embryogenesis arises from its func-tion in the process of dorsal closure. Inhibition of the DJNK-cascade results in a mu-tant phenotyp, where the dorsal elongation and migration of the epithelial cells fails. However, a direct link between JNK signaling and actin reorganization has not yet been established. A Yeast-Two-Hybrid-Screen using DJNK as a bait led to the discovery of the new Drosophila protein p150-Spir. p150-Spir is a multi-domain protein with a stretch of acidic amino acids, a cluster of 4 WH2-domains (Wiskott Aldrich Homology Domain 2), a Spir-Box and a modified FYVE zinc-finger motif (mFYVE). In addition, the C-terminus of p150-Spir harbors a docking site for ERK and JNK, LXL (DEJL-motif) and is phosphorylated by JNK in vitro and in vivo. When coexpressed with p150-Spir in NIH3T3 cells, JNK translocates to and colocalizes with p150-Spir at discrete spots around the nucleus. In its N-terminal part p150-Spir possesses 4 WH2-Domains. WH2-domains bind monomeric actin and WH2-family proteins, such as WASP and WAVE are involved in actin reorganization. We can show that in NIH3T3 mouse fibroblasts, p150-Spir co-localizes with F-actin and its overexpression induces clustering of filamentous actin around the nucleus. A modified FYVE zinc-finger structure (mFYVE) is located in the central region of the protein. FYVE-fingers mediate cell membrane localization of proteins. Disruption of the p150-Spir mFYVE-structure by deletion mutagenesis or cysteine/serine substitu-tions shows that the mFYVE-domain determines the subcellular localisation of p150-Spir. In contrast to the perinuclear distribution of the wild type p150-Spir, the mutated protein exhibits a uniform cytoplasmic distribution. Spir-family proteins are highly conserved among different species. Comparison of Drosophila p150-Spir sequences to EST data bases identified similar sequences in human (on chromosomes 16 and 18), mouse and the ascidian Ciona savignyi. A con-served sequence motif found in all Spir proteins - called Spir-Box - is located in the N-terminus, next to the mFYVE domain. Close inspection of the Spir-Box sequence revealed homology to the GTPase binding region of Rabphilin 3A, a FYVE domain containing protein which binds the small GTPase Rab3a. Rab-GTPases are involved in the regulation of cellular vesicle trafficking processes. The presence of a mFYVE domain in p150-Spir protein and a Spir-Box - a possible Rab-GTPase binding motif - suggests a potential function of Spir proteins in vesicel transport. In a possible model Spir initiates remodelling processes of the actin cytoskeleton, necessary for cellular transport processes under the control of JNK signals and thereby provides a direct link between MAPK-signaling and the actin cytoskeleton.
KW  - Taufliege
KW  - Actin
KW  - MAP-Kinase
KW  - Molekulargenetik
KW  - p150-Spir
KW  - JNK
KW  - Drosophila
KW  - MAPK
KW  - Aktin
KW  - Zytoskelett
KW  - WH2-Domäne
KW  - FYVE-Motiv
KW  - Vesikeltransport
KW  - Rab-GTPase
KW  - p150-spir
KW  - JNK
KW  - Drosophila
KW  - MAPK
KW  - actin
KW  - cytosceleton
KW  - WH2-domain
KW  - FYVE-motif
KW  - vesicle trafficking
KW  - Rab-GTPase
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1178402
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hartkamp, Jörg
T1  - Regulation von MAPK Signalwegen durch die Sein/Threonin Kinase MLK3
T1  - regulation of MAPK signaling pathways through mixed lineage kinase 3
N2  - MAPK Kaskaden spielen eine Schlüsselrolle bei der Übertragung und der Umwandlung von extrazellulären Reizen in intrazelluläre Signale und regulieren dadurch unterschiedliche Prozesse wie Differenzierung, Zellproliferation oder Stress Antworten. 'Mixed Lineage Kinasen' (MLKs) bilden eine Familie von Serin/Threonin Proteinkinasen mit mehreren Protein/Protein Interaktionsdomänen (SH3, Cdc42 Rac interactive binding sequence/CRIB, Leuzin Zipper), die am engsten mit der Familie der MAPKK Kinasen verwandt ist. In der voliegenden Arbeit zeigen wir, dass MLK3 Cdc42/Rac induzierte JNK/SAPK Aktivität vermittelt, welches zu einer anschließenden Phosphorylierung und verstärkter transkriptioneller Aktivität des zur AP-1 Familie gehörenden immediate early Gens c-Jun führt. Zusätzlich phosphoryliert MLK3 die dualspezifischen Kinasen MEK1/2 direkt in vitro und in vivo an den für die Aktivierung wichtigen Serinen 217/221. Wohingegen dies nur zu einer ERK Aktivierung in Überexpressionssystemen führte, demonstrieren die Analysen überzeugend, dass endogenes MEK1/2, welches von MLK3 phosphoryliert worden ist, nicht in der Lage ist, diese Aktivität auf das physiologische Substrat ERK1/2 in vitro wie auch in vivo zu übertragen. Wir postulieren daher, dass MLK3 vermittelte MEK1/2 Phosphorylierung die dualspezifischen Kinasen von ERK1/2 Aktivierung entkoppelt. Zusätzlich zeigen wir, dass Überexpression von Wild Typ MLK3 zur morphologischen Transformation von NIH 3T3 Fibroblasten und Wachstum in Soft Agar führt. In Übereinstimmung mit den anderen Analysen ist MEK1/2 stark phosphoryliert jedoch von ERK1/2 Aktivierung in MLK3 transformierten Zellen entkoppelt. Weiterhin kooperiert MLK3 mit aktivierter MEK1 in Foci Bildung, was zeigt, dass MLK3 andere Signalwege als ERK1/2 in der Zelltransformation benutzt. Vielmehr ist in MLK3 transformierten Fibroblasten Wachstumsfaktor-induzierte ERK1/2 Aktivierung und Expression des immediate early Gens junB partiell blockiert. Unsere Analysen zeigen zum ersten Mal für eine MAPKK Kinase, dass sie MAPK Signalwege unterschiedlich reguliert. Während MLK3 auf der einen Seite JNK/SAPK aktiviert, entkoppelt es MEK1/2 induzierte Phosphorylierung von ERK1/2 Aktivierung und blockiert sogar Wachstumsfaktor-induzierte ERK1/2 Ativierung partiell.
N2  - MAPK cascades play a key role in transducing and converting signals from extracellular stimuli into intracellular signals thereby regulating diverse processes like differentiation, proliferation or stress responses. Mixed lineage kinases (MLKs) form a family of serin/threonin protein kinases with multiple protein/protein interaction domains (SH3, Cdc42 Rac interactive binding sequence/CRIB, leucine zipper), which are most closely related to the MAPKK kinase family. In this work we show that MLK3 mediates Cdc42/Rac induced JNK/SAPK activation resulting in subsequent phosphorylation and enhanced transcriptional activity of the immediate early gene c-jun, which belongs to the family of AP-1 proteins. In addition MLK3 directly phosphorylates the dual specificity kinases MEK1/2 in vitro and in vivo on serines 217/221, which are important for activation. Whereas this only resulted in activation of the ERK1/2 pathway in overexpression systems, the analyses demonstrate convincingly that endogenous MEK1/2 phosphorylated by MLK3 is unable to transmit its activity in vitro and in vivo to its physiological substrat, ERK1/2. Therefore we postulate that MLK3 mediated MEK1/2 phosphorylation uncouples the dual specificity kinases from ERK1/2 activation. Furthermore we show that overexpression of wild type MLK3 leads to morphological transformation of NIH 3T3 fibroblasts and growth in soft agar. Consistent with the other analyses MEK1/2 is highly phosphorylated but uncoupled from ERK1/2 activation in MLK3 transformed cells. In addition MLK3 cooperates with activated MEK1 in foci formation which demonstrates that MLK3 utilizes pathways different from ERK1/2 for cell transformation. Furthermore growth factor induced ERK1/2 activation and induction of the immediate early gene junB is partially blocked in MLK3 transformed fibroblasts. Our data provide evidence for the first time that a MAPKK kinase differentially regulates MAPK pathways. On the one hand MLK3 activates JNK/SAPK but on the other hand it uncouples MEK1/2 phosphorylation from ERK1/2 activation and even blocks growth factor induced ERK1/2 activation partially.
KW  - MAP-Kinase
KW  - Signaltransduktion
KW  - Protein-Serin-Threonin-Kinasen
KW  - MLK3
KW  - ERK
KW  - MEK
KW  - JNK
KW  - jun
KW  - Transformation
KW  - MLK3
KW  - ERK
KW  - MEK
KW  - JNK
KW  - jun
KW  - transformation
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-312
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schmidt, Marc
T1  - Die Rolle mitogener und stressinduzierter MAPK-Signalwege in der Regulation von keratinozytären Wachstums- und Differenzierungsvorgängen
T1  - The role of mitogenic and stress-induced MAPK pathways in the regulation of growth and differentiation of keratinocytes
N2  - Fehlgeleitete Proliferations- und Differenzierungsprozesse von Keratinozyten spielen eine entscheidende Rolle in der Pathogenese vieler Hauterkrankungen. Die intrazellulären Signalmechanismen, die die Balance zwischen Keratinozytenwachstum und -differen-zierung steuern, sind bislang weitgehend unbekannt. In dieser Arbeit wurde die Bedeutung Mitogen-aktivierter Proteinkinase (MAPK-) Signalwege in keratinozytären Wachstums- und Differenzierungsvorgängen untersucht. Es konnte gezeigt werden, daß Induktion von Keratinozytendifferenzierung durch Erhöhung der extrazellulären Calciumkonzentration mit einer raschen und transienten Aktivierung des Raf/MEK/Erk- (MAPK-) Signalweges verbunden ist, während keine veränderte Aktivität der stressinduzierten MAPK Jnk und p38 nachweisbar war. Die calciuminduzierte Erk-Aktivierung unterschied sich in ihrer Kinetik von mitogener Erk-Aktivierung durch den Epidermalen Wachstumsfaktor (EGF) und konnte durch Veränderungen der intrazellulären Calciumkonzentration moduliert werden. Während die mitogene Erk-Aktivierung durch die kleine GTPase Ras vermittelt wird, erfolgte calciuminduzierte Aktivierung von Erk Ras-unabhängig, was auf einen fundamentalen Unterschied mitogener und differenzierungsinduzierender Stimuli hinsichtlich ihrer Aktivierungsmechanismen der Raf/MEK/Erk-Kaskade hindeutet. Trotz der transienten Natur der calciuminduzierten Erk-Aktivierung waren die calcium-vermittelte Expression des Zellzykusinhibitors p21/Cip1 und des Differenzierungsmarkers Involucrin sensitiv für MEK-Inhibition, was auf eine wichtige Rolle des Raf/MEK/Erk-Signalweges in frühen Stadien des Differenzierungsprozesses hinweist. Wichtige Konvergenzpunkte zwischen calcium- und MAPK-abhängigen Signalwegen scheinen die beiden calciumbindenden S100-Proteine MRP8 und MRP14 zu sein. Beide Proteine werden in vitro differenzierungsabhängig exprimiert und translozieren sowohl nach Erhöhung der intrazellulären Calciumkonzentration als auch nach Stimulation stress-aktivierter MAPK an Zytoskelettstrukturen. Untersuchung der Expression von MRP8 und MRP14 in paraffin- und kryofixierten Serienschnitten gesunder und pathologisch veränderter Haut ergab, dass deren Expression normalerweise auf differenzierende Zellen im Haarfollikel beschränkt ist, jedoch in differenzierten Hautschichten hyperproliferativer oder tumoröser Haut massiv induziert werden kann. In der hier vorgestellten Arbeit wurden interessante neue Signalbeziehungen identifiziert, deren Entdeckung einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der regulatorischen Mechanismen leisten könnte, durch die die Epidermis ihre funktionell wichtige Homöostase erhält.
N2  - Abnormal proliferation and differentiation processes play an important role in the pathogenesis of various skin diseases. The intracellular signaling mechanisms governing the balance between growth and differentiation of keratinocytes are still largely unknown. In this thesis the role of mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades in keratinocyte growth and differentiation was analysed. Induction of keratinocyte differentiation by elevation of extracellular calcium levels resulted in a rapid and transient activation of the Raf/MEK/Erk (MAPK) pathway but did not increase activity of the stress-activated Jnk or p38 MAPKs. Calcium-induced Erk activation differed in kinetics from mitogenic Erk activation by epidermal growth factor (EGF) and and could be modulated by alterations of intracellular calcium levels. While EGF-induced Erk activation was mediated by the small GTPase Ras, calcium-induced Erk activity occurred independently of active Ras. This suggests that proliferative and differentiation-inducing stimuli use alternative mechanisms to activate the Raf/MEK/Erk pathway. Despite the transient nature of Erk activation, calcium-induced expression of the cell cycle inhibitor protein p21 and the differentiation marker involucrin were sensitive to MEK inhibition which implies a role for the Raf/MEK/Erk pathway in early stages of keratinocyte differentiation. The two calcium binding S100 proteins additionally studied here, MRP8 and MRP14, seem to represent important convergent points between calcium and MAPK signaling. In vitro both proteins are expressed in a differentiation-dependent manner in keratinocytes. Elevation of intracellular calcium levels as well as activation of stress-activated MAPKs resulted in translocation of MRP8/MRP14 complexes to the cytoskeleton. When expression of MRP8 and MRP14 was analysed in serial paraffin- or kryo-sections of healthy or diseased skin, signals in normal skin were largely restricted to differentiating cells of the hair follicle, however, additionally a strong induction of MRP8/14 expression was observed in differentiating epidermal layers of hyperproliferative or tumorigenic skin. In this thesis important novel signaling interactions were identified which provide new basic insights into the molecular mechanisms involved in the regulation of skin homeostasis which is essential for the maintenance of the multiple functions of the epidermis.
KW  - Keratinozyt
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - MAP-Kinase
KW  - Signaltransduktion
KW  - Keratinozyten
KW  - Differenzierung
KW  - Calcium
KW  - MAP-Kinase
KW  - Signaltransduktion
KW  - S100-Protein
KW  - Raf/MEK/ERK
KW  - Keratinocyte
KW  - differentiation
KW  - calcium
KW  - MAPK
KW  - signal transduction
KW  - S100 protein
KW  - Raf/MEK/ERK
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2013
ER  - 
TY  - THES
A1  - Böhm, Jannic
T1  - Regulation der BOB.1/OBF.1-Expression und der BOB.1/OBF.1-Proteinstabilität
T1  - Regulation of the BOB.1/OBF.1 expression and of the BOB.1/OBF.1 protein stability
N2  - Der transkriptionelle Koaktivator BOB.1/OBF.1 spielt eine wichtige Rolle in der oktamer-abhängigen Transkription in B-Lymphozyten. Mäuse, denen dieser Koaktivator fehlt, zeigen verschiedene Defekte in der B-Zellentwicklung. Besonders auffällig ist hierbei das völlige Fehlen der Keimzentren. Übereinstimmend mit diesem Phänotyp zeigten B-Zellen des Keimzentrums eine stark erhöhte BOB.1/OBF.1-Expression im Vergleich zu ruhenden B-Zellen. Im Gegensatz zu primären B-Zellen unterschiedlicher Entwicklungsstadien zeigen transformierte korrespondierende B-Zellen keine Regulation der BOB.1/OBF.1-Expression. T-Zellen exprimieren im Gegensatz dazu BOB.1/OBF.1 erst nach Stimulation mit PMA und Ionomycin. Um die unterschiedliche Regulation in B-Zellen versus T-Zellen zu untersuchen wurde der BOB.1/OBF.1-Promotor kloniert. Die Analyse der Promotor-Sequenz ergab Bindungsstellen für die Transkriptionsfaktoren CREB, NF-AT und ein SRY-Motiv. In Transfektionsstudien konnte eine deutliche Zellspezifität des Promotors gezeigt werden. Die erwartete induzierbare Aktivierung in T-Zellen war hingegen nur schwach. Die Analyse der BOB.1/OBF.1-Regulation in B-Zellen des Keimzentrums ergab, daß die verstärkte BOB.1/OBF.1-Expression nur partiell auf eine erhöhte Expression des BOB.1/OBF.1-Transkriptes zurück zu führen ist. Vielmehr zeigte sich eine deutliche Regulation des BOB.1/OBF.1-Proteins. In einem "yeast-two hybrid screen" mit der amino-terminalen Domäne von BOB.1/OBF.1 als "bait" (Köder) konnten die beiden Proteine SIAH1 und SIAH2 als Interaktionspartner identifiziert werden. Eine beschriebene Funktion von SIAH1 und SIAH2 liegt in der Regulation der Proteinstabilität ihrer Interaktionspartner. In Ko-Transfektionsexperimenten konnte gezeigt werden, daß SIAH1 die BOB.1/OBF.1-Proteinstabilität vermindert, ohne die transkriptionelle Expression zu beeinflussen. Die Inhibition des Proteasoms führt hierbei zu einer stark verminderten BOB.1/OBF.1-Degradation. Abschließend konnte gezeigt werden, daß die Aktivierung des B-Zellrezeptors zu einer Degradation von BOB.1/OBF.1 durch SIAH1 führt und folglich die transkriptionelle Aktivierung BOB.1/OBF.1-abhängiger Reporterkonstrukte vermindert wird. In einem zweiten "yeast-two hybrid screen" mit der carboxy-terminalen Domäne von BOB.1/OBF.1 als "bait", konnten die Interaktionspartner ABP 280 und Mcm7 identifiziert werden. Besonders die Rolle von Mcm7 in der Transkription könnte neue Aufschlüsse über die Wirkungsweise des transkriptionellen Aktivators BOB.1/OBF.1 geben.
N2  - The BOB.1/OBF.1 coactivator is critically involved in mediating octamer-dependent transcriptional activity in B lymphocytes. Mice lacking this coactivator show various defects in B cell development most notably they completely lack germinal centers. Consistent with this phenotype, BOB.1/OBF.1 levels are massively upregulated in germinal center B cells as compared to resting B cells. In contrast to primary B cells, all transformed B cell lines express BOB.1/OBF.1 in comparable amounts. In T cells, BOB.1/OBF.1 expression can be induced by stimulation with PMA and ionomycin. To analyse the different regulation in B cells versus T cells, I cloned the BOB.1/OBF.1 promoter. Analyses of the promoter sequence showed binding sites for the transcription factors CREB, NF-AT and SRY/SOX-protein. Transfection experiments revealed a clear cell type specificity of the promoter. However the promoter was only poorly inducible in stimulated T-cells. I have addressed the mechanism of BOB.1/OBF.1 upregulation in germinal center B cells and found that only a minor part of this regulation can be attributed to increased levels of BOB.1/OBF.1-specific mRNA. Apparently, BOB.1/OBF.1 is also regulated at the protein level. In support of this suggestion I have been able to identify two related BOB.1/OBF.1 interacting proteins, SIAH1 and SIAH2, in a yeast two-hybrid screen using the amino-terminal domain as "bait". SIAH1 and SIAH2 are known regulators of protein stability. Cotransfection experiments revealed that coexpression of SIAH results in a destabilisation of BOB.1/OBF.1 protein without affecting mRNA levels. Furthermore, proteasome inhibitors block the degradation of BOB.1/OBF.1 protein. Finally B cell receptor cross-linking also resulted in the degradation of BOB.1/OBF.1 via SIAH1 and consequently reduced transcriptional activation of BOB.1/OBF.1-dependent reporters. Using the carboxy-terminal domain of BOB.1/OBF.1 as "bait", I identified in a second yeast-two hybrid screen the proteins ABP 280 and Mcm7 as potential interaction partners. Especially the role of Mcm7 in transcription could give new insights as to how BOB.1/OBF.1 is able to function as a transcriptional activator.
KW  - B-Lymphozyt
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - BOB.1/OBF.1
KW  - OCA-B
KW  - SIAH1
KW  - B-Zelle
KW  - Keimzentrum
KW  - BOB.1/OBF.1-Promotor
KW  - BOB.1/OBF.1
KW  - OCA-B
KW  - SIAH1
KW  - B-cell
KW  - germinal center
KW  - BOB.1/OBF-1-promoter
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1180139
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lasar, Andrea
T1  - Funktion von NF-kappa B für die Differenzierung lymphoider Zellen und die inflammatorische Aktivierung von Endothelzellen
T1  - Function of NF-kappa B for the differentiation of lymphoid cells and the inflammatory activation of endothelial cells
N2  - Die Aktivität des Transkriptionsfaktors NF-kappa B wird hauptsächlich durch inhibitorische I kappa B-Proteine kontrolliert,die durch die I kappa B-Kinasen 1 und 2 phosphoryliert und anschließend degradiert werden.Dadurch werden ver-schiedene zelluläre Prozesse wie Differenzierung und Aktivierung beeinflusst. Um die Rolle von NF-kappa B in der Differenzierung lymphoider Zellen zu untersuchen,wurden nichtdegradierbare Mutanten der I kappa B-Proteine in trans-genen Mäusen mit Hilfe des Tet-off-Systems exprimiert.Dieses erlaubt die kon-ditionale,gewebespezifische Expression der Mutanten.Im Thymus von tTA/tetI kappa B alpha-transgenen Mäusen konnte eine doxyzyklinabhängige Reduktion der CD8+-Thymozyten beobachtet werden.Eine Einschränkung der Analyse späterer Ent-wicklungsstadien war die zeitlich begrenzte Expression des Transgens,die nur in frühen Entwicklungsstadien stattfand.Die B-Zellentwicklung wurde anhand eines in vitro Differenzierungssystems nachvollzogen,das die Differenzierung von prä-B-Zellen zu unreifen bzw.reifen B-Zellen erlaubt.Dabei zeigte sich,dass ein transdominantes I kappa B alpha beide Differenzierungsschritte nahezu vollstän-dig hemmt,aber nur,wenn das endogene I kappa B alpha nicht vorhanden ist. Die Beteiligung von NF-kappa B an der inflammatorischen ktivierung von Endothel-zellen wurde mit Hilfe von retroviralen Infektionen untersucht.Dabei wurden neben mutanten I kappa B-Proteinen auch kinase-inaktive oder konstitutiv-aktive Mutanten der I kappa B-Kinasen verwendet.Die transdominanten I kappa B-Proteine sowie die kinase-inaktive IKK2 waren in der Lage,die TNF-alpha-induzierte Ex-pression aller untersuchten Chemokine und Adhäsionsmoleküle komplett zu hem-men.Dagegen wurde durch die kinase-inaktive IKK1 nur ein Teil der untersuchten Moleküle in ihrer Expression beeinflusst.Interessanterweise war eine konstitu-tiv-aktive IKK2 schon in der Abwesenheit von TNF-alpha in der Lage,die Expres-sion der untersuchten Proteine zu aktivieren.Die durch die Mutanten veränderte Expression der Adhäsionsmoleküle und Chemokine hatte auch einen Einfluss auf die in vitro Adhäsion und Transmigration von Monozyten.
N2  - The activity of the transcription factor NF-kappa B is mainly controlled by the inhibitory I kappa B proteins which are phosphorylated by the I kappa B kinases 1 and 2.This phosphorylation leads to the degradation of the I kappa B proteins thereby releasing NF-kappa B to the nucleus.The active NF-kappa B influences se-veral cellular processes like differentiation and activation. To investigate the role of NF-kappa B in the differentiation of lymphoid cells,nondegradable mutants of the I kappa B proteins were expressed in transge-nic mice based on the tet-off system.This allows the conditional tissue-speci-fic expression of the mutants.In the thymus of tTA/tetI kappa B alpha transge-nic mice,a doxycyclin-dependent reduction of the CD8+ thymocytes could be obser-ved.One restriction for the analysis of later stages of the development was the expression pattern of the transgene which was restricted to early developmental stages.The development of the transgenic B cells was investigated with an in vitro differentiation system which allows the differen-tiation to immature or mature B cells,respectively.The transdominant I kappa B alpha inhibits both steps of the differentiation almost completely,but only if the endogenous I kappa B alpha is absent. The involvement of NF-kappa B in the inflammatory activation of endothelial cells was studied by retroviral infections.In addition to the mutant I kappa B proteins,kinase-inactive or constitutively active versions of the I kappa B ki-nases were used.The transdominant I kappa B mutants as well as the kinase-inac-tive IKK2 were able to inhibit the TNF-alpha induced expression of all inve-stigated chemokines and adhesion molecules completely.In contrast,the kinase-inactive IKK1 influenced the expression of only a subset of the investigated genes.Interestingly,the constitutively active IKK2 could activate the expression of the investigated proteins already in the absence of TNF-alpha.The altered expression of adhesion molecules and chemokines also in-fluenced the in vitro adhesion and transmigration of monocytes.
KW  - NF-kappa B
KW  - I kappa B
KW  - B-Zelldifferenzierung
KW  - Tet-off-System
KW  - Entzündung
KW  - NF-kappa B
KW  - I kappa B
KW  - B cell differentiation
KW  - Tet-off system
KW  - inflammation
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5058
ER  - 
TY  - THES
A1  - Rennefahrt, Ulrike
T1  - Die Rolle einer konstitutiv-aktiven MAP-Kinase SAPK-Beta bei der zellulären Transformation, Proliferation und Apoptose von NIH-3T3-Fibroblasten
T1  - The role of a constitutively active MAP kinase SAPKbeta in cellular transformation, proliferation and apoptosis of NIH 3T3 fibroblasts
N2  - Bei c-Jun N-terminalen Kinasen (JNKs) (auch als Stress-aktivierte Proteinkinasen SAPKs bezeichnet), handelt es sich um Mitglieder der Mitogen-aktivierten Proteinkinase Familie (MAPK), die die Genexpression als eine Antwort auf eine Vielzahl von physiologischen und nicht-physiologischen Stimuli regulieren. Gendeletionsexperimente (knockout) und der Einsatz von dominant-negativen Mutanten wiesen auf eine Funktion von SAPK/JNKs bei Prozessen der zellulären Differenzierung, dem Überleben und/oder Apoptose sowie onkogener Transformation hin. Direkte Analysen des transformierenden Potentials von SAPK/JNKs wurden bislang durch das Fehlen von konstitutiv-aktiven Mutanten verhindert. Erst unlängst konnte durch die Fusion der MAP Kinase mit seiner direkten, in der Kaskade vorgeschalteten, Aktivatorkinase solche Mutanten bereitgestellt werden. Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurde ein SAPKb-MKK7 Hybridprotein generiert, mit dessen Hilfe das transformierende Potential von aktiviertem SAPKb charakterisiert werden konnte. Die induzierte Expression von SAPKb-MKK7 führte zur morphologischen Transformation von NIH 3T3 Fibroblasten. Darüber hinaus bildeten diese Zellen kleine Foci aus transformierten Zellen, wuchsen in Soft-Agar und vergleichbar mit onkogenem Ras oder Raf, resultierte auch die Expression von aktiviertem SAPKb in der Zerstörung des F-Aktins. Des Weiteren steigerte die Expression von SAPKb-MKK7 die Proliferationsraten von NIH 3T3 Zellen. Im Gegensatz zu den akut transformierenden Onkogenen wie ras oder raf, ist SAPKb-MKK7 jedoch nicht in der Lage, das Überleben der transformierten Zellen zu bewirken. Unsere Daten schlagen daher vor, das konstitutiv-aktives SAPK/JNK zwar die Hauptaspekte zellulärer Transformation verursacht, aber nicht imstande ist, alle Veränderungen zu induzieren, die benötigt werden, um einen vollständig transformierten Phänotypen zu etablieren, weshalb insgesamt gesehen, sein transformierendes Potential deutlich schwächer ausgeprägt ist. Wir haben zusätzlich damit begonnen, dass tumorgene Potential von SAPKb-MKK7 direkt im Nacktmausmodell zu verifizieren. Die Injektion von SAPKb-MKK7 exprimierenden Fibroblasten resultierte in der Etablierung eines gut definierten Fibrosarkoms, wobei die Latenzzeit länger war als bei v-Raf transformierten Zellen. Somit ist die Expression von aktiviertem SAPK/JNK ausreichend, um die Tumorentwicklung in vivo zu initieren, auch wenn die lange Latenzzeit auf die Notwendigkeit zusätzlicher genetischer Veränderungen hinweist.
N2  - The c-Jun N-terminal kinases (JNKs) (also known as stress-activated protein kinases, SAPKs), members of the mitogen-activated protein kinase (MAPK) family, regulate gene expression in response to a variety of physiological and environmental stimuli. Gene knockout experiments and the use of dominant interfering mutants have pointed to a role of SAPK/JNKs in the processes of cell differentiation, survival and/or apoptosis as well as oncogenic transformation. Direct analysis of the transforming potential of JNKs has been hampered so far by the lack of constitutively active forms of these kinases. Recently such mutants have become available by fusion of the MAPK with its direct upstream activator kinase. In the context of this PhD thesis a constitutively active SAPKb-MKK7 hybrid protein was generated and used to characterize the transforming potential of activated SAPKb. Inducible expression of SAPKb-MKK7 caused morphological transformation of NIH 3T3 fibroblasts. Additionally, these cells formed small foci of transformed cells, grew anchorage-independent in soft agar and similar to oncogenic Ras and Raf, expression of activated SAPKb resulted in the degradation of F-actin stress fibers. Furthermore, expression of SAPKb-MKK7 increased proliferation rates of NIH 3T3 cells. However, in contrast to the classical oncogenes like ras and raf, SAPKb-MKK7 is not able to selectively support the survival of the transformed cells. Therefore, our data suggest that constitutive SAPK/JNK activation elicits major aspects of cellular transformation, but is unable to induce the complete set of changes which are required to establish the fully transformed phenotype. We have also begun to directly determine the tumorigenic potential of SAPKb-MKK7 in the nude mouse. Injection of SAPKb-MKK7 expressing fibroblasts resulted in the establishement of a well defined fibrosarcoma, albeit at much later timepoints than in the case of v-Raf transformed cells. The long latency with which they develop tumors suggests the requirement of further genetic alterations. Thus expression of activated SAPK/JNK is sufficient to initiate tumor development in vivo.
KW  - MAP-Kinase
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - SAPK
KW  - JNK
KW  - Signaltransduktion
KW  - Transformation
KW  - Fibroblasten
KW  - SAPK
KW  - JNK
KW  - signal transduction
KW  - transformation
KW  - fibroblasts
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-4158
ER  - 
TY  - THES
A1  - Harder, Friedrich
T1  - Untersuchungen zum in vivo Differenzierungspotenzial muriner und humaner hämatopoetischer sowie muriner neuraler Stammzellen
T1  - Analysis of the in vivo differentiation potential of murine and human hematopoietic as well as murine neural stem cells
N2  - Zusammenfassung Im Zuge der Säugerentwicklung entsteht aus der totipotenten Eizelle ein Organismus aus mehr als 200 verschiedenen Zelltypen. Dabei wird die Entwicklung und der Erhalt des Tieres von Stammzellen gewährleistet. Während der Embryonalentwicklung gibt es nur transient vorkommende Stammzelltypen, während der adulte Körper die Homoeostase mittels permanent vorhandener somatischer Stammzellen aufrechterhält. Als kennzeichnend für die somatischen Stammzellen galt, dass sie nur die Zellen ihres Gewebes ersetzen können. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob SSZ tatsächlich auf die Bildung von Zellen ihres Stammzellkompartiments beschränkt sind. Dazu wurden drei verschiedene Stammzelltypen, murine hämatopoetische und humane HSZ sowie murine NSZ in murine Präimplantationsblastozysten injiziert. Da dies die Zellen mit einer Umgebung exponiert, von der die Bildung aller Zelltypen des erwachsenen Tieres ausgeht. Es konnte gezeigt werden, dass zur Mitte der Schwangerschaft Nachkommen aller drei injizierten Stammzelltypen sich präferentiell in den fötalen hämatopoetischen Geweben befinden. Für humane hämatopoetische und murine NSZ wurde gezeigt, dass diese hämatopoetische Vorläufer in hämatopoetischen Geweben der Embryonen bilden, sowie dass Nachkommen dieser Zellen ein erythroides Genexpressionsmuster aktivieren. Der Vergleich adulter chimärer Tiere zeigte, dass HSZ zu nahezu gleichen Teilen neurale und hämatopoetische Gewebe besiedelt hatten. Nachkommen neuraler Stammzellen dagegen vor allem in neuralen Geweben adulter Tiere gefunden wurden. Aus diesen Ergebnisssen lässt sich ableiten, dass SSZ durch die Exposition mit der frühen embryonalen Mikroumgebung zur Bildung heterologer Zelltypen angeregt werden können. Außerdem demonstrieren diese Ergebnisse das unterschiedliche Entwicklungspotenzial von HSZ und NSZ und grenzen es gegenüber dem pluripotenten Differenzierungspotenzial von ES-Zellen ab.
N2  - Summary During mammalian ontogeny an organism develops from a totipotent zygot that is composed of more than 200 distinct cell types. The development and the maintanance of the organism is dependent on somatic stem cells. Transient stem cell types exist during early embryonic development, but homoestasis of the adult is maintained by resident somatic stem cells. The restriction in committent to the exclusive generation of cells of their own stem cell system was considered as a hallmark of adult stem cells. The objective of the present thesis was to investigate whether somatic stem cells are truly restricted to the generation of cells belonging to their own stem cell system only. To this end three somatic stem cell types, murine hematopoietic, human hematopoietic and murine neural stem cells were injected into murine blastocysts. The blastocysts provides the injected stem cells with a microenvironment permissive for the generation of all cell types of the adult organism. It could be shown using this method that progeny of murine and human hematopoietic and murine neural stem cells preferentially engrafted the hematopoietic tissues of the developing embryo. Furthermore, injection of human hematopoietic and murine neural stem cells gave rise to hematopoietic progenitors cells in fetal hematopoietic tissues, and generated cells with an erythroid gene expression pattern. Comparison of adult chimeric animals revealed that progeny of hematopoietic stem cells had engrafted hematopoietic and neural tissues to a similar extent, whereas progeny of neural stem cells was preferentially detected in neural tissues. This result indicates, that somatic stem cells can generate heterologous cells if exposed to the early embryonic environment. Furthermore, it demonstrates the distinct and different developmental potentials of hematopoietic and neural stem cells and and distinguishes them from the pluripotent differentiation potential of ES-cells.
KW  - Maus
KW  - Mensch
KW  - Stammzelle
KW  - Neurogenese
KW  - Blutstammzelle
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - Stammzellen
KW  - Hämatopoese
KW  - murin
KW  - human
KW  - Neurogenese
KW  - Stem cells
KW  - hematopoiesis
KW  - murine
KW  - human
KW  - neurogenesis
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-4214
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schneeberger, Daniela
T1  - Molekulare und funktionelle Analyse der p21-aktivierten Kinase Mbt (mushroom bodies tiny) in der Augen- und Pilzkörperentwicklung von Drosophila melanogaster
T1  - Molecular and functional analysis of the p21-aktivated kinase Mbt (mushroom bodies tiny) in eye- and mushroom body development of Drosophila melanogaster
N2  - Diese Arbeit beschäftigt sich mit Mbt, einem hochkonservierten Signalmolekül aus der Familie der p21-aktivierten Kinasen (PAK) aus Drosophila, während der Augen- und Pilzkörperentwicklung. Mbt wird aufgrund von Sequenzhomologien der PAK Unterfamilie II (PAK4-6) zugeordnet. PAK4-6 binden präferentiell die aktivierten Rho-GTPasen Cdc42 und schwächer Rac, werden durch diese Bindung jedoch nicht aktiviert, sondern an bestimmte Zellkompartimente rekrutiert. In Struktur- Funktionsanalysen in vitro und in vivo konnte gezeigt werden, dass Mbt ebenfalls fast ausschließlich mit aktiviertem Cdc42 und kaum mit aktiviertem Rac interagiert. Diese Interaktion führt nicht zur Aktivierung von Mbt, sondern eher zu einer Verringerung der Kinaseaktivität. Eine weitere Funktion der Interaktion von Cdc42 und Mbt ist die Rekrutierung von Mbt an die Adhärenzverbindungen (AV) in sich entwickelnden Photorezeptorzellen. Außerdem kann katalytisch inaktives Mbt im Gegensatz zu Cdc42-bindungsdefizientem Mbt partiell die Mbt-Funktion in mbtP1-Fliegen übernehmen. Mbt hat also auch kinaseunabhängige Funktionen. Während der Pilzkörperentwicklung sind sind die Cdc42-Bindungsdomäne und die Kinasedomäne von Mbt ebenfalls essentiell, ob subzelluläre Lokalisation hier eine ähnlich wichtige Rolle spielt, wurde nicht untersucht. Als Mbt-Interaktionspartner wurden in einem Yeast-two-Hybrid Screen drei neuartige Proteine identifiziert. Zwei davon, CG8818 und CG14880, können als Substrat von Mbt fungieren. Allerdings kann nur für CG8818 eine direkte Bindung spezifisch mit aktiviertem Mbt nachgewiesen werden. Die Interaktion mit CG14880 scheint transient zu sein und nur für die Zeit der Phosphorylierungsreaktion anzudauern. Gegen CG8818 wurde ein Antiserum hergestellt, das nach seiner Charakterisierung in biochemischen und histologischen Ansätzen zum Einsatz kommen soll. In einem genetischen Screen wurden Mutationen in canoe als Verstärker und Mutationen in eip75b als Suppressor des mbtP3-Augenphänotyps gefunden. Eip75B ist ein putativer Steroidhormonrezeptor und wird während der Verpuppung exprimiert, also zu dem Zeitpunkt, wenn sich der mbt-Phänotyp ausbildet. Interessanterweise haben Mutationen in eip75b keinen Effekt auf den mbtP3-Pilzkörperphänotyp. Canoe ist wie Mbt an den AV von sich entwickelnden Photorezeptorzellen lokalisiert und spielt ebenfalls während deren Morphogenese eine Rolle. Canoe ist ein aktinbindendes Protein und könnte eine Verbindung von Mbt zum Cytoskelett darstellen, das der dynamischen Regulation bedarf, um morphogenetische Prozesse voranzutreiben. Eine direkte Interaktion kann nicht nachgewiesen werden. Auch während der Pilzkörperentwicklung scheinen Mbt und Canoe im gleichen Signalweg aktiv zu sein. Genetische Interaktion mit mbtP3 während der Augenentwicklung konnte außerdem für Mutationen in slingshot und twinstar gezeigt werden, die beide in die Regulation des Cytoskeletts involviert sind. Das Transmembranprotein Crumbs scheint ebenfalls zusammen mit Mbt in der Photorezeptorzellmorphogenese eine Rolle zu spielen. Außerdem weißen erste Experimente darauf hin, dass Mbt im ERK-MAP Kinase-Signalweg eine Rolle spielt. Durch die Entdeckung der direkten und indirekten Interaktionspartner bietet sich nun die Gelegenheit, die Funktion und Wirkungsweise von Mbt weiter zu entschlüsseln. Damit kann ein wesentlicher Beitrag zur Aufklärung der Rolle von PAK-Proteinen während morphogenetischer Prozesse und der Regulation der Zellzahl in der Entwicklung geleistet werden.
N2  - In this work the function of Mbt, a higly conserved signaling molecule of the family of p21-activated kinases (PAK) from Drosophila, has been characterized during eyeand mushroom body development. Based on sequence homology, Mbt was classified as member of the PAK subfamily II (PAK4-6). PAK4-6 interact preferentially with activated Cdc42 and weakly with activated Rac. In contrast to PAK1-3 and DPAK this interaction does not lead to the activation of kinase activity but to the recruitment of PAK4-6 to specific cell compartments. A structure- function analysis in vitro and in vivo demonstrated that Mbt preferentially interacts with activated Cdc42 and weakly with Rac. This interaction does not lead to the activation but to the suppression of Mbt kinase activity. Furthermore, Cdc42 recruits Mbt to adherens junctions (AJ) in developing photoreceptor cells. In contrast to a Cdc42-binding deficient Mbt, a kinase dead Mbt protein can partially substitute for the loss of endogenous Mbt function in mbtP1-mutant flies. Thus, Mbt has kinase independent functions. The kinase domain and the Cdc42-binding domain are also essential for Mbt function during mushroom body development. The subcellular localization of Mbt during mushroom body development was not investigated. Three novel protein were identified as Mbt interacting proteins in a yeast-two-hybrid screen. Two of them, CG8818 and CG14880, are phosphorylation substrates of Mbt. However, only for CG8818 a direct interaction specifically with activated Mbt could be confirmed. The interaction with CG14880 seems to be very transient and to last just for the time of the phosphorylation reaction. For CG8818 an antiserum was generated which awaits its characterization and employment in biochemical and histological approaches. In a screen for modifiers of the mbtP3-eye phenotype mutations in canoe were found to enhance and mutations in eip75b were found to suppress the mbtP3-eye phenotype. eip75b encodes a putative steroid hormone receptor. It is expressed during puparium formation when the mbt-phenotype evolves. Interestingly, mutations in eip75b have no effect on the mbtP3-mushroom body phenotype. Canoe and Mbt colocalize at AJ in developing photoreceptor cells and Canoe, like Mbt, plays a role in photoreceptor cell morphogenesis. Canoe is an actin binding protein and could provide a link between Mbt and the cytoskeleton which needs to be regulated dynamically to drive morphogenetic processes. However, a direct interaction could not be shown. In mushroom body development Canoe and Mbt seem to function in the same developmental pathway. The mbtP3-eye phenotype was also modified by mutations in twinstar and slingshot. These proteins are regulators of actin dynamics and therefore another link to the cytoskeleton. The transmembrane protein Crumbs seems to function together with Mbt during photoreceptor cell morphogenesis as well. Last but not least, preliminary experiments suggest that Mbt is involved in the Erk-MAP Kinase pathway. These indirect and direct interaction partners await to be further characterized. Their identification offer a great opportunity to further gain insight into the processes regulated by Mbt
KW  - Taufliege
KW  - Pilzkörper
KW  - Auge
KW  - Ontogenie
KW  - Molekularbiologie
KW  - p21-aktivierte Kinase
KW  - PAK
KW  - Augenentwicklung
KW  - Mbt
KW  - Pilzkörperentwicklung
KW  - p21-activated kinase
KW  - PAK
KW  - eye development
KW  - Mbt
KW  - mushroom body development
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-4410
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ehrhardt, Christina
T1  - Untersuchung Influenza Virus-induzierter Signalprozesse und deren Bedeutung in der Wirtszell-Abwehr
T1  - Investigation of Influenza virus induced signal-transduction processes and their role in host defense
N2  - Eine Influenza A Virus Infektion induziert die Expression zahlreicher Gene, einschließlich der TypI Interferone, die eine erste Abwehrlinie gegen virale Infektionen bilden. Hierbei ist IFNb das wichtigste Zytokin. IFNb wird durch einen multimeren Komplex, das Enhanceosom kontrolliert, das Bindungsstellen für die Transkriptionsfaktoren AP-1, NF-kB und IRF-3 in seiner Promotorsequenz besitzt. In früheren Arbeiten konnten wir zeigen, dass die Influenza Virus-induzierte AP-1 abhängige Genexpression über den JNK/SAPK-Signalweg erfolgt (Ehrhardt, 1999; Ludwig et al., 2001). Unter den, an DNA Elemente bindenden AP-1 Faktoren waren solche, die aufgrund von Phosphorylierung durch die JNKs reguliert werden, wie beispielsweise ATF-2. Weiterhin korrelierte die Induktion der AP-1 abhängigen Genexpression mit der starken Aktivierung von JNK und seiner upstream Regulatoren in permissiven Zellen. Die Virusmengen transfizierter und infizierter Zellen, in denen JNK inhibiert wurde, waren höher im Vergleich zu Virusmengen der Kontrollzellen. Demzufolge kann die Virus-induzierte Aktivierung von JNK und AP-1 nicht der Virusreplikation dienen, sondern gehört vielmehr zu einer antiviralen Immunantwort. Daten aus einem Virus-freien, auf Plasmiden basierenden vRNA Replikations-System deuten darauf hin, dass die JNK Aktivierung aus der Akkumulation viraler RNA resultiert. Entsprechend bewirkte die Infektion von Zellen mit einem Virus, dem das virale NS1 Protein fehlt, welches RNA binden und somit "wegfangen" kann, eine gesteigerte JNK Aktivität im Vergleich zu den Kontroll-Infektionen. Damit konnte das NS1 Protein als erstes virales Protein identifiziert werden, das der Virus- und dsRNA-induzierten Aktivierung des JNK/SAPK-Signalweges entgegen wirkt. Der Transkriptionsfaktor IRF-3 wird spezifisch infolge einer viralen Infektion aktiviert und ist daher ein potenter Kandidat, die schnelle und starke antivirale Genexpression zu regulieren. Infolge einer Influenza Virus Infektion wird IRF-3 phosphoryliert, wandert in den Kern und bindet dort an Promotoren, die die antivirale Genexpression steuern. Bislang sind die IRF-3 Kinase und zelluläre Signalwege, die eine IRF-3 Phosphorylierunge induzieren, unbekannt. Um in unserem Labor Signalmediatoren, die upstream von IRF-3 liegen, zu suchen, wurde ein IRF-3 responsives Promotor-Reportergen-Plasmid, aus dem IFNb Promotor stammend, konstruiert. Die kleine Rho-GTPase Rac1 wurde als erster nicht an RNA bindender, zellulärer Mediator identifiziert, der in die Influenza Virus-induzierte IRF-3 abhängige Genexpression involviert ist. Die Inaktivierung der Rho-GTPasen durch das spezifische Inhibitor Toxin B oder dominant negatives Rac1 resultierten in der Inhibierung der Virus- und dsRNA-induzierten IRF-3 Phosphorylierung und DNA Bindung, sowie der IRF-3 abhängigen Promotoraktivität, beispielsweise des IFNb Promotors. Damit konnten zwei wichtige Komponenten der Virus-induzierten Immunantwort identifiziert und charakterisiert werden.
N2  - Infection of cells with Influenza A virus induces the expression of a variety of genes, including the type I interferons which are a first line of defense against viral infections. IFNb, the most important cytokine, is controlled by a higher order complex, the enhanceosom, which contains binding sites for the transcription factors AP-1, NF-kB and IRF-3. We could show that the Influenza Virus induced AP-1 dependent gene expression occurs via the JNK/SAPK pathway (Ehrhardt, 1999; Ludwig et al., 2001). Among the AP-1 factors which were identified to bind their cognate DNA element during viral infection are those, that are regulated via phosphorylation by JNKs, such as ATF-2. Accordingly, the induction of AP-1 dependent gene expression correlates with a strong activation of JNK and its upstream activators MKK4 and 7 in permissive cells. Virus yields from transfected and infected cells in which JNK signaling was inhibited by different approaches were higher compared to the levels from control cells. Therefore we conclude that virus-induced activation of JNK and AP-1 is not exploited by the virus to support its replication but rather is required for the innate antiviral immune response. Data obtained with a virus-free plasmid-based vRNA replication system indicated that JNK activation is a cause of viral RNA accumulation during infection. This was supported by the observation, that infection of cells with a virus lacking viral NS1 protein, which is known to bind and to sequester RNA from cellular signaling intermediates, caused a strongly enhanced JNK activity compared to control infections. Furthermore, the NS1 protein was identified as the first viral protein that antagonizes virus- and dsRNA-induced activation of the stress response signaling pathway mediated through Jun N-terminal kinase. IRF-3 is specificially activated in response to viral infection and is therefore the most potent candidate to regulate the fast and strong antiviral gene expression. After an Influenza virus infection IRF-3 becomes phosphorylated and migrates to the nucleus where it binds to antiviral gene promoters. However, the IRF-3 kinase and the cellular signaling pathways leading to IRF-3 phosphorylation are unknown. To investigate signaling mediators upstream of IRF-3, we have constructed an IRF-3 responsive promoter-reporter gene plasmid derived from the IFNb promoter. The small Rho-GTPase Rac1 was identified as the first non-RNA binding cellular mediator involved in the Influenza virus-induced IRF-3 dependent gene expression. Inactivation of these Rho GTPases by the specific inhibitor toxin B or dominant negative Rac1 resulted in the inhibition of virus- and dsRNA-induced IRF-3 phosphorylation and DNA binding as well as of IRF-3 dependent promoter activity, e.g. of the IFNb promoter. Thus two important components of virus-mediated immune response were identified and characterised.
KW  - Influenza-A-Virus
KW  - Interferon <beta->
KW  - Genexpression
KW  - Influenza A Virus
KW  - JNK/SAPK
KW  - IRF3
KW  - Rac1
KW  - dsRNA
KW  - Influenza A virus
KW  - JNK/SAPK
KW  - IRF3
KW  - Rac1
KW  - dsRNA
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-3870
ER  - 
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  - Wurzer, Walter
T1  - Die Rolle des Transkriptionsfaktors NF-KappaB in Influenza-A-Virus infizierten Zellen
T1  - The role of the transcriptionfactor NF-kB in influenza-A-virus infected cells
N2  - Die Aktivierung von Transkriptionsfaktors NF-kB ist ein Charakteristikum viraler Infektionen, einschließlich der Infektion durch Influenza-A-Viren (Hiscott J. et al., 2001). Da die Expression vieler proinflammatorischer und antiviraler Zytokine, wie IFNb oder TNF-a durch NF-kB kontrolliert wird, hat sich ein Konzept entwickelt, welches besagt, dass NF-kB und sein übergeordneter Aktivator IKK wichtige Bestandteile der angeborenen, antiviralen Immunität im Kontext einer Infektion mit RNA-Viren sind (Chu WM. Et al., 1999). Im Gegensatz zu dieser weithin akzeptierten Ansicht, wurde in der hier vorliegenden Arbeit gezeigt, dass die Aktivierung von NF-kB für eine effiziente Influenzareplikation von großer Wichtigkeit ist. Auf einer molekularen Ebene wurde dies durch die NF-kB-abhängige virale Aktivierung des proapoptotischen Faktors TRAIL gezeigt, welcher die Virusvermehrung sowohl auto- als auch parakrin erhöht. Somit kann man sagen, dass NF-kB im Kontext einer Influenza-A-Virusinfektion sowohl proapoptotisch als auch proviral wirkt. Die Induktion der Apoptose ist ein weiteres, charakteristisches Merkmal, das man im Zusammenhang mit Virusinfektionen beobachten kann. Da die Rolle der Apoptose während einer Influenza-A-Virusinfektion noch unklar war, wurde diese Frage adressiert. Dabei wurde versucht mit einem wichtigen, virus-induzierten Apoptose-Effektor, nämlich Kaspase-3 zu interferieren. Überraschenderweise wurde die Influenzavermehrung in Anwesenheit eines Kaspase-3-Inhibitors stark negativ beeinflusst. Im Einklang mit diesem Befund konnte gezeigt werden, dass die Virustiter in Zellen, in denen XIAP überexprimiert wurde, rückläufig waren. Gegengleich führte Überexpression von Prokaspase-3 zu einem Titeranstieg. Mechanistisch scheint der Blockade der Virusvermehrung eine Retention der viralen RNP-Komplexe im Zellkern zu Grunde zu liegen, die die Bildung von reifen Viruspartikel verhindert. Die Erklärung dürfte in der Aktivität von Kaspase-3 zu finden sein, die an dem Abbau von Kernporenkomplexproteinen in apoptotischen Zellen beteiligt ist und was in Folge die freie Diffusion viraler RNPs ermöglichen dürfte. Abschließend entwickelte sich aufgrund der vorliegenden Arbeit eine neue Hypothese über die Rolle des IKK-NF-kB-Signalweges, seinen Einfluss auf die Apoptoseregulation in Influenza-infizierten Zellen und der Auswirkung auf das Virus.
N2  - Activation of the transcription factor NF-kB is a hallmark of infections by viral pathogens including influenza-A-viruses (Hiscott J. et al., 2001). Since gene expression of many proinflammatory and antiviral cytokines, such as IFNb of TNF-a is controlled by NF-kB the concept emerged that NF-kB and its upstream regulator IKK are essential components of the innate antiviral immune response to infections with RNA viruses (Chu WM. et al., 1999). In contrast to this common view this work presents data that for efficient influenza virus production NF-kB activity is required. On a molecular level this is due to NF-kB-dependent viral induction of the proapoptotic factor TRAIL which enhances virus propagation in an auto- and parakrine fashion. Thus, NF-kB acts both proapoptotic and proviral in the context of an influenza virus infection. Induction of apoptosis is a hallmark observed upon infection with many viral pathogens, including influenza-A-virus. Since the consequences of apoptosis induction for the outcome of an influenza virus infection are not clear, we have addressed this issue by interfering with the function of a major virus-induced apoptosis effector, caspase-3. Surprisingly, influenza virus propagation was strongly impaired in the presence of a caspase-3 inhibitor in cultures cells. Consistent with these findings, virus yields are reduced in cells expressing XIAP and enhanced when procaspase-3 is overexpressed. Mechanistically, the block in virus propagation appears to be due to retention of the viral RNP complexes in the nucleus preventing formation of progeny virus particles. An explanation might given by an effect of caspase-3, which is involved in cleavage of protein of the nuclear pore complex in cells undergoing apoptosis, which results in fusion of the pores and might thus allow free diffusion of viral RNA complexes. Finally, this work presented here led to a new hypothesis concerning the role of the IKK-NF-kB-pathway, its influence on the regulation of apoptosis in influenza infected cells and the outcome for the virus.
KW  - Nuklearfaktor Kappa B
KW  - Influenza-A-Virus
KW  - Virusinfektion
KW  - NF-kB
KW  - Influenza A Virus
KW  - Apoptose
KW  - TRAIL
KW  - Export
KW  - NF-kB
KW  - influenza A virus
KW  - apoptosis
KW  - TRAIL
KW  - export
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5901
ER  - 
TY  - THES
A1  - Voss, Jan
T1  - Substratspezifität und Signaltransduktion zellulärer und onkogener Abl-Tyrosinkinasen
T1  - Substrate specificities and signalling pathways of physiological and oncogenic Abl tyrosin kinases
N2  - Deregulierte Überaktivierung von Tyrosinkinasen der Abl-Familie spielen eine wesentliche Rolle in verschiedenen Leukämieformen beim Menschen. Neben der schon seit vielen Jahren für die CML als ursächlich anerkannten Fusionskinase p210Bcr-Abl sind weitere Fusionskinasen unter Beteiligung der Abl-Kinase in Formen der sowohl CML als auch der ALL und CMML beschrieben worden. Diese seltener auftretenden Abl-Fusionskinasen umfassen sowohl Bcr-Abl Proteine anderer Größe (p165Bcr-Abl, p190Bcr-Abl und p230Bcr-Abl) als auch die Tel-Abl Fusionskinasen, die anstelle von Teilen des Bcr-Proteins Teile des Tel-Proteins beinhalten. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Kinasespezifität der onkongenen Fusionstyrosinkinasen Bcr-Abl und Tel-Abl mit der der physiologischen Kinasen c-Abl und Arg verglichen. Mittels kurzer Peptide, deren Aminosäuresequenzen Phosphorylierungsepitopen in Substratproteinen der Kinasen der Abl-Famile entsprechen, konnte eine verminderte katalytische Spezifität der onkogenen Kinasen Bcr-Abl und Tel-Abl gezeigt werden. Der zweiten Teil der hier dargestellten Ergebnisse fokussiert auf Signaltransduktionsereignisse, die in Tel-Abl exprimierenden Zellen auftreten, und vergleicht diese mit der für Bcr-Abl bekannten Signaltransduktion. Ähnlich wie Bcr-Abl konnte auch Tel-Abl in Proteinkomplexen mit dem Adapterprotein CRKL, ein Protein, das in Bcr-Abl-transformierten Zellen konstitutiv Tyrosin-phosphoryliert ist, nachgewiesen werden. Des weiteren wurde gezeigt, daß in den Tel-Abl exprimierenden Zellen die Adapterproteinen c-CrkII und CRKL phosphoryliert sind und mit vielen anderen tyrosinphosphorylierten Proteinen Komplexe bilden. Schließlich wurden einige Signaltransduktionsschritte beschrieben, die sowohl in Zellen, die Tel-Abl exprimieren, als auch in Zellen mit Bcr-Abl-Expression aktiviert sind. Mittels eines Ras×GPT-spezifischen Präzipitationsassys konnte eine konstitutive Anhebung des GTP-belandenen Anteils des GTPase Ras in den Zellen mit Expression der leukämischen Abl-Formen gezeigt werden. Sowohl die mitogene Kinase MAPK/Erk als auch die Kinase Akt/PKB, welche die Apotptose blockiert, werden ebenfalls durch Tel-Abl aktiviert. Die Ergebnisse der hier dargestellten Arbeit zeigen, daß die leukämischen Abl-Fusionsproteine eine katalytische Spezifität aufweisen, die sich von der der physiologischen Abl-Kinasen unterscheidet und daß Tel-Abl zumindest einige der Signaltransduktionswege zu aktivieren vermag, welche auch durch das onkogene Protein Bcr-Abl aktiviert werden.
N2  - Inappropriate activation of Abl family kinases plays a crucial role in different human leukaemias. In addition to the well known oncoproteins p190Bcr-Abl and p210Bcr-Abl, Tel-Abl, a novel fusion protein resulting from a different chromosomal translocation, has recently been described. In this study, the kinase specificities of the Bcr-Abl and Tel-Abl proteins were compared to the physiological Abl family kinases c-Abl and Arg (abl related gene). Using short peptides which correspond to the target epitopes in known substrate proteins of Abl family kinases, we found a higher catalytic promiscuity of Bcr-Abl and Tel-Abl. Similar to Bcr-Abl, Tel-Abl was found in complexes with the adapter protein CRKL. In addition, c-Crk II and CRKL are tyrosine phosphorylated and complexed with numerous other tyrosine phosphorylated proteins in Tel-Abl expressing cells. GTPase analysis with a Ras-GTP-specific precipitation assay showed constitutive elevation of GTP-loaded Ras in cells expressing the leukaemic Abl proteins. The mitogenic MAPK/Erk kinases as well as Akt/PKB, a kinase implicated to negatively regulate apoptosis, were also constitutively activated by both Bcr-Abl and Tel-Abl. The results indicate that the leukaemic Abl-fusion proteins have catalytic specificities different from the normal kinases c-Abl and Arg and that Tel-Abl is capable to activate at least some pathways which are also upregulated by Bcr-Abl.
KW  - Bcr-Abl
KW  - Tel-Abl
KW  - Substratspezifität
KW  - Signaltransduktion
KW  - Bcr-Abl
KW  - Tel-Abl
KW  - substrate specificity
KW  - signal transduction
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-12819
ER  - 
TY  - THES
A1  - Laumen, Helmut
T1  - Funktion von BOB.1/OBF.1 für oktamerabhängige und Immunglobulin-Transkription in B-Zellen und Hodgkin-Reed-Sternberg-Zellen und Identifizierung von BOB.1/OBF.1-regulierten Genen
N2  - BOB.1/OBF.1 ist ein Lymhozyten-spezifischer transkriptioneller Koaktivator. Er bindet an die Oct1 und Oct2 Transkriptionsfaktoren und verstärkt deren transkriptionelles Potential. Die Untersuchung BOB.1/OBF.1- defizienter Mäuse ergab, dass BOB.1/OBF.1 eine entscheidende Funktion hat in verschiedenen BZellentwicklungsstadien. Überraschenderweise zeigte die Analyse BOB.1/OBF.1-defizienter Mäuse eine weitgehend normale Expression von Genen, welche ein Oktamer-Motiv in ihren regulatorischen Regionen enthalten wie z. B. die Immunglobulingene. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Rolle von BOB.1/OBF.1 für oktamerabhängige Transkription in einer aus BOB.1/OBF.1-defizienten Mäusen etablierten B-Zelllinie untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Promotoren, die von einem funktionellen Oktamer-Motiv abhängen, gänzlich inaktiv sind in BOB.1/OBF.1-defizienten B-Zellen. Mittels eines in diesen Zellen stabil exprimierten, regulierbaren BOB.1/OBF.1-Fusionsproteins konnte gezeigt werden, dass dieser transkriptionelle Defekt eine direkte Folge des Fehlens des Koaktivators BOB.1/OBF.1 ist. Dies gilt für einen synthetischen Oktamer- Promotor-regulierten Reporter ebenso wie für einen Immunglobulin-k-Promoter-regulierten Reporter. Diese Ergebnisse zeigten, dass BOB.1/OBF.1 selbst ein nicht-redundantes Protein in B-Zellen ist und absolut notwendig ist für oktamerabhängige transkriptionelle Aktivität. Zahlreiche in B-Zellen exprimierte Gene enthalten ein Oktamer-Motiv in ihrer regulatorischen Region, jedoch wurden erst wenige beschrieben, deren Expression von BOB.1/OBF.1 reguliert wird. Um die molekulare Basis der Funktion von BOB.1/OBF.1 für die B-Zellentwicklung zu verstehen, wurde im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit mit verschiedenen Methoden nach BOB.1/OBF.1-regulierten Zielgenen gesucht. Mit der cDNA-RDA-Methode konnte MLC1A als ein in präB-Zellen durch BOB.1/OBF.1 indirekt reguliertes Gen identifiziert werden. Affymetrix-Genchip-Experimente identifizierten sowohl durch BOB.1/OBF.1 heraufregulierte Gene, wie Ahd2like, Rbp1, Creg als auch herabregulierte Gene, wie Id3. Eine Klassifizierung der potentiellen Zielgene nach ihrer Funktion legt eine Funktion von BOB.1/OBF.1 nahe für verschieden Aspekte der B-Zellphysiologie wie Zellmetabolismus, Zelladhäsion und Zelldifferenzierung. BOB.1/OBF.1 hat also sehr wahrscheinlich eine sehr weitgefächerte Funktion in verschiedenen regulatorischen Mechanismen von B-Zellentwicklung und -funktion. Das Fehlen von Immunglobulin-Expression in Hodgkin-Reed-Sternberg-Zellen (HRS-Zellen) des klassischen Hodgkin-Lymphoms wurde ursprünglich erklärt durch inaktivierende Mutationen im Promotor oder in kodierenden Sequenzen des Gens. Im dritten Teil dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass in HRS-Zellen weder BOB.1/OBF.1 noch Oct2 exprimierte werden. Durch Transfektion von Reportern, die durch Oktamer- Motive oder durch einen Immunglobulin-Promotor reguliert werden, in HRS-Zelllinien konnte gezeigt werden, dass das Fehlen dieser Proteine sehr wahrscheinlich maßgeblich am Defekt der Immunglobulin-Transkription in HRS-Zellen beteiligt ist.
N2  - BOB.1/OBF.1 is a lymphocyte-restricted transcriptional coactivator. It binds to the Oct1 and Oct2 transcription factors and increases their transactivation potential. Targeted gene disruption experiments revealed that BOB.1/OBF.1 is critical at different stages of B cell development. Surprisingly, animals deficient for BOB.1/OBF.1 showed virtually normal expression of genes that contain octamer motifs in their regulatory regions, like immunoglobulin genes. In the first part of this work the role of BOB.1/OBF.1 for octamerdependent transcription in a B cell line established from BOB.1/OBF.1-deficient mice was addressed. We show that promoters exclusively dependent on functional octamer motifs are completely inactive in BOB.1/OBF.1- deficient B cells. To demonstrate directly that the lack of activity is a consequence of lack of the coactivator, we constructed a hormone regulated conditional allele of BOB.1/OBF.1, which was introduced into the BOB.1/OBF.1-deficient B cells. This resulted in the hormone-dependent transcriptional activity of octamerdependent reporters in these cells. The BOB.1/OBF.1 requirement for octamer promoter function was also observed when an authentic immunoglobulin k-promoter was assayed. Thus, these results demonstrate that BOB.1/OBF.1 itself is a non-redundant protein in B cells and absolutely required for octamer-dependent transcriptional activity. A large number of genes expressed in B cells contain octamer motifs in their regulatory regions. However, only few genes have been described so far whose expression is dependent on BOB.1/OBF.1. To understand the molecular basis of BOB.1/OBF.1 function in B cell development we searched for BOB.1/OBF.1 target genes by different screening methods, in the second part of this work. Using the cDNA-RDA method MLC1A could be identified as a gene indirectly regulated by BOB.1/OBF.1 in preB cells. Genechip experiments identified genes induced by BOB.1/OBF.1, like Ahd2like, Rbp1, Creg, and genes repressed by BOB.1/OBF.1, like Id3. Classification of BOB.1/OBF.1 target genes by function suggests that they affect various aspects of B cell physiology such as cellular metabolism, cell adhesion and differentiation. Our observations suggest that by regulating genes in different functional pathways, BOB.1/OBF.1 has a widespread effect on B cell development and function. The absence of immunoglobulin expression in Hodgkin-Reed-Sternberg (HRS) cells of classical Hodgkin lymphoma was initially suggested to be caused by inactivating mutations in the immunoglobulin promoter or coding region. In the third part of this work it was shown, that HRS cells express no BOB.1/OBF.1 and Oct2. By transfection experiments in HRS cell lines, using octamer-motif dependent and immunoglobulin regulated reporters, it was shown that the lack of this proteins is likely to be critically involved in the observed defect of immunoglobulin transcription in HRS cells.
KW  - B-Lymphozyt
KW  - Transkriptionsfaktor
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-12500
ER  - 
TY  - THES
A1  - Petrovic, Suzana
T1  - In vivo analysis of homing pattern and differentiation potential of cells deriving from embryonic and adult haematopoietic regions
T1  - In-vivo-Analyse der Besiedelung und der Differenzirung von Zellen die aus embrionalen und hämatopoetischen Regionen stammen
N2  - The experimental work of this thesis addresses the questions of whether established cell lines injected into murine blastocysts find their way back home and seed preferentially at the site of their origin. Furthermore, can they change their fate and differentiate to unrelated cell types when exposed to the embryonic environment. This survey was based on the fact that different cell lines have different potentials in developing embryos, dependent on their cellular identity. The cell lines used in this survey were AGM region-deriving DAS 104-4, DAS 104-8 cells, yolk sac-deriving YSE cells and bone marrow-deriving FDCP mix cells. These cells were injected into mouse blastocysts. Donor cells were traced in developing embryos via specific markers. Analysis of the embryos revealed that DAS cells are promiscuous in their seeding pattern, since they were found in all analysed tissues with similar frequencies. YSE cells showed preferences in seeding yolk sac and liver. YSE donor cells in chimaeric tissues were not able to change their immuno-phenotype, indicating that they did not change their destiny. Analysis of adult mice did not reveal any of YSE-derived cells donor contribution. In contrast, FDCP mix cells mostly engrafted haematopoietic tissues, although the embryos analysed by in situ hybridization had donor signals frequently in cartilage primordia, heads, and livers. Analysis of whether FDCPmix-derived cells found in foetal livers were of haematopoietic or hepatocytes nature showed that progeny of injected FDCP mix cells do not differentiate into cells that express a hepatocyte-specific marker. Further analysis showed that FDCPmix-derived donor cells found in brain express neural or haematopoietic markers. In order to reveal if they transdifferentiate to neurons or fuse with neurons/glial cells, nuclear diameters of donor and recipient cells were determined. Comparison of the nuclear diameters of recipient and donor cells revealed no differences. Therefore this suggests that progeny of FDCP mix in brain are not fusion products. Analysis of adult mice tissues revealed that presence of FDCP mix-derived cells was the highest in brains. These results confirmed the assumption that the developmental potential of the analysed cells cannot be easily modified, even when exposed to early embryonic environment. Therefore one can conclude that the analysed cell types had different homing patterns depending on their origins.
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurde als zentrale Frage untersucht, wie Zellen verschiedener etablierter Zelllinien nach Injektion in murine Blastozysten an der Entwicklung der resultierenden chimären Tiere beitragen. Insbesondere wurde untersucht, ob injizierte Zellen bevorzugt oder ausschließlich Gewebe ihres Ursprungs besiedeln (“Homing“), oder ob Donorzellen auch heterologe Gewebe infiltrieren und gegebenenfalls gar unter dem Einfluß der frühembryonalen Blastozysten-Umgebung ihr Zellschicksal ändern und in andere Zelltypen transdifferenzieren können. Diese Studie basiert auf früheren Arbeiten, in denen gezeigt wurde, daß unterschiedliche Zelllinien - in Abhängigkeit ihrer Identität - verschiedene Entwicklungspotentiale im frühen Embryonalstadium haben. Folgende Zelllinien wurden in der vorliegenden Arbeit untersucht: DAS 104-4 und DAS 104-8 (beide aus der sogenannten AGM Region isoliert), YSE (aus dem Dottersack) und FDCP mix (aus Knochenmark abstammend). Zellen dieser Zelllinien wurden in Maus Blastozysten injiziert und der Chimärismus in sich entwickelnden Embryonen oder adulten Tieren mit Hilfe von Donorzell-spezifischen Markern analysiert. Die Analyse chimärer Embryonen ergab, daß DAS Zellen diese promiskuitiv besiedeln: DAS Zellen wurden in allen untersuchten Geweben mit ähnlichen Häufigkeiten gefunden. YSE Zellen hingegen wurden bevorzugt in der fötalen Leber und im Dottersack nachgewiesen. YSE Donorzellen in chimären Geweben zeigten keine Änderungen in ihrem Immunphänotyp und damit keine Hinweise auf eine mögliche Transdifferenzierung. In adulten Mäusen konnten keine YSE-abstammende Zellen mehr identifiziert werden. FDCP mix Zellen besiedelten vor allem hämatopoetische Gewebe. In Embryonen wurden allerdings auch häufig Donorzell-spezifische in situ Hybridisierungssignale in Knorpelvorläufergewebe, der Leber und in der Kopfregion erhalten. Die FDCP mix Marker positiven Zellen der fötalen Leber wurden negativ auf die Expression von Hepatozyten-Markern getestet. Dies spricht auch in diesem Fall gegen einen Wechsel der Donorzellidentität und Transdifferenzierung. Im Gegensatz dazu wurden im Gehirn FDCP mix abstammende Spenderzellen identifiziert, die entweder neurale oder hämatopoetische Marker tragen. Die Zellkerndurchmesser wurden für die Donor-abstammenden Zellen und für die endogenen Gehirnzellen bestimmt und wiesen keinen signifikanten Unterschied auf. Dieser Befund läßt vermuten, daß FDCP mix abstammende Zellen mit Expression von neuralen Markern nicht das Produkt von Zellfusion von Donorzellen mit Neuronen oder Gliazellen sind. In der Analyse von adulten Mäusen wurden FDCP mix abstammende Zellen am häufigsten im Gehirn identifiziert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen für die analysierten Zelllinien, daß sich deren Entwicklungspotential auch bei Exposition in frühembryonalem Milieu nicht leicht modifizieren läßt. Es wurde weiterhin gezeigt, daß die analysierten Zelltypen in Bezug auf ihren Ursprung ein sehr unterschiedliches “Homing“-Verhalten aufweisen.
KW  - Zelllinie
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - Maus
KW  - Embryonalentwicklung
KW  - Blastozysten
KW  - DAS104-4
KW  - DAS104-8
KW  - YSE
KW  - FDCPmix
KW  - Blastocysts
KW  - DAS104-4
KW  - DAS104-8
KW  - YSE
KW  - FDCPmix
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-9323
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schmittwolf, Carolin
T1  - Analyse des Differenzierungspotentials muriner hämatopoetischer und neuraler Stammzellen nach Modifikation ihrer Genexpression
T1  - Analysis of murine hematopoietic and neural stem cells´ potential of differentiation after modification of their gene expression
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurde das Differenzierungspotential muriner hämatopoetischer und neuraler Stammzellen nach Modifikation ihrer Genexpression untersucht. Zur Veränderung der Genexpression wurden für die beiden adulten Stammzelltypen zwei unterschiedliche experimentelle Ansätze gewählt: In hämatopoetischen Stammzellen wurden molekulare Regulatoren der Hämatopoese durch retroviral vermittelten Gentransfer überexprimiert und anschließend ihr in vitro Verhalten und in vivo in Maustransplantationsmodellen ihre Rekonstitutionsfähigkeit untersucht. Neurale Stammzellen wurden gleichzeitig mit den Chromatin-modifizierenden Substanzen Trichostatin A (TSA) und 5-Aza-2´-desoxycytidin (AzadC) behandelt, im Anschluß ihre Sensitivität gegenüber der Behandlung in vitro bestimmt und ihr hämatopoetisches Entwicklungspotential in vivo analysiert. In hämatopoetischen Stammzellen wurde der Transkriptionsfaktor HOXB4, die hämatopoetische Vorläuferkinase 1 (HPK1) oder eine Kinase-inaktive Mutante der HPK1 (HPK1M46) durch retrovirale Transduktion überexprimiert. Der Transfer wildtypischer HPK1 oder HPK1M46 Gene in Knochenmarkzellen hatte in vitro keinen meßbaren Einfluß auf die Proliferation und Anzahl primitiver Vorläuferzellen, was auch nach Expression verschiedener Proteinmengen beobachtet wurde. Das Repopulationsverhalten hämatopoetischer Stammzellen, die mit wildtypischer HPK1 transduziert wurden, war vergleichbar mit dem kontrolltransduzierter Stammzellen. Nach HPK1M46 Transduktion zeigten hämatopoetische Stammzellen in vivo ein reduziertes Langzeitrepopulationsverhalten und Knochenmarkzellen ex vivo ein eingeschränktes Koloniebildungspotential. Sowohl mit wildtypischer HPK1 als auch mit HPK1M46 transduzierte hämatopoetische Stammzellen wiesen ein normales Multilinienbesiedlungspotential auf. Nach Transduktion von Knochenmarkzellen mit HOXB4, einem wichtigen Regulator der Selbsterneuerung hämatopoetischer Stammzellen, konnten diese in vitro expandiert werden, ohne daß sie, wie dies bei kontrolltransduzierten Knochenmarkzellen auftrat, phänotypisch Differenzierungsmarker ausbildeten. Nach HOXB4 Transduktion akkumulierte eine homogene, Mac-1niedrig exprimierende Zellpopulation im Gegensatz zu einer Mac-1hoch, Gr-1 sowie c-kit positiven Population, die sich in den Kontrollkulturen entwickelte. Auf mRNS Ebene wurden nur in den Kontrollkulturen Transkripte hochreguliert, die für differenzierende Zellen spezifisch sind, wie z. B. Zyklin D1 während myeloider Differenzierung. Die Überexpression von HOXB4 ermöglichte eine konstante Proliferationsrate und hatte auf das Verhältnis von asymmetrischen zu symmetrischen Zellteilungen jedoch keinen Einfluß. Entsprechend blieb das Expressionsmuster an Zyklinen, Zyklin-abhängigen Kinasen und Mitgliedern des Transkriptionsaktivators AP-1 in HOXB4 transduzierten Knochenmarkzellen über den beobachteten Zeitraum konstant. Durch die Überexpression von HOXB4 kann somit in kultivierten Knochenmarkzellen in vitro eine stabile Proliferationsrate induziert und parallel eine fortschreitende Differenzierung der Knochenmarkkultur aufgehalten oder zumindest verzögert werden. Sowohl wildtypische als auch bcl-2 transgene neurale Stammzellen, die mit den Epigenotyp-verändernden Substanzen TSA und AzadC behandelt wurden, zeigten nach Transplantation in bestrahlte adulte Rezipienten hämatopoetisches Entwicklungspotential, das unbehandelte neurale Stammzellen nicht aufwiesen. Die Frequenz chimärer Tiere konnte durch Verwendung bcl-2 transgener neuraler Stammzellen erhöht werden und bereits in vitro wiesen wildtypische und bcl-2 transgene neurale Stammzellen unterschiedliche Sensitivität gegenüber der TSA/AzadC Behandlung auf. Diese von behandelten neuralen Stammzellen vermittelte Rekonstitution des hämatopoetischen Systems war langanhaltend und fand sowohl in der myeloiden als auch in der lymphoiden Linie statt. Eine erfolgreiche hämatopoetische Besiedlung war auch nach Transplantation klonaler neuraler Stammzellen zu beobachten, so daß eine Verunreinigung mit hämatopoetischen Zellen als Ursache der Rekonstitution ausgeschlossen werden konnte. Die beobachtete Generierung der morphologisch und phänotypisch intakten hämatopoetischen Zellen aus neuralen Zellen war nicht das Ergebnis einer Zellfusion von Rezipientenzellen mit injizierten Donorzellen. Denn die hämatopoetischen Donorzellen trugen einen normalen 2n Karyotyp und wiesen keine Heterokaryons auf, die für Fusionen charakteristisch wären. Somit ist es möglich, durch die Veränderung des Epigenotyps neuraler Stammzellen gefolgt von einer Transplantation in eine hämatopoetische Mikroumgebung eine Transdifferenzierung neuraler in hämatopoetische Zellen zu induzieren.
N2  - This PhD thesis addressed the capacity of murine hematopoietic and neural stem cells to differentiate after modifying their gene expression pattern. Two different experimental approaches were chosen and applied to both systems of adult stem cells: By retroviral mediated gene transfer molecular regulators of hematopoiesis were overexpressed in hematopoietic stem cells and the behaviour of the genetically modified hematopoietic stem cells was analyzed in vitro and using mouse transplantatioin models their reconstitution capacity in vivo was tested. Neural stem cells were simultaneously treated with the two chromatin-modifying substances trichostatin A (TSA) and 5-aza-2´-deoxycytidine (AzadC), in vitro their TSA/AzadC sensitivity and in vivo their hematopoietic differentiation potential was studied. The transcriptionfactor HOXB4, the hematopoietic progenitor kinase 1 (HPK1) or a kinase-dead mutant of HPK1 (HPK1M46) were overexpressed in hematopoietic stem cells by retroviral transduction. Retrovirally transferred wildtype HPK1 or HPK1M46 in bone marrow cells showed no detectable influence on proliferation or numbers of primitive progenitors in vitro even when varying protein amounts were expressed. The repopulation capacity of hematopoietic stem cells transduced with wildtype HPK1 was comparable to control transduced stem cells. However, HPK1M46 transduced hematopoietic stem cells showed in vivo a reduced long-term repopulation activity and bone marrow cells displayed a limited colony forming potential in vitro. Wildtype HPK1 as well as HPK1M46 transduced hematopoietic stem cells possessed a normal multi-lineage repopulation potential. Although differentiation was observable in control transduced bone marrow cells transduction of bone marrow cells with HOXB4, an important regulator of self-renewal of hematopoietic stem cells, permitted in vitro expansion of bone marrow cells without expression of phenotypical differentiation markers. After HOXB4 transduction a homogenous Mac-1low expressing cell population accumulated in contrast to a Mac-1high, Gr-1 and c-kit positive population developing in control cultures. At mRNA level transcripts specific for differentiating cells like cyclin D1 during myeloid differentiation were upregulated only in control cells. Overexpression of HOXB4 enabled a constant cell proliferation rate but showed no influence on the ratio of symmetric to asymmetric cell divisions. Likewise the expression pattern of cyclins, cyclin-dependent kinases and members of the AP-1 transcription activator complex remained constant in HOXB4-transduced bone marrow cells over time. Thus by overexpressing HOXB4, a sustained and stable proliferation rate can be induced in cultured bone marrow cells in vitro and ongoing differentiation of the bone marrow culture can be blocked or at least delayed. After treatment with the epigenotype-modifying substances TSA and AzadC wildtype as well as bcl-2 transgenic neural stem cells revealed hematopoietic differentiation potential after transplantation into irradiated adult recipients which was not shown by untreated neural stem cells. The frequency of chimeric mice could be enhanced by using bcl-2 transgenic neural stem cells and already in vitro wildtype and bcl-2 transgenic neural stem cells revealed different TSA/AzadC sensitivity. This reconstitution of the hematopoietic system by treated neural stem cells was long lasting and occurred in the lymphoid as well as in the myeloid lineage. Successful hematopoietic reconstitution was also observable after transplanting clonal neural stem cells thereby excluding residual hematopoietic cells in the neural stem cell preparation to account for the reconstitution of the hematopoietic system. The generation of morphological and phenotypical intact hematopoietic cells from neural cells was not the consequence of cell fusion of recipient cells with injected donor cells because of the normal 2n genotype and the absence of heterokaryons which are known to be characteristic for fusion events. In view of that it is possible by modifying the epigenotype of neural stem cells followed by transplantation into a hematopoietic microenvironment to induce transdifferentiation of neural cells into hematopoietic cells.
KW  - Maus
KW  - Stammzelle
KW  - Genexpression
KW  - Modifizierung
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - hämatopoetische Stammzelle
KW  - neurale Stammzelle
KW  - HOXB4
KW  - HPK1
KW  - epigenetische Modifikation
KW  - hematopoietic stem cell
KW  - neural stem cell
KW  - HOXB4
KW  - HPK1
KW  - epigenetic modification
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8812
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schmidt, Enrico
T1  - Ein neuer und ungewöhnlicher Signalweg erlaubt physiologischen Konzentrationen von Erythropoetin mitogene Kinasen in primären erythroiden Vorläuferzellen zu aktivieren
T1  - A novel and unusual pathway allows physiological concentrations of erythropoietin to activate mitogenic kinases in primary erythroid progenitor cells
N2  - Die Stimulation primärer erythroider Vorläuferzellen (PEPs) mit Erythropoetin (Epo) führt zur Aktivierung der mitogenen Kinasen („extracellular signal-regulated kinases“ (Erks) und „mitogen-activated protein kinase/Erk-activating kinases“ (MEKs)). Der Mechanismus der Aktivierung war bisher unklar. Mehrere wissenschaftliche Gruppen haben zudem unerwartet herausgefunden, dass eine Verkürzung und Mutation des zytoplasmatischen Endes des Epo-Rezeptors (EpoR), welche zum Verlust der Bindungsmöglichkeiten für verschiedene Signalproteine führt, anscheinend nur einen geringen Effekt auf das EpoR-Signalsystem hat. Diese Ergebnisse werden durch Viabilität und normaler Erythrozytenzahl von mutierten Mäusen unterstützt. Ein neuer Signalweg, der in biochemischen Studien mit aus menschlichem Nabelschnurblut gewonnenen PEPs gefunden wurde, könnte diese überraschenden Ergebnisse erklären. Wir zeigen zum ersten mal, dass Ras und das Klasse 1b Enzym der Familie der Phosphatidylinositol-3-Kinasen (PI3K), PI3Kg, nach Stimulation mit einer physiologischen Konzentration von Epo aktiviert werden. Überraschenderweise kann in PEPs die Epo-induzierte Ras-, MEK- und Erk-Aktivierung durch drei strukturell unterschiedliche PI3K-Inhibitoren blockiert werden. Überdies ist die Erk-Aktivierung in PEPs unempfindlich gegenüber Inhibierung der Raf-Kinasen, wird aber durch Proteinkinase C (PKC)-Inhibitoren unterdrückt. Im Gegensatz dazu ist die durch Stammzellfaktor („stem cell factor“ (SCF)) induzierte Erk-Aktivierung empfindlich gegenüber Raf-Inhibierung, jedoch unempfindlich gegenüber PI3K- und PKC-Inhibitoren. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Aktivierung von MEKs und Erks in PEPs durch geringe Konzentrationen an Epo nicht durch die klassische Signalkaskade „Src homology 2 domain-containing transforming protein C“ (Shc), „growth factor receptor bound protein 2“ (Grb2), „son of sevenless“ (Sos), Ras, Raf, MEK und Erk erfolgt, sondern durch einen PI3K-abhängigen und Raf-unabhängigen Signalweg, welcher PKC-Aktivität benötigt, reguliert wird.
N2  - Stimulation of primary erythroid progenitors (PEPs) with erythropoietin (Epo) leads to the activation of the mitogenic kinases (extracellular signal-regulated kinases (Erks) and mitogen-activated protein kinase/Erk-activating kinases (MEKs)). So far, it has been unclear how this is mechanistically accomplished. Moreover, several research groups unexpectedly found that truncation and mutation of the cytoplasmic tail of the Epo receptor (EpoR), which prevents binding of numerous signal-transducing proteins, had apparently little effect on EpoR signalling. These results are supported by viability and normal erythrocyte counts of mutant mice. A novel pathway, now unraveled by biochemical studies in human cord blood-derived PEPs, might explain these puzzling findings. We show, for the first time, that Ras and the class Ib enzyme of the phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K) family, PI3Kg, are activated in response to physiological Epo concentrations. Surprisingly, Ras, MEK and Erk activation by Epo in PEPs can be blocked by three structurally different PI3K inhibitors. Furthermore, Erk activation in PEPs is insensitive to the inhibition of Raf kinase but suppressed upon protein kinase C (PKC) inhibition. In contrast, Erk activation induced by stem cell factor (SCF), which activates c-Kit in the same cells, is sensitive to Raf inhibitors and insensitive to PI3K and PKC inhibitors. These results indicate that the activation of MEKs and Erks by minimal concentrations of Epo in PEPs does not occur through the classical cascade Src homology 2 domain-containing transforming protein C (Shc), growth factor receptor bound protein 2 (Grb2), son of sevenless (Sos), Ras, Raf, MEK and Erk. Instead, MEKs and Erks are activated via PI3K, through a Raf-independent signalling pathway which requires PKC activity.
KW  - Erythropoietin
KW  - Signaltransduktion
KW  - Protoonkogen
KW  - Erythropoetin
KW  - Epo
KW  - erythroide Vorläufer
KW  - PI3-K
KW  - Erk
KW  - erythropoietin
KW  - Epo
KW  - erythroid progenitors
KW  - PI3-K
KW  - Erk
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-10429
ER  - 
TY  - THES
A1  - Jäckle, Kristoff
T1  - Genexpressionsanalyse der Transkriptionsfaktoren PU.1, Gabp-alpha und der Proteinkinase HPK 1 im murinen hämatopoetischen System
T1  - Genexpressionsanalysis of the transkriptionfactors PU.1, Gabp-alpha and the proteinkinase HPK 1 in the murine hematopoetic system
N2  - Die Identität von verschiedenen Stamm-und Vorläuferzellen wird durch zellspezifisches Genexpressionsmuster bestimmt128. Ähnlich einem Fingerabdruck ist eine Zelle durch ihr Expressionsprofil charakterisiert. In dieser Arbeit wurde die Expression der Transkritionsfaktoren PU.1 und Gabp-alpha und der Proteinkinase HPK 1 im murinen hämatopoetischen System mittels RT-PCR-Analysen betrachtet. Neben Gesamtknochenmark, hämatopoetischen Stamm-und Vorläuferzellen, ES-Zellen und NSZs wurden sowohl differenzierte Zellen des myeloischen Systems als auch des lymphatischen Systems analysiert. Die untersuchten Transkriptionsfaktoren PU.1 und Gabp-alpha konnten dabei ubiquitär in den untersuchten hämatopoetischen Zellpopulationen nachgewiesen werden. In NSCs konnte Gabp-alpha, jedoch nicht PU.1 nachgewiesen werden. HPK 1 wurde im Einklang mit früheren Ergebnissen in Gesamtknochenmark in T-und B-Zellen in hämatopoetischen Vorläuferzellen und zu geringem Umfang in embryonalen Stammzellen gefunden. Tiefere Einblicke in Veränderung des Expressionsprofils während der Differenzierung von unreifen Vorläuferzellen zu reifen Effektorzellen würden die Kenntnisse über die molekularen Mechanismen der Differenzierung erweitern. Diese Erkenntnisse sind die Voraussetzung um in den Differenzierungsvorgang regulativ einzugreifen.
N2  - Genexpressionsanalysis of the transkriptionfactors PU.1, Gabp-alpha and the proteinkinase HPK 1 in the murine hematopoetic system
KW  - Stammzellen Maus
KW  - stem cells
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-18742
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dürr, Michael
T1  - Analyse des in vivo Differenzierungspotentials humaner leukämischer Zellen sowie humaner und muriner neuraler Stammzellen
T1  - Analysis of the developmental potential of human leukemic cells as well as human and murine neural stem cells in vivo
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob die zelluläre Identität somatischer Stamm-/Vorläuferzelltypen durch Behandlung mit Chromatin-modifizierenden Substanzen und/oder durch Transplantation verändert werden kann. Dazu wurden humane leukämische KG-1 Zellen in murine Blastozysten injiziert. Murine und humane neurale Stammzellen (NSZ)wurden in vitro mit Trichostatin A (TSA) und 5’-Aza-2’-deoxycytidin (AzaC)inkubiert und anschließend in murine Blastozysten bzw. adulte NOD/SCID Mäuse transplantiert. In dem Versuchen konnte gezeigt werden, dass humane leukämische Zellen nach Injektion in murine Blastozysten in sich entwickelnden Embryonen und adulten Tiere präferentiell hämatopoetische Gewebe besiedeln. Daneben konnte gezeigt werden, dass myeloische Leukämiezellen in chimären murinen Embryonen ein Erythrozyten-spezifisches Genexpressionsmuster aktivieren. Die Inkubation humaner und muriner NSZ mit Histondeacetylase-Inhibitoren und AzaC führte zu einer reversiblen Hyperacetylierung von Histon H4 und zur Demethylierung genomischer DNA. Die Injektion behandelter muriner NSZ in murine Blastozysten führte im Vergleich zu unbehandelten NSZ zu einer stärkeren Besiedelung adulter Tiere durch Donorzellen. Darüber hinaus besiedelten Abkömmlinge injizierter behandelter NSZ häufiger hämatopoetische Gewebe in chimären Tieren und exprimierten Hämatopoese-spezifische Oberflächenproteine. Weitere Analysen ergaben, dass humane NSZ im Gegensatz zu humanen hämatopoetischen Stammzellen nicht dazu in der Lage sind, in immunsupprimierten NOD/SCID Mäusen ein humanes hämatopoetisches System zu etablieren. Auch nach Inkubation humaner NSZ mit Chromatin-modifizierenden Substanzen konnte keine humane Hämatopoese in transplantierten Mäusen festgestellt werden. Diese Ergebnisse zeigen, dass der Differenzierungsstatus und das Entwicklungspotential verschiedener Zelltypen durch geeignete Stimuli verändert werden kann. Durch Injektion in embryonale Mikroumgebung differenzieren humane leukämische Zellen und aktivieren ein Erythrozyten-spezifisches Genexpressionsmuster. Durch die Veränderung des Epigenotyps muriner NSZ gefolgt von einer Transplantation in murine Blastozysten konnte eine Transdifferenzierung neuraler in hämatopoetische Zellen induziert werden.
N2  - The objective of the present thesis was to investigate whether the cellular identity of somatic stem and progenitor cell types could be modified by treatment with chromatin modifying agents and/or transplantation into appropriate in vivo systems. To this end, human leukemic KG-1 cells were injected into murine blastocysts. Murine and human neural stem cells (NSC) were incubated with Trichostatin A (TSA) and 5’-Aza-2’-deoxycytidine (AzaC) in vitro and subsequently transplanted into murine blastocysts and adult NOD/SCID mice respectively. It could be shown that after transplantation into murine blastocysts human leukemic cells preferentially engraft hematopoietic tissues of developing embryos and adults. Furthermore, myeloid leukemic cells activated an erythrocyte-specific gene expression pattern in chimeric embryos. Incubation of human and murine NSC with Histone deacetylases and AzaC caused reversible hyperacetylation of histone H4 and demethylation of genomic DNA. Comparison of adult recipient mice revealed that the injection of treated murine NSC caused a more stringent engraftment of recipients than untreated murine NSC. In addition, progeny of TSA/AzaC treated NSC engrafted more often hematopoietic tissues and expressed hematopoiesis-specific surface markers. In a further set of experiments it could be demonstrated that in contrast to human hematopoietic stem cells, human NSC do not engraft the hematopoietic system of immundeficient mice. Even after treatment of human NSC with chromatin-modifying agents no human hematopoiesis was detected in transplanted mice. Overall, these results indicate that the differentiation status and developmental potential of several somatic progenitor and stem cell types could be modified by appropriate stimuli. By exposure to embryonic microenvironment human leukemic cells differentiate and activate an erythrocyte-specific gene expression pattern. After modification of the epigenotype of murine NSC followed by transplantation into murine blastocyts transdifferentiation of neural into hematopoietic cells could be induced.
KW  - Stammzelle
KW  - Leukämie
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - Differenzierungspotential
KW  - Leukämie
KW  - neurale Stammzelle
KW  - differentiation potential
KW  - leukemia
KW  - neural stem cell
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-14567
ER  - 
TY  - THES
A1  - Xiang, Chaomei
T1  - The role of B-RAF in embryonic development of mouse forebrain
T1  - Die Rolle von B-RAF in der Embryonalentwicklung des Maus-Vorderhirns
N2  - Die Familie der RAF-Kinasen umfasst drei Mitglieder, A-RAF, B-RAF und C-RAF. Nur für die B-RAF-Isoform wurde eine wichtige Funktion für die Entwicklung des Zentralen Nervensystems (ZNS) gefunden. Das Fehlen von B-RAF führt bei neu generierten embryonalen Neuronen zum Zelltod, weil sie in vitro nicht auf überlebensfaktoren reagieren können. Bei einer zweiten Zelllinie, die durch die Abwesenheit von B-RAF beeinträchtigt ist, handelt es sich um endotheliale Zellen. Ihr Zelltod führt zu inneren Blutungen und zu Letalität von B-RAF-/--Mäusen zwischen Tag 10.5 (E10.5) und 12.5 (E12.5) der Embryonalentwicklung. Dies verhinderte bisher weitere Untersuchungen der neuralen B-RAF-Funktion bei späteren Stadien. Im Gegensatz zu B-RAF-/--Mäusen überleben B-RAFKIN/KIN-Mäuse die Mitte der Embryonalentwicklung, da ihre Endothelzellen vor Apoptose geschätzt sind. Diese Tiere besitzen kein B-RAF, stattdessen wird im B-RAF-Locus ein chimäres Protein exprimiert, das den N-Terminus von B-RAF sowie alle Domänen von A-RAF umfasst. Der Schutz vor abnormaler neuraler Apoptose im Vorderhirn macht diese Tiere zu einem potentiellen Modell zur Untersuchung der Proliferations- und Differenzierungsfunktion von B-RAF, die die Kinase neben der Überlebensfunktion in der ZNS-Entwicklung ausübt. Die detaillierte Untersuchung der B-RAFKIN/KIN-Tiere konzentrierte sich auf die Entwicklung der Hirnrinde. Augenscheinlich waren kortikale Defekte im B-RAFKIN/KIN Vorderhirn: Der Verlust von B-RAF führte zu einer starken Reduzierung von Brn-2 exprimierenden pyramidalen Projektions-Neuronen begleitet von einer Störung der Dendritenbildung mit weniger und dünneren Dendriten in diesen oberen Schichten. Weitere Untersuchungen mit BrdU-Markierungsexperimenten zeigten in der ventrikulären Schicht reduzierte Zellproliferation für E14.5-E16.5 der Mutantenembryonen und ein Migrationsdefizit der spätgebideten kortikalen Neuronen. Während der Proliferationsdefekt der Hirnrinden-Vorläuferzellen mit einer reduzierten ERK-Aktivierung einherging, bleibt der Mechanismus der gestörten neuralen Migration zu erklären. Unsere Hypothese ist, dass die subzelluläre Lokalisation von Phospho-ERK in den wandernden Hirnrinden-Neuronen der B-RAFKIN/KIN-Mäuse verändert sein könnte. Zur Bestäigung der in vivo-Funktion von B-RAF und weiteren Studien zu ihrer unbekannten Rolle in der embryonalen Neurogenese sowie anderen Morphogenesen wäre die konditionale B-RAF Inaktivierung erforderlich. Durch die Deletion des genetischen Materials bzw. die Inaktivierung der Genfunktion in ausgew�hlten Zellen zu einem bestimmten Zeitpunkt ließen sich die Embryo-Letalität sowie unerwünschte pleiotrope Nebeneffekte vermeiden und akkumulierende, kompensierende Entwicklungsveränderungen von Beginn an ausschließen. Um die Cre Rekombinase-Methode einsetzen zu können, wurden floxed B-RAF embryonale Stammzell (ES)-Zelllinien generiert. Außerdem wurde ein auf dem Tetrazyklin Operator basierendes Schaltallel in den B-RAF Genort von embryonalen Stammzellen integriert, so dass die B-RAF Expression konditional und reversibel durch die Zugabe von Doxyzyklin angeschaltet werden konnte. Bisher wurden hochgradige chimäre Mäuse nach Blastozysten-Injektion geboren. Die Keimbahnübertragung dieser chimären Mäuse wird momentan untersucht. Wenn beide konditionale Mauslinien bereit sind, k�nnte die Entwicklung ihres Zentralnervensystems untersucht werden, um die Rolle von B-RAF in der Entwicklung des Nervensystems herauszufinden.
N2  - The RAF family of protein kinases consists of three members, A-RAF, B-RAF and C-RAF. Unlike the other isotypes, B-RAF has been found to have an important function for normal development of the central nervous system (CNS), because newly generated embryonic neurons lacking B-RAF cannot respond to survival factors and undergo cell death in vitro. A second cell lineage affected by the absence of B-RAF are endothelial cells and their death leads to internal bleedings and lethality of B-RAF-/- mice between embryonic day 10.5 (E10.5) and E12.5 precluding an opportunity to further analyze neural B-RAF function at a later stage. In contrast to B-RAF-/- mice, B-RAFKIN/KIN mice, which are B-RAF deficient but express a chimeric protein consisting of the unique N terminus of B-RAF and all the domains of A-RAF in the B-RAF gene locus, survive after midgestation because their endothelial cells are protected from apoptosis. More importantly, overall prevention of abnormal neural apoptosis in the forebrain allows us to study proliferation- or differentiation-oriented function of B-RAF other than its survival effects in CNS development. The detailed investigation of B-RAFKIN/KIN animals was concentrated on cortical development. There were apparent cortical defects in B-RAFKIN/KIN forebrain: Loss of B-RAF led to severe reduction of Brn-2 expressing pyramidal projection neurons accompanied by a disruption of dendrite formation in the upper layers. In further analysis, BrdU labelling experiments showed that from E14.5 to E16.5 cell proliferation in the ventricular zone of the mutant mice was reduced and that the late-born cortical neurons failed to migrate properly. While the proliferation defect of cortical progenitors was associated with reduced ERK activation, the mechanism causing impaired neuronal migration remains to be determined. Our hypothesis is that the subcellular localization of phospho-ERK may be altered in migrating cortical neurons in B-RAFKIN/KIN mice. To confirm in vivo function of B-RAF and further study unknown roles in embryonic neurogenesis as well as other morphogenesis, conditional B-RAF knockouts would be the ideal models, which can efficiently avoid embryonic lethality, prevent unwanted pleiotropic side effects and exclude accumulative compensatory developmental changes from the earliest developmental stage on, through the deletion of genetic material/gene function in selected cells at a specific time. The use of site-specific recombinases such as Cre and the successful development of the reversible tetracycline-based switch have provided powerful venues for creating conditional loss-of-function mouse models. Generation of tetracycline-regulated B-RAF and floxed B-RAF mouse embryonic stem (ES) cell lines was performed. Up to now, high-grade chimeric mice were obtained after blastocyst injection of the modified ES cell clones. The germline transmission from these chimeric mice is currently under investigation. When either of conditional mouse lines is ready, detailed examination in their CNS development would be done to reveal how B-RAF plays a real role for normal development of the nervous system.
KW  - Maus
KW  - Embryonalentwicklung
KW  - Protein-Serin-Threonin-Kinasen
KW  - Vorderhirn
KW  - B-RAF
KW  - neurale Migration
KW  - Hirnrinden
KW  - Vorderhirn
KW  - B-RAF
KW  - neuronal migration
KW  - neocortex
KW  - forebrain
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-18326
ER  - 
TY  - THES
A1  - Pramanik, Kallal
T1  - Stroma-leukaemic cell interactions : Analysis of stroma environment-induced effect on human acute myeloid leukaemic cells
N2  - In spite of the progress made in deciphering regulatory networks of cancer cells on the molecular level, the interaction of tumour cells with their stroma has not been adequately analyzed. Earlier, we have addressed the hypothesis that the murine embryonic microenvironment can induce the differentiation of human tumour cells. To examine such interactions, human leukaemic AML cells were injected into pre-implantation murine blastocysts at embryonic day 3.5 of gestation. Analysis of developing mice revealed the presence of human AML cells in chimaeric embryos and adults and the appearance of haematopoietic differentiation markers on progeny of injected human AML cells. This finding strengthens the notion that the embryonic microenvironment is capable of regulating the proliferation and differentiation of leukaemic AML cells. Based on these results, I embarked to analyse the consequences of stromal environment-induced changes in human AML cells upon in vitro coculture with selected haematopoietic stromal cell lines in terms of changes in differentiation and proliferation properties of AML cells. For this purpose, established human AML cell lines were cocultured on a variety of mitotically inactivated stromal cell lines derived from different murine embryonic/foetal haematopoietic sites such as yolk sac, aorta-gonad-mesonephros (AGM) region and foetal liver. To score for coculture-induced changes, I compared the morphology, histo-chemical properties, immunophenotype, proliferation rate, and gene expression profile in cocultured and non-cocultured AML cells. Results show that, upon coculture of Kasumi-1 cells- a cell line established from a FAB class M2 patient - with AGM-derived DAS 104-4, but not with other stromal cell lines, Kasumi-1 AML cells exibit decreased proliferation and colony formation capabilities and acquire differentiated morphologies. Along this line, coculturing of Kasumi-1 cells resulted in the up-regulation of the myelo-monocytic lineage cell surface markers CD11b and CD14. Coculture also resulted in increase in lysosomal marker CD68, a hallmark of myeloid differentiation. Interestingly, apart from cell lines, coculture on DAS 104-4 stroma was also efficient in inducing myeloid differentiation of patient derived primary M2-AML cells. Moreover, cocultivation of KG-1 cell line on DAS 104-4 showed activation of &#61538;-globin transcription and up-regulation of Glycophorin A on its surface, which indicate DAS 104-4 coculture-induced erythroid differentiation of KG-1 cells. Analysis of the proliferation rate of Kasumi-1 cells using the CFSE retention assay revealed that upon cocultivation on DAS 104-4, but not on NIH 3T3 cells, there is a decrease both in the proliferation rate and in the frequency of colony forming cells in clonogenic methyl cellulose cultures. Cell cycle analysis revealed the coculture-induced accumulation of G1-G0 stage cells. Gene-expression analysis by quantitative RT-PCR revealed a substantial decrease in the amount of AML1 and AML1-ETO fusion transcripts in parallel with an increase in p16, p21, C/EBP&#61537; and PU.1 transcription levels. Interestingly, AML1-ETO transcription down-regulation of AML cells needs direct contact with DAS 104-4 cells. Knocking down AML1-ETO expression by siRNA strategy led to reduction in proliferation and depletion of colony forming cells in Kasumi1 cell population. siRNA-mediated AML1-ETO knock-down Kasumi-1 cells showed increased susceptibility to stroma-induced myeloid differentiation. However, on its own, AML1-ETO down-regulation was not sufficient to induce myeloid differentiation. This indicates that AML1-ETO down-regulation may have an active role on the coculture-induced effect but in addition to AML1-ETO down-regulation, further stimuli are required for the coculture-induced myeloid differentiation in the AML cells. In summary, in the present study I established and characterised a coculture-based in vitro system, which is capable of reducing the proliferation while inducing differentiation of human AML cells. The concept emerging from the studies indicates that the stroma environment can affect leukaemic cell proliferation and differentiation in contact-dependent and CD44 activation-independent manner. Furthermore, this study emphasizes the role of AML1-ETO in AML and indicates that AML1-ETO down-regulation is involved in the stroma-induced differentiation of Kasumi-1 cells. The result described here encourages further investigation into the mechanistic details of molecular and cellular interactions between the leukaemic cells and their stroma, which in turn may lead to the identification of new paradigms for a knowledge-based control and reprogramming of leukaemic cells.
N2  - Neuere Erkenntnisse in der Tumorforschung belegen, dass die Mikroumgebung neben anderen Faktoren eine bedeutende Komponente im komplexen regulatorischen Netzwerk von Tumorzellen darstellt. Doch obwohl in den letzten Jahren große Fortschritte hinsichtlich des molekularen Verständnisses der Tumorzell-Regulation gemacht wurden, wurden die Interaktionen zwischen Tumor- und Stromazellen bislang nur unzureichend analysiert. In früheren Untersuchungen stellten wir die Hypothese auf, dass die murine embryonale Mikroumgebung humane Tumorzellen zur Differenzierung anregen kann. Um diese Wechselwirkungen zu untersuchen, wurden humane AML-Zellen in murine Blastozysten injiziert und diese in scheinträchtige Ammentiere implantiert. Humane Zellen konnten sowohl in den sich entwickelnden Embryonen als auch in daraus hervorgegangenen adulten Tieren nachgewiesen werden. Außerdem exprimierten die Nachkommen der injizierten AML-Zellen hämatopoetische Differenzierungsmarker. Diese Beobachtungen unterstützen die Hypothese, dass die embryonale Mikroumgebung in der Lage ist, die Proliferation und Differenzierung humaner Leukämiezellen zu beeinflussen. Aufbauend auf diesen Ergebnissen habe ich damit begonnen, die Stroma-vermittelten Veränderungen in humanen AML-Zellen hinsichtlich ihres Proliferations- und Differenzierungsverhaltens in einem in vitro Kokultur-System zu untersuchen. Hierzu wurden etablierte humane AML-Zelllinien mit verschiedenen murinen Stromazelllinien kokultiviert, die embryonalen hämatopoetisch aktiven Geweben (Dottersack, Aorta-Gonaden-Mesonephros-Region, foetale Leber) entstammen. Anschließend wurden verschiedene Parameter, wie Morphology, Histochemie, Immunphänotyp, Proliferationsrate und Expression bestimmter Gene, kokultivierter und nicht kokultivierter AML-Zellen verglichen. Die Ergebnisse zeigen für Kasumi-1 Zellen, eine etablierte humane Leukämie-Zelllinie vom AML FAB-Typ M2, dass die Kokultur mit DAS 104-4, einer murinen Sromazelllinie, die der AGM-Region entstammt, eine Reduzierung der Proliferations- und Koloniebildungs-Fähigkeit hervorruft und sich die Morphologie der AML-Zellen in Richtung eines differenzierteren Zelltyps ändert. Übereinstimmend damit können nach Kokultur die myelo-monozytären Differenzierungsmarker CD11b und CD14 auf der Oberfläche der Kasumi-1-Zellen nachgewiesen werden. Die Kokultur führte ebenfalls zu einer Zunahme des lysosomalen Markers CD68, der ebenfalls eine myeloide Differenzierung kennzeichnet. Bemerkenswert ist, dass DAS 104-4 Stromazellen in der Lage sind, myeloide Differenzierung auch in primären M2-AML-Zellen aus einem leukämischen Patienten zu induzieren. Außerdem wurde in KG-1 AML Zellen nach Kokultur mit DAS 104-4 eine Aktivierung der &#61538;-Globin-Transkription und eine verstärkte Glycophorin-A-Expression beobachtet, was auf eine Differenzierung der KG-1-Zellen in Richtung erythroide Linie hindeutet. Untersuchungen zur Proliferationsfähigkeit von Kasumi-1-Zellen mittels CFSE-Retentions-Messungen ergaben, dass nach Kokultur mit DAS 104-4 - nicht aber mit NIH 3T3-Kontrollzellen - die Zellteilungsrate vermindert ist. Gleiches gilt für die Koloniebildungs-Kapazität in Methylzellulose-Kulturen. Zellzyklus-Analysen zeigen eine kokulturinduzierte Akkumulation der AML-Zellen im G1-G0 Stadium. Genexpressionsanalysen mit Hilfe quantitativer RT-PCR verweisen auf eine deutlich herabgesetzte Transkription von AML1 und dem AML1-ETO-Fusionsgen, verbunden mit einem Anstieg der p16-, p21-, C/EBP&#61537;&#61485; und PU.1-Transkription. Interessanterweise ist die Abnahme von AML1-ETO Transkripten abhängig vom direkten Zellkontakt zwischen AML- und DAS 104-4-Zellen. Wird die AML1-ETO-Expression nach Einsatz spezifischer siRNA herunter reguliert, führt dies zu einer verminderten Proliferation und zur Depletion koloniebildender Zellen innerhalb der Kasumi-1-Population. Außerdem bewirkt der siRNA-vermittelte knockdown von AML1-ETO eine höhere Empfänglichkeit der Kasumi-1-Zellen für die Stroma-induzierte myeloide Differenzierung. Die Verringerung von AML1-ETO Transkripten allein hat allerdings keinen differenzierenden Effekt. Diese Beobachtungen sprechen dafür, dass AML1-ETO zwar aktiv an der kokultur-vermittelten Reaktion beteiligt ist, dass aber zusätzliche Stimuli nötig sind, um myeloide Differenzierung in den AML-Zellen auszulösen. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass in der vorliegenden Arbeit ein Kokultur-basiertes in vitro System entwickelt und charakterisiert wurde, das in der Lage ist, die Proliferationsfähigkeit von humanen AML-Zellen zu senken und ihre Differenzierung in die myeloide Linie zu induzieren. Aus den dargestellten Ergebnissen lässt sich schließen, dass das umgebende embryonale Stroma die Proliferation und Differenzierung leukämischer Zellen beeinflussen kann. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind abhängig vom direkten Kontakt zwischen Stroma- und AML-Zellen. Eine CD44-Aktivierung konnte nicht beobachtet werden. Weiterhin liefert die vorliegende Arbeit Hinweise darauf, dass die Verminderung der AML1-ETO-Transkription ein bedeutendes, jedoch nicht das allein auslösende, Ereignis der stroma-induzierten Differenzierung von Kasumi-1-Zellen darstellt. Die hier beschriebenen Resultate regen zu weiterführenden Untersuchungen an, die Aufschluss über zelluläre und molekulare Details der Interaktionen zwischen Leukämischen und Stromazellen geben sollen. Neue Erkenntnisse über die beteiligten Mechanismen könnten den Ansatz bieten, der es erlaubt, leukämische Zellen aktiv zu kontrollieren und zu reprogrammieren.
KW  - Akute myeloische Leukämie
KW  - Tumorzelle
KW  - Stroma
KW  - Stroma
KW  - AML
KW  - Microenvironment
KW  - Leukemia
KW  - Stroma
KW  - AML
KW  - Microenvironment
KW  - Leukemia
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-21893
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hilgert, Susanne
T1  - Interaktion zweier mechanistisch unterschiedlicher Aktinnukleatoren - Spir und Cappuccino
T1  - Interaction between two actin nucleators - Spir and Cappuccino
N2  - Formine der Cappuccino-Familie nukleieren lineare Aktinfilamente mittels der formin homolgy 2- (FH2-) Domäne, Spir-Proteine mittels des WASP-Homologie-Domäne 2- (WH2-) Clusters. spire- und cappuccino-Mutanten haben in Drosophila einen nahezu identischen Phänotyp. Zudem wurde ein überlappendes Expressionsmuster der Säugerhomologe von Drosophila spire- und cappuccino, spir-1 und formin 2, im sich entwickelnden und im adulten Zentralnervensystems von Mäusen beobachtet. In dieser Arbeit wurde eine mögliche Interaktion von Spir-Proteinen mit Forminen der Cappuccino-Familie aus Drosophila und Maus in in vitro Bindungsstudien und in in vivo Kolokalisationsstudien untersucht. Eine direkte Interaktion wurde für Drosophila Spir und Cappuccino sowie für Säuger Spir-1 und Formin-2 nachgewiesen. Die Interaktionsdomänen sind konserviert und wurden auf die Kinase Non-catalytic C-lobe Domain (KIND-Domäne) der Spir-Proteine und auf die FH2-Domäne der Cappuccino-Proteine eingegrenzt. Diese Interaktion ist spezifisch für Spir- und Cappuccino-Proteine. So interagiert die FH2-Domäne des Formins Diaphanous-1 nicht mit Spir-1-KIND. Ebenso interagiert die KIND-Domäne des RasGEFs very-KIND (VKIND) nicht mit der FH2-Domäne von Formin-2.
N2  - Formins of the Cappuccino-family and Spir proteins are nucleators of unbranched actin filaments. Cappuccino proteins mediate nucleation by means of the formin homology 2 (FH2) domain, Spir proteins via a cluster of four WASP homology domains 2 (WH2). The Drosophila spire- and cappuccino- mutant phenotypes are nearly identical. Furthermore, the mammalian orthologs of Drosophila spire- and cappuccino, spir-1 and formin-2 have an overlapping expression pattern in the developing and adult nervous system of mice. The work presented here focused on a potential protein interaction of Cappuccino-subfamily formins and Spir proteins which was analyzed using in vitro binding assays and in vivo colocalization studies. A direct interaction between Drosophila Spir and Cappuccino as well as between mammalian Spir-1 and Formin-2 was determined. The binding sites were narrowed down to the Kinase Non-catalytic C-lobe Domain (KIND) domain of Spir and the FH2 domain of Cappuccino-subfamily formins. This conserved interaction is specific for Spir- and Cappuccino proteins. Both, the in vivo and the in vitro studies did not reveal any interaction of Spir-1-KIND with the FH2-domain of the formin Diaphanous-1 nor for Formin-2-FH2 with the KIND domain of the RasGEF very-KIND (VKIND).
KW  - Formin-Proteinfamilie
KW  - Cappuccino
KW  - Formin-2
KW  - Spir
KW  - KIND
KW  - FH2
KW  - Cappuccino
KW  - Formin-2
KW  - Spir
KW  - KIND
KW  - FH2
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-24701
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gise, Alexander von
T1  - Suppression der Apoptose durch C-Raf erfordert MEK1 und Phosphatidylinositol 3-Kinase abhängige Signale
T1  - Apoptosis Suppression by C-Raf Requires MEK1- and Phosphatidylinositol 3-Kinase-Dependent Signals.
N2  - Unterhalb des Interleukin 3 (Il-3) Rezeptors sind zwei Ras-abhängige Signalwege beschrieben, die entweder zur Aktivierung von C-Raf oder von PI3-Kinase (PI3K)/Proteinkinase B (PKB, AKT) führen und Wachstum und Überleben vermitteln. Frühere Untersuchungen des Mechanismus, über den C-Raf Apoptose unterdrückt, zeigten die Notwendigkeit einer Anwesenheit der zytoplasmatischen Kinase an den Mitochondrien. Diese Translokation konnte entweder durch Überexpression des antiapoptotischen Proteins Bcl-2 oder aber durch Fusion der Kinase mit dem mitochondriellen Protein Mas p70 erreicht werden. Aktiviertes mitochondriell gebundenes C-Raf ist nicht in der Lage ERK1 und ERK2 zu aktivieren, vermag aber durch Inaktivierung des proapoptotischen Bcl-2 Familienmitgliedes BAD Apoptose zu unterdrücken. Ungeachtet dieser Ergebnisse deuteten andere genetische und biochemische Untersuchungen auch auf eine Bedeutung der Raf Effektoren MEK und ERK in der Unterdrückung des programmierten Zelltodes hin. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher die Bedeutung von MEK und MEK-abhängigen Signalwegen für das zelluläres Überleben untersucht. Wir nutzten für diese Untersuchungen überwiegend die Il-3 abhängige Zelllinie 23D. MEK war essentiell für das zelluläre Überleben und Wachstum nach Stimulation durch Il-3. Eine konstitutiv aktive MEK1 Mutante verzögerte signifikant das Einsetzen der Apoptose nach Entzug des Wachstumsfaktors, während eine dominant negative Mutante den Zelltod akzelerierte. In der Fibroblastenzelllinie NIH 3T3 unterdrückte eine konstitutiv aktive Mutante von ERK2, ähnlich effektiv wie onkogenes MEK, durch Doxorubicin induzierten Zelltod. Diese Beobachtung lässt auf einen, das Überleben der Zelle vermittelnden, Signalweg von MEK schließen, der zur Aktivierung von ERK führt. Der protektive Effekt von aktiviertem MEK in 32D Zellen wurde durch MEK- und PI3K-abhängige Mechanismen vermittelt. Die dabei beobachtete Aktivierung von PI3K führt zur Phosphorylierung und Aktivierung von AKT. Die Abhängigkeit von MEK und PI3K Signalwegen konnte auch für den Schutz von 32D Zellen vor Apoptose durch onkogenes C-Raf gezeigt werden. Diese Befunde ließen sich ebenso in der Il-3 abhängigen pro-B Zelllinie BaF3 verifizieren, was darauf schließen lässt, dass die Rekrutierung von MEK/ERK im antiapoptotischen Signalweg von aktiviertem Raf ein allgemeingültiger Mechanismus ist. Dass in diesem antiapoptotischen Signalweg von C-Raf auch der PI3K Effektor AKT notwendig ist zeigten weitere Untersuchungen, in denen eine dominant negative Mutante von AKT den protektiven Effekt von aktiviertem C-Raf inhibierte, während eine konstitutiv aktive Form von AKT einen synergistischen Effekt mit C-Raf in der Unterdrückung der Apoptose hatte. Diese Daten zeigen einen, zelluläres Überleben vermittelnden Effekt von Raf, der durch MEK und AKT vermittelt wird.
N2  - Two Ras effector pathways leading to the activation of C-Raf and phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) have been implicated in the survival signaling by the interleukin 3 (IL-3) receptor. Analysis of apoptosis suppression by C-Raf demonstrated the requirement for mitochondrial translocation of the kinase in this process. This could be achieved either by overexpression of the antiapoptotic protein Bcl-2 or by targeting C-Raf to the mitochondria via fusion to the mitochondrial protein Mas p70. Mitochondrially active C-Raf is unable to activate extracellular signal-related kinase 1 (ERK1) and ERK2 but suppresses cell death by inactivating the proapoptotic Bcl-2 family member BAD. However, genetic and biochemical data also have suggested a role for the C-Raf effector module MEK-ERK in apoptosis suppression. We thus tested for MEK requirement in cell survival signaling using the interleukin 3 (IL-3)-dependent cell line 32D. MEK is essential for survival and growth in the presence of IL-3. Upon growth factor withdrawal the expression of constitutively active MEK1 mutants significantly delays the onset of apoptosis, whereas the presence of a dominant negative mutant accelerates cell death. Survival signaling by MEK most likely results from the activation of ERKs since expression of a constitutively active form of ERK2 was as effective in protecting NIH 3T3 fibroblasts against doxorubicin-induced cell death as oncogenic MEK. The survival effect of activated MEK in 32D cells is achieved by both MEK- and PI3K-dependent mechanisms and results in the activation of PI3K and in the phosphorylation of AKT. MEK and PI3K dependence is also observed in 32D cells protected from apoptosis by oncogenic C-Raf. Additionally, we also could extend these findings to the IL-3-dependent pro-B-cell line BaF3, suggesting that recruitment of MEK is a common mechanism for survival signaling by activated Raf. Requirement for the PI3K effector AKT in this process is further demonstrated by the inhibitory effect of a dominant negative AKT mutant on Raf-1-induced cell survival. Moreover, a constitutively active form of AKT synergizes with Raf-1 in apoptosis suppression. In summary these data strongly suggest a Raf effector pathway for cell survival that is mediated by MEK and AKT.
KW  - Apoptosis
KW  - Raf-Kinasen
KW  - Raf <Biochemie>
KW  - Interleukin 3
KW  - MEK
KW  - ERK
KW  - PKB
KW  - AKT
KW  - Interleukin-3
KW  - Apoptosis
KW  - Raf
KW  - MEK
KW  - AKT
KW  - Interleukin-3
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-24947
ER  - 
TY  - THES
A1  - Giner, Martin
T1  - Signalmechanismen der epithelialen Proliferation und DIfferenzierung
T1  - Signal mechanisms of Proliferation and Differentiation in Epithelia
N2  - Gestörte Proliferations- und Differenzierungsprozesse in Keratinozyten spielen eine wichtige Rolle in der Pathogenese vieler Hauterkrankungen. Intrazelluläre Signalmechanismen, die die korrekte Balance zwischen epidermaler Proliferation und Differenzierung aufrecht halten, sind bis jetzt größtenteils unbekannt. Einer dieser ausschlaggebenden Transkriptionsfaktoren ist der Nukleäre Faktor-kappaB (NF-kB). Uns interessierte der Einfluss des IKK/IkBa/NF-kB-Signalweges auf das intrinsische Differenzierungsprogramm von Keratinozyten. Mittels retroviraler Infektion wurden sowohl in primären Keratinozyten als auch in HaCaT verschieden mutante Formen von Faktoren des NF-kB-Signalweges eingebracht: dominant negative (dn) Formen der IKK1 und IKK2, eine konstitutiv aktive Form der IKK2 (IKK2 EE) und eine nicht-degradierbare Form des Inhibitors IkBa. Zusätzlich wurden auch pharmakologische Inhibitoren von NF-kB (BAY 11-7082 und SC-514) untersucht. Die Funktionalität der Mutanten wurde im Westernblot durch Analyse der IkBa Degradation überprüft. Anschließend wurde die Differenzierung der Keratinozyten durch Erhöhung des extrazellulären Calciums induziert. Der Grad der Differenzierung wurde durch morphologische Studien und Untersuchung der Expression der Differenzierungs-marker p21 und Involucrin untersucht. Im Gegensatz zu Ergebnissen aus Tiermodellen, konnten wir keine Effekte der mutierten IkB Kinasen 1 und 2 auf die Calcium-induzierte in vitro Differenzierung beobachten. Jedoch wurde die Aktivierung inflammatorischer Gene, gemessen an der Induktion von ICAM-1 und IL-8 nach TNF-a Stimulation, vollständig in den IKK2 KD und mut IkBa exprimierenden Zellen inhibiert. In der Zelllinie, welche die entsprechende IKK1 Mutante trug, wurde deren Expression nur teilweise geblockt. Zusammenfassend lässt sich aus unseren Ergebnissen schließen, dass zumindest in vitro IKK1 und IKK2 nicht an der Regulation des Calcium-induzierten intrinsischen Differen-zierungsprozesses von Keratinozyten beteiligt sind, jedoch eine zentrale Rolle in der inflammatorischen Aktivierung dieser Zellen spielen.
N2  - Disturbed proliferation and differentiation processes of keratinocytes play a major role in the pathogenesis of many skin diseases. Intracellular signalling mechanisms which regulate the balance between epidermal proliferation and differentiation, however, are thus far largely unknown. Earlier reports suggest a role for the transcription factor nuclear factor–kappaB (NF-kB) in such processes. Here we attempted to analyze the impact of the IKK/IkBa/NF-kB signalling pathway on the intrinsic differentiation process of keratinocytes. Primary human keratinocytes as well as HaCaT cells were retrovirally infected to express different mutant forms of components of the IKK/NF-kB pathway: dominant negative (dn) mutants of NF-kB upstream kinases IKK1 and IKK2, a constitutive active form of IKK2 (IKK2 EE), and a non degradable mutant form of IkBa. In addition, pharmacological inhibitors of the pathway such as BAY 11-7082 and SC-514 were analysed. Proper functionality of the generated mutants was subsequently confirmed by Western blot analysis monitoring induced IkBa degradation. Thereafter, differentiation of keratinocytes was induced by elevation of extracellular calcium levels. The differentiation state of keratinocytes was then assessed by studying morphology and expression of differentiation markers such as p21 as well as involucrin. In contrast to data reported from animal models, we could not detect any effects of mutated IKK1 or IKK2 on the calcium-induced intrinsic differentiation program in keratinocytes. However, inflammatory activation of keratinocytes as measured by TNF-a-mediated up-regulation of ICAM-1 and IL-8 was almost completely inhibited in cells expressing dn IKK2 and the IkBa mutant form whereas it was only partly blocked in IKK1dn cells. In conclusion, our data suggest that, in least in vitro, IKK1 and IKK2 are not involved in the regulation of calcium-induced keratinocyte differentiation while they are pivotal for inflammatory activation of these cells.
KW  - NF-kappaB
KW  - Keratinozyten
KW  - Involucrin
KW  - Differenzierung
KW  - Proliferation
KW  - inflammatorische Antwort
KW  - NF-kappaB
KW  - Keratinocytes
KW  - Involucrin
KW  - differentiation
KW  - proliferation
KW  - inflammatory response
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-27069
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TY  - THES
A1  - Menzel, Nicolas
T1  - Molekulare Analyse der zellulären Funktionen der p21-aktivierten Kinase Mushroom bodies tiny von Drosophila melanogaster
T1  - Molecular analysis and cellular functions of the p21 activated kinase Mushroom bodies tiny from Drosophila melanogaster
N2  - In Drosophila melanogaster wurde der p21-aktivierten Proteinkinase Mushroom bodies tiny (Mbt) eine wichtige Rolle als Regulator während der Differenzierung von Photorezeptorzellen zugeschrieben. Da morphologische Umgestaltungsprozesse der Photorezeptorzellen von dynamischen Zellbewegungen begleitet und die molekularen Details größtenteils noch ungeklärt sind, wurden in dieser Arbeit die Funktionen von Mbt in Bezug auf veränderte Zelladhäsionseigenschaften, Reorganisation des Aktincytoskeletts und die Beteiligung an weiteren Signalwegen analysiert. Im ersten Projekt wurde ein genetischer Interaktionsscreen mit Hilfe eines hypomorphen mbt- Allels (mbtP3) durchgeführt, um zu untersuchen, in welche zellulären Signalwege Mbt einzuordnen ist. Die Identifizierung des Aktin-Depolymerisationsfaktor Cofilin (Drosophila: Twinstar) und der Phosphatase Slingshot bestätigte, daß Mbt in Prozesse involviert ist, die die Aktindynamik kontrollieren. In Vertebraten phosphoryliert und inaktiviert die Proteinkinase Pak4 (Drosophila Homolog zu Mbt) die Lim-Kinase (Limk), die wiederum Cofilin durch Phosphorylierung hemmt. Dieser Effekt kann nach Dephosphorylierung des Cofilin durch die Phosphatase Slingshot wieder aufgehoben werden. In Drosophila konnte gezeigt werden, daß aktiviertes Mbt mit Twinstar und Drosophila Limk (D-Limk) assoziiert ist und die Phosphorylierungen beider Moleküle induzieren kann. Zusammen mit genetischen Experimenten stellen die Ergebnisse entgegen der Situation in Vertebraten die Funktion von D-Limk als Vermittler zwischen Mbt und Twinstar in Frage und lassen vielmehr auf einen Verlauf des Signals von Mbt direkt an Twinstar, über Slingshot oder unbekannte Kinasen schließen. Ein zweites Projekt beschäftigte sich mit dem Einfluß von Mbt auf die DE-Cadherin-beta- Catenin/Armadillo vermittelte Zelladhäsion. Dazu wurde ein Zellkultursystem in Drosophila Schneiderzellen etabliert, welches es erlaubte, den DE-Cadherin-beta-Catenin/Armadillo-alpha- Catenin Komplex vollständig zu rekonstituieren. Die Resultate zeigten, daß Mbt mit dem Komplex interagiert und beta-Catenin/Armadillo an den Aminosäuren S561 und S688 phosphoryliert. Die Phosphorylierung bewirkt eine Destabilisierung der Bindung zwischen DE-Cadherin und beta- Catenin/Armadillo und vermindert die Adhäsion der Zellkontakte zwischen Zellen. Im dritten Projekt ging es um die Suche nach unbekannten Phosphorylierungspartnern und der Integration von Mbt in weitere Signalwege. Dazu wurde eine stringente, radioaktive in vitro Phosphorylierungsreaktion entwickelt, die die Detektion von Mbt-spezifischen Phosphorylierungssubstraten aus einem Extrakt von Drosophila Schneiderzellen ermöglichte. In einer Vorstufe wurde dieses Extrakt mit dem ATP-Analogon 5’-Fluorosulfonylbenzoyladenosin (5’FSBA) vorbehandelt, um sämtliche endogenen Kinasen irreversibel zu inhibieren und die nachfolgende Phosphorylierungsreaktion mit aufgereinigtem Mbt spezifisch für Mbt zu machen. Nach Auftrennung und Identifizierung der potentiellen Phosphoproteine durch Massenspektrometrie wurde das Drosophila Dynamitin als neuer Interaktions- und Phosphorylierungspartner von Mbt gefunden.
N2  - In Drosophila melanogaster, the p21 activated kinase Mushroom bodies tiny (Mbt) fulfils a critical role in the differentiation of photoreceptor cells during development. Differentiation of photoreceptor cells is accompanied by morphogenetic rearrangement, however, the underlying molecular mechanisms are not completely understood. Therefore in this work the function of Mbt was analysed with respect to the modulation of cell-cell adhesion, reorganization of the actin cytoskeleton and the integration of Mbt in different signalling pathways. In the first project a genetic screen with a hypomorphic mbt allele (mbtP3) was performed to identify components of Mbt signalling pathways. The identification of the actin depolymerization factor Cofilin (Drosophila: Twinstar) and the phosphatase Slingshot confirmed that Mbt is involved in actin regulating processes. In vertebrates, the p21 activated kinase Pak4 (Drosophila homolog of Mbt) acts as an upstream activator of the Lim-Kinase (Limk) which in turn inactivates the actin depolymerization factor Cofilin by phosphorylation. This effect can be reversed by the phosphatase Slingshot. In Drosophila activated Mbt is not only associated with Twinstar and Drosophila Limk (D-Limk) but also induces phosphorylation of both molecules. Together with genetic experiments these results are in contrast to the situation of Pak4 in vertebrates and question the role of D-Limk as a major mediator in signalling between Mbt and Twinstar. Instead we propose that Mbt can either directly act on Twinstar or regulates Twinstar phosphorylation through Slingshot or other unknown kinases. In the second project, the influence of Mbt on DE-cadherin mediated cell adhesion was investigated. Therefore a Drosophila Schneider cell line was established which allowed the reconstitution of a functional DE-cadherin-beta-catenin/Armadillo-alpha-catenin complex. The results revealed an interaction between Mbt and this complex and further showed that Mbt specifically phosphorylates beta-catenin/Armadillo on amino acids S561 and S688. As a consequence the binding between beta-catenin/Armadillo and DE-cadherin is destabilized leading to a reduced adhesion between cells. The third project was to devise a strategy that allows with high selectivity the identification of phosphorylation substrates of Mbt from total lysates of Drosophila Schneider cells. The general idea was to irreversibly block endogenous kinase activities by the ATP-analog 5’-fluorosulfonylbenzoyladenosine and then to perform a radioactive in vitro kinase assay in the presence of exogenously provided Mbt. The potential phosphoproteins were purified and identified by mass spectrometry. The Drosophila Dynamitin was found as a novel interaction and phosphorylation partner of Mbt.
KW  - Drosophila
KW  - Kinase
KW  - Zellkontakte
KW  - Photorezeptorzellen
KW  - Aktincytoskelett
KW  - Drosophila
KW  - kinase
KW  - cell contacts
KW  - photoreceptor cells
KW  - actin cytoskeleton
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-23727
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TY  - THES
A1  - Dinger, Timo Christoph
T1  - Neural Differentiation Potential of Murine Androgenetic Embryonic Stem Cells
T1  - Das Neurale Differenzierungspotential Muriner Androgenetischer Embryonaler Stammzellen
N2  - Uniparental zygotes with two genomes from the same sex can be established from fertilised oocytes after pronuclear exchange. They contain two maternal (gynogenetic; GG) or paternal (androgenetic; AG) pronuclei and are not competent to develop into viable offspring but they can form blastocysts from which embryonic stem cells (ES cells) can be derived. The developmental potential of uniparental ES cells is not fully investigated. The restricted developmental potential of uniparental cells is cell-intrinsic and probably reflects the different roles maternal and paternal genomes play during development. Following blastocyst injection, both GG and AG ES cells show biased and parent-of-origin-specific chimaera formation. While the in vitro and in vivo neural differentiation potential of GG ES cells is well characterised the neural developmental potential of AG ES cells is less clear. In an earlier study the group of K. John McLaughlin reported that AG and GG ES cell-derived hematopoietic stem cells conveyed long-term, multi-lineage hematopoietic engraftment with no associated pathologies (Eckardt et al., 2007). The aim of this study was to investigate the potential of AG uniparental murine ES cells to differentiate in vitro and in vivo into neural progenitor / stem cells and further into neurons, astro- and oligodendroglia in comparison to GG and biparental (normal fertilised; N) ES cells. Uniparental and biparental ES cells were obtained from K. John McLaughlin’s group and a cell culture system was established to expand uniparental (AG, GG) and biparental N ES cells on murine embryonic fibroblasts (MEF). A multistep-protocol was used to differentiate ES cells towards pan-neural progenitor cells and neuronal and glial cell types (Brüstle et al., 1997). The ability of terminal neural differentiation in vitro was analysed by fluorescence microscopy using neuronal and glial lineage markers. In parallel, eGFP+ AG or N ES cells were injected into blastocysts prior to their transfer into foster mothers. At E12.5 and E14.5, embryos were isolated, forebrains were dissected and by means of fluorescence activated cell sorting (FACS) eGFP+ donor cells were isolated from chimeric brains. Both eGFP+ donor and corresponding eGFP- blastocyst-derived brain cells were expanded and analyses of differentiation potential and self-renewal capacity were performed. Also, cryosections of E12.5 chimeric brains were analysed for donor contribution to the neuronal lineage by immunofluorescence microscopy. Here it is described that following in vitro differentiation, AG pan-neural progenitor cells have similar abilities to differentiate into neuronal and glial lineages as GG and N pan-neural progenitor cells. In cryosections of E12.5 chimeric brains no differences in brain engraftment and formation of immature neuronal cells between uniparental AG and N donor cells were detected. AG and N ES cell-derived cells isolated from chimeric foetal brains by FACS exhibited similar neurosphere initiating cell frequencies and neural multi-lineage differentiation potential. Therefore, the data of this study suggest that the previously described differences in the in vivo engraftment pattern of uniparental inner cell mass (ICM) cells in foetal brains (Keverne et al., 1996) are not primarily due to limitations in the proliferation or differentiation properties of uniparental neural progenitor cells. The results presented here indicate that AG ES cell-derived neural progenitor / stem cells did not differ from N neural progenitor / stem cells in their self-renewal and their neural multi-lineage differentiation potential. Also AG ES cell-derived cells contributed to developing brains at early foetal developmental stages showing a widespread and balanced distribution in chimeric brains. AG brain cells form neurospheres with self-renewal and neural differentiation capacity similar to N ES cell-derived brain cells. Thus, the data of this study together indicate that the neural developmental potential in vivo and in vitro of AG and N ES cells does not differ.
N2  - Uniparentale Zygoten mit zwei Allel-Sätzen des gleichen Geschlechtes entstehen aus befruchteten Eizellen nach dem Austauschen von einem der Pronuclei, so dass sie entweder zwei maternale Pronuclei (gynogenetisch; GG) oder zwei paternale Pronuclei (androgenetisch, AG) enthalten. Diese uniparentalen Zygoten sind nicht in der Lage, sich zu lebensfähigen Organismen zu entwickeln, aber sie erreichen das Entwicklungsstadium der Blastozyste, aus denen uniparentale embryonale Stammzellen (ES Zellen) gewonnen werden können. Das Entwicklungspotential uniparentaler ES Zellen ist bisher nicht vollständig verstanden. Das begrenzte Entwicklungspotential uniparentaler Zellen ist zell-intrinsisch und spiegelt die möglichen unterschiedlichen Rollen wieder, die maternales und paternales Genom während der Entwicklung eines Organismus spielen. Nach der Injektion in wildtypische Blastozysten zeigen sowohl AG- als auch GG-Zellen unausgewogene und spezifisch für den parentalen Ursprung der injizierten Zellen typische Entwicklungen in den chimären Embryonen. Während das neurale Entwicklungspotential von GG ES Zellen gut charakterisiert ist, ist dies für AG ES Zellen weit weniger untersucht. In einer früheren Studie zeigte die Arbeitsgruppe von K. John McLaughlin, dass AG- und GG-Zellen langzeitrepopulierende hämatopoetische Zellen mit der Fähigkeit zur Multiliniendifferenzierung sind, deren Transplantation zu keinen pathologischen Veränderungen im hämatopoetischen System führten (Eckardt et al., 2007). Das Ziel dieser Arbeit war es, das Potential muriner AG ES Zellen zur Differenzierung in neurale Stamm- und Vorläuferzellen und weiter in neurale, astro- und oligodendrogliale Zellen im Vergleich zu GG und biparentalen (normal befruchteten; N) ES Zellen in vivo und in vitro zu untersuchen. Für uniparentale und biparentale ES Zellen, die von der Arbeitsgruppe von K. John McLaughlin zur Verfügung gestellt wurden, wurde ein Zellkultursystem etabliert, um uniparentale (AG, GG) und N ES Zellen auf murinen embryonalen Fibroblasten (MEFs) zu kultivieren. Ein mehrstufiges Differenzierungsprotokoll wurde angewandt, um aus ES Zellen pan-neurale Vorläuferzellen und neuronale und gliale Zelltypen zu generieren (Brüstle et al., 1997). Die Fähigkeit zur terminalen neuronalen Differenzierung wurde mit Fluoreszenzmikroskopie unter der Verwendung von linienspezifischen neuronalen und glialen Markermolekülen analysiert. Parallel dazu wurden eGFP+ uniparentale AG oder biparentale N ES Zellen in Blastozysten injiziert, die in Ammentiere transferiert wurden. An den Tagen E12.5 und E14.5 wurden die Embryonen isoliert, die fötalen Vorderhirne wurden präpariert, und aus den daraus resultierenden Einzelzellsuspensionen wurden durch fluoreszenzaktivierte Zellsortierung aus AG ES Zellen entstandene GFP+ Zellen isoliert. Sowohl von AG ES Zellen abstammende eGFP+ Zellen als auch von den korrespondierenden, von den Blastozysten abstammende, eGFP- Zellpopulationen wurden als Kulturen expandiert. Analysen des neuronalen Differenzierungspotenzials und der Selbsterneuerungsfähigkeit wurden durchgeführt. Außerdem wurde in Kryosektionen von E12.5 chimären Gehirnen die Verteilung der von AG ES Zellen abstammenden eGFP+ Zellen durch Immunfluoreszenzmikroskopie untersucht. AG pan-neurale Vorläuferzellen zeigten in der in vitro Differenzierung ähnliche Fähigkeiten zur Differenzierung in neurale und gliale Zelllinien wie GG und N pan-neurale Vorläuferzellen. In Kryosektionen von E12.5 chimären Gehirnen wurden keine signifikanten Unterschiede in der Besiedlung von Gehirngeweben und der Bildung unreifer neuronaler Zellen zwischen AG und N Zellen festgestellt. Die von AG und N ES Zellen abstammenden Zellen, die durch fluoreszenzaktivierte Zellsortierung aus den chimären fötalen Gehirnen isoliert wurden, zeigten gleiche Frequenzen von Neurosphären initiierenden Zellen und ein gleiches neurales Multilinien-Differenzierungspotenzial. Zusammenfassend deuten die Daten in der hier vorliegenden Studie darauf hin, dass die Unterschiede im in vivo Besiedlungsmuster fötaler chimärer Gehirne durch uniparentale Zellen (Keverne et al., 1996) nicht auf Limitierungen in den Proliferations- oder Differenzierungseigenschaften von uniparentalen neuralen Vorläuferzellen zurückzuführen sind. Die Ergebnisse zeigen vielmehr, dass neurale Vorläufer- / Stammzellen, die von AG ES Zellen abstammen, sich nicht in ihrem Selbsterneuerungs- und Multilinien-Differenzierungspotenzial von N Vorläufer- / Stammzellen unterscheiden. Ebenso zeigen AG ES Zellen nach Blastocysten-Injektion in frühen fötalen Entwicklungsstufen eine ausgewogene Verteilung im gesamten chimären Gehirn. AG Gehirnzellen bilden Neurosphären mit dem gleichen Selbsterneuerungs- und neuralen Differenzierungspotenzial wie N Gehirnzellen. Zusammen genommen zeigen die Daten dieser Studie, dass sich die Fähigkeit von AG ES Zellen zur frühen neuralen Entwicklung in vitro und in vivo nicht von N ES Zellen unterscheiden.
KW  - Stammzelle
KW  - Entwicklungsbiologie
KW  - Embryionale Stammzellen
KW  - Androgenetisch
KW  - Neurale Differenzierung
KW  - Neurale Vorläuferzellen
KW  - Chimaere Embryonen
KW  - Embryonic Stem Cells
KW  - Androgenetic
KW  - Neural Differentiation
KW  - Neural Progenitor Cells
KW  - Chimeric Embryos
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-36215
ER  - 
TY  - THES
A1  - Galmbacher, Katharina Monika
T1  - Caspase-1 as a target of bacterial tumor therapy
T1  - Caspase-1 als Angriffsziel bakterieller Tumortherapie
N2  - Tumorstroma und Tumor-assoziierte Makrophagen (TAMs) spielen in neoplastischen Erkrankungen eine wichtige Rolle im Bezug auf Tumorwachstum und Progression. In einigen Krebsarten besteht zwischen den Tumor-assoziierten Makrophagen und den Krebszellen eine intensive Interaktion, welche zu vermehrter Angiogenese und zur Unterdrückung lokaler Immunantworten führt. Aus diesem Grund stellen TAMs einen vielversprechenden Angriffspunkt für eine Krebstherapie da. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass intrazelluläre Bakterien wie Salmonella und Shigella hauptsächlich TAMs im Tumorgewebe infizierten. Um dieses Verhalten näher zu untersuchen, konstruierten wir einen im Wachstum abgeschwächten Shigella Stamm, welcher jedoch noch die Fähigkeit hat, Apoptose in Makrophagen zu induzieren. Shigellen sind invasive Bakterien, die in das Darmgewebe einwandern und dort eine massive Inflammation induzieren. Intrazelluläre Shigellen aktivieren Caspase-1 und induzieren dadurch Apoptose in Makrophagen durch den sekretierten Virulenzfaktor IpaB. Durch eine Deletion des genomischen aroA-Gens, wurde ein Shigella Stamm konstruiert, der Defekte im intrazellulären Wachstum aufweist. Dennoch war dieser Stamm noch fähig eukaryotische Zellen zu infizieren, sich interzellulär fortzubewegen, Caspase-1 zu aktivieren und Apoptose in Makrophagen zu induzieren. Es wurde gezeigt, dass dieser Shigellen Stamm nach i.v. Injektion hauptsächlich die TAMs im 4T1-induzierten und transgenen MMTV-HER2/neu Brustkrebsmodel infizieren. Diese attenuierten Shigellen wurden im Tumorgewebe hauptsächlich intrazellulär detektiert, im Gegensatz dazu wurden attenuierte Salmonellen zu späten Zeitpunkten (7 d p.i.) auch extrazellulär im Tumorgewebe aufgefunden. Der metabolisch aber nicht in der Virulenz attenuierte Shigella Stamm konnte in beiden Brustkrebsmodellen zu allen Zeitpunkten (4 h, 6h and 7 d p.i.) Caspase-1 in TAMs aktivieren und Apoptose induzieren. Diese Apoptose führte in beiden Brustkrebsmodellen zu einer langandauernden und hoch signifikanten Reduktion der TAMs-Anzahl (bis zu 70 %). Im Gegensatz dazu konnten Salmonellen nur zu frühen Zeitpunkten (6 h p.i.) Apoptose in TAMs induzieren und dies führte in beiden Modellen zu keiner Reduzierung der TAMs-Anzahl. In dem 4T1-induzierten Tumormodel wurden die Mäuse mit dem attenuierten Shigella Stamm behandelt, was zu einer kompletten Blockierung des Tumorwachstums führte, dies traf aber nicht für den avirulenten Stamm zu. Darüberhinaus infizierte Shigella hauptsächlich die Makrophagen Fraktion eines Ovarkarzinoms ex vivo und induzierte in diesen Zellen Caspase- 1 Aktivierung und Apoptose. Zusammenfassend zeigen diese Daten, dass im Wachstum attenuierte intrazelluläre Bakterien dazu fähig sind Apoptose in TAMs zu induzieren. Dadurch werden sie zu einem vielversprechenden Therapeutikum zur Behandlung von betimmten Krebserkrankungen, bei denen TAMs eine erwiesene Rolle im Tumorwachstum und der Tumorprogression spielen.
N2  - In neoplastic diseases the tumor stroma and especially tumor-associated macrophages (TAMs) play an important role in tumor growth and progression. TAMs exhibit an intensive cross-talk with tumor cells resulting in the promotion of angiogenesis and the inhibition of local protective immune responses in certain tumor entities. Therefore, TAMs are a potential target for tumor therapy. Here it was shown that intravenously applied intracellular bacteria like Salmonella and Shigella primarily target TAMs. To exploit this feature a growth attenuated Shigella strain with the capacity to induce apoptosis in macrophages was designed. Shigella are invasive bacteria that penetrate the colonic tissue and initiate an acute inflammation. In macrophages, Shigella rapidly induces caspase-1 processing and apoptosis via the virulence factor IpaB. By genomic deletion of the aroA-locus a metabolically attenuated strain defective in intracellular growth but with retained capacity of infection, cell-to-cell spread, caspase-1 processing and apoptosis induction in macrophages was designed. It was shown that this strain primarily targets TAMs in 4T1 cell induced and transgenic MMTV-HER2/new breast cancer models. Shigella were almost exclusively found intracellularly, whereas growth attenuated Salmonella were also found extracellularly at late time points. The metabollically attenuated Shigella strain with retained virulence, but not avirulent Shigella strains, was able to activate caspase-1 and induce apoptosis in TAMs at all time points (4 h, 6 h and 7 d p.i.) in both breast cancer models. This unrestricted apoptosis induction translated into a substantial, long-lasting and highly significant reduction of TAMs number (up to 70 %) in both models. In contrast, Salmonella could only induce apoptosis in TAMs at early time points (6 h p.i.) and failed to reduce TAMs in both models. In the 4T1 model, the effect on tumor size was monitored and treatment of the mice with the attenuated Shigella strain resulted in a complete block of tumor growth. Finally, Shigella primarily infected the macrophage fraction, activated caspase-1 and induced apoptosis in cells derived from a human ovarian carcinoma ex vivo. Taken together, this data suggests that growth attenuated intracellular bacteria capable of inducing apoptosis in TAMs are a promising therapeutic option for certain cancer diseases where TAMs have a proven role for tumor growth or progression.
KW  - Shigella flexneri
KW  - Makrophage
KW  - Apoptosis
KW  - Caspase-1
KW  - bacterial tumor therapy
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-33506
ER  - 
TY  - THES
A1  - Mentzel, Benjamin Tobias
T1  - Biochemische und phänotypische Untersuchungen zur Funktion der p21-aktivierten Kinase DPAK3 in Drosophila melanogaster
T1  - Biochemical and phenotypic analysis of the p21-activated kinase DPAK3 in Drosophila melanogaster
N2  - Gegenstand dieser Arbeit ist das Drosophila melanogaster Protein DPAK3, ein Vertreter der hochkonservierten Familie der p21-aktivierten Kinasen (PAK). DPAK3 und seine Homologen aus anderen Insektenarten und C. elegans können aufgrund eines Vergleichs der Proteinsequenz und struktureller Merkmale in eine eigenen Untergruppe 1* innerhalb der Gruppe 1 der PAK-Proteine eingeordnet werden. Das Genom von Drosophila kodiert noch für zwei weitere PAK-Proteine, das zur Gruppe 1 gehörende DPAK1 und das Gruppe 2 PAK-Protein Mbt. Wie die klassischen Gruppe 1 PAK-Proteine bildet DPAK3 im inaktiven Zustand Dimere. DPAK3 interagiert mit den GTP-gebundenen Formen der RhoGTPasen Rac1, Rac2 und Cdc42. Durch die Bindung dieser Proteine geht DPAK3 aus dem dimeren in den monomeren Zustand über und seine Kinaseaktivität wird durch diese Bindung gesteigert. DPAK3 ist für die Ausbildung der korrekten Morphologie kultivierter Drosophila Zellen erforderlich und beeinflußt die Regulation des Aktinzytoskeletts. Weiterhin konnte CK2beta, die regulatorische Untereinheit der Casein Kinase 2, als neuer Regulator von p21-aktivierten Kinasen identifiziert werden. Das Genom von Drosophila besitzt drei Transkriptionseinheiten, die für CK2beta', CK2betatestes und fünf verschiedene Isoformen von CK2beta kodieren. Eine vergleichende Analyse zeigt, daß alle CK2beta-Proteine mit DPAK1, DPAK3 und in geringerem Maß auch mit Mbt interagieren und in der Lage sind, die Aktivität der PAK-Proteine in vitro zu hemmen. Die Bindung von CK2beta an DPAK3 wird, wie bei allen anderen Serin- / Threoninkinasen, die bisher als Interaktionspartner von CK2beta identifiziert wurden, über die Kinasedomäne von DPAK3 vermittelt. Die Bildung des aus zwei katalytischen CK2a und zwei CK2beta Untereinheiten bestehenden CK2-Holoenzyms hängt von der Fähigkeit von CK2beta ab, Dimere zu bilden. Es konnte gezeigt werden, daß die Bildung eines b-b Dimers für die Interaktion mit und Regulation von DPAK3 nicht erforderlich ist. In vivo wurden die bisher bekannten Dpak3 Allele untersucht, wobei kein gesichertes Nullallel identifiziert werden konnte. Durch enzymatisch katalysierte Rekombination wurde eine neue Deletion hergestellt, die das komplette Leseraster von Dpak3 entfernt. Mit Hilfe von genetischen Mosaiken wurde die Rolle von DPAK3 in der Augenentwicklung untersucht. Durch den Verlust der Genfunktion von Dpak3 wird die Ausbildung der korrekten Struktur der Komplexaugen nur leicht beeinträchtigt. Bei der Analyse einer Dpak1 Mutante wurde dasselbe Ergebnis erzielt. Gleichzeitiger Verlust der Genfunktion von Dpak1 und Dpak3 hingegen führt zu massiven strukturellen Defekten. DPAK1 und DPAK3 erfüllen somit zumindest teilweise redundante Funktionen in der Augenentwicklung. Es wird Gegenstand zukünftiger Studien sein müssen, die gemeinsamen und getrennten Funktionen dieser PAK-Proteine in Drosophila aufzuklären.
N2  - Subject of this work is the Drosophila melanogaster protein DPAK3, a member of the highly conserved family of p21-activated kinases. Based on the comparison of the amino acid sequence and structural features, DPAK3 and its homologues from other insect species and C. elegans can be assigned to a distinct subgroup 1* within the group 1 PAK proteins. The genome of Drosophila encodes for two additional PAK proteins, DPAK1 and Mbt, which belong to the group 1 and group 2 p21-activated kinases, respectively. Like the classical group 1 PAK proteins, DPAK3 forms dimers in its inactive conformation. DPAK3 binds to and is activated by the Rho GTPases Rac1, Rac2 and Cdc42. The interaction with these proteins leads to the disruption of the DPAK3 dimer and an increase in the kinase activity of DPAK3. DPAK3 is necessary for the development of the normal morphology of cultured Drosophila cells and influences the regulation of the actin cytoskeleton. CK2b the regulatory subunit of casein kinase 2 was identified as a new regulator of p21 activated kinases. The genome of Drosophila possesses three different transcriptional units that encode the proteins CK2b', CK2btestes and five different isoforms of CK2b. A comparative analysis shows that all CK2b proteins interact with DPAK1, DPAK3 and Mbt and negatively regulate the activity of these kinases in vitro. CK2b binds to the kinase domain of DPAK3 which is consistent with previous results obtained from other serine/threonine kinases interacting with CK2b. The CK2 holoenzyme consists of two catalytically active CK2a subunits and two regulatory CK2b subunits. My results show that the ability of CK2b to form dimers, which is essential for the formation of the CK2 holoenzyme, is not necessary for the regulation of p21 activated kinases. The analysis of the available Dpak3 alleles in vivo revealed the necessity to create a new bona fide loss of function allele. To accomplish this goal, a new deletion which removes the entire Dpak3 open reading frame was created by enzymatically catalysed recombination. Genetic mosaics were used to study the role of DPAK3 in eye development. The morphology of the complex eyes was only slightly impaired by the loss of Dpak3 function. The same result was obtained when analysing Dpak1 mutants, but removal of the gene function of both Dpak1 and Dpak3 leads to massive structural defects. This shows that Dpak1 and Dpak3 have at least partially redundant functions in eye development. Further studies will be necessary to reveal the common and distinct functions of these p21-activated kinases in Drosophila.
KW  - Taufliege
KW  - Drosophila melanogaster
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-30290
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ceteci, Fatih
T1  - Analysis of the role of the E-(Epithelial) Cadherin in murine lung tumorigenesis
T1  - Aanlyse der Rolle des E-(Epithelischer) Cadherin in der Lunge Tumorigenesis
N2  - Beim humanen nichtkleinzelligen Bronchialkarzinom ist die schrittweise Progression vom gutartigen Tumor zur malignen Metastasierung weitestgehend ungeklärt. In einem transgenen Mausmodell für das humane nichtkleinzellige Bronchialkarzinom, in dem in Lungenepithelzellen eine onkogene Mutante der Proteinkinase C-RAF exprimiert wird, können einzelne Schritte im Prozess der malignen Progression entschlüsselt werden. Die durch C-RAF induzierten Adenome zeichnen sich durch eine hohe genomische Stabilität in den Tumorzellen, durch starke interzelluläre Adhäsionskontakte zwischen den Tumorzellen und das Fehlen einer malignen Progression aus. Hier wurde demzufolge untersucht, ob die Auflösung der E-Cadherin-vermittelten Zellkontakte zwischen den einzelnen Tumorzellen eine Metastasierung auslösen könnte. Es wurden zwei genetische Ansätze verfolgt, um die Rolle der Tumorzelladhäsion im C-RAF Modell zu bewerten, die konditionelle Eliminierung des E-Cadheringens Cdh1 sowie die regulierbare transgene Expression von dominant-negativem E-Cadherin. Die Auflösung der E-Cadherin-vermittelten Zelladhäsion führte zur Neubildung von Tumorgefäßen, welche in der frühen Phase der Gefäßbildung durch Wiederherstellung des Zellkontakts reversibel war. Die vaskularisierten Tumore wuchsen schneller, bildeten invasive Fronten aus und führten zur Ausbildung von Mikrometastasen. Es konnte gezeigt werden, dass Beta-Catenin für die Induktion der Angiogenesefaktoren VEGF-A und VEGF-C in Lungentumorzellinien des Menschen und der Maus essentiell war. Lungentumorzellen aus den in situ Tumoren mit aufgelösten E-Cadherin-vermittelten Zellkontakten exprimierten Gene endodermaler und anderer Zellabstammung, was epigenetische Reprogrammierung in Tumorzellen als den Mechanismus bei der malignen Progression vermuten lässt.
N2  - Steps involved in the progression of non-small cell lung cancer (NSCLC) to metastasis are poorly understood. Expression of oncogenic C-RAF in lung epithelial cells has yielded a model for non-small cell lung cancer (NSCLC). The induced adenomas are characterised by high genomic stability, a lack of tumor progression and pronounced cell-cell contacts raising the question whether disruption of E-cadherin complexes would promote progression to metastasis. Two genetic approaches were used to evaluate the role of adherens junctions in a C-RAF driven mouse model for NSCLC: conditional ablation of the Cdh1 gene and expression of dominant negative (dn) E-cadherin. Disruption of E-cadherin function caused massive formation of intratumoral vessels that was reversible in the early phase of induction. Vascularized tumors grew more rapidly, developed invasive fronts and gave rise to micrometastasis. ß-catenin was identified as a critical effector of E-cadherin disruption leading to up-regulation of angiogenic inducers (VEGF-A and VEGF-C) in mouse and human lung tumor cell lines. In vivo, lung tumor cells with disrupted E-cadherin expressed ß-catenin target genes of endodermal and other lineages suggesting that reprogramming may be involved in metastatic progression.
KW  - E-cadherin
KW  - Beta-catenin
KW  - C-RAF
KW  - VEGF
KW  - Metastasis
KW  - E-cadherin
KW  - Beta-catenin
KW  - C-RAF
KW  - VEGF
KW  - Metastasis
KW  - E-cadherin
KW  - Beta-catenin
KW  - C-RAF
KW  - VEGF
KW  - Metastasis
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-29396
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TY  - THES
A1  - Wirth, Susanne
T1  - Postoperative Strahlentherapie des Prostatakarzinoms in Nordbayern: "Patterns of Care" 1998 - 2000 multizentrische retrospektive Analyse von 134 Patienten in Nordbayern
T1  - Patterns of Care in the Radiotherapy of the Prostate Cancer in Northern Bavaria 1998 - 2000 - a multicentre retrospective analysis of 134 patients in Northern Bavarian
N2  - Ziel der vorliegenden Arbeit war die Analyse der Versorgungsstrukturen in der postoperativen Strahlentherapie des Prostatakarzinoms in Nordbayern, um für den Behandlungszeitraum von 1998 bis 2000 Patientenselektion, Behandlungskonzepte und Ergebnisse auf der Ebene eines regionalen Qualitätszirkels zu charakterisieren. Hierfür wurden die Daten von 134 in kurativer Absicht postoperativ perkutan bestrahlter Patienten aus den strahlentherapeutischen Abteilungen von vier fränkischen Kliniken ausgewertet. Als Endpunkte dieser Patterns of Care Studie wurden das Gesamtüberleben und die biochemische Kontrolle (ASTRO-Kriterien mit Rückdatierung) analysiert. Bei der Datenauswertung wurde evident, dass das untersuchte Patientenkollektiv eine ausgeprägte Heterogenität bezüglich der klinischen Eigenschaften aufweist. Diese Studie offenbart somit, dass die Zuweiser im Untersuchungszeitraum die Patienten anhand unterschiedlicher Kriterien sowohl zur Operation als auch zur postoperativen Strahlentherapie selektierten. So differierten Resektionsgrad sowie initialer PSA-Wert zwischen den beteiligten Zentren signifikant. Wesentlich homogener erschien das Patientengut im Hinblick auf Alter, Gleason-Score sowie den pT- und pN- Stadien. Die vorliegende Analyse dokumentiert darüber hinaus die unterschiedlichen strahlentherapeutischen Konzepte im Untersuchungszeitraum von 1998-2000. Ein signifikanter Unterschied zwischen den Zentren im Behandlungsregime ergab sich in der Zielvolumendefinition, wohingegen die applizierten Gesamtdosen vergleichbar waren. Die mittlere Nachbeobachtungszeit lag insgesamt bei 4,8 Jahren. Die aktuarische biochemische Kontrolle nach 5 Jahren betrug 82,1%. Sie variierte zwischen den Zentren nicht signifikant von 63,8% bis 100%. Bei multivariater Analyse zeigte sich, dass die biochemische Kontrolle mit dem Alter und dem initialen PSA-Wert assoziiert war. Das 5-Jahres-Gesamtüberleben betrug 93,9% und variierte ebenfalls nicht signifikant zwischen 88,9% (Zentrum 3) und 94,7% (Zentrum 4). Die Erfassung von Akut- und Spättoxizitäten waren nicht Gegenstand der vorliegenden Untersuchung. Die von Zentrum zu Zentrum unterschiedliche Form der Dokumentation von Akutreaktionen während der Strahlentherapie sowie die nur in geringem Umfange vorliegenden Angaben zu Spätfolgen der Strahlentherapie ließen eine einheitliche Graduierung sowie eine Vergleichbarkeit von Toxizitätsdaten zwischen den Zentren als nicht realistisch erscheinen. Abschließend lässt sich festhalten, dass die Daten eine sehr heterogene Indikationsstellung und insbesondere im Hinblick auf die Zielvolumendefinition eine heterogene Durchführung der postoperativen Strahlentherapie dokumentieren. Dies mag darin mitbegründet sein, dass zum Untersuchungszeitraum keine einheitlichen Leitlinien für das Prostatakarzinom verfügbar waren. Ziele der evidenzbasierten Medizin könnten somit zukünftig sein, Kriterien für eine verbesserte Patientenselektion zu finden und therapeutische Richtlinien in die Praxis zu transferieren. Vielfältige Diskussionen, beispielsweise der Zielvolumendefinition sowie der Therapiealternativen sind gegenwärtig am Beginn. Weitere klinische Studien werden initiiert und deren Ergebnisse abgewartet werden müssen, bis validierte Empfehlungen als Standards etabliert werden können.
N2  - Patterns of Care in the Radiotherapy of Prostate Cancer in Northern Bavaria 1998-2000 – A multicenter retrospective analysis of 134 patients in Northern Bavaria Purpose: The purpose of the present patterns-of-care study of radiotherapy in prostate cancer was to analyze patient selection, treatment strategies and outcome in one geographic region of Germany. A number of 134 patients irradiated postoperatively by four radiation oncology departments in Northern Bavaria during the time period from 1998 to 2000 were included. All patients were treated with curative intent. As primary endpoints survival status and actuarial biochemical control (ASTRO definition) were defined. Results: All patients received three-dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT). Brachytherapy was not examined. The concepts of treatment varied between the four centers significantly in R-status, initial prostate-specific-antigen (PSA) and nodal radiotherapy frequency. The total radiotherapy doses were similar. The overall 5-year biochemical control was 81,1% and did not differ significantly between the four departments. The overall 5-year survival was 93,9% and did not differ significantly as well. The present multicenter retrospective study shows distinct patterns of patient referral and selection at the four centers. This can be accounted for the matter that during the investigated time period there were no guidelines for the treatment in prostate cancer available.
KW  - Prostatakarzinom
KW  - Strahlentherapie
KW  - Prostatektomie
KW  - Biochemische Kontrolle
KW  - prostate cancer
KW  - radiotherapy
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-34197
ER  - 
TY  - THES
A1  - Füller, Jochen
T1  - Analysis of the binding properties of the kinase C-RAF to mitochondria and characterization of its effects on the cellular and molecular level
T1  - Untersuchung der Bindungseigenschaften der Kinase C-RAF an Mitochondrien und Charakterisierung der Effekte auf zellulärer und molekulare Ebene
N2  - The proteins of the RAF family (A-RAF, B-RAF, and C-RAF) are serine/threonine-kinases that play important roles in development, mature cell regulation and cancer. Although it is widely held that their localization on membranes is an important aspect of their function, there are few data addressing this aspect of their mode of action. Here, we report that each member of the RAF family exhibits a specific distribution at the level of cellular membranes, and that C-RAF is the only isoform that directly targets mitochondria. We find that the RAF kinases exhibit intrinsic differences in terms of mitochondrial affinity, and that C-RAF is the only isoform that binds this organelle efficiently. This affinity is conferred by the C-RAF amino-terminal domain, and does not depend on the presence of RAS GTPases on the surface of mitochondria. Furthermore, we analyze the consequences of C-RAF activation on the cellular and molecular level. C-RAF activation on mitochondria dramatically changes their morphology and their subcellular distribution. On the molecular level, we examine the role of C-RAF in the regulation of the pro-apoptotic Bcl-2 family member BAD. This protein exhibits the original mode of regulation by phosphorylation. Although several reports addressed the regulation of BAD by C-RAF, the exact mode of action as well as the consequences of C-RAF activation on BAD are still not completely understood. We show that the inducible activation of C-RAF promotes the rapid phosphorylation of BAD on Serine-112 (Ser-75 in the human protein), through a cascade involving the kinases MEK and RSK. Our findings reveal a new aspect of the regulation of BAD protein and its control by the RAF pathway: we find that C-RAF activation promotes BAD poly-ubiquitylation in a phosphorylation-dependent fashion, and increases the turn-over of this protein through proteasomal degradation.
N2  - Die Proteine der RAF-Familie (A-RAF, B-RAF, C-RAF) sind Serin/Threonin-Kinasen, die eine wichtige Rolle in der Entwicklung, in der Zellregulation und in Krebs spielen. Obwohl es weitgehend anerkannt ist, dass die Lokalisation an Membranen ein wichtiger Aspekt ihrer Funktion ist, gibt es nur wenige Daten, die diesen Punkt ihrer Wirkungsweise beschreiben. Wir zeigen hier, dass jedes Mitglied der RAF-Familie eine spezifische Verteilung an zellulären Membranen besitzt, und dass C-RAF die einzige Isoform ist, die direkt an Mitochondrien bindet. Weiterhin zeigen wir, dass RAF-Kinasen intrinsische Unterschiede in ihrer mitochondrialen Affinität aufweisen, wobei C-RAF die einzige Isoform ist, die an dieses Organell effizient bindet. Diese Affinität wird von der amino-terminalen Domäne von C-RAF vermittelt und ist unabhängig vom Vorkommen der RAS-GTPasen auf der Oberfläche von Mitochondrien. Des Weiteren haben wir die Konsequenzen der Aktivierung von C-RAF auf zellulärer als auch auf molekularer Ebene untersucht. C-RAF Aktivierung an Mitochondrien hat drastische Änderungen in deren Morphologie und subzellulärer Verteilung zur Folge. Auf molekularer Ebene haben wir die Rolle von C-RAF in der Regulation des pro-apoptotischen Bcl-2 Familien Proteins BAD untersucht. Dieses Protein wird über Phosphorylierung reguliert. Obwohl eine Vielzahl von Arbeiten die Regulation von BAD durch C-RAF untersuchten, sind die exakte Wirkungsweise wie auch die Konsequenzen der C-RAF Aktivierung im Hinblick auf BAD immer noch unklar. Wir zeigen, dass die induzierbare Aktivierung von C-RAF die rapide Phosphorylierung von BAD an Serin 112 (Serin 75 im humanen Protein) zur Folge hat. Dieser Prozess wird durch eine Kaskade vermittelt, welche die Kinasen MEK und RSK einbezieht. Des Weiteren decken unsere Ergebnisse einen neuen Aspekt der Regulation des BAD Proteins auf und dessen Kontrolle durch den RAF-Signalweg: Wir zeigen, dass die Aktivierung von C-RAF die phosphorylierungs-abhängige Poly-ubiquitylierung von BAD zur Folge hat. Weiterhin beschleunigt die Aktivierung von C-RAF den Umsatz des BAD Proteins durch proteasomalen Abbau.
KW  - Apoptosis
KW  - Raf-Kinasen
KW  - Mitochondrium
KW  - BAD
KW  - BCL-2 Familie
KW  - BAD
KW  - BCL-2 family
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-35096
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bedrossian, Anaid
T1  - Structure, Expression and Function of the novel KIND Domain Family Protein very-KIND
N2  - In neurons the Ras signaling pathway is activated by a large number of various stimuli, including trophic factors, neurotransmitters and modulatory peptides. Guanine nucleotide exchange factors (GEFs) mediate the activation of Ras GTPases, by catalyzing the exchange of GDP for GTP, and facilitate signaling networks crosstalk. In this work, very-KIND (VKIND), a new brain specific RasGEF was structurally and functionally characterized. VKIND belongs to the KIND protein family along with the non-receptor tyrosine phosphatases type 13 and Spir actin nucleation factors. The kinase non-catalytic C-lobe domain (KIND) is similar to the C-terminal protein kinase catalytic fold (C-lobe) of the p21-activated kinase (PAK). The open reading frame (ORF) of the VKIND gene of 5229 base pairs was cloned. The VKIND ORF translates into a protein of 1742 amino acids residues with a size of 191 kD. The VKIND protein structure is highly conserved among species and at present the protein is found only in Vertebratae and Echinodermatae. The arrangement of two KIND domains at its amino-terminal region, KIND1 and KIND2, is depicted in its name. The KIND module functions as a molecular interaction structure that is deprived of any enzymatic activity. While the precise occupation of the KIND1 domain remains elusive, the KIND2 domain binds to the microtubules-associated protein 2 (MAP2). The protein central portion features two clusters of high conservation of yet unknown function as well as a coiled-coil motif with a putative multiple protein-protein interaction activity. At the carboxy-terminal region VKIND features a guanine nucleotide exchange factor for Ras-like small GTPases (RasGEF) with a structural RasGEFN motif attached at its N-terminal site. The VKIND RasGEF motif is structurally related to the yeast catalytic domain CDC25. The closest relation of the VKIND RasGEF domain with an average sequence identity of 23% is assigned to the RasGEF domains of exchange factors specific for Rap GTPases with two unique insertions: the first one of 24 amino acids in the N-terminal end of the domain (between helixes &#945;A and &#945;B of the SOS1 RasGEF module) and the second one of 11 amino acids in the C-terminal part (between, helixes &#945;J and &#945;K of the Sos1 RasGEF module). The RasGEFN domain plays a critical role in sustaining the structural and catalytical integrity of the guanidine exchange factor. VKIND is specifically and highly expressed in the murine nervous system during embryonic development and adulthood. During embryogenesis VKIND expression is present in the murine neural tube, telencephalon, retinal ganglion cells, and rhombencephalon. In the adult murine brain VKIND expression is most prominent in the cerebellum, however exclusively restricted to the granular and Purkinje cell layers. Subcellular distribution studies and time-lapse analysis revealed the gradual accumulation of VKIND into highly motile circular particles which featured estimated maximum velocity of 12 &#956;m/min. By merging the nascent structures progressively grew to estimated 2 &#956;m in size suggesting a role for VKIND in the vesicular transport process. Furthermore, the KIND1/KIND2 region of the VKIND protein was found to be phosphorylated by the p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK), recently discovered to induce neurite outgrowth in response to hyperosmotic shock. In the light of VKIND negatively controlling neurite outgrowth, further elucidation of the complex Ras pathways may provide rewarding insights in the neuronal physiology.
N2  - Der Ras-Signaltransduktionsweg wird in Neuronen durch eine große Anzahl verschiedener Signale stimuliert. Hierzu gehören trophische Faktoren, Neurotransmitter und modulatorische Neuropeptide. GDP/GTP-Austauschfaktoren (GEFs) vermitteln die Aktivierung der kleinen Ras-GTPasen, indem sie den Austausch von GDP gegen GTP katalysieren, und hierbei ein Signalnetzwerk ermöglichen. In dieser Arbeit wurde ein neuer gehirnspezifischer Ras-GDP/GTP-Austauschfaktor, very-KIND (VKIND), strukturell und funktionell charakterisiert. VKIND gehört, zusammen mit der Nicht-Rezeptor-Tyrosinphosphatase Typ 13 und dem Aktinnukleator Spir, zu der KIND-Proteinfamilie. Die Kinase Non-catalytic C-lobe Domain (KIND) ist strukturell verwandt mit der C-terminalen katalytischen Domäne (C-Lappen) der p21-aktivierten Proteinkinase (PAK). Der Offene Leserahmen aus 5229 Basenpaare des VKIND Gens wurde kloniert. Dieser kodiert für ein Protein aus 1742 Aminosäuren mit einem Molekulargewicht von 191 kD. Die Proteinstruktur des VKINDs ist hoch konserviert und kommt nur in Wirbeltieren und Stachelhäutern vor. Das Vorkommen von zwei KIND-Domänen in der aminotermianlen Region ist für dessen Namensgebung verantwortlich. Die KIND-Domäne fungiert als Protein-Interaktionsmodul ohne bisher bekannte katalytische Eigenschaften. Während die Funktion der KIND1-Domäne noch geklärt werden muss, bindet die KIND2-Domäne das Mikrotubuli-assoziertes Protein 2 (MAP2). Die zentrale Region des Proteins weist zwei hoch konservierte Cluster mit noch unbekannter Funktion auf, sowie ein Super-Helix-Motiv, coiled-coil, welches ein potentielles Protein-Interaktionsmodul darstellt. In der carboxyterminalen Region weist VKIND ein Guaninnukleotid-Austauschfaktor für die Protein-Superfamilie der kleinen Ras GTPasen (RasGEF) auf, welches sich in direkter Nachbarschaft des N-terminalen Strukturmotivs RasGEFN befindet. Das VKIND RasGEF-Modul ist strukturell mit der katalytischen Domäne CDC25 aus S. cerevisiae verwandt. Die Aminosäurensequenz der VKIND RasGEF-Domäne weist mit einer Homologie von 23% eine enge Verwandtschaft zur RasGEF-Domäne für RapGTPasen auf. Jedoch unterscheiden sich diese durch zwei zusätzliche Insertionen in der VKIND RasGEF-Domäne. Die Erste aus 24 Aminosäureresten bestehende Insertion ist im N-terminalen Bereich der RasGEF-Domäne zwischen den Helices &#945;A und &#945;B des SOS1 RasGEF Moduls lokalisiert, während die Zweite aus elf Aminosäureresten bestehende Insertion im C-terminalen Bereich zwischen den Helices &#945;J und &#945;K des SOS1 RasGEF Moduls lokalisiert ist. Die RasGEFN-Domäne spielt eine wichtige Rolle für die strukturelle und katalytische Integrität der GEF-Domäne. Im Maus-Embryo und in der adulten Maus wird VKIND spezifisch im Nervensystem exprimiert. Während der Embryogenese findet eine starke VKIND-Expression in dem murinen Neuralrohr, dem Telencephalon, dem Retinal-Ganglion und dem Rhombencephalon statt. Für die adulte Maus ist dagegen eine starke Expression ausschließlich in der Purkinje- und der Körner-Zellschicht des Cerebellums charakteristisch. Studien der subzellulären Verteilung und Zeitraffer-Video-Analysen zeigten die graduelle Akkumulation des VKIND Proteins in freibeweglichen zytoplasmatischen Partikeln. Diese zirkulären Partikeln wuchsen hierbei bis zu einer Größe von 2 &#956;m an und bewegten sich mit einer Geschwindigkeit von maximal 12 &#956;m/min. Dies deutet auf eine mögliche Rolle des VKINDs bei dem vesikulären Transport hin. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die VKIND KIND1/KIND2-Region durch die p38 MAP-Kinase phosphoryliert wird. Vor kurzem wurde von anderen Gruppen ein p38-induziertes Neuritenwachstum als Antwort auf einen hyperomotischen Schock untersucht. Im Zusammenhang mit dem inhibitorischen Effekt des VKINDs auf das Neuritenwachstum könnte dies zur weiteren Aufklärung des komplexen Ras-Signalweges und der neuronalen Physiologie beitragen.
KW  - very-KIND
KW  - GEF
KW  - RasGEF
KW  - RasGTPase
KW  - KIND
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-28463
ER  - 
TY  - THES
A1  - Diessner, Ernst Joachim
T1  - Konstruktion eines Balanced lethal Systems für Salmonella typhi Ty21a
T1  - Construction of a balanced lethal systems for Salmonella typhi Ty21a
N2  - Ziel der Arbeit ist unter anderem die Entwicklung von Vakzinen gegen maligne Neoplasien auf der Basis von attenuierten Bakterien. Sie dienen hierbei als Träger von tumorspezifischen Antigenen. Diese können mit Hilfe des E. coli Hämolysin-a-Sekretionssystems von Salmonella-Bakterienstämmen sezerniert werden und eine spezifische Immunreaktion induzieren. Sowohl die Gene, die für das Sekretionssystem kodieren als auch die Gensequenzen des tumorspezifische Antigens sind bei dem Projekt auf dem detailliert beschriebenen Antigendelivery Plasmid pMO kodiert. Die bis dato angewandte Methode der pMO-Plasmidstabilisierung mit Hilfe von Antibiotikaresistenzgenen beinhaltet jedoch zahlreiche, beschriebene Probleme und wird seitens der Behörden in Impfstämmen zunehmend restriktiv gehandhabt. Im Rahmen der Entwicklung eines bakteriellen Tumorimpfstoffes war es daher das Ziel dieser Arbeit ein System zur Stabilisierung des Antigendelivery Plasmids pMO zu etablieren, das auf den Einsatz von Antibiotikaresistenzgenen verzichtet.
N2  - Development of a system to stabilize plasmids in bacteria, by using a balanced lethal system, Development of tumor vaccines by using Salmonella bacteria
KW  - Salmonella
KW  - Balanced lethal Systeme
KW  - Stabilisierung von Plasmiden
KW  - Tumorvaccine
KW  - Immuntherapie
KW  - Balanced lethal Systeme
KW  - Salmonella typhi
KW  - Balanced lethal System
KW  - Salmonella typhi Ty21a
KW  - immunotherapy
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-51638
ER  - 
TY  - THES
A1  - Nekhoroshkova, Elena
T1  - A-RAF kinase functions in ARF6 regulated endocytic membrane traffic
T1  - Die Rolle der A-RAF-Kinase in ARF6 reguliertem endocytotischem Membrantransport
N2  - Extracellular signals are translated and amplified via cascades of serially switched protein kinases, MAP kinases (MAPKs). One of the MAP pathways, the classical RAS/RAF/MEK/ERK pathway, transduces signals from receptor tyrosine kinases and plays a central role in regulation of cell proliferation. RAF kinases (A-, B- and C-RAF) function atop of this cascade and convert signals emanating from conformational change of RAS GTPases into their kinase activity, which in turn phosphorylates their immediate substrate, MEK. Disregulated kinase activity of RAF can result in tumor formation, as documented for many types of cancer, predominantly melanomas and thyroid carcinomas (B-RAF). A-RAF is the least characterized RAF, possibly due to its low intrinsic kinase activity and comparatively mild phenotype of A-RAF knockout mice. Nevertheless, the unique phenotype of araf -/- mice, showed predominantly neurological abnormalities such as cerebellum disorders, suggesting that A-RAF participates in a specific process not complemented by activities of B- and CRAF. Here we describe the role of A-RAF in membrane trafficking and identify its function in a specific step of endocytosis. This work led to the discovery of a C-terminally truncated version of A-RAF, AR149 that strongly interfered with cell growth and polarization in yeast and with endocytosis and actin polymerization in mammalian cells. As this work was in progress two splicing isoforms of ARAF, termed DA-RAF1 and DA-RAF2 were described that act as natural inhibitors of RAS-ERK signaling during myogenic differentiation (Yokoyama et al., 2007). DA-RAF2 contains the first 153 aa of A-RAF and thus is nearly identical with AR149. AR149 localized specifically to the recycling endosomal compartments as confirmed by colocalization and coimmunoprecipitation with ARF6. Expression of AR149 interferes with recycling of endocytosed transferrin (Tfn) and with actin polymerization. The endocytic compartment, where internalized Tfn is trapped, was identified as ARF6- and RAB11- positive endocytic vesicles. We conclude that the inhibition of Tfn trafficking in the absence of A-RAF or under overexpression of AR149 occurs between tubular- and TGNassociated recycling endosomal compartments. siRNA-mediated depletion of endogenous A-RAF or inhibition of MEK by U0126 mimic the AR149 overexpression phenotype, supporting a role of ARAF regulated ERK signalling at endosomes that is controlled by AR149 and targets ARF6. Our data additionally suggest EFA6 as a partner of A-RAF during activation of ARF6. The novel findings on the A-RAF localization and the interaction with ARF6 have led to a new model of ARAF function were A-RAF via activation of ARF6 controls the recycling of endocytic vesicles.Endocytosis and rapid recycling of synaptic vesicles is critically important for the physiological function of neurons. The finding, that A-RAF regulates endocytic recycling open a new perspective for investigation of the role of A-RAF in the nervous system.
N2  - Extrazelluläre Signale werden über eine Serie von nacheinander geschalteten Proteinkinasen, den MAP-Kinasen (MAPK) weitergeleitet und multipliziert. Einer der MAPK-Signalwege, der RAS/RAF/MEK/ERK-Signaltransduktionsweg, leitet Signale von Tyrosinkinaserezeptoren weiter und spielt eine zentralle Role in der Regulation der Zellproliferation. RAF Kinasen (A-, B-, und CRAF) stehen am Anfang der Kaskade. Sie wandeln die signalbedingte strukturellen Änderungen der RAS-GTPase in ihre Kinaseaktivität um und phosphorylieren ihr direktes Substrat, MEK. Eine Störung in der Regulation der Kinaseaktivität des RAF-Proteins kann zur Tumorbildung führen, wie es bei vielen Krebsarten, vor allem Melanom und Schilddrüsenkarzinom (B-RAF), dokumentiert ist. A-RAF ist die bislang am wenigsten charakterisierte RAF-Kinase, möglicherweise aufgrund sihrer nidrigen intrinsischen Kinaseaktivität. Weiterhin weist die A-RAF defficiente Maus einen relativ milden hauptsächlich neuronalen Phänotyp auf, der sich unter anderem auch in einer Fehlfunktion des Cerebellums manifestiert. Dieser einzigartige Phänotyp weist darauf hin, dass eine Reihe zellulärer Prozesse spezifisch durch A-RAF und nicht durch aktiveren B- und C-RAF vermittellt wird. Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurde die Rolle des A-RAF-Proteins im intrazellulären Membrantransport analysiert und eine spezifische A-RAF Funktion by endozytotischen Prozessen identifiziert. Diese Arbeit führte zur Entdeckung einer C-terminal verkürtzten Form von A-RAF, AR149, welche das Wachstum und die Polarisation von Hefezellen beeinträchtigt. In Säugetierzellen wirkt AR149 störend auf die Endozytose und die Aktinpolymerisation. Während des Entstehungsprozesses dieser Studie, wurden parallel zwei Spleißisoformen des A-RAF-Proteins, DARAF1 und 2, publiziert, die als natürliche Inhibitoren des RAS-RAF-MEK-ERK-Signalwegs in der myogenen Differenzierung agieren (Yokoyama et al., 2007). DA-RAF2 beinhaltet die ersten 153 Aminosäuren des A-RAF Proteines und ist damit fast identisch mit AR149. Eigene Kolokalisierungund Koimmunopräzipitationsexperimente mit ARF6 weisen darauf hin, dass AR149 spezifisch in ARF6-positiven Recycling-Endosomen lokalisiert ist. Expression des AR149 Proteins bechindert das Recycling von endozytiertem Transferrin und die Aktin Polimerisation. Die endosomalen Kompartimente in denen internalisiertes Transferrin gefangen vor liegt, konntenals ARF6- und RAB11-positive endozytotische Vesikeln characterisiert werden. Diese Ergebnisse lassen auf eine durch A-RAF Überexpression bzw. durch die Abwesenheit an A-RAF vermittelte Blokade des intrazellulären Transferrintransportes zwischen den tubulären- und Trans-Golgi-Netzwerk-assoziirten endosomalen Recycling-Kompartimenten schließen. Inhibierung der endogenen A-RAF-Expression durch siRNA oder Hemmung der MEK-Aktivität durch U0126 haben den selben Effekt wie AR149. Auf der Basis dieser Ergebnisse wird ein neues Modell für die Rolle der A-RAF regulierten ERK Signallwirkung auf Endosomen vorgestellt, bei dem das Zielprotein die ARF6 GTPase durch 3 AR149/DA-RAF2 negativ reguliert wird. Daruber hinaus deuten unsere Daten darauf hin, dass EFA6, ein GEF-Faktor von ARF6, als Kooperationspartner von A-RAF bei der ARF6-Aktivierung fungiert. Endocytose und das schnelle Recycling von synaptischen Vesikeln ist von besonderer Bedeutung für die Funktion von Neuronen. Aus dem Befund, dass A-RAF ein Regulator des endocytotischen Recyclings ist ergibt sich dacher eine neue Perspektieve für die Untersuchung der A-RAF Funktion im Nervensystem.
KW  - Raf-Kinasen
KW  - Endocytose
KW  - Onkologie
KW  - Signaltransduktion
KW  - Carcinogenese
KW  - ARF6 GTPase
KW  - Recycling- Endosomen
KW  - ERK
KW  - A-RAF
KW  - Signal-Übertragung
KW  - A-RAF
KW  - signal transduction
KW  - mitogen cascade
KW  - membrane trafficking
KW  - endocytic recycling
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-44566
ER  - 
TY  - THES
A1  - Tränkenschuh, Wolfgang
T1  - Die Rolle von NF-kappaB und MEK in der Apoptosesuppression durch Raf
T1  - The role of NF-kappaB and MEK in suppression of apoptosis by activated Raf
N2  - Aus genetischen und zellbiologischen Untersuchungen ist bekannt, dass die Proteinkinase Raf Apoptose unterdrücken kann, die Effektoren sind jedoch im Detail nicht klar. Am Modell der IL-3 abhängigen Zellinie 32D wurde die Rolle des Transkriptionsfaktors NF-kappaB in der Apoptosesuppression durch aktiviertes Raf untersucht. Unter Verwendung zweier aktiver Raf-Mutanten ergaben sich Hinweise auf eine proapoptotische Funktion, passend zu den NF-kappaB zugeschriebenen proaptotischen Zielgenen. Für den Raf-Effektor MEK ist eine antiapoptotische Funktion bekannt. Hier gelang es mit einer hyperaktiven Mutante (deltaStu-MEK-LIDEMANE) aus IL-3 abhängigen 32D Zellen einen Faktor-unabhängigen Zellpool (FID) zu generieren. Das von den bekannten Vorstellungen über Zytokin-abhängige Zellinien abweichende Verhalten, nach dem erst die Mutation von mehr als einem Onkogen zu einer Faktorunabhängigkeit führt, wurde genauer charakterisiert. Die FID-Zellen sind weiter von den Signalmolekülen MEK und PI3-Kinase abhängig und ein autokriner Mechanismus konnte ebenso wie die Expression von Signalmolekülen auf der Zelloberfläche ausgeschlossen werden.
N2  - The protein kinase Raf is able to suppress apoptosis, although its effectors are not known in detail. The IL-3-dependent cell line 32D served as a model for the suppression of apoptosis by activated Raf in order to elucidate the role of the transcription factor NF-kappaB. We used two different active Raf mutants in our experimental approach and found evidence of a proapoptotic role for NF-kappaB. This stresses the significance of the proapoptotic target genes of NF-kappaB. The Raf effector MEK has an established antiapoptotic role. Our hyperactive MEK-mutant (deltaStu-MEK-LIDEMANE) turned IL-3-dependent 32D cells into cytokine-independent cells contrary to the traditional model of cytokine dependence. The cytokine-independent cells still employed the MEK and PI3-Kinase pathways. An autocrine mechanism could be excluded as well as the presence of surface signalling molecules.
KW  - Apoptosis
KW  - Raf-Kinasen
KW  - Interleukin 3
KW  - Apoptosis
KW  - NF-kappaB
KW  - MEK
KW  - Interleukin-3
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-37011
ER  - 
TY  - THES
A1  - Baljuls, Angela
T1  - Differences and Similarities in the Regulation of RAF Isoforms: Identification of Novel A-RAF Phosphorylation Sites
T1  - Unterschiede und Ähnlichkeiten in der Regulierung der RAF Isoformen : Identifizierung der neuen A-RAF Phosphorylierungsstellen
N2  - In mammals, the RAF family of serine/threonine kinases consists of three members, A-, B- and C-RAF. Activation of RAF kinases involves a complex series of phosphorylations. Although the most prominent phosphorylation sites of B- and C-RAF are well characterized, little is known about regulatory phosphorylation of A-RAF. Using mass spectrometry, we identified here a number of novel in vivo phosphorylation sites in A-RAF. The physiological role and the function of these sites were investigated subsequently by amino acid exchange at the relevant positions. In particular, we found that S432 participates in MEK binding and is indispensable for A-RAF signaling. On the other hand, phosphorylation within the activation segment does not contribute to epidermal growth factor-mediated activation. Regarding regulation of A-RAF activity by 14-3-3 proteins, we show that A-RAF activity is regulated differentially by its C-terminal and internal 14-3-3 binding domain. Furthermore, by use of SPR technique, we found that 14-3-3 proteins associate with RAF in an isoform-specific manner. Of importance, we identified a novel regulatory domain in A-RAF (referred to as IH-segment) positioned between amino acids 248 and 267, which contains seven putative phosphorylation sites. Three of these sites, serines 257, 262 and 264, regulate A-RAF activation in a stimulatory manner. The spatial model of the A-RAF fragment including residues between S246 and E277 revealed a “switch of charge” at the molecular surface of the IH-region upon phosphorylation, suggesting a mechanism in which the high accumulation of negative charges may lead to an electrostatic destabilization of protein/membrane interaction resulting in depletion of A-RAF from the plasma membrane. Activation of B- and C-RAF is regulated by phosphorylation at conserved residues within the negative-charge regulatory region (N-region). Identification of phosphopeptides covering the sequence of the N-region led to the conclusion that, similar to B- and C-RAF, kinase activity of A-RAF is regulated by phosphorylation of the N-region. Abrogation of A-RAF activity by S299A substitution and elevated activity of the A-RAF-Y301D-Y302D mutant confirmed this conclusion. In addition, we studied the role of the non-conserved residues within the N-region in the activation process of RAF kinases. The non-conserved amino acids in positions –3 and +1 relative to the highly conserved S299 in A-RAF and S338 in C-RAF have so far not been considered as regulatory residues. Here, we demonstrate that Y296R substitution in A-RAF led to a constitutively active kinase. In contrast, G300S substitution (mimicking B- and C-RAF) acts in an inhibitory manner. These data were confirmed by analogous mutations in C-RAF. Based on the three-dimensional structure of the catalytic domain of B-RAF, a tight interaction between the N-region residue S339 and the catalytic domain residue R398 was identified in C-RAF and proposed to inhibit the kinase activity of RAF proteins. Furthermore, Y296 in A-RAF favors a spatial orientation of the N-region segment, which enables a tighter contact to the catalytic domain, whereas a glutamine residue at this position in C-RAF abrogates this interaction. Considering this observation, we suggest that Y296, which is unique for A-RAF, is a major determinant of the low activating potency of this RAF isoform. Finally, the residues R359 in A-RAF and R398 in C-RAF, which interact with the N-region, are also involved in binding of phosphatidic acid. Substitution of this conserved arginine by alanine resulted in accumulation of hyper-phosphorylated form of RAF, suggesting that this residue play a crucial role in phosphorylation-mediated feedback regulation of A- and C-RAF. Collectively, we provide here for the first time a detailed analysis of in vivo A-RAF phosphorylation status and demonstrate that regulation of A-RAF by phosphorylation exhibits unique features compared with B- and C-RAF.
N2  - Die Protein-Familie der Serin/Threonin-spezifischen RAF-Kinasen umfasst in Säugetieren drei Mitglieder, A-, B- und C-RAF. Bei der Aktivierung dieser Kinasen spielen Phosphorylierungs-ereignisse eine entscheidende Rolle. Im Gegensatz zu B- und C-RAF, deren Phosphorylierungsstellen ausgiebig charakterisiert sind, blieb die Phosphorylierung von A-RAF weitgehend unerforscht. In der vorliegenden Arbeit wurden unter Verwendung der massenspektrometrischen Analyse zahlreiche neue in vivo A-RAF-Phosphorylierungsstellen identifiziert. Die physiologische Relevanz und die Funktion dieser Stellen wurden anschließend durch Aminosäurenaustausch an den relevanten Positionen untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass S432 in der A-RAF-Bindung zu MEK involviert und für die Signalweiterleitung unverzichtbar ist. Hingegen ist die EGF-bedingte A-RAF-Aktivierung nicht von der Phosphorylierung innerhalb des Aktivierungssegments abhängig. Hinsichtlich der Regulation von A-RAF-Aktivierung durch 14-3-3-Proteine, wurde hier gezeigt, dass die katalytische Aktivität von A-RAF durch die C-terminale und die interne 14-3-3-Bindungsdomänen unterschiedlich reguliert wird. Weiterhin wurde mittels SPR-Verfahren festgestellt, dass die Interaktion von 14-3-3-Proteinen mit RAF-Kinasen einen isoformspezifischen Charakter trägt. Von entscheidender Bedeutung war die Entdeckung einer neuen regulatorischen Domäne (hier als IH-Segment bezeichnet), die in der A-RAF-Sequenz die Aminosäuren 248 bis 267 umfasst und sieben A-RAF-spezifische Phosphorylierungsstellen enthält. Drei dieser Stellen, S257, S262 und S264, erwiesen sich als positive Regulatoren der A-RAF-Aktivierung. Das räumliche Modell dieses A-RAF-Fragments deckte eine „Ladungsumkehr“ an der molekularen Oberfläche der IH-Region infolge der Phosphorylierung auf. Dieser Befund begründete den Vorschlag eines Regulations-mechanismus, in dem die starke Akkumulierung der negativen Ladungen zu einer elektrostatischen Destabilisierung der Protein-Membran-Interaktion führt, was die Verdrängung der A-RAF-Kinase von der Plasma-Membran zur Folge haben könnte. Die Aktivierung von B- und C-RAF wird durch Phosphorylierung der sogenannten „negativ geladenen“ Region (N-Region) reguliert. Die Identifizierung mehrerer Phosphopeptide aus der N-Region von A-RAF veranlasste die Schlussfolgerung, dass die A-RAF-Aktivität ebenfalls durch die Phosphorylierung innerhalb dieser Region gesteuert werden könnte. In der Tat, die Aufhebung der A-RAF-Aktivität durch die S299A-Substitution und die erhöhte Aktivität der A-RAF-Y301D-Y302D-Mutante bestätigen diese Aussage. Darüberhinaus wurde die Rolle der nichtkonservierten Aminosäuren an den Positionen –3 und +1 relativ zum S299 in A-RAF und S338 in C-RAF im Aktivierungsprozess der RAF-Kinasen untersucht, nachdem diese ursprünglich nicht als regulatorische Stellen erkannt wurden. Es wird hier demonstriert, dass Y296R-Substitution der A-RAF-Kinase eine konstitutive Aktivität verleiht. Hingegen wirkte die G300S-Substitution, die von B- und C-RAF abgeleitet wurde, inhibitorisch. Diese Befunde wurden durch die analogen Mutationen in C-RAF bestätigt. Basierend auf der dreidimensionalen Struktur der katalytischen Domäne von B-RAF wurde eine Interaktion zwischen der N-Region und der katalytischen Domäne in A- und C-RAF festgestellt, die zu einer Inhibierung der Aktivität führen soll. Darüberhinaus wurde gezeigt, dass die räumliche Ausrichtung von Y296 in der N-Region von A-RAF einen engen Kontakt mit der katalytischen Domäne ermöglicht; dagegen hebt Glutamin in dieser Position die Interaktion auf. In Anbetracht dieser Befunde wurde vorschlagen, dass das A-RAF-spezifische Y296 das niedrige Aktivierungs-potential dieser RAF-Isoform determiniert. In diesem Zusammenhang wurde auch gefunden, dass die Aminosäuren R359 in A-RAF und R398 in C-RAF eine duale Funktion besitzen, indem sie sowohl mit der N-Region als auch mit Lipiden in Wechselwirkung treten können. Substitution dieser konservierten Arginine durch Alanin führte zur Akkumulierung der hyperphosphorylierten Formen der RAF-Kinasen, was die Schlussfolgerung erlaubt, dass diese Reste eine wichtige Rolle in der ERK-vermittelten Feedback-Regulation von A- und C-RAF spielen. Insgesamt wird hier zum ersten Mal eine detaillierte Analyse der in vivo A-RAF-Phosphorylierung geliefert und gezeigt, dass die phosphorylierungsvermittelte Regulation von A-RAF einzigartige Merkmale innerhalb der Familie von RAF-Kinasen aufweist.
KW  - Raf <Biochemie>
KW  - Phosphorylierung
KW  - Signaltransduktion
KW  - RAF kinases
KW  - phosphorylation
KW  - signal trunsduction
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-36135
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dogan, Taner
T1  - Role of IAPs in modulating C-RAF stability and cell motility
T1  - Rolle von IAPs in C-RAF-Stabilität und in Zellmigration
N2  - The data of this thesis show an unexpected role of XIAP and c-IAPs in the turnover of C-RAF protein, thereby modulating the MAPK signaling pathway and cell migration
N2  - Die Daten dieser Doktorarbeit zeigen nun eine unerwartete Rolle für XIAP und c-IAPs. Durch ihren Einfluß auf den Proteinumsatz von C-RAF modulieren sie die MAPK-Kaskade und somit die Wanderung von Zellen.
KW  - IAP
KW  - C-RAF
KW  - Apoptose
KW  - Signalkaskade
KW  - Ubiquitinierung
KW  - Migration
KW  - Ubiquitination
KW  - MAPK
KW  - XIAP
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-39827
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Puetz, Stephanie M.
A1  - Vogiatzi, Fotini
A1  - Stiewe, Thorsten
A1  - Sickmann, Albert
T1  - Malignant transformation in a defined genetic background: proteome changes displayed by 2D-PAGE
N2  - Background: Cancer arises from normal cells through the stepwise accumulation of genetic alterations. Cancer development can be studied by direct genetic manipulation within experimental models of tumorigenesis. Thereby, confusion by the genetic heterogeneity of patients can be circumvented. Moreover, identification of the critical changes that convert a pre-malignant cell into a metastatic, therapy resistant tumor cell, however, is one necessary step to develop effective and selective anti-cancer drugs. Thus, for the current study a cell culture model for malignant transformation was used: Primary human fibroblasts of the BJ strain were sequentially transduced with retroviral vectors encoding the genes for hTERT (cell line BJ-T), simian virus 40 early region (SV40 ER, cell line BJ-TE) and H-Ras V12 (cell line BJ-TER). Results: The stepwise malignant transformation of human fibroblasts was analyzed on the protein level by differential proteome analysis. We observed 39 regulated protein spots and therein identified 67 different proteins. The strongest change of spot patterns was detected due to integration of SV40 ER. Among the proteins being significantly regulated during the malignant transformation process well known proliferating cell nuclear antigen (PCNA) as well as the chaperones mitochondrial heat shock protein 75 kDa (TRAP-1) and heat shock protein HSP90 were identified. Moreover, we find out, that TRAP-1 is already up-regulated by means of SV40 ER expression instead of H-Ras V12. Furthermore Peroxiredoxin-6 (PRDX6), Annexin A2 (p36), Plasminogen activator inhibitor 2 (PAI-2) and Keratin type II cytoskeletal 7 (CK-7) were identified to be regulated. For some protein candidates we confirmed our 2D-PAGE results by Western Blot. Conclusion: These findings give further hints for intriguing interactions between the p16-RB pathway, the mitochondrial chaperone network and the cytoskeleton. In summary, using a cell culture model for malignant transformation analyzed with 2D-PAGE, proteome and cellular changes can be related to defined steps of tumorigenesis.
KW  - Medizin
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-68321
ER  - 
TY  - THES
A1  - Sienerth, Arnold R.
T1  - Regulation of anti-inflammatory cytokine IL-10 by the Polycomb Group Protein Bmi1
T1  - Regulation des anti-inflammatorischen Zytokines Il-10 durch das Polycomb Group Protein Bmi1
N2  - Macrophages are important effector cells of the innate and adaptive immune response and exert a wide variety of immunological functions which necessitates a high level of plasticity on the chromatin level. In response to pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) or inflammatory signals macrophages undergo a process of cellular activation which is associated with morphologic, functional and biochemical changes. Toll-like receptors (TLR) are able to sense many different PAMPs. TLR4 is an important sensor for lipopolysaccharide (LPS) which elicits a major portion of the host’s inflammatory response through the activation of many different signaling pathways such as the NF-&#954;B and the MAPK protein kinase pathways RASRAF- MEK-ERK, p38 and JNK. Polycomb group (PcG) proteins are well known chromatin modifiers which function in large complexes and are required to maintain chromatin structure in a transcriptionally repressed state. It has previously been shown that the PcG protein Bmi1 is phosphorylated by 3pK, a downstream effector kinase of the MAPK protein kinase pathways RAS-RAF-MEK-ERK, p38 and JNK. In this work I analyzed the role of Bmi1 as a downstream effector of MAPK signaling during macrophage activation. Unexpectedly a rapid up-regulation on the Bmi1 protein level was observed in bone marrow derived macrophages (BMDMs) after LPS treatment. The Bmi1 induction was associated with transient protein phosphorylation that occured downstream of MAPK signaling. LPS treatment of BMDMs in the absence of Bmi1 resulted in a pronounced increase of IL-10 secretion. This secretion of the anti-inflammatory cytokine IL-10 was associated with increased IL-10 mRNA levels. Furthermore, siRNA mediated knock down of Bmi1 in J774A.1 macrophages also resulted in elevated IL-10 mRNA levels in response to LPS. ChIP analysis revealed that Bmi1 binds to throughout the il-10 locus. Alternative activation of wild type BMDMs via concomitant TLR4 and Fc&#947;R activation which triggers high IL-10 expression is paralleled by an attenuated Bmi1 protein expression. These results identify Bmi1 as a repressor of IL-10 expression during activation of macrophages.
N2  - Makrophagen sind wichtige Effektorzellen der angeborenen und adaptiven Immunantwort und üben eine große Fülle von immunologischen Funktionen aus. Deshalb benötigen sie eine hohe Plastizität auf Chromatinebene. Als Antwort auf pathogen-assoziierte molekulare Muster (PAMPs) oder andere inflammatorische Signale machen Makrophagen einen zellulären Aktivierungsprozess durch, der mit morphologischen, funktionellen und biochemischen Veränderungen assoziiert ist. Toll-like Rezeptoren (TLR) sind fähig, solche PAMPs zu erkennen. Der TLR4 ist ein wichtiger Sensor für Lipopolysaccharid (LPS). LPS löst eine inflammatorische Antwort des Wirtes durch die Aktivierung vieler verschiedener Signalwege wie zum Beispiel des NF-&#954;B Signalwegs und der MAPK Proteinkinasensignalwege RAS-RAFMEK- ERK, p38 und JNK aus. Polycomb Gruppen (PcG) Proteine arbeiten in großen Proteinkomplexen zusammen und werden benötigt, um das Chromatin in einem transkriptionell reprimierten Zustand beizubehalten. Es konnte gezeigt werden, dass das PcG Protein Bmi1 von 3pK, einer Effektorkinase der MAPK Proteinkinasensignalwege RAS-RAF-MEK-ERK, p38 und JNK, phosphoryliert wird. In meiner Doktorabeit analysierte ich die Rolle von Bmi1 als downstream-Effektor der MAPKSignaltransduktion während der Makrophagenaktivierung. Es wurde unerwarteterweise eine schnelle Induktion von Bmi1 auf Proteinebene in Knochenmarks-Makrophagen (BMDMs) beobachtet. Diese Induktion war MAPK-abhängig und mit einer transienten Proteinphosphorylierung assoziiert. Die LPS-Behandlung der BMDMs in Abwesenheit von Bmi1 hatte erhöhte IL-10 Sekretion zur Folge. Diese erhöhte Sekretion des antiinflammatorischen Zytokines IL-10 war mit erhöhten IL-10 mRNA Expression verbunden. Des Weiteren hatte ein Bmi1 siRNA-vermittelter Gen-Knockdown in J774A.1 Makrophagen eine erhöhte IL-10 mRNA-Expression zur Folge. ChIP Analysen haben gezeigt, dass Bmi1 am ganzen il-10-Locus verteilt binden kann. Eine TLR4 und Fc&#947;R vermittelte alternative Aktivierung von BMDMs, die mit hoher IL-10 Expression verbunden ist, führte zu einer attenuierten Bmi1 Proteinexpression. Diese Ergebnisse zusammengenommen weisen Bmi1 als Repressor von IL-10 während der Makrophagenaktivierung aus.
KW  - Interleukin 10
KW  - Makrophage
KW  - Repression <Genetik>
KW  - Immunologie
KW  - Cytologie
KW  - Makrophage
KW  - Genregulation
KW  - Bmi1
KW  - Polycomb
KW  - LPS
KW  - IL-10
KW  - Bmi1
KW  - Polycomb
KW  - LPS
KW  - IL-10
KW  - Cell Biology
KW  - Immunology
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-49990
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TY  - THES
A1  - Götz, Andreas
T1  - Replikation von enteroinvasiven Escherichia coli und Salmonella enterica Serovar Typhimurium Stämmen in Epithelzellen unter besonderer Betrachtung des Kohlenstoffmetabolismus
T1  - Replication of enteroinvasive Escherichia coli and Salmonella enterica Serovar Typhimurium strains in epithelial cells with particular examination of the carbon metabolism
N2  - Schlagwörter: Salmonella , Salmonella enterica , Salmonella typhimurium , Salmonellose , Escherichia coli , Shigella , Infektion , Bakterielle Infektion , Zellkultur , HeLa-Zelle , Apoptosis , Metabolismus , Stoffwechsel , Glucose , Glucosetransport , Glucosestoffwechsel , Katabolismus , Kohlenstoff , Kohlenstoffbedarf , Kohlenstoffhaushalt , Kohlenstoffstoffwechsel , Kohlenstoff-13 , Kohlenstoffisotop Salmonella Typhimurium und enteroinvasive E. coli (EIEC) sind fakultativ intrazelluläre Bakterien aus der Familie der Enterobacteriaceae. Während erstere sich nach der Internalisierung durch eukaryotische Zellen normalerweise in einem spezialisierten Phagosom, der Salmonella-enthaltenden Vakuole (SCV), vermehren, replizieren EIEC im Zytoplasma der Wirtszellen. In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst durch Mikroinjektion die Fähigkeit von S. Typhimurium 14028s untersucht, ebenfalls im Zytoplasma von Caco-2-Zellen replizieren zu können. Dabei wurde festgestellt, daß ein früher als S. Typhimurium 14028s WT bezeichneter Stamm eine Insertion eines Desoxythymidins an Position 76 des offenen Leserasters von rfbP trägt, einem Gen, dessen Protein an der LPS-Synthese beteiligt ist. Weiterhin synthetisierte dieser Stamm ein rauhes LPS. Aufgrund von Agglutination konnte der Rauh-Stamm nur mit geringem Erfolg mikroinjiziert werden. Hingegen lag 5 h nach der Mikroinjektion einer nicht invasiven Mutante von Salmonella mit vollständigem LPS der Anteil an Caco-2-Zellen, die mehr als 32 Bakterien enthielten, bei etwa 30 %. Der Anteil war 2-3 mal höher als bei früheren Mikroinjektionen in HeLa-Zellen. Daher wurde das Verhalten von HeLa-Zellen nach einer Infektion durch S. Typhimurium ΔsifA - einer Mutante, die aus der SCV ins Zytoplasma entkommt - untersucht. Dabei wurde festgestellt, daß die sifA-Mutante 10 h nach der Infektion die Aktivität der Caspasen 9 und 3 in HeLa-Zellen, aber nicht in Caco-2-Zellen induziert. In weiteren Versuchen wurde die Bedeutung von Glukose, Glukose-6-phosphat und Mannose als Kohlenstoffquellen für die extra- und intrazelluläre Replikation zweier Isolate enteroinvasiver E. coli und eines S. Typhimurium Stammes analysiert. Zu diesem Zweck wurden zunächst definierte Mutanten in den beiden wichtigsten Phosphoenolpyruvat-abhängigen Phosphotransferasesystemen (PTS) für die Aufnahme von Glukose und Mannose, ptsG und manXYZ, sowie im Antiporter für die Aufnahme von Glukose-6-phosphat, uhpT, konstruiert. Bei Wachstum im Minimalmedium mit Glukose als einziger C-Quelle waren die Generationszeiten aller ΔptsG- und ΔptsG, manXYZ-Mutanten im Vergleich zu den Wildstämmen deutlich verlängert. Ebenso wuchsen ΔmanXYZ-Mutanten bzw. ΔuhpT-Mutanten deutlich langsamer auf Mannose bzw. Glukose-6-phosphat. Jedoch ergaben sich hierbei Stamm-spezifische Unterschiede. So erreichte EIEC 4608-58 ΔuhpT in der stationären Phase eine ähnliche Zelldichte wie der Wildstamm in Gegenwart von Glukose-6-phosphat und eine ΔptsG, manXYZ-Mutante von S. Typhimurium 14028s konnte immer noch effizient mit Glukose wachsen. Infektionsversuche mit Caco-2-Zellen zeigten weiterhin, daß die Deletion von ptsG zu einer signifikanten Erhöhung der Adhärenz und Invasivität von EIEC 4608-58 führt, während sich die intrazellulären Generationszeiten aller hier untersuchten Mutanten kaum veränderten. Selbst die ΔptsG, manXYZ, uhpT-Dreifachmutanten der drei hier verwendeten Enterobakterien und die ΔptsG, manXYZ, glk-Mutante von S. Typhimurium 14028s konnten immer noch in Caco-2-Zellen replizieren, wenn auch mit Stamm-spezifisch verringerten Geschwindigkeiten. 13C-Markierungsexperimente mit [U-13C6]-Glukose als Substrat ergaben jedoch, daß in der Tat alle hier untersuchten enterobakteriellen Wildstämme Glukose während der Replikation in Caco-2-Zellen unter Zellkulturbedingungen verwerten. Glukose-6-phosphat, Glukonat oder Fettsäuren konnten dagegen als wichtigste Kohlenstoffquellen für das intrazelluläre Wachstum ausgeschlossen werden. EIEC 4608-58 metabolisierte Glukose jedoch weniger effizient als EIEC HN280 und schien zudem noch zusätzlich C3-Substrate aus der Wirtszelle aufzunehmen. Das Markierungsmuster zeigte einen Stamm-spezifischen Kohlenstofffluß durch Glykolyse und/oder Entner-Doudoroff-Weg, Pentosephosphatzyklus, Citratzyklus und den anaplerotischen Reaktionen zwischen PEP und Oxalacetat. Mutanten mit Deletionen in ptsG und manXYZ konnten auf alternative C3-Substrate wechseln und glichen dies durch eine erhöhte Aufnahme von Aminosäuren aus den Wirtszellen aus.
N2  - Salmonella Typhimurium and enteroinvasive E. coli (EIEC) are facultative intracellular bacteria belonging to the family of Enterobacteriaceae. After internalisation by eukaryotic cells Salmonella normally resides inside a specialised phagosome called Salmonella-containing vacuole (SCV) whereas EIEC replicates inside the cytosol of host cells. In this study the ability of S. Typhimurium 14028s to replicate inside the cytosol of Caco-2 host cells was investigated by microinjection. It was thereby observed that a formerly used strain also called S. Typhimurium 14028s WT harboured an insertion of one deoxythymidin at position 76 of the rfbP open reading frame, a gene whose protein is involved in the LPS biosynthesis. Furthermore this strain expressed a rough LPS. Due to agglutination the microinjection procedure of the rough strain had only little success. But the percentage of Caco-2 cells that harboured more than 32 bacteria was about 30 % 5 h after injection of a non invasive mutant of Salmonella expressing full-length LPS chains. This was 2-3 times higher than the results observed before using HeLa cells. Therefore, the behaviour of HeLa cells infected by S. Typhimurium ΔsifA - a mutant that escapes from the SCV into the cytosol - was studied. The results showed that the sifA mutant strain induced the activity of caspases 9 and 3 in HeLa cells 10 h after infection but not in Caco-2 cells. In further experiments the contribution of glucose, glucose 6-phosphate and mannose as carbon sources for extra- and intracellular growth of two enteroinvasive E. coli isolates and one S. Typhimurium strain was analysed. Therefore, defined mutants of the most important phosphoenolpyruvate-dependent phosphotransferase systems (PTS) taking up glucose or mannose, i.e. ptsG and manXYZ, were constructed as well as mutants carrying a deletion of uhpT the antiporter for uptake of glucose 6-phosphate. During growth of the resulting ΔptsG and ΔptsG, manXYZ mutants in minimal medium with glucose as sole carbon source considerably longer generation times were observed. Likewise, ΔmanXYZ mutants and ΔuhpT mutants grew significantly slower on mannose or glucose 6-phosphate, respectively. But there were also strain specific differences. EIEC 4608-58 ΔuhpT reached a similar cell density as the wild-type strain during stationary phase when grown in the presence of glucose 6-phosphate and S. Typhimurium ΔptsG, manXYZ could still grow efficiently on glucose. Infections of Caco-2 cells showed that the deletion of ptsG increased the ability of EIEC 4608-58 significantly to adhere and invade these cells. But the intracellular generation times of all mutants under study were hardly changed. Even the triple mutants ΔptsG, manXYZ, uhpT of all three enterobacterial strains and the ΔptsG, manXYZ, glk mutant of S. Typhimurium 14028s were still able to replicate in Caco-2 cells, albeit at strain specific lower rates. 13C-Isotopologue profiling using [U-13C6]glucose as precursor revealed that in deed all analysed enterobacterial wild-type strains utilised glucose for their replication in Caco-2 cells under the applied conditions. Glucose 6-phosphate, gluconate and fatty acids could be ruled out as main carbon sources for intracellular growth. EIEC 4608-58 metabolised the applied glucose less efficiently than EIEC HN280 and seemed to take up C3-compounds from the host cells in addition to glucose. The labelling patterns reflected strain specific carbon fluxes via glycolysis and/or Entner-Doudoroff pathway, pentose phosphate pathway, citric acid cycle and the anaplerotic reactions between PEP and oxaloacetate. Mutants carrying deletions in ptsG and manXYZ switched to alternative C3-substrates and counterbalanced this by an increased uptake of amino acids from the host cells.
KW  - Escherichia coli
KW  - Intrazellulärraum
KW  - Salmonella typhimurium
KW  - Vermehrung
KW  - Kohlenstoffstoffwechsel
KW  - Salmonella
KW  - Salmonella enterica
KW  - Salmonella typhimurium
KW  - Salmonellose
KW  - Escherichia coli
KW  - Shigella
KW  - Infektion
KW  - Bakterielle Infektion
KW  - sifA
KW  - enteroinvasive
KW  - CaCo-2 cell
KW  - 13C-isotopologue profiling
KW  - microinjection
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-57292
ER  - 
TY  - THES
A1  - Obier, Nadine
T1  - Defining the end of pluripotency in mouse embryonic stem cells
T1  - Studien zum Ende der Pluripotenz in emrbyonalen Stammzellen der Maus
N2  - Stammzellen mit ihrer besonderen Fähigkeit sich selbst zu erneuern und zu differenzieren stellen einen faszinierenden Zelltyp für Grundlagenforschung und angewandte Wissenschaften dar. Pluripotente embryonale Stammzellen (ES Zellen), die aus Zellen der inneren Zellmasse von Präimplantationsembryonen etabliert werden, können ekto-, meso- und endodermale Zelltypen sowie Keimzellen hervorbringen. Im Gegensatz dazu sind multipotente adulte Stammzellen in ihrem Entwicklungspotential eingeschränkt, sie differenzieren sich zu allen Zelltypen ihres Gewebes. Zum Beispiel hämatopoetische Stammzellen (HSZs), die sich in Blut-bildenden Geweben wie dem Knochenmark befinden, vermögen sich in alle Blutzellen zu differenzieren. Während der Differenzierung von Stammzellen ändert sich nicht deren Genom, sondern ihre epigenetische Regulation. Durch epigenetische Mechanismen werden Zelltypen mit verschiedensten Phänotypen und Funktionen generiert. Für Stammzelltherapien ist ein tieferes Verständnis des Zusammenhangs von Epigenom und zellulärer Funktion wichtig. Im Rahmen dieser Dissertation war es mein Ziel, differenzierende Stammzellkulturen auf ihre Genexpression, ihre Chromatinregulation und ihr Differenzierungspotiential hin zu analysieren. Um Histonmodifikationen, die einen möglichen Mechanismus epigenetischer Regulation darstellen, global untersuchen zu können, sind zunächst, durchusszytometrische Protokolle etabliert worden, die die Analyse einzelner Zellen ermöglichen sollten. Mit dieser Methode konnten reduzierte Levels von Histonazetylierung in differenzierten ES Zellen gezeigt werden. Im Gegensatz dazu beobachtete ich vergleichbare Levels von Histonazetylierung in unreifen und reifen Knochenmarkzellen. Zusätzlich untersuchte ich die Wirkung des Histondeazetylase-Inhibitors (HDI) Trichostatin A (TSA) auf Knochenmarkzellkulturen, in denen auch HSZs enhalten sind. Nach Behandlung mit TSA erhöhte sich der Anteil von Zellen mit in vitro und in vivo hämatopoetischer Aktivität, während vor allem differenzierte Zellen in Apoptose gingen. Außerdem wurde der Verlust der Pluripotenz in differenzierenden ES Zellkulturen untersucht. Marker-basierte Analysen und funktionelle Tests wurden mit ES Zellen durchgeführt, die kurzfristig in vitro differenziert wurden. Es stellte sich heraus, dass nach funktionellen Gesichtspunkten die Pluripotenz bereits nach 2 Tagen Differenzierung deutlich reduziert war, beurteilt anhand der Fähigkeit Kolonien zu bilden, embryoide Körperchen (EK) zu formieren und zu kontrahierenden Herzmuskelzelltypen zu differenzieren. Im Gegensatz dazu verringerte sich die Expression von Pluripotenzmarkern erst zu späteren Zeitpunkten. Ich habe weiterhin beobachten können, dass die Wahl des Differenzierungssystems (Aggregations-EK, klonale EKs oder als adhärente Einzelzellschicht) einen Einfluss auf den Fortschritt und die Homogenität der Differenzierung hatte. Um das Ende der Pluripotenz genauer zu untersuchen, wurden differenzierte ES Zellen zurück in ES Zellkulturbedingungen gebracht. Die Ergebnisse deuten an, dass 3 Tage differenzierte ES Zellen einen Punkt überschritten haben, an dem eine Rückkehr zur Pluripotenz allein durch Kulturbedingungen noch möglich ist. Durch die Behandlung mit HDIs starben selektiv differenzierte ES Zellen. Des Weiteren war es Ziel dieser Arbeit, den Einuss von EED - einer essentiellen Untereinheit des Histon-methylierenden Polycomb repressive complex 2 (PRC2) - auf das Chromatin und die Funktion von ES Zellen hin zu analysieren. ES Zellen ohne EED wiesen neben dem bereits bekannten Verlust der Trimethylierung von Histon 3 an Lysin 27 (H3K27me3), global reduzierte H3K9me3 Levels sowie erhöhte Histonazetylierung auf. Trotz typischer ES Zell-Morphologie und normaler Expression von Pluripotenzgenen, besaßen EED knockout (KO)ES Zellen eine veränderte Organisation der Heterochromatinstruktur im Zellkern, eine verlangsamte Chromatinmobilität und Probleme bei der Differenzierung. Zusammenfassend gewähren meine Daten Einblick in die epigenetische Regulation von Stammzellen. Im Besonderen konnte ich zeigen, dass die Behandlung mit HDIs für differenzierende Knochenmarkzellen und differenzierende ES Zellen nachteilig war und zu deren selektivem Zelltod führte. Die hier durchgeführten Analysen ergaben, dass ES Zellen nach 3 Tagen Differenzierung das Ende der Pluripotenz erreicht hatten. Schließlich zeigten die Versuche mit EED KO ES Zellen, dass sie sich zwar selbst erneuerten und morphologisch identisch mit wildtypischen ES Zellen waren, jedoch Defekte bei der Differenzierung besaßen. Dies deutet darauf hin, dass EED nicht nur für undifferenzierte ES Zellen wichtig ist, sondern auch während der Differenzierung von Bedeutung ist.
N2  - Stem cells with the particular potential to self renew and to differentiate into multiple cell lineages are fascinating cell types for basic and applied research. Pluripotent embryonic stem (ES) cells are derived from the inner cell mass (ICM) of preimplantation embryos. Upon differentiation ES cells can give rise to cells of ecto-, meso- and endoderm including germ cells. In contrast, multipotent adult stem cells are more restricted in their differentiation outcomes,they differentiate into cells of their tissue of origin. For example, hematopoietic stem cells (HSCs) that reside in hemogenic tissues such as the bone marrow (BM) differentiate into hemato-/lymphoid cell lineages. Upon differentiation of stem cells not the genome, but the epigenetic regulation changes. Differentiation-associated epigenetic changes generate cell types with distinct phenotypes and functions. For stem cell-based therapies it is important to deeper understand the relation between epigenome and cellular function. In the scope of this thesis I aimed to analyze cultures of differentiating stem cells with respect to gene expression, chromatin regulation and differentiation potential. For the analysis of global histone modification levels, which represent one mechanism for epigenetic regulation, fow cytometric protocols were established that allow single cell measurements. By applying this methodology decreased histone acetylation levels were shown in differentiated ES cell populations. In contrast, comparable histone acetylation levels were observed in differentiated and undifferentiated BM cells. In addition, I investigated effects of the histone deacetylase (HDAC) inhibitor trichostatin A (TSA) on murine BM cells, comprising also HSCs. Upon TSA treatment the frequency of cells with in vitro and in vivo hematopoietic activity was increased, while lineage committed cells underwent apoptosis. Next, the loss of pluripotency was assessed in differentiating ES cell cultures. Using short-term in vitro differentiation protocols marker-based analyses and functional assays were performed.Functionally pluripotency was diminished after 2 days of differentiation as assessed by colony formation, embryoid body (EB) formation and cardiomyogenic differentiation approaches. In contrast, pluripotency marker expression was reduced at later time points. Further, the application of distinct differentiation systems (aggregation EB, clonal EB or monolayer (ML) culture) had an impact on the progression and homogeneity of differentiation cultures. To further study the end of pluripotency, differentiated ES cells were placed under ES cell culture conditions. The data suggest that 3 days differentiated ES cells had passed a point of no return and failed to regain Oct4-eGFP expression and that HDAC inhibitor treatment selectively killed differentiated ES cells. Finally, I aimed to study the effect of EED - a core subunit of the histone methylating Polycomb repressive complex 2 (PRC2) - on ES cell chromatin and function. ES cells lacking EED showed loss of histone H3 lysine 27 trimethylation (H3K27me3) accompanied by increased histone acetylation and reduced H3K9me3 levels. Despite typical ES cell morphology and pluripotency marker expression, EED knockout (KO) ES cells exhibited altered nuclear heterochromatin organization, delayed chromatin mobility and a failure in proper differentiation. Conclusively, my data provide insights into the epigenetic regulation of stem cells. Particularly, the results suggest that HDAC inhibitor treatment was detrimental for differentiated BM as well as for differentiated ES cells and that ES cells after 3 days of differentiation had lost pluripotency. Further, the data demonstrate that EED KO ES cells self renewed, exhibited morphology and pluripotency marker expression similar to wild type ES cells, but failed to differentiate. This indicates an important role of EED not only for undifferentiated but also for differentiating ES cells.
KW  - Stammzelle
KW  - Epigenetik
KW  - Pluripotenz
KW  - stem
KW  - epigenetic
KW  - pluripotency
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-53722
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TY  - THES
A1  - Heisig, Martin
T1  - Development of novel Listeria monocytogenes strains as therapeutic agents for targeted tumor therapy
T1  - Entwicklung von neuen Listeria monocytogenes Stämmen zur Anwendung in der Tumortherapie
N2  - Despite marked progress in development and improvement of cancer therapies the rate of cancer related death remained stable over the last years. Especially in treating metastases alternative approaches supporting current therapies are required. Bacterial and viral vectors have been advanced from crude tools into highly sophisticated therapeutic agents detecting and treating neoplastic leasions. They might be potent enough to fill in this therapeutic demand. In this thesis Listeria monocytogenes was investigated as carrier for targeted bacterial cancer therapy. One part of the study focussed on modification of a functional bacterial mRNA delivery system. Genomic integration of T7 RNA polymerase driving mRNA production allowed reduction to an one-plasmid-system and thereby partially relieved the growth retardation exerted by mRNA delivery. Importantly the integration allowed metabolic attenuation of the mRNA delivery mutant potentially enabling in vivo applications. Further expansion of the bacterial RNA delivery system for transfer of shRNAs was examined. Bacterial mutants producing high amounts of RNA containing shRNA sequences were constructed, however a functional proof of gene silencing on delivery in eukaryotic cell lines was not achieved. The second part of this thesis focussed on increasing tumor colonization by Listeria monocytogenes in vivo. Coating bacteria with antibodies against receptors overexpressed on distinct tumor cell lines enabled specific bacterial internalization into these cells in vitro. Optimization of the bacterial antibody coating process resulted in an up to 104-fold increase of intracellular bacteria. Combination of this antibody-mediated targeting with the delivery of prodrug-converting enzymes showed a cytotoxic effect in cell lines treated with the corresponding prodrug. Since incubation in murine serum completely abrogated antibodymediated bacterial internalization the antibodies were covalently linked to the bacteria for application in xenografted tumor mice. Bacteria coated and crosslinked in this manner showed enhanced tumor targeting in a murine tumor model demonstrating antibodymediated bacterial tumor targeting in vivo. Independent of antibody-mediated tumor targeting the intrinsic tumor colonization of different Listeria monocytogenes mutants was examined. Listeria monocytogenes &#916;aroA &#916;inlGHE colonized murine melanoma xenografts highly efficient, reaching up to 108 CFU per gram of tumor mass 7 days post infection. Taken together the presented data shows highly promising aspects for potential bacterial application in future tumor therapies. Combination of the delivery systems with antibodymediated- and intrinsic bacterial tumor targeting might open novel dimensions utilizing Listeria monocytogenes as therapeutic vector in targeted tumor therapy.
N2  - Die Weiterentwicklung der Therapiemöglichkeiten bei Krebserkrankungen hat trotz deutlicher Fortschritte nicht zu einer grundsätzlichen Verringerung der krebsbedingten Sterberate geführt. Besonders in der Behandlung von Metastasen werden alternative Therapieansätze zur Unterstützung der etablierten Standardmethoden benötigt. Insbesondere bakterielle und virale Vektoren wurden von groben Werkzeugen zu hochtechnischen therapeutischen Instrumenten verfeinert und könnten in der Zukunft diese therapeutische Lücke schliessen. In dieser Arbeit wurden verschiedene Aspekte der Anwendung von Listeria monocytogenes in der bakteriellen Tumortherapie untersucht. Im ersten Teil der Arbeit wurde das bereits publizierte System zur bakteriellen Übertragung von mRNAs modifiziert. Die genomische Integration der T7 RNA Polymerase, welche die mRNA herstellt, erlaubte die Reduktion der Plasmidzahl und verringerte die Stoffwechselbelastung auf die RNA-übertragenden Bakterien. Diese Integration erlaubte zum ersten Mal die metabolische Attenuation von RNAübertragenden Listerien und ermöglicht damit den in vivo Einsatz dieser Stämme. Als Erweiterung zur bakteriellen mRNA Übertragung wurde die Übetragung von shRNAs untersucht. Obwohl große Mengen an bakteriellen RNAs nachgewiesen wurden, die die shRNA Sequenz enthielten, konnte nach Infektion eukaryotischer Zellen mit diesen Bakterienmutanten keine funktionale Genregulation nachgewiesen werden. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde mit verschiedenen Methoden die Kolonisierung von Tumoren durch Listeria monocytoges verbessert. Durch Beladung der Bakterien mit Antikörpern gegen Rezeptoren, die auf bestimmten Tumorzellen überexprimiert werden, wurde die bakterielle Internalisierung in diese Zelllinien ermöglicht. Durch Optimierung des Antikörper-Beladungsprozesses konnte die Antikörper-vermittelte bakterielle Internalisierung auf das 104 fache der Kontrollen gesteigert werden. In Verbindung mit der Übertragung von Enzymen, die Medikamentenvorstufen in cytotoxische Medikamente umwandeln, konnten in Zellen, die mit der Medikamentenvorstufe inkubiert wurden, zytotoxische Effekte beobachtet werden. Da aber die Behandlung Antikörper-beladener Bakterien mit murinem Serum die spezifische Internalisierung vollständig verhindert, wurden die Antikörper für die Anwendung in Xenograft Tumormäusen kovalent an die Bakterien gebunden. Auf diese Weise behandelte Bakterien zeigten eine verbesserte Tumorzielsteuerung bei Beladung mit tumorbindenden Antikörpern. Unabhängig von der Antikörper-vermittelten Tumorzielsteuerung wurde die Tumorkolonisation verschiedener Listeria monocytogenes Mutanten untersucht. Insbesondere Listeria monocytogenes &#916;aroA &#916;inlGHE kolonisierte Melanom-Xenograft Tumoren sehr effizient und erreicht bis zu 108 CFU pro Gramm Tumormasse. Zusammengefasst zeigt diese Arbeit verschiedene vielversprechende Aspekte der bakteriellen Tumortherapie, die möglicherweise in Zukunft angewandt werden können. Durch Verbindung der RNA-Transfersysteme mit Antikörper-vermittelter- und intrinsischer Tumorzielsteuerung können neue Möglichkeiten für den Einsatz von Listeria monocytogenes als therapeutischer Vektor geschaffen werden.
KW  - Krebs <Medizin>
KW  - Therapie
KW  - Angewandte Mikrobiologie
KW  - bacterial cancer therapy
KW  - bacterial tumor targeting
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-48628
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TY  - THES
A1  - Choi, Soon Won
T1  - Analyse des neuralen Differenzierungspotentials androgenetischer muriner embryonaler Stammzellen in vitro und in vivo
T1  - Analysis of the neural differentiation potential of androgenetic murine embryonic stem cells in vitro and in vivo
N2  - Pluripotente embryonale Stammzellen (ES Zellen) sind aufgrund ihrer Selbsterneuerung- und ihrer Multiliniendifferenzierungs-Fähigkeiten interessante Zelltypen sowohl für die Grundlagenforschung als auch für die regenerative Medizin. Uniparentale Zygoten mit zwei väterlichen (androgenetisch: AG) oder zwei mütterlichen (gynogenetisch: GG; parthenogenetisch: PG) Genomen sind nicht in der Lage, lebensfähige Nachkommen zu entwickeln. Sie entwickeln sich jedoch erfolgreich bis zu Blastozysten, aus denen pluripotente ES Zellen abgeleitet werden können. Mit uniparentalen ES Zellen können zum Einen parent-of-origin-spezifische Einflüsse auf die Gewebeentwicklung untersucht und zum Anderen histokompatible und somit therapeutisch relevante Zellpopulationen generiert werden. Obwohl viele Aspekte des in vitro und in vivo Differenzierungspotenzials von PG ES Zellen aus mehreren Spezies in den zurückliegenden Jahren untersucht worden sind, ist das volle Differenzierungspotenzial von AG ES Zellen bisher nicht erschöpfend analysiert worden. Zellen der Inneren Zellmasse (ICM) von PG und AG Embryonen zeigten nach Blastozysteninjektion ortsspezifische Kontribution zur Gehirnentwicklung, wobei PG Zellen bevorzugt im Cortex und im Striatum lokalisierten, während sich AG Zellen verstärkt im Hypothalamus nachzuweisen waren. Aus AG und GG ES Zellen konnten zudem in vitro hämatopoetische Stammzellen differenziert werden, die nach Transplantation im Mausmodell tumorfrei das gesamte hämatopoetische System repopulierten. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass AG ES Zellen ein mit N ES Zellen vergleichbares in vitro und in vivo Differenzierungspotential in der frühen neuralen Entwicklung besitzen. Das Ziel meiner Arbeit war es zu untersuchen, ob murine AG ES Zellen sich zu verschiedenen neuronalen Subtypen entwickeln können und ob sie tumorfrei neurale Zelltypen nach Transplantation bilden können. In dieser Studie wurden AG ES Zellen im Vergleich zu biparentalen (N) ES Zellen in vitro über Embryoid Bodies (EBs) zunächst zu pan-neuronalen Vorläuferzellen (pNPCs) und weiter zu Neuron- und Glialzell-Marker (ß-III Tubulin (Tuj-1), NeuN, TH und GFAP) positiven Zellen differenziert.. Weiterhin wurde das dopaminerge (DA) Differenzierungspotential von AG ES Zellen näher untersucht, indem sie in einem Ko-Kultursystem mit Stromazellen gerichtet differenziert wurden. Diese DA Neurone wurden durch semiquantitative RT-PCR Analysen und immunhistochemische Färbungen für DA Neuronen-spezifische Marker (TH, PITX3, Nurr1) charakterisiert. Darüber hinaus wurde der Imprinting-Status von neun ausgesuchten Loci in AG und N ES, pNPC und DA Zellkulturen durch real-time RT-PCR Analysen untersucht. Die hier analysierten Gene, die im Gehirn allelspezifisch exprimiert werden, zeigten in pNPCs eine parent-of-origin-spezifische Genexpression mit Ausnahme von Ube3a. Nach Blastozysteninjektion wurde die Bildung von DA Neuronen in AG und N fötalen chimären Gehirnen untersucht. Hier zeigte sich, dass TH- and PITX3-positive AG DA Neurone abgeleitet aus ES Zellen im Mittelhirn von E12.5 und E16.5 Chimären detektiert werden konnten. Diese fötalen chimären Gehirne zeigten eine verbreitete und gleichmäßige Verteilung der AG Donorzellen in den Arealen Cortex, Striatum und Hypothalamus. Stereotaktische Transplantationen von AG und N pNPCs in ein „Traumatic Brain Injury (TBI) Model“ zeigten zudem, dass frühe Differenzierungsstufen von AG und N pNPC-Kulturen häufig Teratome generierten. Durch die Transplantation von langzeitdifferenzierten AG oder N pNPC-Kulturen konnte jedoch ein tumorfreies Anwachsen neuronaler und glialer Zellen erreicht werden. Die immunhistochemische Auswertung von Transplantaten bezüglich der Donorzellkontribution im Gehirn erfolgten bis zu drei Monaten nach der Injektion. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass AG ES Zellen neurales Differenzierungspotential, speziell zur Bildung von DA Neuronen, besitzen. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass langzeitdifferenzierte AG und N pNPCs nach Transplantation im traumatisierte Mausgehirnmodell tumorfrei anwachsen und anschließend zu neuralen Zellen differenzieren können. Trotz unbalancierter Genexpression von imprinted Genen lässt sich feststellen, dass AG ES Zellen therapeutisch relevant für zukünftige zelluläre Ersatzstrategien von Nervengewebe sein können.
N2  - Pluripotent embryonic stem (ES) cells are interesting cell types both for basic research and for regenerative medicine because of their enormous self-renewal and multi-lineage differentiation capacity. Uniparental zygotes with two paternal (androgenetic: AG) or two maternal (gynogenetic: GG; parthenogenetic: PG) genomes are not able to develop into viable offsprings but develop successfully up to blastocysts, from which ES cells can be derived. Uniparental ES cells can be utilized to study parent-of-origin-specific influences on tissue development and histocompatible, and therapeutically-relevant cell populations could be generated from them. While many aspects of the in vitro and in vivo differentiation potential of PG uniparental ES cells were studied for several species, the capacity of AG ES cells have not been analyzed to the same extent. PG and AG inner cell mass (ICM) cells showed region-specific contribution in brain development following blastocyst injection. While PG cells were preferentially located in the cortex and the striatum, AG cells were most commonly found in the hypothalamus. Hematopoietic cells derived from AG and GG ES cells generated after transplantation long-term repopulating and tumor-free complete hematopoietic engraftments in irradiated transplant recipients. Furthermore, AG and N ES cells also show a comparable in vitro and in vivo neural differentiation potential during early development, The aim of the present study was to investigate whether AG ES cells can develop into specific neuronal subtypes, and whether they can form neural cell types after transplantation, lacking teratoma formation. In this study, AG ES cells and as controls biparental (N) ES cells were differentiated in vitro via embryoid bodies (EBs) into pan-neural progenitor cells (pNPCs) and consequently to cells which expressed a variety of neuron- and glial cell-specific markers, including ß-III tubulin (Tuj-1), NeuN, TH, and GFAP. Furthermore the dopaminergic (DA) differentiation potential of AG ES cells was investigated more closely, by directed neuronal differentiation of AG ES cells in a co-culture system with stromal cells. The resulting neurons were characterized by semi-quantitative RT-PCR analyses and immunohistochemical stainings for DA neuron-specific markers (TH, PITX3, Nurr1). Additionally, the imprinting status of nine selected loci in AG and N ES cell, pNPC and DA cell cultures was studied by real-time RT-PCR analyses. The genes analyzed here, known to be expressed allel-specific in the brain, maintained in pNPCs a parent-of-origin-specific gene expression with the exception of UBE3A. &#8195; Following blastocyst injection the formation of DA neurons was studied in the AG and N chimeric fetal brains. TH- and PITX3-positive DA neurons derived from ES AG cells in the midbrain of E12.5 and E16.5 chimeras were detected. These chimeric fetal brains showed a widespread and balanced distribution of AG cells in the brain areas Cortex, Striatum and Hypothalamus. Stereotactic transplantations of AG and N pNPCs in a "Traumatic Brain Injury (TBI) Model" showed that early neural differentiation stages of AG and N pNPC cultures tended to generate teratomas. Importantly, neuronal and glial tumor-free engraftments could be achieved by the transplantation of long-term differentiated AG or N pNPC cultures. The immunohistochemical assessment of the donor cell contribution of individual transplants was performed up to three months post-transplantation. The results presented here show that AG ES cells have DA neuronal differentiation potential, and that long-term differentiated AG and N pNPCs can engraft tumor-free in a brain injury model. In spite of imbalanced imprinted gene expressions my results suggest that AG ES cells could be therapeutically relevant for future cellular replacement strategies of neural tissues.
KW  - Deutschland / Stammzellgesetz
KW  - Dopaminerge Nervenzelle
KW  - Nervenzelle
KW  - Embryonale Stammzelle
KW  - Stammzelle
KW  - Embryonale Stammzelle
KW  - androgenetisch
KW  - Differenzierung
KW  - Imprinting
KW  - Transplantation
KW  - embryonic stem cell
KW  - androgenetic
KW  - differentiation
KW  - imprinting
KW  - transplantation
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-48452
ER  - 
TY  - THES
A1  - Fischer, Andreas
T1  - The Role of Protein-Protein Interactions in the Activation Cycle of RAF Kinases
T1  - Die Rolle von Protein-Protein Interaktionen im Aktivierungszyklus der RAF Kinasen
N2  - Members of the RAF protein kinase family are key regulators of diverse cellular processes. The need for isoform-specific regulation is reflected by the fact that all RAFs not only display a different degree of activity but also perform isoform-specific functions at diverse cellular compartments. Protein-protein-interactions and phosphorylation events are essential for the signal propagation along the Ras-RAF-MEK-ERK cascade. More than 40 interaction partners of RAF kinases have been described so far. Two of the most important regulators of RAF activity, namely Ras and 14-3-3 proteins, are subject of this work. So far, coupling of RAF with its upstream modulator protein Ras has only been investigated using truncated versions of RAF and regardless of the lipidation status of Ras. We quantitatively analyzed the binding properties of full-length B- and C-RAF to farnesylated H-Ras in presence and absence of membrane lipids. While the isolated Ras-binding domain of RAF exhibit a high binding affinity to both, farnesylated and nonfarnesylated H-Ras, the full-length RAF kinases demonstrate crucial differences in their affinity to Ras. In contrast to C-RAF that requires carboxyterminal farnesylated H-Ras for interaction at the plasma membrane, B-RAF also binds to nonfarnesylated H-Ras in the cytosol. For identification of the potential farnesyl binding site we used several fragments of the regulatory domain of C-RAF and found that the binding of farnesylated H-Ras is considerably increased in the presence of the cysteine-rich domain of RAF. In B-RAF a sequence of 98 amino acids at the extreme N terminus enables binding of Ras independent of its farnesylation status. The deletion of this region altered Ras binding as well as kinase properties of B-RAF to resemble C-RAF. Immunofluorescence studies in mammalian cells revealed essential differences between B- and C-RAF regarding the colocalization with Ras. In conclusion, our data suggest that that B-RAF, in contrast to C-RAF, is also accessible for nonfarnesylated Ras in the cytosolic environment due to its prolonged N terminus. Therefore, the activation of B-RAF may take place both at the plasma membrane and in the cytosolic environment. Furthermore, the interaction of RAF isoforms with Ras at different subcellular sites may also be governed by the complex formation with 14-3-3 proteins. 14-3-3 adapter proteins play a crucial role in the activation of RAF kinases, but so far no information about the selectivity of the seven mammalian isoforms concerning RAF association and activation is available. We analyzed the composition of in vivo RAF/14-3-3 complexes isolated from mammalian cells with mass spectrometry and found that B-RAF associates with a greater variety of 14-3-3 proteins than C- and A-RAF. In vitro binding assays with purified proteins supported this observation since B-RAF showed highest affinity to all seven 14-3-3 isoforms, whereas C-RAF exhibited reduced affinity to some and A-RAF did not bind to the 14-3-3 isoforms epsilon, sigma, and tau. To further examine this isoform specificity we addressed the question of whether both homo- and heterodimeric forms of 14-3-3 proteins participate in RAF signaling. By deleting one of the two 14-3-3 isoforms in Saccharomyces cerevisiae we were able to show that homodimeric 14-3-3 proteins are sufficient for functional activation of B- and C-RAF. In this context, the diverging effect of the internal, inhibiting and the activating C-terminal 14-3-3 binding domain in RAF could be demonstrated. Furthermore, we unveil that prohibitin stimulates C-RAF activity by interfering with 14-3-3 at the internal binding site. This region of C-RAF is also target of phosphorylation as part of a negative feedback loop. Using tandem MS we were able to identify so far unknown phosphorylation sites at serines 296 and 301. Phosphorylation of these sites in vivo, mediated by activated ERK, leads to inhibition of C-RAF kinase activity. The relationship of prohibitin interference with 14-3-3 binding and phosphorylation of adjacent sites has to be further elucidated. Taken together, our results provide important new information on the isoform-specific regulation of RAF kinases by differential interaction with Ras and 14-3-3 proteins and shed more light on the complex mechanism of RAF kinase activation.
N2  - RAF Protein Kinasen sind essentielle Regulatoren verschiedener zellulärer Prozesse. Unterschiedlich starke Aktivitäten und Lokalisation der drei RAF Isoformen erfordern eine isoform-spezifische Regulation. Der Einfluss von Protein-Protein Interaktionen und Phosphorylierungen ist dabei mitentscheidend für die Signalweiterleitung entlang der Ras-RAF-MEK-ERK Kaskade. Mehr als 40 Interaktionspartner der RAF Kinasen wurden bereits beschrieben von denen zwei der wichtigsten, Ras und 14-3-3 Proteine, Gegenstand der vorliegenden Arbeit sind. Die Interaktion von RAF mit seinem vorgeschaltetem Modulatorprotein Ras wurde bislang nur mit verkürzten RAF-Proteinen und ohne Rücksicht auf den Lipidierungsgrad von Ras untersucht. Wir haben die Bindeeigenschaften von B- und C-RAF in voller, nativer Länge zu farnesyliertem H-Ras in Gegenwart und Abwesenheit von Membranlipiden quantifiziert. Während die isolierte Ras-Bindungsdomäne eine hohe Affinität sowohl zu farnesyliertem als auch nicht-farnesyliertem H-Ras aufweist, zeigen die RAF Proteine in voller Länge entscheidende Unterschiede in ihrem Bindeverhalten zu Ras. C-RAF benötigt für eine effiziente Interaktion mit H-Ras dessen C-terminale Farnesylgruppe, wobei B-RAF auch an nicht-farnesyliertes H-Ras im Cytosol bindet. Um die verantwortliche Farnesylbinderegion zu identifizieren haben wir verschiedene Fragmente der regulatorischen Domäne von C-RAF eingesetzt. Dadurch konnten wir zeigen, dass die Affinität zu farnesyliertem Ras in Gegenwart der sogenannten Cystein-reichen Domäne von RAF beträchtlich erhöht war. In B-RAF ist eine Sequenz von 98 Aminosäuren am N-Terminus verantwortlich für die Ras-Bindung unabhängig von dessen Farnesylierungszustand. Die Deletion dieser Sequenz von B-RAF veränderte die Ras-Bindungseigenschaften sowie die Kinaseaktivität vergleichbar mit C-RAF. Durch Immunfluoreszenzversuche in Säugerzellen konnten darüber hinaus Unterschiede in der Kolokalisation von B- und C-RAF mit Ras beobachtet werden. Zusammenfassend deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass B-RAF, im Gegensatz zu C-RAF, aufgrund seines verlängerten N-Terminus in der Lage ist bereits im Cytosol auch mit unfarnesyliertem Ras zu interagieren, wodurch die Aktivierung von B-RAF sowohl im Cytosol als auch an der Plasmamenbran erfolgen kann. Die Interaktion der RAF-Isoformen mit Ras in unterschiedlichen zellulären Kompartimenten kann aber auch durch die Komplexbildung mit 14-3-3 Proteinen beeinflusst werden. Die 14-3-3 Adapter Proteine spielen eine entscheidende Rolle im Aktivierungszyklus der RAF Proteine. Bislang waren jedoch keine Details bezüglich der Selektivität der sieben 14-3-3 Isoformen aus Säugerzellen hinsichtlich der Assoziation mit und Aktivierung der RAF Kinasen bekannt. Wir haben RAF/14-3-3 Komplexe aus Säugerzellen isoliert und durch Massenspektrometrie analysiert. Dadurch konnten wir zeigen, dass B-RAF mit einer größeren Vielfalt an 14-3-3 Isoformen bindet als C- und A-RAF. In vitro Bindungsversuche mit gereinigten Proteinen bestätigten die höhere Affinität von B-RAF zu allen sieben Säuger-14-3-3 Proteinen. C-RAF dagegen zeigte eine deutlich reduzierte Affinität, während für A-RAF keine Bindung zu den 14-3-3 Isoformen epsilon, sigma, und tau festgestellt wurde. Um diese Isoformspezifität weiter aufzuklären haben wir untersucht, ob sowohl Homo- als auch Heterodimere von 14-3-3 in der Lage sind die RAF-Signaltransduktion zu beeinflussen. Durch die Deletion einer der beiden 14-3-3 Isoformen aus Saccharomyces cerevisiae konnten wir zeigen, dass bereits ein 14-3-3 Homodimer für die korrekte Aktivierung von B- und C-RAF ausreichend ist. In diesem Zusammenhang konnte auch die Rolle der internen, inhibierenden 14-3-3 Bindestelle in RAF gegenüber der C-terminalen, aktivierenden Stelle dargelegt werden. Zusätzlich zeigen wir, dass Prohibitin seinen aktivierenden Einfluss gegenüber C-RAF durch die Beeinträchtigung der 14-3-3 Bindung an der internen Stelle in RAF ausübt. Diese Region in C-RAF ist das Ziel von Phosphorylierungen im Zuge eines negativen Rückkopplungsmechanismus. Durch den Einsatz von Tandem-Massenspektrometrie konnten wir bislang unbekannte Phosphorylierungsstellen an den Serinen 296 und 301 identifizieren deren ERK-vermittelte Phosphorylierung in vivo eine Inaktivierung der C-RAF bewirkt. Der Zusammenhang zwischen der Behinderung der 14-3-3 Anlagerung durch Prohibitin und die Phosphorylierung in unmittelbarer Nachbarschaft bedarf weiterer Untersuchungen. Zusammengefasst liefern unsere Ergebnisse wichtige Informationen bezüglich der isoform-spezifischen Regulation der RAF Kinasen durch die Interaktion mit Ras und 14-3-3 Proteinen und helfen die komplexen Mechanismen der RAF Aktivierung weiter aufzuklären.
KW  - Signaltransduktion
KW  - Raf <Biochemie>
KW  - Biochemie
KW  - Ras
KW  - H-ras
KW  - Proteininteraktion
KW  - signal transduction
KW  - biochemistry
KW  - Ras
KW  - Raf
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-48139
N1  - Aus rechtlichen Gründen sind die in der Dissertation abgedruckten, bereits in Zeitschriften veröffentlichten Artikel (Seiten 34 - 80) nicht in der elektronischen Version enthalten.
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lütkenhaus, Katharina
T1  - Tumour development in Raf-driven cancer mouse models
T1  - Tumor-Entwicklung in Raf-transgenen Mausmodellen
N2  - Metastasis is the cause of death in 90% of cancer-related deaths in men. Melanoma and Non-Small-Cell Lung Cancer (NSCLC) are both tumour types with poor prognosis, lacking appropriate therapeutic possibilities, not least because of their high rate of metastasis. Thus understanding the process of metastasis might unravel therapeutic targets for developing further therapeutic strategies. The generation of a transgenic mouse model expressing B-RafV600E in melanocytes, a mutation that is found in about 60% of all melanoma, would result in an ideal tool to study melanoma progression and metastasis. In this work, a doxycycline-inducible system was constructed for expression of B-RafV600E and transgenic animals were generated, but the expression system has to be improved, since this strategy didn’t give rise to any viable, transgene carrying mice. Furthermore, since it was shown in the work of others that the metastatic behavior of tumour cell lines could be reversed by an embryonic microenvironment and the influence of a tumourigenic microenvironment on melanocytes lead to the acquisition of tumour cell-like characteristics, the question arose, whether B-Raf is as important in melanocyte development as it is in melanoma progression. In this work, the embryonal melanocyte development in B-Raf-deficient and wildtype mouse embryos was examined and there were no differences observed in the localization and number of neural crest stem cells as well as in the localization of the dopachrome-tautomerase positive melanoblasts in the embryos and in cultured neural tube explants. The expression of oncogenic C-Raf in lung epithelial cells has yielded a model for NSCLC giving rise to adenomas lacking spontaneous progression or metastasis. The co-expression of c-Myc in the same cells accelerates the tumour development and gives rise to liver and lymphnode metastases. The expression of c-Myc alone in lung epithelial cells leads to late tumour development with incomplete penetrance. A mutation screen in this work resulted in the observation that a secondary mutation in KRas or LKB1 is necessary for tumour formation in the c-Myc single transgenic animals and suggested metastasis as an early event, since the corresponding metastases of the mutation-prone primary lung tumours were negative for the observed mutations. Furthermore, in this work it was shown that the expression of chicken c-Myc in a non-metastatic NSCLC cell line leads to metastatic clones, showing that c-Myc is sufficient to induce metastasis. Additionally a panel of metastasis markers was identified, that might serve as diagnostic markers in the future.
N2  - In 90% der Todesfälle aufgrund von Krebserkrankungen sind Metastasen für den Tod des Patienten verantwortlich. Sowohl Melanom, als auch nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom (Non-Small Cell Lung Cancer, NSCLC) sind beides Tumortypen, die eine schlechte Prognose haben und für die sich wenige Therapiemöglichkeiten bieten, nicht zuletzt aufgrund ihrer häufigen Metastasierung. Somit würde ein besseres Verständnis des Metastasierungsprozesses neue therapeutische Angriffspunkte aufdecken und damit die Möglichkeit zur Entwicklung neuer Therapieansätze bieten. Die Entwicklung eines transgenen Mausmodells, in dem B-RafV600E, eine Mutation die man in 60% der Melanompatienten findet, melanocyten-spezifisch exprimiert wird, würde ein geeignetes Werkzeug ergeben, um die Entstehung und die Metastasierung von Melanom zu untersuchen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Konstrukt zur Doxycyclin-abhängingen Expression von B-RafV600E erzeugt und mit diesem wurden transgene Tiere generiert. Da dieser Ansatz nicht zu lebensfähigen, das Transgen tragenden Linien führte, muss das Expressionssystem weiter verbessert werden. Da in der Arbeit von anderen gezeigt wurde, dass das metastasierende Verhalten von Tumor-Zelllinien durch eine embryonale Mikroumgebung aufgehoben werden konnte, und dass der Einfluss einer tumorähnlichen Mikroumgebung in Melanocyten zur Erlangung von Tumorzell-Charakteristika führte, kam die Frage auf, ob B-Raf eine ähnlich wichtige Rolle in der Entwicklung von Melanocyten wie in der Entstehung von Melanomen spielt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die embryonale Melanocytenentwicklung in B-Raf-defizienten sowie in wildtypischen Mausembryonen untersucht. Es konnten keine Unterschiede in der Lokalisation und Anzahl von Stammzellen des Neuralrohres und in der Lokalisation von Dopachrome-tautomerase positiven Melanoblasten in den Embryonen und in kultivierten Explantaten des Neuralrohres festgestellt werden. Die Expression von oncogenem C-Raf in Lungenepithelzellen von Mäusen ist ein Modell für NSCLC und führt zur Ausbildung von Adenomen ohne spontane Weiterentwicklung oder Metastasen. Die Koexpression von C-Raf mit c-Myc in denselben Zellen beschleunigt die Entwicklung von Tumoren und führt zu Metastasen in Leber und Lymphknoten. Die Expression von c-Myc alleine in Lungenepithelzellen führt zu einer verspäteten Entwicklung von Tumoren mit nicht vollständiger Penetranz. Ein Screening für Mutation im Rahmen dieser Arbeit führte zu der Beobachtung, dass Sekundärmutationen in KRas oder LKB1 für die Tumorentwicklung in den c-Myc transgenen Tieren notwendig sind und dass die Metastasierung ein frühes Ereignis zu seien scheint, da die zugehörigen Metastasen in Leber und Lymphknoten im Gegensatz zum Primärtumor in der Lunge keine Mutationen in diesen Genen trugen. Desweiteren wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass die Expression von avianem c-Myc in einer nicht-metastasierenden NSCLC Zelllinie zu metastasierenden Klonen führte, was zeigt, dass c-Myc ausreichend ist um Metastasierung auszulösen. Zusätzlich wurde eine Reihe von Markern für Metastasen identifiziert, die in Zukunft als diagnostische Marker Verwendung finden könnten.
KW  - Raf <Biochemie>
KW  - Melanom
KW  - Metastase
KW  - Lungenkrebs
KW  - Raf
KW  - Myc
KW  - NSCLC
KW  - metastasis
KW  - Raf
KW  - Myc
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-48332
ER  - 
TY  - THES
A1  - Brousos, Nikos Alexander
T1  - Mesenchymale Stammzellen: Analyse der Auswirkungen des Einsatzes von humanem Serum in der Langzeitkultur sowie des Entwicklungspotentials im Blastozystenmodell
T1  - Mesenchymal stem cells: The effect of human serum in long term culture and the developmental potential in the blastocyst model
N2  - Mesenchymale Stammzellen (MSCs) sind multipotente adulte Stammzellen. Sie können aus einer Vielzahl verschiedener Gewebe isoliert werden, z.B. aus Knochenmark (BM), Fettgewebe (AT) und Nabelschnurblut (CB). Besondere Bedeutung haben MSCs als mögliche Zellquelle für neuartige klinische Stammzelltherapien, da sie relativ einfach aus adulten Patienten isoliert und in vitro expandiert werden können. Grundlage für die erforschten Therapieansätze ist häufig das Entwicklungspotential der MSCs. Es umfasst mesenchymale Zelltypen wie Adipozyten, Chondrozyten und Osteoblasten, aber auch nicht-mesenchymale Zelltypen wie z.B. Hepatozyten oder Nervenzellen. Das Entwick-lungspotential von MSCs zu nicht-mesenchymalen Zelltypen ist jedoch umstritten und viele Differenzierungswege sind bisher nur in vitro gezeigt. Außerdem ist unklar, ob MSCs aus verschiedenen Ursprungsgeweben dasselbe Entwicklungspotential besitzen. Ein Ziel dieser Arbeit war deshalb das in vivo Differenzierungspotential von CB-, AT- und BM-MSCs vergleichend zu untersuchen. Dazu wurden die MSCs in murine Tag-3-Blastozysten injiziert. Diese wurden dann in Foster-Mäuse transferiert und die daraus entstandenen Embryonen am Tag 16 der Embryonalentwicklung (E16.5) analysiert. Dazu wurde gDNA aus verschiedenen embryonalen Geweben isoliert und mittels humanspezifischer quantitativer real-time PCR (qPCR) die Verteilung sowie das Ausmaß der humanen Donorkontribution bestimmt. Außerdem sollte der Differenzierungsstatus der humanen Zellen mittels in situ Hybridisierung und Antikörperfärbung analysiert werden...
N2  - Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent adult stem cells. They can be isolated from a multitude of tissues including bone marrow (BM), adipose tissue (AT) and cord blood (CB). MSCs gained special importance as potential cell source for novel stem cell-based therapies, because their isolation is relatively easy from patients and they can be expanded in vitro. Current attempts to use MSCs as therapeutic are based on their developmental potential, which includes mesenchymal cell types, for example adipocytes, chondrocytes and osteoblasts as well as the non-mesenchymal cell types like hepatocytes and neural cell types. The developmental potential of MSCs towards non-mesenchymal cell types is controversial and so far often only showed in vitro. Further, it is not clear whether MSCs from different tissue origins have the same developmental potential. Hence the aim of this thesis was to evaluate and compare the in vivo differentiation potential of human MSCs from CB, BM and AT. Therefore MSCs were injected in murine embryonic day 3.5 blastocysts. Then the blastocysts were transferred into foster mice and the developing E 16.5 embryos were analyzed. For this analysis gDNA from a variety of embryonic tissues was isolated. Distribution and degree of human donor contribution was determined by quantification of the human gDNA sequences in the samples with human specific quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR). In addition it was planned to analyze the differentiation status of the human cells by immunhistochemistry and in situ hybridization ...
KW  - Stammzelle
KW  - Mesenchym
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - mesenchymale Stammzellen
KW  - MSC
KW  - Blastozysteninjektion
KW  - Seneszenz
KW  - humanes Serum
KW  - Entwicklungspotential
KW  - mesenchymal stem cells
KW  - blastocyst injection
KW  - senescence
KW  - human serum
KW  - developmental potential
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-70401
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TY  - THES
A1  - Zanucco, Emanuele
T1  - Role of oncogenic and wild type B-RAF in mouse lung tumor models
T1  - Untersuchungen zur Rolle der onkogenen und wildtypischen B-RAF Kinase in Lungentumormodellen der Maus
N2  - Von Wachstumsfaktoren regulierte Signalkaskaden sind Schlüsselelemente in der Gewebeentwicklung und Geweberegeneration. Eine Deregulation dieser Kaskaden führt zu Entwicklungsstörungen und neoplastischen Krankheiten. Für viele humane Krebsformen sind aktivierende Mutationen der Kinasen der RAF Familie verantwortlich. Das erste Projekt dieser Doktorarbeit fokussiert auf der Rolle des B-RAF V600E, welches als eine der am häufigsten vorkommenden Mutantionen in humanen Krebszellen identifiziert worden ist. Um die onkogene Funktion des B-RAF V600E zu untersuchen, haben wir transgene Mauslinien hergestellt, welche das aktivierte Onkogen spezifisch in alveolaren Lungenepithelzellen des Typ II exprimieren. Konstitutive Expression des B-RAF V600E führte zu einer abnormen alveolaren Epithelzellbildung und zu Emphysem-ähnlichen Läsionen. Diese Läsionen wiesen Zeichen einer Gewebsumstrukturierung auf, oft in Assoziation mit chronischer Inflammation und geringer Inzidenz von Lungentumoren. Die Infiltration der entzündlichen Zellen erfolgte erst nach der Entstehung von Emphysem-ähnlichen Läsionen und könnte zur späteren Tumorbildung beigetragen haben. Diese Ergebnisse unterstützen ein Modell, in welchem der kontinuierliche regenerative Prozess eine tumorfördernde Umgebung schafft. Dabei induziert die Aktivität des onkogenen B-RAF eine alveolare Störung, welche ursächlich verantwortlich ist für den kontinuierlichen regenerativen Prozess. Das zweite Projekt fokussiert auf die Rolle von endogenem (wildtypischen) B-RAF in einem durch onkogenes C-RAF induzierten Maus Lungentumormodell. Für unsere Untersuchungen haben wir eine Mauslinie geschaffen, in welcher B-RAF in den C-RAF Lungentumoren konditionell eliminiert werden kann. Eine konditionelle Eliminierung des B-RAF hat die Entstehung von Lungentumoren nicht blockiert, aber zu reduziertem Tumorwachstum geführt. Dieses reduzierte Tumorwachstum konnte auf eine reduzierte Zellproliferation zurückgeführt werden. Außerdem konnten wir durch die B-RAF Elimination eine Reduktion der Intensität der mitogenen Signalkaskade beobachten. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass das onkogene Potential von C-RAF in vivo unabhängig von B-RAF ist und eine Kooperation von B-RAF und C-RAF jedoch für die vollständige Aktivierung der mitogenen Signalkaskade wichtig ist.
N2  - Growth factor induced signaling cascades are key regulatory elements in tissue development, maintenance and regeneration. Deregulation of the cascades has severe consequences, leading to developmental disorders and neoplastic diseases. As a major function in signal transduction, activating mutations in RAF family kinases are the cause of many human cancers. In the first project described in this thesis we focused on B-RAF V600E that has been identified as the most prevalent B-RAF mutant in human cancer. In order to address the oncogenic function of B-RAF V600E, we have generated transgenic mice expressing the activated oncogene specifically in lung alveolar epithelial type II cells. Constitutive expression of B-RAF V600E caused abnormalities in alveolar epithelium formation that led to airspace enlargements. These lung lesions showed signs of tissue remodeling and were often associated with chronic inflammation and low incidence of lung tumors. Inflammatory cell infiltration did not precede the formation of emphysema-like lesions but was rather accompanied with late tumor development. These data support a model where the continuous regenerative process initiated by oncogenic B-RAF-driven alveolar disruption provides a tumor-promoting environment associated with chronic inflammation. In the second project we focused on wild type B-RAF and its role in an oncogenic-C-RAF driven mouse lung tumor model. Toward this aim we have generated compound mice in which we could conditionally deplete B-RAF in oncogenic-C-RAF driven lung tumors. Conditional elimination of B-RAF did not block lung tumor formation however led to reduced tumor growth. The diminished tumor growth was not caused by increased cell death instead was a consequence of reduced cell proliferation. Moreover, B-RAF ablation caused a reduction in the amplitude of the mitogenic signalling cascade. These data indicate that in vivo B-RAF is dispensable for the oncogenic potential of active C-RAF; however it cooperates with oncogenic C-RAF in the activation of the mitogenic cascade.
KW  - Lungenkrebs
KW  - Biochemie
KW  - Maus
KW  - Lung cancer
KW  - RAF
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69603
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TY  - THES
A1  - Wruck, Robert
T1  - Wachstums- und Sekretionsverhalten humaner fetaler Lungenfibroblasten nach Applikation von Gamma-Strahlung in vitro
T1  - Growth and secretion behavior of human fetal lung fibroblasts after application of gamma-radiation in vitro
N2  - Der wesentliche Dosis limitierende Faktor einer Strahlentherapie thorakaler Malignome ist die Strahlenempfindlichkeit des Lungenparenchymes, da sich mit einer Häufigkeit von 25-75 % aller Patienten ein Strahlenschaden des Lungengewebes entwickeln kann. Die Inzidenz einer Lungenfibrose nach 6- 12 Monaten liegt bei 15-30%. Die Kombination zytostatischer Medikamente mit ionisierender Strahlung kann die Ansprechraten verbessern, kann andererseits die Inzidenz einer Pneumonitis erhöhen. Die konkreten Mechanismen, die zu einer Pneumonitis und einer strahleninduzierten Fibrose führen, sind bislang noch nicht vollständig bekannt. Es wird vermutet, daß die ortsständigen Zellen der Lunge eine aktivere Rolle in der Pathogenese als bisher angenommen, einnehmen. Tiermodelle der Strahlenschädiung der Lunge zeigten ein sehr frühe Expression von TGF-ß-mRNA and fibronectin-mRNA nach Bestrahlung. TGF-ß und Fibronectin sind in der BALF und Serum von an thorakalen Malignomen erkrankten, strahlentherapeutisch behandelten Patienten erhöht. Neben Makrophagen und Typ II Pneumocyten als zelluläre Quellen der genannten Cytokine, sind Fibroblasten in der Lage beide Agentien in erheblichem Umfang zu synthetisieren. Ziele Um die aktive Rolle von Fibroblasten in der Pathogenese der strahleninduzierten Lungenfibrose in Abwesenheit von Entzündungszellen zu untersuchen, bestrahlten wir Lungenfibroblasten in vitro und beobachteten folgende Parameter. 1. Zellwachstum 2. Synthese von Fibronectin 3. Synthese von Kollagen ( Procollagen-I-Peptid) 4. Synthese von TGF-ß1 Methoden Humane fetale Lungenfibroblasten (MRC-5 ,ICN Biochemicals Eschwege ,Deutschland) wurden in DME Medium kultiviert unter Zugabe von 10% FCS plus L-Glutamine, Penicillin G , Amphotericin B und Gentamycin; Luftfeuchtigkeit 100% , Temperatur 37°, CO2 5%, Medienwechsel erfolgten zweimal wöchentlich und 24 Stunden vor den Messungen. 24h nach der Aussaat der Zellen erfolgte die Strahlenapplikation (CO 60; 4.5, 7.5, 10.5 Gy ). Messungen erfolgten an den Tagen 3,6,9,12,15 nach Bestrahlung. Hierfür wurden folgende Materialien verwandt. Fibronectin (ELISA), Takara TGF beta (ELISA), DPC Biermann Procollagen-I-Peptide (ELISA), Takara LDH ( kinetischer Assay), Sigma Cell counts (Zählkammer) Alle Messungen wurden zweimal unternommen. Ergebnisse: 1. Das Zellwachstum wurde dosisabhängig gehemmt. 2. Beginnend am 3 Tag stieg die Syntheserate des Fibronectin dosisabhängig. 3. Ähnliche Beobachtungen wurde bzgl der Procollagen-I-Peptid Synthese beobachtet. 4. TGF-ß Spiegel fanden sich nach Bestrahlung ab Tag 6 bis zum 4-fachen über dem Ausgangswert erhöht und kehrten ziwschen den Tagen 9 und 15 auf das Ausgangsniveau zurück. 5. Eine Erhöhung des LDH wurde nicht beobachtet. Dies zeigte, dass eine Zytolyse kein wesentlichen Einfluß hatte. Disskusion: Bei Bestrahlung humaner fetaler Lungenfibroblasten wird das Zellwachstum dosisabhängig limitiert. Dies wurde nicht durch einen strahlenbedingt erhöhten Zelltod hervorgerufen , da das bestimmte LDH ( ein Marker der Zytolyse) in den Zellkulturüberständen nicht erhöht war. Wir vermuten, das durch Bestrahlung eine Differenzierung von Progenitor Fibroblasten zu postmitotischen Fibrocyten erfolgte, wie auch bereits von anderen Arbeitsgruppen berichtet. TGF-ß fand sich nach Bestrahlung in den Zellkulturüberständen deutlich erhöht. Es wird angenommen , daß TGF-ß eine Schlüsselrolle in der Pathogenese fibrosierender Erkrankungen der Lunge, der Leber, der Niere spielt und ebenso in die Enstehung der durch ionisierende Bestrahlung hervorgerufene Lungenfibrose eingebunden ist. Unsere Experimente haben gezeigt , daß Fibroblasten in der Lage sind große Mengen TGF-ß and Fibronectin - sogar in Abwesenheit von Entzündungszellen- zu erzeugen und sich vermutlich autokrin stimulieren können. Dieser Mechanismus wird als wichtiger Co-Faktor in der Pathobiologie verschiedener zur Fibrose führender Lungenerkrankungen angenommen. Schlussfolgerung Fibroblasten produzieren erhöhte Mengen TGF-ß und Fibronectin nach Applikation ionisierender Strahlung. Sie könnten in der Pathogenese der Strahlenschädigung der Lunge eine aktivere Rolle spielen als bisher angenommen.
N2  - Introduction The major dosis limiting factor of radiation therapy of thoracic malignomas is the lung which may develop radiation injury with a frequency of 25-70% of patients .The incidence of lung fibrosis after 6-12 months ist 15-30 %. Combination of cytostatic drugs with ionizid radiation can improve response rates, but may result in a higher incidence of pneumonitis. The exact mechanisms leading to pneumonitis and radiation induced fibrosis of the lung are yet unknown.The structural cells of the lung are of the lung are probably involved in the pathogenesis in a more active way than thougt until now. Animal models of radiation injury of the lung showed a very early expression of TGF-beta -mRNA and fibronectin-mRNA after irradiation. TGF-ß and Fibronectin were elevated in BALF and in serum. Macrophages and type-II-pneumocytes are thought to be the cellular source, but fibroblasts also are capable to synthesize both agents in large amounts. Aims In order to investigate the active role of fibroblasts in the pathogenesis of radiation fibrosis we irradiated human lung fibroblasts in vitro. We focused on following points: 1. cell growth 2. synthesis of fibronectin 3. synthesis of collagen (procollagen-I-peptid) 4. synthesis of TGF-beta-1 Methods Human fetal lung fibroblasts (MRC-5 ,ICN Biochemicals Eschwege ,Germany) cultured in DME-medium plus 10 % FCS plus L-glutamine, penicillin G, amphotericin B and gentamycine; air humidity 100 %, temp. 37°C, CO2 5%; change of medium twice weekly and 24 hr. before measurements. 24hrs. after seeding, application of ionizing radiation (CO 60; 4.5, 7.5, 10.5 Gy ). Measurements on day 3,6,9,12,15 after irradiation: Fibronectin (ELISA), Takara TGF beta (ELISA), DPC Biermann Procollagen-I-Peptide (ELISA), Takara LDH ( kinetic assay), Sigma Cell counts (counting chamber) All measurements have been done twice. Results 1. cell growth was inhibited in a dose dependent manner. 2. Beginning at day 3 cell related synthesis of fibronectin was increased depending on the dose of irradiation. 3. Similar observations were made in synthesis of procollagen-I-peptide. 4. TGF-beta levels were increased four fold after irradiation beginning on day 6 and returned to basal values between day 9 and 15 (the cells treated with 10.5 Gy were an exception. Here we found a furthermore higher secretion rate ). 5. No elevation of LDH was noticed, showing that cytolysis was not important in these effects. Discussion Irradiation of fetal human lung fibroblasts inihibited cell growth in a dose depend manner. This was not due to cell death initiated by ionizing rays, because LDH ( marker of cytolysis) was not elevated in culture supernatants. We assume that irradiation induces differentiation of progenitor-fibroblasts to promitotic fibrocytes as reported by other groups. TGF-beta was considerably elevated in culture supernatants after irradiation. TGF-beta is assumed to play a key role in fibrosing disease of lung, liver and kidney and may be involved in radiation induced lung fibrosis as well. Our experiments show, that fibroblasts are able to produce high amounts of TGF-beta and fibronectins - even if inflammatory cells are absent- and may stimulate themselves in an autocrine manner.This mechanism is thought to be an important co-factor in the pathobiology of different fibrosing disorders of the lung and may be important in radiation injury of the lung as well. Conclusion Fibroblasts produce increased amounts of TGF-beta and fibronectin after irradiation. They may play a more active role in the pathogenesis of radiation injury than thought up to now.
KW  - Ionisierende Strahlung
KW  - Strahlentherapie
KW  - Lungenfibrose
KW  - Fibroblast
KW  - Transforming Growth Factor beta 1
KW  - Prokollagen
KW  - Fibronectin
KW  - Radiation
KW  - radiation therapy
KW  - pulmonary fibrosis
KW  - fibroblast
KW  - transforming growth factor beta 1
KW  - procollagen
KW  - fibronectin
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-70698
ER  - 
TY  - THES
A1  - Stark, Felix
T1  - Funktionelle Untersuchungen zur Regulation der Protein Kinase CK2 durch Polyamine in Drosophila melanogaster und deren physiologische Bedeutung
T1  - Functional analysis of the regulation of the protein kinase CK2 by polyamines in Drosophila melanogaster and its psyiological meaning
N2  - Die heterotetramere Proteinkinase CK2 nimmt aufgrund der großen Anzahl und Diversität ihrer Substrate, sowie aufgrund ihrer Eigenschaft Signalwege miteinander zu vernetzen eine Sonderstellung innerhalb der Kinasen ein. CK2 beeinflusst Proliferation, Differenzierung und Apoptose, Prozesse an denen auch Polyamine und der MAPK-Signalweg beteiligt sind. Eine vor kurzem durchgeführte Arbeit beschreibt die Bindung von CK2 an das Gerüstprotein KSR und die Verstärkung des MAPK-Signalwegs durch Phosphorylierung von Raf-Proteinen in Vertebraten. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass CK2 auch in Drosophila mit KSR interagiert und das einzige in Drosophila vorhandene Raf-Potein (DRaf) in vitro phosphoryliert. Im Gegensatz zur Phosphorylierung der humanen B-Raf und C-Raf Proteine an Serin 446 bzw. Serin 338 innerhalb der „negative charge regulatory region“ (N-Region), führten Kinasereaktionen und Massenspektrometrische Untersuchungen zur Identifizierung von Serin 11 als CK2 Phosphorylierungsstelle in DRaf, während ein zu Serin 446 in B-Raf äquivalentes Serin in der N-Region in Drosophila nicht durch CK2 phosphoryliert wird. Durch Überexpression von DRaf sowie von zwei DRaf-Varianten bei denen Serin 11 durch Alanin oder Aspartat substituiert wurde (DRafS11A und DRafS11D) konnte in Zellkulturexperimenten gezeigt werden, dass die Ladung an der Aminosäureposition 11 die Funktion von DRaf beeinflusst, wobei eine negative Ladung an dieser Stelle zur Phosphorylierung und Aktivierung der Effektorkinase Erk führt. Die Phosphorylierung durch CK2 ist unabhängig von regulatorischen Botenstoffen ("second messengers"), wird aber durch Bindung von Polyaminen moduliert. Intrazelluläre Polyamine entstammen zum grossen Teil dem zellulären Aminosäurekatabolismus und beeinflussen die Phosphorylierung von DRaf durch CK2 in vitro, wobei Spermin ein effizienter Inhibitor der Reaktion ist, während die Effekte von Putrescin und Spermidin gering sind. Auch in Drosophila Schneider S2 Zellen und in adulten weiblichen Fliegen hat Spermin einen inhibitorischen, CK2-abhängigen Effekt auf die Aktivierung von Erk. Ausserdem konnte gezeigt werden, dass Putrescin und Spermidin in der Lage sind die Aktivierung von Erk, im Vergleich zu Zellen die nur mit Spermin behandelt wurden, zu erhöhen. Das spricht dafür, dass die Phosphorylierung von DRaf und die davon abhängige Aktivierung von Erk durch CK2 von der Menge und Relation der verschiedenen Polyamine zueinander abhängt. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen den Schluss zu, dass der Polyaminmetabolismus über CK2 mit dem MAPK-Signalweg verknüpft ist. Nachdem Polyamine durch Aminosäurekatabolismus enstehen, kann auf diese Weise der MAPK-Signalweg in Abhängigkeit der Verfügbarkeit zellulärer Aminosäuren reguliert werden. Vorversuche zeigten eine Beeinflussung von Proliferation und Apoptose durch CK2 und Polyamine. Weitere Untersuchungen sind aber nötig um spezifische Einflüsse von Polyaminen und CK2 auf zelluläre Prozesse wie Proliferation, Differenzierung und Apoptose aufzudecken.
N2  - Because of its high number and diversity of substrates, as well as its ability to cross-link signalling pathways, the heterotetrameric protein kinase CK2 has an exceptional position within kinases. CK2 influences proliferation, differentiation and apoptosis, processes in which also polyamines and the MAPK-signalling pathway are involved. A recent publication delineates binding of CK2 to the scaffold protein KSR and the enhancement of the MAPK-signalling pathway by phosphorylation of Raf-proteins in vertebrates. In my thesis I could show that CK2 also interacts with KSR in Drosophila and phosphorylates the only existing Raf protein in Drosophila (DRaf) in vitro. In contrast to the phosphorylation of human B-Raf- and C-Raf-proteins on serine 446 respectively serine 338 within the "negative charge regulatory region" (N-region), kinase reactions and mass spectrometric analyses led to the identification of serine 11 as phosphorylation site in DRaf, whereas a serine in the N-region, which corresponds to serine 446 of B-Raf, is not phosphorylated by CK2 in Drosophila. In cell culture experiments overexpression of DRaf and two DRaf-variants, in which serine 11 was substituted by alanine or aspartate (DRafS11A and DRafS11D), revealed the charge at amino acid position 11 to affect the function of DRaf, with a negative charge leading to phosphorylation and activation of the effector kinase Erk. Phosphorylation by CK2 is independent of second messengers, whereas it is modified by binding of polyamines. Intracellular polyamines mainly derive from cellular amino acid catabolism and modulate the phosphorylation of DRaf by CK2 in vitro with spermine being an efficient inhibitor of the reaction, whereas the effects of putrescine and spermidine are minor. In Drosophila Schneider S2 cells and adult flies spermine inhibits the activation of Erk in a CK2-dependent way. Furthermore administration of putrescine and spermidine in combination with spermine leads to enhanced Erk activation in cells compared to cells that are treated with spermine. These results suggest that phosphorylation of DRaf and the subsequent activation of Erk by CK2 are dependent on the amount and relative concentrations of polyamines. Altogether the results of this work demonstrate a role for CK2 in linking polyamine metabolism to the MAPK-signalling pathway. Since polyamines derive from amino acid catabolism, the MAPK-signalling pathway can be regulated dependent on the availability of cellular amino acids. Preliminary experiments point to CK2- and polyamine-dependent effects on proliferation and apoptosis. Further investigations are necessary to reveal specific effects of polyamines and CK2 on cellular processes like proliferation, differentiation and apoptosis.
KW  - Protein Kinase CK2
KW  - Polyamine
KW  - MAP-Kinase
KW  - Signaltransduktion
KW  - Taufliege
KW  - Raf <Biochemie>
KW  - MAPK-Signalweg
KW  - Drosophila melanogaster
KW  - DRaf
KW  - protein kinase CK2
KW  - polyamines
KW  - MAPK signalling pathway
KW  - Drosophila melanogaster
KW  - DRaf
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-57522
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gesser, Martin Benedikt Ambros
T1  - Optimierung eines Balanced Lethal Systems für Salmonella Typhi Ty21a
T1  - Optimisation of a balanced lethal system in Salmonella Typhi Ty21a
N2  - Das Projekt „Balanced Lethal System in Salmonella typhi Ty21a“ der AG Bakterielle Tumortherapie des MSZ zielt auf die Entwicklung eines Vakzinstammes, der in der humanen Krebstherapie zum Einsatz kommen soll. Ziel dieser Arbeit war das zuvor etablierte Balanced Lethal System in Salmonella typhi Ty21a zu optimieren.
N2  - The aim of this project is to develop a bacterial vaccine that will be used in cancer immunotherapy. The aim of this dissertation was to improve the established balanced lethal system in Salmonella typhi Ty21a.
KW  - Immuntherapie
KW  - Balanced Lethal System
KW  - Salmonella typhi
KW  - Vakzinierung
KW  - Prostatakarzinom
KW  - Immuntherapie
KW  - Balanced Lethal System
KW  - Salmonella typhi
KW  - Vakzinierung
KW  - Prostatakarzinom
KW  - Immunotherapy
KW  - balanced lethal system
KW  - salmonella typhi
KW  - vaccine
KW  - prostate cancer
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-55740
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Zanucco, Emanuele
A1  - Götz, Rudolf
A1  - Potapenko, Tamara
A1  - Carraretto, Irene
A1  - Ceteci, Semra
A1  - Ceteci, Fatih
A1  - Seeger, Werner
A1  - Savai, Rajkumar
A1  - Rapp, Ulf R.
T1  - Expression of B-RAF V600E in Type II Pneumocytes Causes Abnormalities in Alveolar Formation, Airspace Enlargement and Tumor Formation in Mice
JF  - PLOS ONE
N2  - Growth factor induced signaling cascades are key regulatory elements in tissue development, maintenance and regeneration. Perturbations of these cascades have severe consequences, leading to developmental disorders and neoplastic diseases. As a major function in signal transduction, activating mutations in RAF family kinases are the cause of human tumorigenesis, where B-RAF V600E has been identified as the prevalent mutant. In order to address the oncogenic function of B-RAF V600E, we have generated transgenic mice expressing the activated oncogene specifically in lung alveolar epithelial type II cells. Constitutive expression of B-RAF V600E caused abnormalities in alveolar epithelium formation that led to airspace enlargements. These lung lesions showed signs of tissue remodeling and were often associated with chronic inflammation and low incidence of lung tumors. The inflammatory cell infiltration did not precede the formation of the lung lesions but was rather accompanied with late tumor development. These data support a model where the continuous regenerative process initiated by oncogenic B-RAF-driven alveolar disruption provides a tumor-promoting environment associated with chronic inflammation.
KW  - obstructive pulmonary-disease
KW  - lung-cancer
KW  - somatic mutations
KW  - epithelial-cells
KW  - mouse models
KW  - protein
KW  - kinase
KW  - inflammation
KW  - activation
KW  - pathway
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-137061
VL  - 6
IS  - 12
ER  - 
TY  - THES
A1  - Rechtenwald, Christian
T1  - Charakterisierung und Weiterentwicklung eines Balanced Lethal Systems in \({Salmonella}\) \({spp}\)
T1  - Characterization and further development of a balanced lethal system in \({salmonella}\) \({spp}\)
N2  - Charakterisierung und Weiterentwicklung eines Systems zur antibiotikafreien Plasmidstabilisierung und Sekretion heterologer Antigene über das Hämolysin a-Sekretionssystem in attenuiereten Salmonella-Stämmen. Ziel ist die Entwicklung tumorspezifischer Vakzine.
N2  - Characterization and further development of a system for antibiotic-free plasmid stabilization in attenuated salmonella strains and secretion-enabling of heterologous antigens via the hemolysin a-secretion system. Goal is the development of tumor-specific vaccines.
KW  - Salmonella
KW  - Balanced lethal Systeme
KW  - Stabilisierung von Plasmiden
KW  - Tumorvaccine
KW  - Immuntherapie
KW  - Balanced lethal Systeme
KW  - Salmonella typhi
KW  - Balanced lethal System
KW  - Salmonella typhi Ty21a
KW  - immunotherapy
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-71092
ER  - 
TY  - THES
A1  - Pleiser, Sandra
T1  - Mouse genetic analyses of Spir functions
T1  - Maus-genetische Analysen zur Funktion von Spir
N2  - Das Aktin-Zytoskelett ist für viele zelluläre Funktionen unerlässlich, dazu gehören der strukturelle Aufbau von Zellen, die Zellwanderung und Vesikeltransportprozesse. Die funktionelle Vielfalt der Aktinstrukturen spiegelt sich in einer Vielzahl verschiedener molekularer Mechanismen wieder, welche die Polymerisierung von Aktinfilamenten regulieren. Die sponante Aktinpolymerisierung wird jedoch verhindert aufgrund der Instabilität von kleinen Aktin Oligomeren und durch Aktin Monomer bindende Proteine, welche die Bildung solcher Oligomere unterbinden. Aktinnukleationsfaktoren helfen diese kinetische Barriere der Filamentbildung zu überwinden und sind wesentlich für die Erzeugung von neuen Aktinfilamenten an bestimmten subzellulären Kompartimenten. Spir Proteine sind die ersten beschriebenen Mitglieder der neuen Klasse von WH2 Domänen Aktinnukleationsfaktoren. Sie leiten die Polymerisierung von Aktin ein, indem sie Aktinmonomere an die vier WH2 Domänen im Zentrum des Proteins binden. Trotz ihrer Eigenschaft Aktinpolymerisation in vitro selber zu nukleieren, bilden Spir Proteine einen regulatorischen Komplex mit anderen Aktinnukleatoren der formin Untergruppe von forminen. Spir hat eine Funktion bei der Regulierung von vesikulär erzeugten filamentösen Aktinstrukturen, Vesikeltransportprozessen und der Bildung der Teilungsfurche während der asymmetrischen meiotischen Zellteilung. Das Säugetiergenom kodiert zwei spir Gene, spir-1 und spir-2. Die entsprechenden Proteine haben einen identischen strukturellen Aufbau und sind zu einem großen Teil homolog zueinander. Um die Spir Funktion im sich entwickelnden und adulten Nervensystem zu untersuchen, wurde die bisher unbekannte Expression des Maus spir-2 Gens analysiert. Real-time PCR Analysen haben ergeben, dass spir-2 in adulten Mäusen in Oozyten, dem Gehirn, im Gastrointestinaltrakt, den Hoden und der Niere exprimiert wird. In situ Hybridisierungen wurden durchgeführt um die zelluläre Natur der spir Expression nachzuweisen. Während der Embryogenese haben in situ Hybridisierungen gezeigt, dass spir-2 im sich entwickelnden Nervensytem und Darmtrakt exprimiert wird. In adulten Mausgeweben, wurde die höchste Expression von spir-2 in Epithelzellen des Verdauungstraktes, in neuronalen Zellen des Nervensystems und in Spermatocyten gefunden. Im Gegensatz zur eher begrenzten Expression des Maus spir-1 Gens, welches überwiegend im Nervensystem, den Oozyten und Hoden zu finden ist, zeigen die hier aufgeführten Daten ein breiteres Expressionsmuster des spir-2 Gens und unterstützen damit eine allgemeinere zellbiologische Funktion der neuen Aktinnukleatoren. Um die Funktion des Spir Proteins im sich entwickelnden und adulten Nervensystem zu untersuchen, wurden Spir-1 defiziente Mäuse mit Hilfe der gene trap Methode generiert. Spir-1 defiziente Mäuse sind lebensfähig und eignen sich daher perfekt um die Neurobiologie des Spir-1 Aktinnukleators zu untersuchen. Die Analyse von primären kortikalen Neuronen von Spir-1 defizienten Mäusen zeigte eine Reduktion dendritischer Verzweigungen und ist die erste Beschreibung einer neuronalen Funktion von Spir-1. Desweiteren wurde eine transgene Mauslinie (thy1-GFP-M) eingesetzt, die das grüne Fluoreszenzprotein (GFP) unter der Kontrolle von Neuronen-spezifischen Elementen des thy1 Promoters exprimiert. GFP ist dabei nur in einer Teilmenge von Neuronen exprimiert, färbt diese Neuronen jedoch in ihrer Gesamtheit an. Spir-1 defiziente Mäuse, die das GFP Transgen exprimieren wurden generiert und analysiert. Es wurde herausgefunden, dass Spir-1 defiziente Mäuse eine reduzierte Anzahl an dendritischen Dornen im entorhinalen Kortex im Vergleich zu Wildtyp- Geschwistertieren aufweisen. Zusammengefasst gibt diese Studie neue Erkenntnisse über die zellbiologische Funktion von Spir und liefert Einsichten wie das neuronale Netzwerk sturkturiert wird.
N2  - The actin cytoskeleton is essential for many cellular functions, such as the regulation of cell morphology, cell migration and vesicle transport processes. The functional diversity of actin structures is reflected in a variety of distinct molecular mechanisms regulating the polymerization of actin filaments. The spontaneous polymerization of actin however is inhibited, by both the instability of small actin oligomers and by actin monomer binding proteins, which prevent the formation of such oligomers. Actin nucleation factors help to overcome this kinetic barrier of filament initiation and are essential for the generation of novel actin filaments at specified subcellular compartments. Spir proteins are the founding members of the novel class of WH2 domain containing actin nucleation factors. They initiate actin polymerization by binding of actin monomers to four WH2 domains in the central part of the protein. Despite their ability to nucleate actin polymerization in vitro by themselves, Spir proteins form a regulatory complex with the distinct actin nucleators of the formin subgroup of formins. Spir functions in the regulation of vesicular originated filamentous actin structures, vesicle transport processes and the assembly of the cleavage furrow during asymmetric meiotic cell divisions. The mammalian genome encodes two spir genes, spir-1 and spir-2. The corresponding proteins have an identical structural array and share a high degree of homology. In order to elucidate the Spir function in developing and adult mouse tissues, the yet unknown expression of the mouse spir-2 gene was addressed. Real-time PCR analysis revealed highest expression of spir-2 in oocytes, the brain, throughout the gastrointestinal tract, testis and kidney of adult mice. In situ hybridizations were performed to substantiate the cellular nature of spir gene expression. During embryogenesis in situ hybridizations show spir-2 to be expressed in the developing nervous system and intestine. In adult mouse tissues highest expression of spir-2 was detected in the epithelial cells of the digestive tract, in neuronal cells of the nervous system and in spermatocytes. In contrast to the more restricted expression of the mouse spir-1 gene, which is mainly found in the nervous system, oocytes and testis, the data presented here show a distinct and broader expression pattern of the spir-2 gene and by this support a more general cell biological function of the novel actin nucleators. In order to address the function of Spir proteins in the developing and adult nervous system, Spir-1 deficient mice were generated by a gene trap method. Spir-1 deficient mice are viable and provide a perfect tool to address the neurobiological function of the Spir-1 protein. Analyses of primary cortical neurons from Spir-1 deficient mice revealed a specific reduction of dendritic branchpoints and are the first description of a neuronal Spir-1 function. Further, a transgenic mouse line (thy1-GFP-M) was employed that expresses the green fluorescent protein (GFP) under the control of neuron specific elements from the thy1 promoter. GFP is thereby expressed in only a subset of neurons and labels the neurons in their entirety. Spir-1 deficient mice carrying the GFP transgene were generated and analyzed. It was found that Spir-1 deficient mice exhibit a reduced number of dendritic spines in the entorhinal cortex compared to wildtype littermates. All together this study gives novel information about the cell biological function of Spir and provides insights how cytoskeletal functions structure the mammalian neuronal network.
KW  - Actin-bindende Proteine
KW  - Knockout <Molekulargenetik>
KW  - Spir
KW  - Aktinnukleation
KW  - neuronale Differenzierung
KW  - Spir
KW  - Actin nucleation
KW  - knock-out mouse
KW  - neuronal differentiation
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-73634
N1  - Die Dissertation wurde an der Uni Regensburg geschrieben (externe Promotion)
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ahmad, Ruhel
T1  - Neurogenesis from parthenogenetic human embryonic stem cells
T1  - Neurogenese von parthenogenetischen humanen embryonalen Stammzellen
N2  - Imprinted genes play important roles in brain development. As the neural developmental capabilities of human parthenogenetic embryonic stem cells (hpESCs) with only a maternal genome were not assessed in great detail, hence here the potential of hpESCs to differentiate into various neural subtypes was determined. In addition DNA methylation and expression of imprinted genes upon neural differentiation was also investigated. The results demonstrated that hpESC-derived neural stem cells (hpNSCs) showed expression of NSC markers Sox1, Nestin, Pax6, and Musashi1 (MS1), the silencing of pluripotency genes (Oct4, Nanog) and the absence of activation of neural crest (Snai2, FoxD3) and mesodermal (Acta1) markers. Moreover, confocal images of hpNSC cultures exhibited ubiquitous expression of NSC markers Nestin, Sox1, Sox2 and Vimentin. Differentiating hpNSCs for 28 days generated neural subtypes with neural cell type-specific morphology and expression of neuronal and glial markers, including Tuj1, NeuN, Map2, GFAP, O4, Tau, Synapsin1 and GABA. hpNSCs also responded to region-specific differentiation signals and differentiated into regional phenotypes such as midbrain dopaminergic- and motoneuron-type cells. hpESC-derived neurons showed typical neuronal Na+/K+ currents in voltage clamp mode, elicited multiple action potentials with a maximum frequency of 30 Hz. Cell depicted a typical neuron-like current pattern that responded to selective pharmacological blockers of sodium (tetrodotoxin) and potassium (tetraethylammonium) channels. Furthermore, in hpESCs and hpNSCs the majority of CpGs of the differentially methylated regions (DMRs) KvDMR1 were methylated whereas DMR1 (H19/Igf2 locus) showed partial or complete absence of CpG methylation, which is consistent with a parthenogenetic (PG) origin. Upon differentiation parent-of-origin-specific gene expression was maintained in hpESCs and hpNSCs as demonstrated by imprinted gene expression analyses. Together this shows that despite the lack of a paternal genome, hpNSCs are proficient in differentiating into glial- and neuron-type cells, which exhibit electrical activity similar to newly formed neurons. Moreover, maternal-specific gene expression and imprinting-specific DNA-methylation are largely maintained upon neural differentiation. hpESCs are a means to generate histocompatible and disease allele-free ESCs. Additionally, hpESCs are a unique model to study the influence of imprinting on neurogenesis.
N2  - Imprinted Gene spielen eine wichtige Rolle bei der Gehirnentwicklung. Da das neurale Entwicklungspotenzial von hpESCs bisher noch nicht ausführlich untersucht wurde, war das Ziel dieser Arbeit das Differenzierungspotenzial von hpESCs zu verschiedenen neuralen Subtypen zu untersuchen. Außerdem wurden die DNA-Methylierung und Expression imprinted Gene in hpESCs während der neuralen Differenzierung analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass von hpESCs abgeleitete neurale Stammzellen (hpNSCs) die NSC-Marker Sox1, Nestin, Pax6 und Musashi1 (MS1) exprimierten, Pluripotenzmarker-Gene (Oct4, Nanog) abschalteten und keine Aktivierung von Markern der Neuralleistenzellen (Snai2, FoxD3) sowie dem mesodermalen Marker Acta1 stattfand. Immunfärbungen zeigten weiterhin, dass aus hpESCs abgeleitete Stammzellen die NSC-Marker Nestin, Sox1, Sox2 und Vimentin auf Proteinebene exprimierten. Durch gerichtete neurale Differenzierung für 28 Tage konnten aus hpESCs neurale Subtypen abgeleitet werden, die eine neurale Zelltyp-spezifische Morphologie aufweisen und positiv für neuronale und gliale Marker wie Tuj1, NeuN, Map2, GFAP, O4, Tau, Synapsin1 und GABA sind. Um aus hpNSCs dopaminerge und Motoneuronen abzuleiten, wurden während der Differenzierung Morphogene und trophische Faktoren zugegeben. Elektrophysiologische Analysen konnten zeigen, dass die in vitro differenzierten Neuronen, die von hpESCs abgeleitet wurden, für Neurone typische Na+/K+ Ströme sowie Aktionspotentiale (30 Hz) vorweisen ausbilden und auf ausgewählte pharmakologische Natrium- (Tetrodotoxin) und Kalium- (Tetraethylammonium) Kanal-Blocker reagierten. Desweiteren war der Großteil der CpGs von differentiell methylierten Regionen (DMRs) KvDMR1 in hpESCs und hpNSCs methyliert, während DMR1 (H19/Igf2 Locus) eine partiell oder komplett abwesende CpG-Methylierung zeigte, was dem parthenogenetischen Ursprung entspricht. Während der Differenzierung wurde die elternabhängige (parent-of-origin) spezifische Genexpression in hpESCs und hpNSCs aufrechterhalten, wie mit Genexpressionsanalysen imprinted Gene gezeigt werden konnte. In der Summe zeigen die hier dargestellten Ergebnisse, dass hpESCs, die kein paternales Genom besitzen, keine Beeinträchtigung im neuralen Differenzierungspotential zeigten und zu Gliazellen und Neurone differenziert werden konnten. Elektrophysiologische Analysen zeigten ferner, dass von hpESCs abgeleitete Neurone funktionell sind. Zudem wird die Expression maternal-spezifischer Gene und die Imprinting-spezifische DNA-Methylierung während der Differenzierung größtenteils aufrechterhalten. In der Summe stellen hpESCs ein einzigartiges Modell dar, um den Einfluss des Imprintings auf die Neurogenese zu untersuchen.
KW  - Embryonale Stammzelle
KW  - Neurogenese
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - Stammzelle
KW  - human parthenogenetic stem cells
KW  - in vitro neural differentiation
KW  - human parthenogenetic neural stem cells
KW  - PG neurons
KW  - imprinting.
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75935
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Sanges, C.
A1  - Scheuermann, C.
A1  - Zahedi, R. P.
A1  - Sickmann, A.
A1  - Lamberti, A.
A1  - Migliaccio, N.
A1  - Baljuls, A.
A1  - Marra, M.
A1  - Zappavigna, S.
A1  - Reinders, J.
A1  - Rapp, U.
A1  - Abbruzzese, A.
A1  - Caraglia, M.
A1  - Arcari, P.
T1  - Raf kinases mediate the phosphorylation of eukaryotic translation elongation factor 1A and regulate its stability in eukaryotic cells
JF  - Cell Death and Disease
N2  - We identified eukaryotic translation elongation factor 1A (eEF1A) Raf-mediated phosphorylation sites and defined their role in the regulation of eEF1A half-life and of apoptosis of human cancer cells. Mass spectrometry identified in vitro S21 and T88 as phosphorylation sites mediated by B-Raf but not C-Raf on eEF1A1 whereas S21 was phosphorylated on eEF1A2 by both B- and C-Raf. Interestingly, S21 belongs to the first eEF1A GTP/GDP-binding consensus sequence. Phosphorylation of S21 was strongly enhanced when both eEF1A isoforms were preincubated prior the assay with C-Raf, suggesting that the eEF1A isoforms can heterodimerize thus increasing the accessibility of S21 to the phosphate. Overexpression of eEF1A1 in COS 7 cells confirmed the phosphorylation of T88 also in vivo. Compared with wt, in COS 7 cells overexpressed phosphodeficient (A) and phospho-mimicking (D) mutants of eEF1A1 (S21A/D and T88A/D) and of eEF1A2 (S21A/D), resulted less stable and more rapidly proteasome degraded. Transfection of S21 A/D eEF1A mutants in H1355 cells increased apoptosis in comparison with the wt isoforms. It indicates that the blockage of S21 interferes with or even supports C-Raf induced apoptosis rather than cell survival. Raf-mediated regulation of this site could be a crucial mechanism involved in the functional switching of eEF1A between its role in protein biosynthesis and its participation in other cellular processes.
KW  - EF-1A
KW  - Raf kinases
KW  - signal transduction
KW  - apoptosis
KW  - ubiquitin
KW  - mass spectrometry
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-124149
VL  - 3
IS  - e276
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Sanges, C.
A1  - Scheuermann, C.
A1  - Zahedi, R. P.
A1  - Sickmann, A.
A1  - Lamberti, A.
A1  - Migliaccio, N.
A1  - Baljuls, A.
A1  - Marra, M.
A1  - Zappavigna, S.
A1  - Rapp, U.
A1  - Abbruzzese, A.
A1  - Caraglia, M.
A1  - Arcari, P.
T1  - Raf kinases mediate the phosphorylation of eukaryotic translation elongation factor 1A and regulate its stability in eukaryotic cells
JF  - Cell Death & Disease
N2  - We identified eukaryotic translation elongation factor 1A (eEF1A) Raf-mediated phosphorylation sites and defined their role in the regulation of eEF1A half-life and of apoptosis of human cancer cells. Mass spectrometry identified in vitro S21 and T88 as phosphorylation sites mediated by B-Raf but not C-Raf on eEF1A1 whereas S21 was phosphorylated on eEF1A2 by both B-and C-Raf. Interestingly, S21 belongs to the first eEF1A GTP/GDP-binding consensus sequence. Phosphorylation of S21 was strongly enhanced when both eEF1A isoforms were preincubated prior the assay with C-Raf, suggesting that the eEF1A isoforms can heterodimerize thus increasing the accessibility of S21 to the phosphate. Overexpression of eEF1A1 in COS 7 cells confirmed the phosphorylation of T88 also in vivo. Compared with wt, in COS 7 cells overexpressed phosphodeficient (A) and phospho-mimicking (D) mutants of eEF1A1 (S21A/D and T88A/D) and of eEF1A2 (S21A/D), resulted less stable and more rapidly proteasome degraded. Transfection of S21 A/D eEF1A mutants in H1355 cells increased apoptosis in comparison with the wt isoforms. It indicates that the blockage of S21 interferes with or even supports C-Raf induced apoptosis rather than cell survival. Raf-mediated regulation of this site could be a crucial mechanism involved in the functional switching of eEF1A between its role in protein biosynthesis and its participation in other cellular processes.
KW  - signal transduction
KW  - mass spectrometry
KW  - elongation
KW  - protein docking
KW  - factor EEF1A2
KW  - cancer-cells
KW  - lung cancer
KW  - EF-1A
KW  - Raf kinases
KW  - aminoacyl-transfer-RNA
KW  - tyrosine phosphorylation
KW  - factor 1-alpha
KW  - nucleotide exchange
KW  - polyarcylamide gels
KW  - chain
KW  - apoptosis
KW  - ubiquitin
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-134673
VL  - 3
IS  - e276
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ceteci, Fatih
A1  - Ceteci, Semra
A1  - Zanucco, Emanuele
A1  - Thakur, Chitra
A1  - Becker, Matthias
A1  - El-Nikhely, Nefertiti
A1  - Fink, Ludger
A1  - Seeger, Werner
A1  - Savai, Rajkumar
A1  - Rapp, Ulf R.
T1  - E-Cadherin Controls Bronchiolar Progenitor Cells and Onset of Preneoplastic Lesions in Mice
JF  - Neoplasia
N2  - Although progenitor cells of the conducting airway have been spatially localized and some insights have been gained regarding their molecular phenotype, relatively little is known about the mechanisms regulating their maintenance, activation, and differentiation. This study investigates the potential roles of E-cadherin in mouse Clara cells, as these cells were shown to represent the progenitor/stem cells of the conducting airways and have been implicated as the cell of origin of human non-small cell lung cancer. Postnatal inactivation of E-cadherin affected Clara cell differentiation and compromised airway regeneration under injury conditions. In steady-state adult lung, overexpression of the dominant negative E-cadherin led to an expansion of the bronchiolar stem cells and decreased differentiation concomitant with canonical Wnt signaling activation. Expansion of the bronchiolar stem cell pool was associated with an incessant proliferation of neuroepithelial body-associated Clara cells that ultimately gave rise to bronchiolar hyperplasia. Despite progressive hyperplasia, only a minority of the mice developed pulmonary solid tumors, suggesting that the loss of E-cadherin function leads to tumor formation when additional mutations are sustained. The present study reveals that E-cadherin plays a critical role in the regulation of proliferation and homeostasis of the epithelial cells lining the conducting airways.
KW  - injury
KW  - lung cancer
KW  - stem cells
KW  - clara cell
KW  - gene expression
KW  - basal cell
KW  - in vivo
KW  - epithelium
KW  - airway
KW  - renewal
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-135407
VL  - 14
IS  - 12
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ahmad, Ruhel
A1  - Wolber, Wanja
A1  - Eckardt, Sigrid
A1  - Koch, Philipp
A1  - Schmitt, Jessica
A1  - Semechkin, Ruslan
A1  - Geis, Christian
A1  - Heckmann, Manfred
A1  - Brüstle, Oliver
A1  - McLaughlin, John K.
A1  - Sirén, Anna-Leena
A1  - Müller, Albrecht M.
T1  - Functional Neuronal Cells Generated by Human Parthenogenetic Stem Cells
JF  - PLoS One
N2  - Parent of origin imprints on the genome have been implicated in the regulation of neural cell type differentiation. The ability of human parthenogenetic (PG) embryonic stem cells (hpESCs) to undergo neural lineage and cell type-specific differentiation is undefined. We determined the potential of hpESCs to differentiate into various neural subtypes. Concurrently, we examined DNA methylation and expression status of imprinted genes. Under culture conditions promoting neural differentiation, hpESC-derived neural stem cells (hpNSCs) gave rise to glia and neuron-like cells that expressed subtype-specific markers and generated action potentials. Analysis of imprinting in hpESCs and in hpNSCs revealed that maternal-specific gene expression patterns and imprinting marks were generally maintained in PG cells upon differentiation. Our results demonstrate that despite the lack of a paternal genome, hpESCs generate proliferating NSCs that are capable of differentiation into physiologically functional neuron-like cells and maintain allele-specific expression of imprinted genes. Thus, hpESCs can serve as a model to study the role of maternal and paternal genomes in neural development and to better understand imprinting-associated brain diseases.
KW  - methylation
KW  - derivation
KW  - blastocysts
KW  - pluripotent
KW  - differentiation
KW  - lines
KW  - brain development
KW  - in-vitro
KW  - mice
KW  - specification
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-130268
VL  - 7
IS  - 8
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gentschev, Ivaylo
A1  - Adelfinger, Marion
A1  - Josupeit, Rafael
A1  - Rudolph, Stephan
A1  - Ehrig, Klaas
A1  - Donat, Ulrike
A1  - Weibel, Stephanie
A1  - Chen, Nanhai G.
A1  - Yu, Yong A.
A1  - Zhang, Qian
A1  - Heisig, Martin
A1  - Thamm, Douglas
A1  - Stritzker, Jochen
A1  - MacNeill, Amy
A1  - Szalay, Aladar A.
T1  - Preclinical Evaluation of Oncolytic Vaccinia Virus for Therapy of Canine Soft Tissue Sarcoma
JF  - PLoS One
N2  - Virotherapy using oncolytic vaccinia virus (VACV) strains is one promising new strategy for canine cancer therapy. In this study we describe the establishment of an in vivo model of canine soft tissue sarcoma (CSTS) using the new isolated cell line STSA-1 and the analysis of the virus-mediated oncolytic and immunological effects of two different Lister VACV LIVP1.1.1 and GLV-1h68 strains against CSTS. Cell culture data demonstrated that both tested VACV strains efficiently infected and destroyed cells of the canine soft tissue sarcoma line STSA-1. In addition, in our new canine sarcoma tumor xenograft mouse model, systemic administration of LIVP1.1.1 or GLV-1h68 viruses led to significant inhibition of tumor growth compared to control mice. Furthermore, LIVP1.1.1 mediated therapy resulted in almost complete tumor regression and resulted in long-term survival of sarcoma-bearing mice. The replication of the tested VACV strains in tumor tissues led to strong oncolytic effects accompanied by an intense intratumoral infiltration of host immune cells, mainly neutrophils. These findings suggest that the direct viral oncolysis of tumor cells and the virus-dependent activation of tumor-associated host immune cells could be crucial parts of anti-tumor mechanism in STSA-1 xenografts. In summary, the data showed that both tested vaccinia virus strains and especially LIVP1.1.1 have great potential for effective treatment of CSTS.
KW  - breast-tumors
KW  - animal-model
KW  - nude-mice
KW  - cell-line
KW  - in-vitro
KW  - glv-1h68
KW  - cancer
KW  - virotherapy
KW  - dogs
KW  - neutrophils
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-129998
VL  - 7
IS  - 5
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Szabó, Áron
A1  - Papin, Christian
A1  - Zorn, Daniela
A1  - Ponien, Prishila
A1  - Weber, Frank
A1  - Raabe, Thomas
A1  - Rouyer, François
T1  - The CK2 Kinase Stabilizes CLOCK and Represses Its Activity in the Drosophila Circadian Oscillator
JF  - PLoS Biology
N2  - Phosphorylation is a pivotal regulatory mechanism for protein stability and activity in circadian clocks regardless of their evolutionary origin. It determines the speed and strength of molecular oscillations by acting on transcriptional activators and their repressors, which form negative feedback loops. In Drosophila, the CK2 kinase phosphorylates and destabilizes the PERIOD (PER) and TIMELESS (TIM) proteins, which inhibit CLOCK (CLK) transcriptional activity. Here we show that CK2 also targets the CLK activator directly. Downregulating the activity of the catalytic alpha subunit of CK2 induces CLK degradation, even in the absence of PER and TIM. Unexpectedly, the regulatory beta subunit of the CK2 holoenzyme is not required for the regulation of CLK stability. In addition, downregulation of \(CK2\alpha\) activity decreases CLK phosphorylation and increases per and tim transcription. These results indicate that CK2 inhibits CLK degradation while reducing its activity. Since the CK1 kinase promotes CLK degradation, we suggest that CLK stability and transcriptional activity result from counteracting effects of CK1 and CK2.
KW  - negative feedback loop
KW  - PER-TIM complex
KW  - posttranslational regulation
KW  - transcription factor
KW  - in-vivo
KW  - behavioral rhythms
KW  - proteins period
KW  - beta-subunit
KW  - phosphorylation
KW  - gene
KW  - CT, circadian time
KW  - LD, light:dark
KW  - DD, constant darkness
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-127234
SN  - 1545-7885
VL  - 11
IS  - 8
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Pfeiffer, Verena
A1  - Götz, Rudolf
A1  - Xiang, Chaomei
A1  - Camarero, Guadelupe
A1  - Braun, Attila
A1  - Zhang, Yina
A1  - Blum, Robert
A1  - Heinsen, Helmut
A1  - Nieswandt, Bernhard
A1  - Rapp, Ulf R.
T1  - Ablation of BRaf Impairs Neuronal Differentiation in the Postnatal Hippocampus and Cerebellum
JF  - PLoS ONE
N2  - This study focuses on the role of the kinase BRaf in postnatal brain development. Mice expressing truncated, non-functional BRaf in neural stem cell-derived brain tissue demonstrate alterations in the cerebellum, with decreased sizes and fuzzy borders of the glomeruli in the granule cell layer. In addition we observed reduced numbers and misplaced ectopic Purkinje cells that showed an altered structure of their dendritic arborizations in the hippocampus, while the overall cornus ammonis architecture appeared to be unchanged. In male mice lacking BRaf in the hippocampus the size of the granule cell layer was normal at postnatal day 12 (P12) but diminished at P21, as compared to control littermates. This defect was caused by a reduced ability of dentate gyrus progenitor cells to differentiate into NeuN positive granule cell neurons. In vitro cell culture of P0/P1 hippocampal cells revealed that BRaf deficient cells were impaired in their ability to form microtubule-associated protein 2 positive neurons. Together with the alterations in behaviour, such as autoaggression and loss of balance fitness, these observations indicate that in the absence of BRaf all neuronal cellular structures develop, but neuronal circuits in the cerebellum and hippocampus are partially disturbed besides impaired neuronal generation in both structures.
KW  - granule cells
KW  - hippocampus
KW  - neurons
KW  - neuronal dendrites
KW  - embryos
KW  - dentate gyrus
KW  - neuronal differentiation
KW  - cerebellum
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-130304
VL  - 8
IS  - 3
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Klement, Rainer Johannes
A1  - Frobel, Thomas
A1  - Albers, Torsten
A1  - Fikenzer, Sven
A1  - Prinzhausen, Jan
A1  - Kämmerer, Ulrike
T1  - A pilot case study on the impact of a self-prescribed ketogenic diet on biochemical parameters and running performance in healthy and physically active individuals
N2  - Background: Ketogenic diets (KDs) have gained some popularity not only as effective weight-loss diets and treatment options for several diseases, but also among healthy and physically active individuals for various reasons. However, data on the effects of ketosis in the latter group of individuals are scarce. We therefore collected pilot data on the physiological response to a self-prescribed ketogenic diet lasting 5-7 weeks in a small cohort of healthy and physically active individuals. Methods: Twelve subjects (7 males, 5 females, age 24-60 years) who followed moderate to intensive exercise routines underwent blood testing, bioelectrical impedance analysis (BIA) and spiroergometry during an incremental treadmill test. On the next day, they went on a self-prescribed KD for a median of 38 days (range 35-50 days), after which the same tests were performed again. Ketosis was self-monitored by urinary ketone strips. Subjective feeling during the diet was assessed by a questionnaire after the intervention. Due to the small and heterogenous sample, the results are interpreted in the context of the already existing literature. Results: The KDs were tolerated well by the majority of individuals. Impaired recovery from exercise remained the most frequently reported side effect until the end of the study. Most blood parameters remained stable during the intervention. However, there were significant elevations of total and LDL cholesterol concentrations (p<0.01) and a trend towards increased HDL-cholesterol (p=0.05). The drastic reduction of carbohydrates had no statistically significant influence on running performance judged by the time to exhaustion, VO2max and respiratory compensation points. BIA measurements showed significant increases in phase angle (p=0.01) indicating improvements of body composition with an estimated decrease of 3.4 kg of fat mass (p=0.002) and gain of 1.3 kg of fat free mass. We discuss the validity of these estimates taking into account a possibly altered hydration status due to the KD. Conclusions: Active healthy individuals will probably experience no major problems during a short term KD lasting several weeks. The drastically reduced carbohydrate content of the diet seems to be no limiting factor for running performance. In addition, improvements in body composition can be expected. While most biochemical parameters are not influenced by the diet, there seems to be an impact on the blood lipid profile that could be considered problematic with respect to cardiovascular disease risk. However, the predictive role of cholesterol levels alone in individuals undergoing regular physical activity remains to be elucidated.
KW  - Fettgehalt
KW  - Blut
KW  - Ketogene Kost
KW  - High fat diet
KW  - exercise
KW  - bioimpedance analysis
KW  - blood lipids; fat loss; running performance
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78901
ER  - 
TY  - THES
A1  - Li, Xiaoli
T1  - Functional analyses of ES cell pluripotency by inducible knockdown of the Polycomb group protein Pcgf6
T1  - Functionelle Analysen der ES-Zell-Pluripotenz durch  induzierbaren Knockdown des Polycomb group Proteins Pcgf6
N2  - Polycomb group (PcG) proteins are chromatin modifiers involved in heritable gene repression. Two main PcG complexes have been characterized: Polycomb repressive complex (PRC) 2 is involved in the initiation of gene silencing, whereas PRC1 participates in the stable maintenance of gene repression. Pcgf4 (Polycomb group protein, Bmi1) is one of the most studied PRC1 members with essential functions for embryonic development and adult stem cell self renewal. In embryonic stem cells (ES cells), Pcgf4 is poorly expressed while its paralogs (Pcgf1, Pcgf2, Pcgf3, Pcgf5 and Pcgf6) are expressed at higher levels. The relevance of the Pcgf paralog Pcgf6 for the maintenance of ESC pluripotency has not been addressed so far. My analyses revealed that Pcgf6 was the most expressed Pcgf paralog in undifferentiated ES cells. When ES cells differentiated, gene expression of Pcgf6 strongly declined. To investigate the functions of Pcgf6 in ES cells, we established a doxycycline (dox) inducible shRNA-targeted knockdown system according to publications by Seibler et al. (Seibler et al. 2005; Seibler et al. 2007). Following dox-induced knockdown (KD) of Pcgf6, we observed decreased ES cell colony formation. In parallel, gene expression of pluripotency markers Oct4, Nanog and Sox2 was reduced upon dox-treatment, wheras the expression of mesoderm genes such as T (Brachyury) were up-regulated. Further, microarray analysis revealed de-repression of several spermatogenesis-specic genes upon Pcgf6-KD, suggesting that Pcgf6 may play a role during spermatogenesis. Upon in vitro differentiation, Pcgf6-KD ES cells showed increased hemangioblast formation, paralleled by increased hematopoietic development. In summary, results of this study suggest that Pcgf6 is involved in maintaining ES cell identity by repressing lineage-specific gene expression in undifferentiated ES cells.
N2  - Polycomb Gruppe (PcG) Proteine sind Chromatin-Modifikatoren, die an der vererbbaren Genrepression beteiligt sind. Primär wurden bisher zwei PcG-Komplexe charakterisiert: Polycomb-repressiv-Komplex (PRC) 2, der die ersten Schritte des Gen-Silencings übernimmt, und PRC1, der an der stabilen Aufrechterhaltung der Genrepression beteiligt ist. Pcgf4 (Bmi1) ist das am besten untersuchte PRC1-Mitglied. Pcgf4 hat wichtige Funktionen in der embryonalen Entwicklung und in der Selbst-Erneuerung adulter Stammzellen. In embryonalen Stammzellen (ES-Zellen) wird Pcgf4 kaum exprimiert, während seine Paraloge (Pcgf1, Pcgf2, Pcgf3, Pcgf5 und Pcgf6) höher exprimiert sind. Die Bedeutung des Pcgf-Paralogs Pcgf6 für die Aufrechterhaltung der Pluripotenz von ES-Zellen wurde bislang nicht untersucht. Meine Analysen zeigten, dass Pcgf6 der am meisten exprimierter Pcgf-Paralog in undifferenzierten ES-Zellen war. Während der Differenzierung von ES-Zellen wurde die Expression von Pcgf6 stark reduziert. Um die Funktionen von Pcgf6 in ES-Zellen zu untersuchen, habe ich ein Doxycyclin (dox)-induzierbares shRNA-Expressionssystem für den gezielten Knockdown (KD) von Pcgf6 nach Seibler et al. (Seibler et al. 2005; Seibler et al. 2007) etabliert. Nach dox-induziertem KD von Pcgf6 beobachtete ich eine Verringerung der ES-Zell-Kolonie-Bildung. Die Expression der Pluripotenzmarker Oct4, Nanog und Sox2 war nach Dox-Behandlung reduziert, während die Expression mesodermaler Gene, wie z.B. T (Brachyury), hochreguliert wurden. Außerdem zeigten Microarray-Analysen eine De-Repression Spermatogenese-spezifischer Gene nach KD von Pcgf6, was darauf hindeutete, dass Pcgf6 eine Rolle in der Spermatogenese spielen könnte. In der in-vitro- Differenzierung zeigten Pcgf6-KD-ES-Zellen, neben einer erhöhten Bildung von Hämangioblasten, mehr hämatopoetische Vorläufer. Zusammenfassend zeigten die Daten dieser Studie, dass das Pcgf-Paralog Pcgf6 an der Aufrechterhaltung der ES-Zell-Identität durch Unterdrücken lineage-spezifischer Geneexpression in undifferenzierten ES-Zellen beteiligt ist.
KW  - Embryonale Stammzelle
KW  - Pluripotenz
KW  - ES cells
KW  - Polycomb
KW  - Epigenetik
KW  - ES Zellen
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-84015
ER  - 
TY  - THES
A1  - Melzer, Juliane
T1  - Die Funktion der p21-aktivierten Kinase Mbt in Neuroblasten während der Entwicklung des zentralen Nervensystems von Drosophila melanogaster
T1  - The function of the p21-activated kinase Mbt in neuroblasts during the development of the central nervous system of Drosophila melanogaster
N2  - p21-aktivierte Kinasen regulieren zahlreiche zelluläre Prozesse, die während der Entwicklung, aber auch beispielsweise bei der Krebsentstehung, von zentraler Bedeutung sind. Mbt, das einzige Typ II PAK-Protein von Drosophila melanogaster, spielt eine Rolle bei der Gehirnentwicklung. Eine Nullmutation von mbt, mbtP1, bildet kleinere Gehirne mit stark verkleinerten Pilzkörpern aus. In dieser Arbeit wurde die Funktion von Mbt in Neuroblasten untersucht. Mbt wurde als Teil des apikalen Proteinkomplexes in Neuroblasten des Zentralhirns nachgewiesen. Die apikale Lokalisation von Mbt ist Zellzyklus-abhängig und wird über Bindung an Cdc42 reguliert. Sie ist essentiell für die Funktion von Mbt in Neuroblasten. Trotz apikaler Mbt-Lokalisation in Neuroblasten zeigte die mbt Nullmutante keine Defekte des basalen Mechanismus der asymmetrischen Zellteilung. Mud zeigte geringfügige Lokalisationsveränderungen, die auf einen möglichen Einfluss von Mbt hinweisen. Obwohl PAKs zentrale Regulatoren des Zytoskeletts sind, zeigte die mbtP1 Mutante keine offensichtlichen Veränderungen des Aktin- und Tubulin-Zytoskeletts. Armadillo, ein Aktin-assoziiertes Mbt-Substrat, zeigte ebenfalls keine Lokalisationsveränderung in Neuroblasten. Mbt steuert jedoch die apikale Anreicherung von Cno, einem weiteren Aktin-assoziierten Protein, in Neuroblasten. Darüber hinaus beeinflusst Mbt die Zellgröße von Neuroblasten, sowie deren Proliferationspotenzial und Überleben. mbtP1 Neuroblasten sind kleiner als wildtypische Neuroblasten, haben ein geringeres Proliferationsvermögen und eine geringere Überlebenswahrscheinlichkeit. Der Zelltod von Neuroblasten ist jedoch ein sekundärer Effekt. Daher kann eine Blockierung von Apoptose den adulten Pilzkörperphänotyp nicht retten. Signalwege, die Zellgröße und Proliferation regulieren, wurden auf eine Beteiligung von Mbt hin analysiert. mbtP1 induzierte leichte Effekte im Insulin-Signalweg und die Delokalisation eines nukleolären Proteins. Eine genetische Interaktion von mbtP1 mit Mutationen in Genen des klassischen MAPK-Signalweges identifzierte mbt als Positivregulator dieses Signalweges im Auge. Ein ähnlicher, schwächerer Effekt wurde auch bzgl. der Proliferation und Größe von Neuroblasten beobachtet. Eine 2D-Gelanalyse von Larvengehirnen identifizierte Bic und Hsp83 als mögliche von Mbt regulierte Proteine. Diese Arbeit charakterisiert eine bisher unbekannte Funktion der p21-aktivierten Kinase Mbt in neuronalen Stammzellen und liefert damit Ansatzpunkte für eine detaillierte Aufklärung der Funktionsmechanismen von Typ II PAKs bei der Regulation von Zellproliferation und Überleben
N2  - p21-activated kinases regulate numerous cellular processes central not only during development, but also for example for cancer pathogenesis. Mbt, the only type II PAK in Drosophila, regulates brain development. The mbt null mutant mbtP1 exhibits reduced brain size, with the mushroom bodies showing the most pronounced reduction. In this work, the function of Mbt in neuroblasts was investigated. Mbt was identified as a component of the apical protein complex in central brain neuroblasts. The apical localization of Mbt was cell cycle dependent and regulated by binding to Cdc42, which is essential for Mbt function in neuroblasts. Despite apical localization of Mbt, the mbtP1 null allel showed no defects in the basic mechanism of asymmetric cell division in larval neuroblasts. However, Mud showed minor localization changes indicating a possible influence of Mbt. Even though PAKs are well-known regulators of the cytoskeleton, no obvious changes in the actin and tubulin cytoskeleton were observed in mbtP1 neuroblasts. The localization of Armadillo, an actin-associated Mbt substrate, was also undisturbed throughout the cell cycle. Mbt controls the apical enrichment of Cno, another actin-associated protein. Moreover, Mbt influences neuroblast cell size, proliferation potential and survival. mbtP1 neuroblasts were smaller than wildtype neuroblasts and showed reduced proliferation activity and survival. However, the apoptotic loss of mbtP1 neuroblasts is a secondary effect. Thus, the adult mushroom body phenotype cannot be rescued by blocking apoptosis. Signalling pathways known to regulate growth and proliferation were analyzed with respect to a possible participation of Mbt. mbtP1 induced slight effects in the insulin pathway and strongly influenced the localization of an unknown nucleolar protein. Genetic interactions of mbtP1 with mutations in genes involved in the classical MAPK pathway identified mbt as a positive regulator of the MAPK pathway. A similar effect was also observed with respect to neuroblast proliferation and size. A 2D gel analysis of larval brains identified Bic and Hsp83 as candidate proteins, that might be regulated by Mbt. This work characterizes a novel function of the p21-activated kinase Mbt in neural stem cells. It provides starting points for a detailed analysis of the mechanisms of type II PAK functions in the control of cell growth, proliferation and survival.
KW  - Taufliege
KW  - Auge
KW  - Ontogenie
KW  - Pilzkörper
KW  - Molekularbiologie
KW  - p21-aktivierten Kinase
KW  - PAK
KW  - Neuroblast
KW  - Pilzkörper
KW  - Drosophila melanogaster
KW  - p21 activated kinase
KW  - PAK
KW  - neuroblast
KW  - mushroombody
KW  - Drosophila melanogaster
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85619
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Dusik, Verena
A1  - Senthilan, Pingkalai R.
A1  - Mentzel, Benjamin
A1  - Hartlieb, Heiko
A1  - Wülbeck, Corina
A1  - Yoshii, Taishi
A1  - Raabe, Thomas
A1  - Helfrich-Förster, Charlotte
T1  - The MAP Kinase p38 Is Part of Drosophila melanogaster's Circadian Clock
JF  - PLoS Genetics
N2  - All organisms have to adapt to acute as well as to regularly occurring changes in the environment. To deal with these major challenges organisms evolved two fundamental mechanisms: the p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway, a major stress pathway for signaling stressful events, and circadian clocks to prepare for the daily environmental changes. Both systems respond sensitively to light. Recent studies in vertebrates and fungi indicate that p38 is involved in light-signaling to the circadian clock providing an interesting link between stress-induced and regularly rhythmic adaptations of animals to the environment, but the molecular and cellular mechanisms remained largely unknown. Here, we demonstrate by immunocytochemical means that p38 is expressed in Drosophila melanogaster's clock neurons and that it is activated in a clock-dependent manner. Surprisingly, we found that p38 is most active under darkness and, besides its circadian activation, additionally gets inactivated by light. Moreover, locomotor activity recordings revealed that p38 is essential for a wild-type timing of evening activity and for maintaining ∼ 24 h behavioral rhythms under constant darkness: flies with reduced p38 activity in clock neurons, delayed evening activity and lengthened the period of their free-running rhythms. Furthermore, nuclear translocation of the clock protein Period was significantly delayed on the expression of a dominant-negative form of p38b in Drosophila's most important clock neurons. Western Blots revealed that p38 affects the phosphorylation degree of Period, what is likely the reason for its effects on nuclear entry of Period. In vitro kinase assays confirmed our Western Blot results and point to p38 as a potential "clock kinase" phosphorylating Period. Taken together, our findings indicate that the p38 MAP Kinase is an integral component of the core circadian clock of Drosophila in addition to playing a role in stress-input pathways.
KW  - in vitro kinase assay
KW  - biological locomotion
KW  - circadian oscillators
KW  - MAPK signaling cascades
KW  - circadian rhythms
KW  - drosophila melanogaster
KW  - neurons
KW  - phosphorylation
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-119433
SN  - 1553-7404
VL  - 10
IS  - 8
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Lückerath, Katharina
A1  - Lapa, Constantin
A1  - Malzahn, Uwe
A1  - Samnick, Samuel
A1  - Einsele, Herrmann
A1  - Buck, Andreas K.
A1  - Herrmann, Ken
A1  - Knop, Stefan
T1  - 18FDG-PET/CT for prognostic stratification of patients with multiple myeloma relapse after stem cell transplantation
N2  - The aim of this study was to investigate the prognostic value of 18F-fluoro-deoxyglucose positron emission tomography–computed tomography (18F-FDG-PET/CT) in 37 patients with a history of multiple myeloma (MM) and suspected or confirmed recurrence after stem cell transplantation (SCT). All patients had been heavily pre-treated. Time to progression (TTP) and overall survival (OS) were correlated to a number of different PET-derived as well as clinical parameters. Impact on patient management was assessed.

Absence of FDG-avid MM foci was a positive prognostic factor for both TTP and OS (p<0.01). Presence of >10 focal lesions correlated with both TTP (p<0.01) and OS (p<0.05). Interestingly, presence of >10 lesions in the appendicular skeleton proved to have the strongest association with disease progression. Intensity of glucose uptake and presence of extramedullary disease were associated with shorter TTP (p=0.037 and p=0.049, respectively). Manifestations in soft tissue structures turned out to be a strong negative predictor for both, TTP and OS (p<0.01, respectively). PET resulted in a change of management in 30% of patients.

Our data underline the prognostic value of 18F-FDG-PET/CT in MM patients also in the setting of post-SCT relapse. PET/CT has a significant impact on patient management.
KW  - 18FDG-PET/CT
KW  - Multiple myeloma
KW  - molecular imaging
KW  - FDG-PET/CT
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-113107
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hovhanyan, Anna
T1  - Functional analyses of Mushroom body miniature (Mbm) in growth and proliferation of neural progenitor cells in the central brain of Drosophila melanogaster
T1  - Funktionelle Analyse des Mushroom body minature (Mbm) in das Wachstum und die Proliferation von neuronalen Vorläuferzellen im zentralen Gehirn von Drosophila melanogaster
N2  - Zellwachstum und Zellteilung stellen zwei miteinander verknüpfte Prozesse dar, die dennoch grundsätzlich voneinander zu unterscheiden sind. Die Wiederaufnahme der Proliferation von neuralen Vorläuferzellen (Neuroblasten) im Zentralhirn von Drosophila nach der spät-embryonalen Ruhephase erfordert zunächst Zellwachstum. Der Erhalt der regulären Zellgröße ist eine wichtige Voraussetzung für die kontinuierliche Proliferation der Neuroblasten über die gesamte larvale Entwicklungsphase. Neben extrinsischen Ernährungssignalen ist für das Zellwachstum eine kontinuierliche Versorgung mit funktionellen Ribosomen notwendig, damit die Proteinsynthese aufrechterhalten werden kann.
Mutationen  im  mushroom  body  miniature  (mbm)  Gen  wurden  über  einen genetischen  Screen  nach  strukturellen  Gehirnmutanten  identifiziert.  Der  Schwerpunkt dieser Arbeit  lag in  der funktionellen  Charakterisierung des  Mbm  Proteins  als  neues nukleoläres Protein und damit seiner möglichen Beteiligung in der Ribosomenbiogenese. Der Vergleich der relativen Expressionslevel von Mbm und anderen nuklearen		Proteinen in verschiedenen Zelltypen zeigte eine verstärkte Expression von Mbm in der fibrillären Komponente des Nukleolus von Neuroblasten. Diese Beobachtung legte die Vermutung nahe, dass in Neuroblasten neben generell benötigten Faktoren der Ribosomenbiogenese auch	Zelltyp-spezifische	Faktoren	existieren.	Mutationen	in	mbm	verursachen Proliferationsdefekte von Neuroblasten, wirken sich jedoch nicht auf deren Zellpolarität, die  Orientierung  der  mitotischen  Spindel  oder  die  Asymmetrie  der  Zellteilung  aus. Stattdessen wurde eine Reduktion der Zellgröße beobachtet, was im Einklang mit einer Beeinträchtigung der Ribosomenbiogenese steht. Insbesondere führt der Verlust der Mbm Funktion zu einer Retention der kleinen ribosomalen Untereinheit im Nukleolus, was eine verminderte  Proteinsynthese  zur  Folge  hat.  Interessanterweise  wurden  Störungen  der Ribosomenbiogenese nur in den Neuroblasten beobachtet. Zudem ist Mbm offensichtlich nicht	erforderlich,	um	Wachstum		oder	die	Proliferation	von	Zellen	der Flügelimginalscheibe und S2-Zellen zu steuern, was wiederum dafür spricht, dass Mbm eine Neuroblasten-spezifische Funktion erfüllt.
Darüber hinaus wurden die transkriptionelle Regulation des mbm-Gens und die funktionelle Bedeutung von posttranslationalen Modifikationen analysiert. Mbm Transkription wird von dMyc reguliert. Ein gemeinsames Merkmal von dMyc Zielgenen ist das Vorhandensein einer konservierten „E-Box“-Sequenz in deren Promotorregionen. In
 
der Umgebung der mbm-Transkriptionsstartstelle befinden sich zwei „E-Box“-Motive. Mit Hilfe von Genreporteranalysen konnte nachgewiesen werden, dass nur eine von ihnen die dMyc-abhängige Transkription vermittelt. Die dMyc-abhängige Expression von Mbm konnte auch in Neuroblasten verifiziert werden.
Auf posttranslationaler Ebene wird Mbm durch die Proteinkinase CK2 phosphoryliert. In der C-terminalen Hälfte des Mbm Proteins wurden in zwei Clustern mit einer Abfolge von sauren Aminosäuren sechs Serin- und Threoninreste als CK2- Phosphorylierungsstellen identifiziert. Eine Mutationsanalyse dieser Stellen bestätigte deren Bedeutung für die Mbm Funktion in vivo. Weiterhin ergaben sich Evidenzen, dass die Mbm-Lokalisierung durch die CK2-vermittelte Phosphorylierung gesteuert wird.
Obwohl die genaue molekulare Funktion von Mbm in der Ribosomenbiogenese noch im Unklaren ist, unterstreichen die Ergebnisse dieser Studie die besondere Rolle von Mbm in der Ribosomenbiogenese von Neuroblasten um Zellwachstum und Proliferation zu regulieren.
N2  - Cell growth and cell division are two interconnected yet distinct processes. Initiation of  proliferation of  central brain progenitor  cells (neuroblasts)  after  the  late embryonic quiescence stage requires cell growth, and maintenance of proper cell size is an important prerequisite for continuous larval neuroblast proliferation. Beside extrinsic nutrition signals, cell growth requires constant supply with functional ribosomes to maintain protein synthesis.
Mutations in the mushroom body miniature (mbm) gene were previously identified in a screen for structural brain mutants. This study focused on the function of the Mbm protein as a new nucleolar protein, which is the site of ribosome biogenesis. The comparison of the relative expression levels of Mbm and other nucleolar proteins in different cell types showed a pronounced expression of Mbm in neuroblasts, particularly in the fibrillar component of the nucleolus, suggesting that in addition to nucleolar components generally required for ribosome biogenesis, more neuroblast specific nucleolar factors exist. Mutations in mbm cause neuroblast proliferation defects but do not interfere with cell polarity, spindle orientation or asymmetry of cell division of neuroblasts.  Instead a reduction in cell size was observed, which correlates with an impairment of ribosome biogenesis. In particular, loss of Mbm leads to the retention of the small ribosomal subunit in the nucleolus resulting in decreased protein synthesis. Interestingly, the defect in ribosome biogenesis was only observed in neuroblasts. Moreover, Mbm is apparently not required for cell size and proliferation control in wing imaginal disc and S2 cells supporting the idea of a neuroblast-specific function of Mbm.
Furthermore, the transcriptional regulation of the mbm gene and the functional relevance of posttranslational modifications were analyzed. Mbm is a transcriptional target of dMyc. A common feature of dMyc target genes is the presence of a conserved E-box sequence in their promoter regions. Two E-box motifs are found in the vicinity of the transcriptional start site of mbm. Gene reporter assays verified that only one of them mediates dMyc-dependent transcription. Complementary studies in flies showed that removal of dMyc function in neuroblasts resulted in reduced Mbm expression levels.
At the posttranslational level, Mbm becomes phosphorylated by protein kinase CK2. Six serine and threonine residues located in two acidic amino acid rich clusters in the C-terminal  half  of  the  Mbm  protein  were  identified  as  CK2  phosphorylation  sites.
 
Mutational analysis of these sites verified their importance for Mbm function in vivo and indicated that Mbm localization is controlled by CK2-mediated phosphorylation.
Although the molecular function of Mbm in ribosome biogenesis remains to be determined, the results of this study emphasize the specific role of Mbm in neuroblast ribosome biogenesis to control cell growth and proliferation.
KW  - Taufliege
KW  - Mbm
KW  - Neuroblast
KW  - cell growth
KW  - proliferation
KW  - ribosome biogenesis
KW  - CK2
KW  - Myc
KW  - Vorläuferzellen
KW  - Drosophila melanogaster
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-91303
ER  - 
TY  - THES
A1  - Serfling, Sebastian
T1  - Funktion der Histon-Demethylase Kdm6a während der Teratombildung
T1  - Function of the histone demethylase KDM6A during teratoma formation
N2  - Pluripotente Zellen sind sowohl in der Stammzellforschung als auch für  regenerative Therapieansätze von großer Bedeutung. Erste Stammzelltherapien sind bereits erfolgreich am Menschen durchgeführt worden. Besonders wichtig ist die Sicherheit der Therapie, um Risiken, wie die „Entartung“ von Stammzellen zu Tumorzellen, zu minimieren. Als Ansatzpunkt für einheitliche Therapie-Standards, sind z.B. genaue Angaben zur Anzahl injizierter Zellen, dem Injektionsort und Biomarker (wie Pluripotenz- und Differenzierungs-Marker) zur Kategorisierung der Stammzellen zu nennen. Während der Embryonalentwicklung spielen die Polycomb-Proteinkomplexe PCR1 und PCR2 eine maßgebliche Rolle beim Aufrechterhalten der Pluripotenz, weil sie Chromatin-Modifikationen, wie z.B.  Histonmethylierungen vermitteln und so die Genexpression kontrollieren können. Lange Zeit wurde angenommen, dass Histon-Methylierungen irreversibel sind, doch mit Entdeckung der Lysin-spezifischen Demethylase 1 (LSD1) wurde diese Sichtweise revidiert. Ein Mitglied der derzeit bekannten 32 Histon-Demethylasen ist Kdm6a (UTX), die die Histon-Demethylierung des Lysins an der Aminosäure-Position 27 von Histon H3 (H3K27me2/3) katalysiert. Kdm6a spielt eine wichtige Rolle bei der Embryogenese und wurde in der hier vorgestellten Arbeit am Teratommodell, einem benignen Keimzelltumor, untersucht.
In dieser Arbeit wurden Teratome von Mäusen untersucht, die aus embryonalen Stammzellen (ESC) mit Wildtyp- und shRNA vermittelter reduzierter Expression oder durch genetisch kontrollierten Knockdown sowie Knockout entstand sind. Diese wurden anschließend nach histologischen (H&E-Färbungen), histochemischen (PCNA-, SSEA-1- und TUNEL-Färbungen) sowie Analyse der Genexpressionsmuster aller drei Keimblätter mittels RT-PCR untersucht und ausgewertet.
Sowohl Wildtyp als auch Kdm6a-Knockdown und Knockout-Teratome bildeten Gewebe der drei Keimblätter aus. In Teratomen mit supprimierter Kdm6a-Expression gab es jedoch Unterschiede in der Bildung mesodermaler und endodermaler Gewebe mit einer signifikanten Abnahme von Knorpel- und Muskelgewebe. Da sich Kdm6a-defiziente Teratome zu wesentlich größeren Tumoren als Wildtyp-Teratome entwickelten, wurde deren Proliferations-, Pluripotenz- und Apoptose-Verhalten mittels PCNA und SSEA-1 und TUNEL histochemischen Färbungen untersucht. Wir beobachteten in Knockout-Teratomen eine höhere Anzahl von PCNA- und SSEA-1-positiven Zellen. Daraus folgt, dass Kdm6a-defiziente ESCs - im Gegensatz zu Wildtyp ESCs - zur Bildung von Teratomen mit einer höheren Anzahl von proliferierenden und pluripotenten Zellen neigen. In der Fraktion apoptotischer Zellen (TUNEL positiver Zellen) der Kdm6a-defizienten Teratome gab es keinen signifikanten Unterschied zu Teratomen, die aus Wildtyp-ESCs entstanden. 
Nach Analyse der Genexpressionsmuster fanden wir in Zellen, in denen Kdm6a reprimiert bzw. deaktiviert wurde, einen Verlust der Pluripotenz und folglich eine starke Reduzierung der Pluripotenzmarker Oct4, Sox2 und Nanog. Die Analyse des Genexpressionsmusters läßt vermuten, dass der Verlust bzw. die Abnahme der Kdm6a-Aktivität in direkten Zusammenhang mit einer Abnahme der Pluripotenz durch Methylierung von H3K27 steht. Weitere Analysen, z.B. durch ChIP (Chromatin Immun-Präzipitations-) Assays mit H3K27me2/3 spezifischen Antikörpern, sind nötig, um dies endgültig zu beweisen. Unsere Arbeiten zeigten, dass die Kdm6-Demethylase-Aktivität essentiell für den Erhalt der Pluripotenz von embryonalen Stammzellen ist.
N2  - The histone demethylase KDM6A is essential to maintain pluripotency in teratoma cells and for mesodermal differentiation. 

Also the KDM6A knockout teratomas are bigger and exhibit an increased cell proliferation rate
KW  - Histon-Demethylase Kdm6a
KW  - kdm6a
KW  - UTX
KW  - Histon-Demethylase Kdm6a
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-140473
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Varagnolo, Linda
A1  - Lin, Quiong
A1  - Obier, Nadine
A1  - Plass, Christoph
A1  - Dietl, Johannes
A1  - Zenke, Martin
A1  - Claus, Rainer
A1  - Müller, Albrecht M.
T1  - PRC2 inhibition counteracts the culture-associated loss of engraftment potential of human cord blood-derived hematopoietic stem and progenitor cells
JF  - Scientific Reports
N2  - Cord blood hematopoietic stem cells (CB-HSCs) are an outstanding source for transplantation approaches. However, the amount of cells per donor is limited and culture expansion of CB-HSCs is accompanied by a loss of engraftment potential. In order to analyze the molecular mechanisms leading to this impaired potential we profiled global and local epigenotypes during the expansion of human CB hematopoietic stem and progenitor cells (HPSCs). Human CB-derived CD34+ cells were cultured in serum-free medium together with SCF, TPO, FGF, with or without Igfbp2 and Angptl5 (STF/STFIA cocktails). As compared to the STF cocktail, the STFIA cocktail maintains in vivo repopulation capacity of cultured CD34+ cells. Upon expansion, CD34+ cells genome-wide remodel their epigenotype and depending on the cytokine cocktail, cells show different HK4me3 and H3K27me3 levels. Expanding cells without Igfbp2 and Angptl5 leads to higher global H3K27me3 levels. ChIPseq analyses reveal a cytokine cocktail-dependent redistribution of H3K27me3 profiles. Inhibition of the PRC2 component EZH2 counteracts the culture-associated loss of NOD scid gamma (NSG) engraftment potential. Collectively, our data reveal chromatin dynamics that underlie the culture-associated loss of engraftment potential. We identify PRC2 component EZH2 as being involved in the loss of engraftment potential during the in vitro expansion of HPSCs.
KW  - ex vivo expansion
KW  - epigenomic landscapes
KW  - in vivo polycomb
KW  - transplantation states genes
KW  - EZH2 differentiation trichostatin
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-148374
VL  - 5
IS  - 12319
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Beck, Katherina
A1  - Ehmann, Nadine
A1  - Andlauer, Till F. M.
A1  - Ljaschenko, Dmitrij
A1  - Strecker, Katrin
A1  - Fischer, Matthias
A1  - Kittel, Robert J.
A1  - Raabe, Thomas
T1  - Loss of the Coffin-Lowry syndrome-associated gene RSK2 alters ERK activity, synaptic function and axonal transport in Drosophila motoneurons
JF  - Disease Models & Mechanisms
N2  - Plastic changes in synaptic properties are considered as fundamental for adaptive behaviors. Extracellular-signal-regulated kinase (ERK)-mediated signaling has been implicated in regulation of synaptic plasticity. Ribosomal S6 kinase 2 (RSK2) acts as a regulator and downstream effector of ERK. In the brain, RSK2 is predominantly expressed in regions required for learning and memory. Loss-of-function mutations in human RSK2 cause Coffin-Lowry syndrome, which is characterized by severe mental retardation and low IQ scores in affected males. Knockout of RSK2 in mice or the RSK ortholog in Drosophila results in a variety of learning and memory defects. However, overall brain structure in these animals is not affected, leaving open the question of the pathophysiological consequences. Using the fly neuromuscular system as a model for excitatory glutamatergic synapses, we show that removal of RSK function causes distinct defects in motoneurons and at the neuromuscular junction. Based on histochemical and electrophysiological analyses, we conclude that RSK is required for normal synaptic morphology and function. Furthermore, loss of RSK function interferes with ERK signaling at different levels. Elevated ERK activity was evident in the somata of motoneurons, whereas decreased ERK activity was observed in axons and the presynapse. In addition, we uncovered a novel function of RSK in anterograde axonal transport. Our results emphasize the importance of fine-tuning ERK activity in neuronal processes underlying higher brain functions. In this context, RSK acts as a modulator of ERK signaling.
KW  - mrsk2 KO mouse
KW  - S6KII RSK
KW  - transmission
KW  - neuromuscular junction
KW  - synapse
KW  - MAPK signaling
KW  - axonal transport
KW  - motoneuron
KW  - RSK
KW  - Drosophila
KW  - mechanisms
KW  - plasticity
KW  - protein kinase
KW  - signal transduction pathway
KW  - mitochondrial transport
KW  - glutamate receptor
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-145185
VL  - 8
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Herter, Eva K.
A1  - Stauch, Maria
A1  - Gallant, Maria
A1  - Wolf, Elmar
A1  - Raabe, Thomas
A1  - Gallant, Peter
T1  - snoRNAs are a novel class of biologically relevant Myc targets
JF  - BMC Biology
N2  - Background
Myc proteins are essential regulators of animal growth during normal development, and their deregulation is one of the main driving factors of human malignancies. They function as transcription factors that (in vertebrates) control many growth- and proliferation-associated genes, and in some contexts contribute to global gene regulation.

Results
We combine chromatin immunoprecipitation-sequencing (ChIPseq) and RNAseq approaches in Drosophila tissue culture cells to identify a core set of less than 500 Myc target genes, whose salient function resides in the control of ribosome biogenesis. Among these genes we find the non-coding snoRNA genes as a large novel class of Myc targets. All assayed snoRNAs are affected by Myc, and many of them are subject to direct transcriptional activation by Myc, both in Drosophila and in vertebrates. The loss of snoRNAs impairs growth during normal development, whereas their overexpression increases tumor mass in a model for neuronal tumors.

Conclusions
This work shows that Myc acts as a master regulator of snoRNP biogenesis. In addition, in combination with recent observations of snoRNA involvement in human cancer, it raises the possibility that Myc’s transforming effects are partially mediated by this class of non-coding transcripts.
KW  - Drosophila
KW  - ribosome
KW  - snoRNA
KW  - Myc Transcription
KW  - growth
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-124956
VL  - 13
IS  - 25
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schmitt, Jessica
A1  - Eckardt, Sigrid
A1  - Schlegel, Paul G
A1  - Sirén, Anna-Leena
A1  - Bruttel, Valentin S
A1  - McLaughlin, K John
A1  - Wischhusen, Jörg
A1  - Müller, Albrecht M
T1  - Human parthenogenetic embryonic stem cell-derived neural stem cells express HLA-G and show unique resistance to NK cell-mediated killing
JF  - Molecular Medicine
N2  - Parent-of-origin imprints have been implicated in the regulation of neural differentiation and brain development. Previously we have shown that, despite the lack of a paternal genome, human parthenogenetic (PG) embryonic stem cells (hESCs) can form proliferating neural stem cells (NSCs) that are capable of differentiation into physiologically functional neurons while maintaining allele-specific expression of imprinted genes. Since biparental ("normal") hESC-derived NSCs (N NSCs) are targeted by immune cells, we characterized the immunogenicity of PG NSCs. Flow cytometry and immunocytochemistry revealed that both N NSCs and PG NSCs exhibited surface expression of human leukocyte antigen (HLA) class I but not HLA-DR molecules. Functional analyses using an in vitro mixed lymphocyte reaction assay resulted in less proliferation of peripheral blood mononuclear cells (PBMC) with PG compared with N NSCs. In addition, natural killer (NK) cells cytolyzed PG less than N NSCs. At a molecular level, expression analyses of immune regulatory factors revealed higher HLA-G levels in PG compared with N NSCs. In line with this finding, MIR152, which represses HLA-G expression, is less transcribed in PG compared with N cells. Blockage of HLA-G receptors ILT2 and KIR2DL4 on natural killer cell leukemia (NKL) cells increased cytolysis of PG NSCs. Together this indicates that PG NSCs have unique immunological properties due to elevated HLA-G expression.
KW  - brain development
KW  - immune response
KW  - T lymphocytes
KW  - blastocysts
KW  - lines
KW  - HLA-G gene
KW  - mhc molecules
KW  - nervous system
KW  - in vitro
KW  - stem/progenitor cells
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-149170
VL  - 21
IS  - 2101185
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Cate, Marie-Sophie
A1  - Gajendra, Sangeetha
A1  - Alsbury, Samantha
A1  - Raabe, Thomas
A1  - Tear, Guy
A1  - Mitchell, Kevin J.
T1  - Mushroom body defect is required in parallel to Netrin for midline axon guidance in Drosophila
JF  - Development
N2  - The outgrowth of many neurons within the central nervous system is initially directed towards or away from the cells lying at the midline. Recent genetic evidence suggests that a simple model of differential sensitivity to the conserved Netrin attractants and Slit repellents is insufficient to explain the guidance of all axons at the midline. In the Drosophila embryonic ventral nerve cord, many axons still cross the midline in the absence of the Netrin genes (NetA and NetB) or their receptor frazzled. Here we show that mutation of mushroom body defect (mud) dramatically enhances the phenotype of Netrin or frazzled mutants, resulting in many more axons failing to cross the midline, although mutations in mud alone have little effect. This suggests that mud, which encodes a microtubule-binding coiled-coil protein homologous to NuMA and LIN-5, is an essential component of a Netrin-independent pathway that acts in parallel to promote midline crossing. We demonstrate that this novel role of Mud in axon guidance is independent of its previously described role in neural precursor development. These studies identify a parallel pathway controlling midline guidance in Drosophila and highlight a novel role for Mud potentially acting downstream of Frizzled to aid axon guidance.
KW  - Drosophila
KW  - Axon guidance
KW  - Midline
KW  - Mud
KW  - NuMA
KW  - LIN-5
KW  - Netrin
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-189770
VL  - 143
IS  - 6
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Petritsch, B.
A1  - Köstler, H.
A1  - Weng, A. M.
A1  - Horn, M.
A1  - Gassenmaier, T.
A1  - Kunz, A. S.
A1  - Weidemann, F.
A1  - Wanner, C.
A1  - Bley, T. A.
A1  - Beer, M.
T1  - Myocardial lipid content in Fabry disease: a combined \(^1\)H-MR spectroscopy and MR imaging study at 3 Tesla
JF  - BMC Cardiovascular Disorders
N2  - Background

Fabry disease is characterized by a progressive deposition of sphingolipids in different organ systems, whereby cardiac involvement leads to death. We hypothesize that lysosomal storage of sphingolipids in the heart as occurring in Fabry disease does not reflect in higher cardiac lipid concentrations detectable by \(^1\)H magnetic resonance spectroscopy (MRS) at 3 Tesla.

Methods

Myocardial lipid content was quantified in vivo by \(^1\)H-MRS in 30 patients (12 male, 18 female; 18 patients treated with enzyme replacement therapy) with genetically proven Fabry disease and in 30 healthy controls. The study protocol combined \(^1\)H-MRS with cardiac cine imaging and LGE MRI in a single examination.

Results

Myocardial lipid content was not significantly elevated in Fabry disease (p = 0.225). Left ventricular (LV) mass was significantly higher in patients suffering from Fabry disease compared to controls (p = 0.019). Comparison of patients without signs of myocardial fibrosis in MRI (LGE negative; n = 12) to patients with signs of fibrosis (LGE positive; n = 18) revealed similar myocardial lipid content in both groups (p > 0.05), while the latter showed a trend towards elevated LV mass (p = 0.076).

Conclusions

This study demonstrates the potential of lipid metabolic investigation embedded in a comprehensive examination of cardiac morphology and function in Fabry disease. There was no evidence that lysosomal storage of sphingolipids influences cardiac lipid content as measured by \(^1\)H-MRS. Finally, the authors share the opinion that a comprehensive cardiac examination including three subsections (LGE; \(^1\)H-MRS; T\(_1\) mapping), could hold the highest potential for the final assessment of early and late myocardial changes in Fabry disease.
KW  - late gadolinium enhancement
KW  - myocardial lipid content
KW  - magnetic resonance spectroscopy
KW  - Morbus Fabry
KW  - rare diseases
KW  - lysosomal storage disease
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-146693
VL  - 16
IS  - 205
ER  - 
TY  - THES
A1  - Grieß-Porsch, Simone Margot
T1  - Analyse der Beteiligung parthenogenetischer Zellen an der Gehirnentwicklung in chimären Mausembryonen
T1  - Analyzing the developmental potential of parthenogenetic embryonic mouse stem cells for brain development and regenerative medicine
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurden die Verteilungsmuster von PG-Donorzellen in Gehirnen von Mäusechimären, die nach dem Aggregations- und dem ESC-Verfahren generiert wurden, im Embryonalstadium E14.5 untersucht und miteinander verglichen. Während in Aggregations-Chimären eine Präferenz von PG-Donorzellen für eine Besiedelung des Cortex und des Striatum zu beobachten ist, zeigen Gehirnbereiche in ESC-Chimären eine gleichmäßige Verteilung der PG-Donorzellen.

Um die unterschiedliche Besiedelung von PG-Stammzellen in den Chimären erklären zu können, wurden neuronale und gliale Zellfrequenzanalysen durchgeführt. Sowohl bei der relativen Neuronen- als auch bei der relativen Astrozytenhäufigkeit ist kein signifikanter Unterschied zwischen den Aggregations- und den ESC-Chimären festzustellen. Beide Chimärtypen unterscheiden sich nicht in der Zahl der aus PG-Donorzellen differenzierten Nerven- und Stützzellen.

Das Potenzial von PG-Stammzellen, funktionsfähige dopaminerge Neuronen zu bilden, wurde in den beiden Chimärtypen vergleichend analysiert. In beiden Chimärtypen wurden von PG-Donorzellen abstammende dopaminerge Neuronen nachgewiesen. Sowie für die Neuronen- und die Astrozytenzahl konnte auch für die Anzahl dopaminerger Neuronen kein signifikanter Unterschied zwischen Aggregations- und ESC-Chimären beobachtet werden.
N2  - Uniparental stem cells such as parthenogenetic stem cells (PGSCs) have attracted attention as an alternative way to derive pluripotent stem cell lines with histocompatibility and ethical advantages. Therefore, uniparental stem cell are considered as a suitabel source for future clinical applications and replacement therapy.
To further characterize the development potential of murine PGSC, we analyzed the contribution of donor-derived cells in PG aggregation chimeras (PG-ICM) as compred to parthenogentic embryonic stem cells chimeras 8PG-ESC) in E14.5 mice brains. Donor- derived cells were quantified within 4 brain regions: medulla, cortex, striatum, and hypothalamus. The medulla was used as a control area against which PG donor cell distribution was compared (Keverne et al., 1995).
Histological analyses showed that PG-ICM chimeras have a restricted cell contribution of donor-derived cells. The donor cells showed a preference for telencephatic structures like cortex 114% and straitum 150% and are less frequently detected in diencephalic strructures like hypothalamus 92,4%.
In contrast, the frequency of donor-derived cells in PG-ESC chimeras was found to be cortex/striatum 52% and hypothalamus 75%.
Our findings indicate that PG-ES cells and PG-ICM differ in their contribution tob rain development, which establishes a basic for studying the molecular processes and the nature of ICM and ESCs.
KW  - Stammzellen
KW  - Stammzellen Chimär Maus
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-155703
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Beck, Katherina
A1  - Hovhanyan, Anna
A1  - Menegazzi, Pamela
A1  - Helfrich-Förster, Charlotte
A1  - Raabe, Thomas
T1  - Drosophila RSK Influences the Pace of the Circadian Clock by Negative Regulation of Protein Kinase Shaggy Activity
JF  - Frontiers in Molecular Neuroscience
N2  - Endogenous molecular circadian clocks drive daily rhythmic changes at the cellular, physiological, and behavioral level for adaptation to and anticipation of environmental signals. The core molecular system consists of autoregulatory feedback loops, where clock proteins inhibit their own transcription. A complex and not fully understood interplay of regulatory proteins influences activity, localization and stability of clock proteins to set the pace of the clock. This study focuses on the molecular function of Ribosomal S6 Kinase (RSK) in the Drosophila melanogaster circadian clock. Mutations in the human rsk2 gene cause Coffin–Lowry syndrome, which is associated with severe mental disabilities. Knock-out studies with Drosophila ortholog rsk uncovered functions in synaptic processes, axonal transport and adult behavior including associative learning and circadian activity. However, the molecular targets of RSK remain elusive. Our experiments provide evidence that RSK acts in the key pace maker neurons as a negative regulator of Shaggy (SGG) kinase activity, which in turn determines timely nuclear entry of the clock proteins Period and Timeless to close the negative feedback loop. Phosphorylation of serine 9 in SGG is mediated by the C-terminal kinase domain of RSK, which is in agreement with previous genetic studies of RSK in the circadian clock but argues against the prevailing view that only the N-terminal kinase domain of RSK proteins carries the effector function. Our data provide a mechanistic explanation how RSK influences the molecular clock and imply SGG S9 phosphorylation by RSK and other kinases as a convergence point for diverse cellular and external stimuli.
KW  - circadian clock
KW  - Period
KW  - Timeless
KW  - Shaggy kinase
KW  - RSK
KW  - Coffin–Lowry syndrome
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196034
SN  - 1662-5099
VL  - 11
IS  - 122
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Fischer, Matthias
A1  - Raabe, Thomas
T1  - Animal models for Coffin-Lowry syndrome: RSK2 and nervous system dysfunction
JF  - Frontiers in Behavioral Neuroscience
N2  - Loss of function mutations in the rsk2 gene cause Coffin-Lowry syndrome (CLS), which is associated with multiple symptoms including severe mental disabilities. Despite the characterization of ribosomal S6 kinase 2 (RSK2) as a protein kinase acting as a downstream effector of the well characterized ERK MAP-kinase signaling pathway, it turns out to be a challenging task to link RSK2 to specific neuronal processes dysregulated in case of mutation. Animal models such as mouse and Drosophila combine advanced genetic manipulation tools with in vivo imaging techniques, high-resolution connectome analysis and a variety of behavioral assays, thereby allowing for an in-depth analysis for gene functions in the nervous system. Although modeling mental disability in animal systems has limitations because of the complexity of phenotypes, the influence of genetic variation and species-specific characteristics at the neural circuit and behavioral level, some common aspects of RSK2 function in the nervous system have emerged, which will be presented. Only with this knowledge our understanding of the pathophysiology of CLS can be improved, which might open the door for development of potential intervention strategies.
KW  - Coffin-Lowry syndrome
KW  - RSK2
KW  - mental disorders
KW  - mouse model
KW  - Drosophila model
KW  - neuronal dysfunction
KW  - behavior
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-176799
VL  - 12
IS  - 106
ER  - 
TY  - THES
A1  - Sauer, Mark
T1  - Die microRNA-26 Familie kontrolliert über den REST-Komplex ein für die Neurogenese essentielles regulatorisches RNA Netzwerk
T1  - The microRNA-26 family controls a regulatory RNA network which is essential for neurogenesis via the REST-complex
N2  - In einem sich entwickelnden multizellulären Organismus ist die räumlich-zeitliche Regulation der Genexpression von entscheidender Bedeutung für die Bildung, Identität und Funktion von Zellen. Der REST (repressor element silencing transcription factor) Komplex spielt bei der neuronalen Differenzierung und bei der Aufrechterhaltung des neuronalen Status eine essentielle Rolle, indem er in nicht neuronalen Zellen und neuralen Vorläufern die Expression neuronaler Gene unterdrückt, in deren Promotorregion eine RE1 (repressor element 1) Erkennungssequenz vorhanden ist. Während der neuronalen Differenzierung wird der REST-Komplex schrittweise inaktiviert, was zur Einleitung eines neuronalen Genexpression-Programms führt. Es wird daher angenommen, dass die Inhibierung des REST-Komplexes ein essentieller Vorgang der Neurogenese ist. Wichtige Bestandteile für die transkriptionell repressive Funktion des REST-Komplexes sind kleine Phosphatasen (CTDSP = C-terminal domain small phosphatases), welche die Polymerase-II-Aktivität an Zielgenen inhibieren. Im Zebrafisch wurde gezeigt, dass ctdsp2 durch die miR-26b negativ reguliert wird. Alle miR-26 Familienmitglieder sind in Vertebraten evolutionär konserviert und in Introns von Ctdsp Genen kodiert. Sie sind in der Lage, die Expression ihres eigenen Wirtsgens mittels einer autoregulatorischen Rückkopplungsschleife zu regulieren.
Im Rahmen dieser Dissertation wurde als Modellsystem für die Neurogenese ein neurales Differenzierungssystem, welches auf murinen, embryonalen Stammzellen (ESCs) aufbaut, eingesetzt. Zur funktionellen Analyse der miR-26 Familie wurden mit Hilfe der CRISPR/Cas9-Methode verschiedene miR-26 Knockout (KO) ESC-Linien hergestellt. Hierbei wurden die Sequenzen der einzelnen Familienmitglieder und der gesamten miR-26 Familie im Genom von Wildtyp (Wt) ESCs deletiert. Diese miR-26-defizienten ESCLinien behielten ihre Pluripotenz und zeigten keinen Phänotyp hinsichtlich Proliferation, Morphologie und Identität der Zellen während der Differenzierung bis zum neuralen Vorläuferzellstadium (NPCs, engl.: neural progenitor cells). Jedoch führte die Deletion sowohl der gesamten miR-26 Familie als auch einzelner Mitglieder bei der terminalen Differenzierung zu einem spezifischen Entwicklungsstillstand im NPC Stadium und infolgedessen zu einer starken Reduktion der Anzahl von Neuronen und Astroglia. Die Transkriptom-Analyse der differenzierten miR-26-KO ESCs mittels RNA-Seq zeigte, dass die Expression von Genen die mit der Neurogenese und der neuronalen Differenzierung, aber auch der Gliogenese assoziert sind, herunterreguliert war. Die Abwesenheit der miR-26 Familie führte außerdem zu einer selektiven Reduzierung bestimmter miRNAs (REST-miRs), die einerseits die Expression von REST-Komplex Komponenten unterdrücken können, und andererseits selbst unter dessen transkriptioneller Kontrolle stehen. Zu diesem REST-miR Netzwerk gehören einige miRNAs (miR-9, miR-124, miR-132 und miR-218), die wichtige Funktionen bei verschiedenen Prozessen der neuronalen Entwicklung haben. Weiterhin führte der miR-26-KO zu einer Derepression der Proteinlevel von REST und CTDSP2 während der terminalen Differenzierung. Funktionelle Analysen mit miRNA mimics zeigten, dass erhöhte miR-26 Level zu einer Hochregulation von REST-miRs führen. Weitere Experimente, die darauf zielten, die Hierarchie des REST-miR Netwerks aufzuklären zeigten, dass die miR-26 Familie stromaufwärts die REST-miR Expression reguliert.
Zusammengefasst weisen die in dieser Arbeit gezeigten Daten darauf hin, dass die miR-26 Familie als Initiator der schrittweisen Inaktivierung des REST-Komplexes eine zentrale Rolle bei der Differenzierung von neuralen Vorläuferzellen zu postmitotischen Neuronen spielt.
N2  - The spatio-temporal control of gene expression in a developing multicellular organism is a key determinant for the formation, cellular identity and function of cells. The REST (repressor element silencing transcription factor) complex plays a crucial role in the process of neuronal differentiation and the maintenance of the neuronal status by suppressing neuronal genes which contain a RE1 (repressor element 1) recognition sequence within their promotor region in non-neuronal cells or in neural progenitors. During neuronal differentiation, the REST complex is gradually inactivated, leading to the initiation of a neuronal gene expression program. It is therefore assumed that the regulation of the REST complex is an essential component for the initiation of neurogenesis. Critical effector proteins of the REST complex are small phosphatases (CTDSPs = C-terminal domain small phosphatases), which reduces the polymerase II activity on target genes. In zebrafish it was shown that the REST complex-associated phosphatase ctdsp2 is negatively regulated by miR-26b. All miR-26 family members are evolutionarily conserved in vertebrates and located in introns of Ctdsp genes. Furthermore the miR-26 family members repress their own host genes through an intrinsic autoregulatory negative feedback loop.
In this study, a murine embryonic stem cell (ESC) -based neural differentiation paradigm was used as a model system for neurogenesis. To analyze the function of the miR-26 family, the CRISPR/Cas9 technology was employed to generate various miR-26 knockout (KO) ESC lines, with deletions of individual family members and the entire miR-26 family in the genome of ESCs. These miR-26-deficient ESCs retained their pluripotency and did not show altered proliferation, morphology, or cell identity during neural differentiation up to the neural progenitor cell (NPC) stage. However, deletion of the entire miR-26 family as well as of single members disrupted the terminal differentiation and led to a specific developmental arrest at the NPC stage and consequently a strong reduction of neuron and astroglia cell frequencies. Global gene expression analyses in differentiated miR-26-KO ESCs further revealed that genes, which are associated with neurogenesis, neuronal differentiation, but also gliogenesis, were downregulated. The absence of the miR-26 familiy resulted in the selective reduction of a specific set of miRNAs (REST-miRs), which on the one hand suppress the expression of REST complex components and on the other hand are themselves under the transcriptional control of the REST complex. Among others, several miRNAs (miR-9, miR-124, miR-132 and miR-218), which play an important role in various processes of neuronal development, belong to this REST-miR network. Moreover, the miR-26-KO led to the derepression of REST and CTDSP2 protein levels during terminal differentiation. Functional analyses with miRNA mimics showed that increased miR-26 levels resulted in an upregulation of REST-miRs. Further experiments aimed at elucidating the hierarchy of REST-miR regulation revealed that the miR-26 family act upstream to regulate RESTmiR expression and presumably has an initial function in the regulation of this network.
Taken together, the data presented in this work suggest that the miR-26 family act as an initiator for the stepwise inactivation of the REST complex during neural differentiation. Therefore, these findings are consistent with the notion that the miR-26 family represents a central regulator for neural progenitor cell differentiation into postmitotic neurons.
KW  - Neurogenese
KW  - miR-26
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-184008
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Pütz, Stephanie M.
T1  - Mbt/PAK4 together with SRC modulates N-Cadherin adherens junctions in the developing Drosophila eye
JF  - Biology Open
N2  - Tissue morphogenesis is accompanied by changes of adherens junctions (AJ). During Drosophila eye development, AJ reorganization includes the formation of isolated N-Cadherin AJ between photoreceptors R3/R4. Little is known about how these N-Cadherin AJ are established and maintained. This study focuses on the kinases Mbt/PAK4 and SRC, both known to alter E-Cadherin AJ across phyla. Drosophila p21-activated kinase Mbt and the non-receptor tyrosine kinases Src64 and Src42 regulate proper N-Cadherin AJ. N-Cadherin AJ elongation depends on SRC kinase activity. Cell culture experiments demonstrate binding of both Drosophila SRC isoforms to N-Cadherin and its subsequent tyrosine phosphorylation. In contrast, Mbt stabilizes but does not bind N-Cadherin in vitro. Mbt is required in R3/R4 for zipping the N-Cadherin AJ between these cells, independent of its kinase activity and Cdc42-binding. The mbt phenotype can be reverted by mutations in Src64 and Src42. Because Mbt neither directly binds to SRC proteins nor has a reproducible influence on their kinase activity, the conclusion is that Mbt and SRC signaling converge on N-Cadherin. N-Cadherin AJ formation during eye development requires a proper balance between the promoting effects of Mbt and the inhibiting influences of SRC kinases.
KW  - Drosophila
KW  - Eye development
KW  - p21-activated kinase Mbt/PAK4
KW  - Adherens junction
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-200898
VL  - 8
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Bachmann, Julia
A1  - Ehlert, Elias
A1  - Becker, Matthias
A1  - Otto, Christoph
A1  - Radeloff, Katrin
A1  - Blunk, Torsten
A1  - Bauer-Kreisel, Petra
T1  - Ischemia-like stress conditions stimulate trophic activities of adipose-derived stromal/stem cells
JF  - Cells
N2  - Adipose-derived stromal/stem cells (ASCs) have been shown to exert regenerative functions, which are mainly attributed to the secretion of trophic factors. Upon transplantation, ASCs are facing an ischemic environment characterized by oxygen and nutrient deprivation. However, current knowledge on the secretion capacity of ASCs under such conditions is limited. Thus, the present study focused on the secretory function of ASCs under glucose and oxygen deprivation as major components of ischemia. After exposure to glucose/oxygen deprivation, ASCs maintained distinct viability, but the metabolic activity was greatly reduced by glucose limitation. ASCs were able to secrete a broad panel of factors under glucose/oxygen deprivation as revealed by a cytokine antibody array. Quantification of selected factors by ELISA demonstrated that glucose deprivation in combination with hypoxia led to markedly higher secretion levels of the angiogenic and anti-apoptotic factors IL-6, VEGF, and stanniocalcin-1 as compared to the hypoxic condition alone. A conditioned medium of glucose/oxygen-deprived ASCs promoted the viability and tube formation of endothelial cells, and the proliferation and migration of fibroblasts. These findings indicate that ASCs are stimulated by ischemia-like stress conditions to secrete trophic factors and would be able to exert their beneficial function in an ischemic environment.
KW  - adipose-derived stromal/stem cells (ASCs)
KW  - regenerative medicine
KW  - secretion
KW  - trophic factors
KW  - ischemia
KW  - glucose starvation
KW  - hypoxia
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-211233
SN  - 2073-4409
VL  - 9
IS  - 9
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Pütz, Stephanie M.
A1  - Kram, Jette
A1  - Rauh, Elisa
A1  - Kaiser, Sophie
A1  - Toews, Romy
A1  - Lueningschroer-Wang, Yi
A1  - Rieger, Dirk
A1  - Raabe, Thomas
T1  - Loss of p21-activated kinase Mbt/PAK4 causes Parkinson-like symptoms in Drosophila
JF  - Disease Models & Mechanisms
N2  - Parkinson's disease (PD) provokes bradykinesia, resting tremor, rigidity and postural instability, and also non-motor symptoms such as depression, anxiety, sleep and cognitive impairments. Similar phenotypes can be induced in Drosophila melanogaster through modification of PD-relevant genes or the administration of PD inducing toxins. Recent studies correlated deregulation of human p21-activated kinase 4 (PAK4) with PD, leaving open the question of a causative relationship of mutations in this gene for manifestation of PD symptoms. To determine whether flies lacking the PAK4 homolog Mushroom bodies tiny (Mbt) show PD-like phenotypes, we tested for a variety of PD criteria. Here, we demonstrate that mbt mutant flies show PD-like phenotypes including age-dependent movement deficits, reduced life expectancy and fragmented sleep. They also react to a stressful situation with higher immobility, indicating an influence of Mbt on emotional behavior. Loss of Mbt function has a negative effect on the number of dopaminergic protocerebral anterior medial (PAM) neurons, most likely caused by a proliferation defect of neural progenitors. The age-dependent movement deficits are not accompanied by a corresponding further loss of PAM neurons. Previous studies highlighted the importance of a small PAM subgroup for age-dependent PD motor impairments. We show that impaired motor skills are caused by a lack of Mbt in this PAM subgroup. In addition, a broader re-expression of Mbt in PAM neurons improves life expectancy. Conversely, selective Mbt knockout in the same cells shortens lifespan. We conclude that mutations in Mbt/PAK4 can play a causative role in the development of PD phenotypes.
KW  - Sleep fragmentation
KW  - Life expectancy
KW  - Emotional behavior
KW  - Dopaminergic PAM cluster neurons
KW  - Drosophila
KW  - Parkinson's disease
KW  - Mbt
KW  - PAK4
KW  - Negative geotaxis
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-259222
VL  - 14
IS  - 6
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Mantel, Frederick
A1  - Müller, Elena
A1  - Kleine, Philip
A1  - Zimmermann, Marcus
A1  - Exner, Florian
A1  - Richter, Anne
A1  - Weick, Stefan
A1  - Ströhle, Serge
A1  - Polat, Bülent
A1  - Höcht, Stefan
A1  - Flentje, Michael
T1  - Chemoradiotherapy by intensity-modulated radiation therapy with simultaneous integrated boost in locally advanced or oligometastatic non-small-cell lung cancer-a two center experience
JF  - Strahlentherapie und Onkologie
N2  - Purpose
Integrating moderate hypofractionation to the macroscopic tumor with elective nodal irradiation while sparing the organs at risk (OAR) in chemoradiotherapy of locally advanced non-small-cell lung cancer.
Methods
From 2010-2018, treatment, patient and tumor characteristics of 138 patients from two radiation therapy centers were assessed. Chemoradiotherapy by intensity-modulated radiation therapy (IMRT) with a simultaneous integrated boost (SIB) to the primary tumor and macroscopic lymph node metastases was used.
Results
A total of 124 (90%) patients received concurrent chemotherapy. 106 (76%) patients had UICC (Union for International Cancer Control) stage ≥IIIB and 21 (15%) patients had an oligometastatic disease (UICC stage IV). Median SIB and elective total dose was 61.6 and 50.4 Gy in 28 fractions, respectively. Furthermore, 64 patients (46%) had an additional sequential boost to the primary tumor after the SIB-IMRT main series: median 6.6 Gy in median 3 fractions. The median cumulative mean lung dose was 15.6 Gy (range 6.2-29.5 Gy). Median follow-up and radiological follow-up for all patients was 18.0 months (range 0.6-86.9) and 16.0 months (range 0.2-86.9), respectively. Actuarial local control rates at 1, 2 and 3 years were 80.4, 68.4 and 57.8%. Median overall survival and progression-free survival was 30.0 months (95% confidence interval [CI] 23.5-36.4) and 12.1 months (95% CI 8.2-16.0), respectively. Treatment-related toxicity was moderate. Radiation-induced pneumonitis grade 2 and grade 3 occurred in 13 (9.8%) and 3 (2.3%) patients.
Conclusions
Chemoradiotherapy using SIB-IMRT showed promising local tumor control rates and acceptable toxicity in patients with locally advanced and in part oligometastatic lung cancer. The SIB concept, resulting in a relatively low mean lung dose, was associated with low numbers of clinically relevant pneumonitis. The overall survival appears promising in the presence of a majority of patients with UICC stage ≥IIIB disease.
KW  - local control
KW  - image-guided radiation therapy
KW  - thoracic cancer
KW  - hypofractionation
KW  - multimodal therapy
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-264821
SN  - 1439-099X
VL  - 197
IS  - 5
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Jäger, Andreas
A1  - Wegener, Sonja
A1  - Sauer, Otto A.
T1  - Dose rate correction for a silicon diode detector array
JF  - Journal of Applied Clinical Medical Physics
N2  - Purpose
A signal dependence on dose rate was reported for the ArcCHECK array due to recombination processes within the diodes. The purpose of our work was to quantify the necessary correction and apply them to quality assurance measurements.

Methods
Static 10 × 10 cm\(^2\) 6-MV fields delivered by a linear accelerator were applied to the detector array while decreasing the average dose rate, that is, the pulse frequency, from 500 to 30 MU/min. An ion chamber was placed inside the ArcCHECK cavity as a reference. Furthermore, the instantaneous dose rate dependence (DRD) was studied. The position of the detector was adjusted to change the dose-per-pulse, varying the distance between the focus and the diode closest to the focus between 69.6 and 359.6 cm. Reference measurements were performed with an ion chamber placed inside a PMMA slab phantom at the same source-to-detector distances (SDDs). Exponential saturation functions were fitted to the data, with different parameters to account for two generations of ArcCHECK detectors (types 2 and 3) and both DRDs. Corrections were applied to 12 volumetric modulated arc therapy plans.

Results
The sensitivity decreased by up to 2.8% with a decrease in average dose rate and by 9% with a decrease in instantaneous dose rate. Correcting the average DRD, the mean gamma pass rates (2%/2-mm criterion) of the treatment plans were improved by 5 percentage points (PP) for diode type 3 and 0.4 PP for type 2. Correcting the instantaneous DRD, the improvement was 8.4 PP for type 3 and 0.9 PP for type 2.

Conclusions
The instantaneous DRD was identified as the prevailing effect on the diode sensitivity. We developed and validated a method to correct this behavior. The number of falsely not passed treatment plans could be considerably reduced.
KW  - ArcCHECK
KW  - correction
KW  - diode
KW  - dose rate
KW  - dosimetry, QA
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-260446
VL  - 22
IS  - 10
ER  -