TY  - THES
A1  - Aigner, Max
T1  - Establishing successful protocols and imaging pipelines for Expansion Microscopy in murine blood platelets
T1  - Etablierung erfolgreicher Protokolle zur Probenpräparation und Bildgebung für die ‚Expansion Microscopy‘ in murinen Thrombozyten
N2  - Platelets play an important role in the body, since they are part of the hemostasis
system, preventing and stopping blood loss. Nevertheless, when platelet or
coagulation system function are impaired, uncontrolled bleedings but also irreversible
vessel occlusion followed by ischemic tissue damage can occur. Therefore,
understanding platelet function and activation, mechanisms which are controlled by a
variety of platelet membrane receptors and other factors is important to advance out
knowledge of hemostasis and platelet malfunction. For a complete picture of platelet
function and their modulating behavior it is desired to be able to quantify receptor
distributions and interactions of these densely packed molecular ensembles in the
membrane. This challenges scientists for several reasons. Most importantly, platelets
are microscopically small objects, challenging the spatial resolution of conventional
light microscopy. Moreover, platelet receptors are highly abundant on the membrane
so even super-resolution microscopy struggles with quantitative receptor imaging on
platelets.
With Expansion microscopy (ExM), a new super-resolution technique was introduced,
allowing resolutions to achieve super-resolution without using a super-resolution
microscope, but by combining a conventional confocal microscopy with a highly
processed sample that has been expanded physically. In this doctoral thesis, I
evaluated the potential of this technique for super-resolution platelet imaging by
optimizing the sample preparation process and establishing an imaging and image
processing pipeline for dual-color 3D images of different membrane receptors. The
analysis of receptor colocalization using ExM demonstrated a clear superiority
compared to conventional microscopy. Furthermore, I identified a library of
fluorescently labeled antibodies against different platelet receptors compatible with
ExM and showed the possibility of staining membrane receptors and parts of the
cytoskeleton at the same time.
N2  - Thrombozyten spielen eine wichtige Rolle im Körper, denn als Teil des
Gerinnungssystems, sind sie daran beteiligt Blutverlust vorzubeugen und zu stoppen.
Gleichwohl können sie bei Störungen des Gerinnungssystems zu unkontrollierbaren
Blutungen und auch durch Aggregation zu kardiovaskulären Ereignissen, wie
Herzinfarkt und Schlaganfällen führen. Für ein besseres Verständnis von Hämostase
und Gerinnungsstörungen ist es deshalb nötig die Funktion und Aktivierung von
Thrombozyten zu verstehen, welche durch eine Vielzahl von Membranrezeptoren und
anderen Faktoren gesteuert wird. Eine Methode, um weitere Einblicke in diese
Prozesse zu bekommen ist die mikroskopische Darstellung von Rezeptorverteilungen
auf der Zellmembran und deren Interaktionen. Dies zu realisieren ist aus
verschiedenen Gründen anspruchsvoll. Der mikroskopisch kleine Durchmesser der
Thrombozyten macht es konventioneller Lichtmikroskopie schwer, einzelne
Rezeptoren auf der Membran darzustellen. Außerdem befinden sich sehr viele
Rezeptoren dicht gepackt auf der Membran, sodass sogar superhochauflösende
Mikroskope Schwierigkeiten haben, die Rezeptoren quantitativ zu beurteilen.
Mit ‚Expansion microscopy‘ (ExM) wurde eine relativ junge superhochaufösende
Technik auf Thrombozyten angewendet. Diese Technik erreicht Auflösungen
vergleichbar mit sogenannten ‚super-resolution‘ Mikroskopen, ohne die Benutzung
selbiger, sondern durch die Kombination von konfokaler Mikroskopie mit einer
physikalisch expandierten Probe. In dieser Arbeit evaluierte ich das Potential dieser
Technik für superhochauflösende Bilder von Thrombozytenrezeptoren und optimierte
die Probenvorbereitung, sodass zweifarbige 3D Bilder von verschiedenen
Membranrezeptoren möglich waren. Die Ergebnisse der Kolokationsanalyse zeigten
einen deutlich vergrößerten Dynamikumfang durch ExM. Außerdem katalogisierte ich
fluoreszenzmarkierte Antikörper gegen verschiedene Thrombozyten Rezeptoren
bezüglich ihrer Tauglichkeit mit ExM und zeigte, dass es möglich ist
Membranrezeptoren und Bestandteile des Zytoskeletts gleichzeitig zu färben.
KW  - Expansion Microscopy
KW  - platelets
KW  - Mikroskopie
KW  - Microscopy
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-309003
ER  - 
TY  - THES
A1  - Becker, Isabelle Carlotta
T1  - The role of megakaryocytes and platelets in vascular and osteogenic development
T1  - Die Rolle von Megakaryozyten und Thrombozyten in vaskulärer und osteogener Entwicklung
N2  - Platelets, small anucleate cell fragments in the blood stream, derive from large precursor cells, so-called megakaryocytes (MK) residing in the bone marrow (BM). In addition to their role in wound healing, platelets have been shown to play a significant role during inflammatory bleeding. Above all, the immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM) receptors GPVI as well as CLEC-2 have been identified as main regulators of vascular integrity.
In addition to ITAM-bearing receptors, our group identified GPV as another potent regulator of hemostasis and thrombosis. Surprisingly, concomitant lack of GPV and CLEC-2 deteriorated blood-lymphatic misconnections observed in Clec2-/- mice resulting in severe edema formation and intestinal inflammation. Analysis of lymphatic and vascular development in embryonic mesenteries revealed severely defective blood-lymph-vessel separation, which translated into thrombocytopenia and increased vascular permeability due to reduced tight junction density in mesenteric blood vessels and consequent leakage of blood into the peritoneal cavity.
Recently, platelet granule release has been proposed to ameliorate the progression of retinopathy of prematurity (ROP), a fatal disease in newborns leading to retinal degradation. The mechanisms governing platelet activation in this process remained elusive nonetheless, which prompted us to investigate a possible role of ITAM signaling. In the second part of this thesis, granule release during ROP was shown to be GPVI- and partly CLEC-2-triggered since blockade or loss of these receptors markedly deteriorated ROP progression.
Proplatelet formation from MKs is highly dependent on a functional microtubule and actin cytoskeleton, the latter of which is regulated by several actin-monomer binding proteins including Cofilin1 and Twinfilin1 that have been associated with actin-severing at pointed ends. In the present study, a redundancy between both proteins especially important for the guided release of proplatelets into the bloodstream was identified, since deficiency in both proteins markedly impaired MK functionality mainly due to altered actin-microtubule crosstalk.
Besides ITAM-triggered activation, platelets and MKs are dependent on inhibitory receptors, which prevent overshooting activation. We here identified macrothrombocytopenic mice with a mutation within Mpig6b encoding the ITIM-bearing receptor G6b-B. G6b-B-mutant mice developed a severe myelofibrosis associated with sex-specific bone remodeling defects resulting in osteosclerosis and -porosis in female mice. Moreover, G6b-B was shown to be indispensable for MK maturation as verified by a significant reduction in MK-specific gene expression in G6b-B-mutant MKs due to reduced GATA-1 activity.
N2  - Blutplättchen, die kleinsten Zellen des hämatopoetischen Systems, werden von großen Vorläuferzellen, den Megakaryozyten (MKs), im Knochenmark gebildet. Neben ihrer Rolle bei der Blutstillung und Wundheilung sind Thrombozyten außerdem maßgeblich daran beteiligt, Blutungen in Entzündungsprozessen zu verhindern. Insbesondere den immuno- receptor tyrosine-based activation motif (ITAM) Rezeptoren GPVI und CLEC-2 wird eine tragende Rolle in der Aufrechterhaltung der vaskulären Integrität zugeschrieben.
Neben den ITAM-Rezeptoren konnten wir auch für den Thrombozytenrezeptor GPV eine Funktion in Hämostase und Thrombose identifizieren. Erstaunlicherweise führte ein gleichzeitiger Verlust von GPV und CLEC-2 zu einer dramatischen Verstärkung der Blut- Lymphgefäß-Fehlbildungen, die bereits in CLEC-2-defizienten Mäusen beschrieben wurde, sodass die Tiere eine starke Ödembildung in den Extremitäten sowie Entzündungen des Dünndarms aufwiesen. Eine vertiefte Analyse der vaskulären Strukturen in Mesenterien während der Embryonalentwicklung offenbarte zusätzliche Defekte in der Blut- und Lymphgefäßtrennung in CLEC-2/GPV-defizienten Mäusen. Diese Deformationen führten zu Thrombozytopenie, Anämie und einer erhöhten vaskulären Permeabilität in adulten Mäusen, was sich auf eine reduzierte tight-junction-Dichte in Mesenterien und Darmgewebe zurückführen ließ, die zu einem Austritt von Blut in die Peritonealhöhle führte.
In einer kürzlich veröffentlichten Publikation wurde Plättchengranula eine Rolle in der Auflösung retinopathischer Gefäßmissbildungen zugeschrieben. Retinopathia praema- turorum (ROP) ist eine Krankheit in Frühgeborenen, die aufgrund von Sauerstoffunter- schieden vor und nach Geburt zu Netzhautablösung und Blindheit führen kann. Die exakten Mechanismen, die hierbei zu Thrombozytenaktivierung und nachfolgender Degranulierung beitragen, sind bisher allerdings nicht bekannt. Da eine tragende Rolle von ITAM Rezeptoren in der Aufrechterhaltung vaskulärer Integrität insbesondere in krankhaftem Gewebe zuvor bereits aufgezeigt wurde, untersuchten wir die Entwicklung von Vaso-obliteration und Neovaskularisierung in CLEC-2 und GPVI-depletierten oder defizienten Mäusen und konnten einen Beitrag beider Rezeptoren zur Progression von ROP nachweisen.
Die Produktion von Thrombozyten aus MKs ist stark von einem funktionalen Mikrotubuli- und Aktin-Zytoskelett abhängig. Aktinpolymerisation wird substanziell von unterschiedlichen Aktin-bindenden Proteinen reguliert, von denen Cofilin1 und Twinflin1 ein Abtrennen der Filamente induzieren. Wir konnten nun eine funktionale Redundanz beider Proteine in murinen MKs aufzeigen, die insbesondere für ein geregeltes Abschnüren von Thrombozyten in die Blutbahn essentiell ist und von einem Crosstalk zwischen Aktin- und Mikrotubuli- Zytoskeletts abhängig ist, der durch Twinfilin1 und Cofilin1 aufrechterhalten wird.
Neben ITAM-induzierter Thrombozytenaktivierung spielt auch die Inhibition derselbigen durch immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif (ITIM)-Rezeptoren eine große Rolle in MKs und Plättchen, da diese eine überschießende Aktivierung verhindern. Wir konnten in der vorliegenden Arbeit eine Spontanmutation in Mpig6b, das für den ITIM-Rezeptor G6b-B codiert, in stark makrothrombozytopenen, wildtypischen Mäusen identifizieren. Außer in der stark reduzierten Thrombozytenzahl manifestierte sich die Mutation des Weiteren in einer massiven Myelofibrose, die mit einer geschlechtsspezifischen Osteosklerose und -porose in weiblichen Mäusen einherging. Überraschenderweise konnten wir zudem einen dramatischen Reifungsblock in G6b-B-mutierten MKs feststellen, der insbesondere in einer reduzierten Expression des Transkriptionsfaktors GATA-1 begründet lag.
KW  - Megakaryozyt
KW  - Thrombozyt
KW  - Megakaryocyte
KW  - platelets
KW  - bone marrow
KW  - hematopoiesis
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-210241
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gross, Carina
T1  - The role of platelets in hepatic ischemia reperfusion injury in mice
T1  - Die Rolle von Thrombozyten im hepatischen ischämischen Reperfusionsschaden in Mäusen
N2  - Platelets are the second most abundant blood cells and their main function is maintenance of vascular integrity. In addition, platelets are increasingly recognized as cells with immune functions, as they participate in the recruitment of immune cells and modulate the progression and severity of an immune response. So-called lipid mediators, which are – besides other cells – released by activated platelets, influence the immune response. LTB4 is one of these potent lipid mediators and is able to activate neutrophils and induce their infiltration into injured tissue. 
In order to investigate the involvement of platelets in inflammatory processes, a murine model of hepatic ischemia reperfusion injury as well as confocal intravital microscopy of the liver were established. Both methods were used to analyze the influence of platelets on the inflammation that follows sterile liver inflammation. We found platelet function to be unaltered after three hours of reperfusion and platelet aggregation to be irrelevant for the outcome of hepatic ischemia reperfusion injury. However, a strong impact of the GPIb-vWF axis could be observed, as antibody mediated blockade of GPIb as well as vWF-deficiency significantly reduced liver damage markers and decreased neutrophil infiltration. GPIb-IL-4R mice were used to exclude the possibility that the protective effects of the anti-GPIbα antibody treatment (p0p/B) results from something else than blocking GPIbα. Furthermore, the slope of neutrophil infiltration was decreased in p0p/B-treated mice, leading to overall decreased neutrophil numbers in the liver after three hours of reperfusion. Blockade of the integrin αIIbβ3, however, showed no reduction in neutrophil infiltration into the post-ischemic liver, in line with unaltered liver damage.
To study the role of leukotriene B4, conditional and constitutive knockout mice for the LTA4 hydrolase, which catalyzes the last step in LTB4 synthesis, were generated. Lta4h deficiency did not affect general platelet functionality in hemostasis and thrombosis. Interestingly,
Lta4h-/- mice were not protected from cellular damage following hepatic ischemia, despite lower neutrophil numbers in the post-ischemic liver.
Intravital microscopy of the pancreas was established and revealed increased CD4+ T cell numbers in GPVI-deficient animals compared to WT controls in line with the pre-diabetic phenotype of Gp6-/- mice that was revealed in Grzegorz Sumara’s group. Furthermore, platelet ‘behavior’ in pancreatic islets was observed following glucose injection. We found a high number of platelets adherent to islet sinusoids under basal conditions and no rolling/decelerating of platelets following glucose injection. This was accompanied by temporary sinusoidal constriction and stop of the blood flow. This phenomenon was not observed in control settings (injection of PBS, insulin or L-glucose).
In a side project, which was carried out jointly with Tobias Heib, a side by side comparison of the classical syringe-based flushing and the centrifugation-based spinning method to isolate murine bone marrow was conducted. Flow cytometry revealed no differences in the distribution of hematopoietic stem cells and immune cells and functional analysis with primary and cultured megakaryocytes (MKs) showed comparable results in all conducted assays. Thus, our data demonstrated that the faster and more efficient spinning method can be used for the isolation of bone marrow cells.
N2  - Thrombozyten gehören zu den am stärksten im Blut vertretenen Zellen, deren Hauptaufgabe der Erhalt der vaskulären Integrität darstellt. Des Weiteren werden Thrombozyten immer mehr als „Immunzellen“ betrachtet, da sie andere Zellen rekrutieren, sowie zum Verlauf und der Schwere der Immunantwort beitragen. So genannte Lipidmediatoren, die neben anderen Zellen auch von Thrombozyten freigesetzt werden, sind in der Lage die Immunantwort zu beeinflussen. Leukotrien B4 (LTB4) ist ein solcher hochwirksamer Lipidmediator, der dafür bekannt ist, Neutrophile zu aktivieren und deren Infiltration in verletztes/entzündetes Gewebe zu begünstigen.
Um einen besseren Einblick in den Beitrag von Thrombozyten in entzündlichen Prozessen zu bekommen, wurden ein Mausmodell des hepatischen Ischämie/Reperfusionsschadens sowie konfokale Intravitalmikroskopie etabliert. Beide Methoden wurden benutzt, um den Einfluss von Thrombozyten auf eine sterile Entzündungsreaktion zu untersuchen. Wir konnten zeigen, dass die Thrombozytenaktivität nach 3-stündiger Reperfusion unverändert blieb. Des Weiteren scheint Thrombozytenaggregation für den Ausgang im hepatischen Ischämie- und Reperfusionsmodell vernachlässigbar zu sein, während ein deutlicher Einfluss der GPIb-vWF Achse beobachtet wurde. Antikörper vermittelte GPIb-Blockade sowie vWF Defizienz zeigten reduzierte Werte des Leberschadens sowie geringere Neutrophilzahlen im Lebergewebe. Um auszuschließen, dass die schützenden Effekte der anti-GPIbα Applikation (p0p/B) durch etwas anderes als die Blockade von GPIbα verursacht werden, wurden GPIb-IL-4R Tiere verwendet. Hinzu kommt ein flacherer Anstieg der Neutrophilzahlen in p0p/B behandelten Tieren, was letztlich auch zur geringeren Gesamtzahl nach 3-stündiger Reperfusion führt. Die Blockade des Integrins αIIbβ3 zeigte im Vergleich zu Kontrolltieren unveränderte Einwanderung von neutrophilen Granulozyten in der post-ischämischen Leber, was in Einklang mit dem unveränderten Leberschaden nach Ischämie/Reperfusion steht.
Um den Einfluss von Leukotrienen zu untersuchen, wurden konstitutive und konditionelle Knockout Tiere für die LTA4 Hydrolase generiert, die den letzten Schritt der LTB4-Synthese katalysiert. LTA4H-Defizienz hatte keinen Einfluss auf normale Thrombozytenfunktion in Thrombose und Hämostase. Interessanterweise zeigten diese Tiere jedoch keinen Leber-spezifischen Schutz nach Ischämie, obwohl die Zahl der einwandernden neutrophilen Granulozyten signifikant verringert war.
Intravitalmikroskopie des Pankreas wurde erfolgreich etabliert und zeigte erhöhte CD4+ T-Zellzahlen in GPVI-defizienten Tieren im Vergleich zu WT Kontrolltieren. Diese Ergebnisse sind im Einklang mit dem von Grzegorz Sumaras Gruppe gefundenen prä-diabetischen Phänotyp in Gp6-/- Mäusen. Des Weiteren wurde das „Verhalten“ von Thrombozyten in Langerhans-Inseln nach Glukoseinjektion untersucht. Wir fanden bereits unter Grundbedingungen eine hohe Anzahl von adhärenten Thrombozyten im Gefäßsystem, jedoch kein Verlangsamen/Rollen von Thrombozyten nach Glukose Injektion. Dieser Effekt wurde von einer temporären Verengung des Gefäßsystems und einem Stoppen des Blutflusses begleitet und konnte nicht in Kontrollbedingungen (Injektion von PBS, Insulin oder L-Glukose) beobachtet werden.
In einem Nebenprojekt, das gemeinsam mit Tobias Heib durchgeführt wurde, wurden die klassische nadel-basierte Flush- sowie die Zentrifugations-basierte Spin-Methode zur Isolation von murinem Knochenmark verglichen. Durchflusszytometrie zeigte, dass die Verteilung von Stamm- und Immunzellpopulationen unverändert war. Des Weiteren zeigten funktionale Analysen von primären und kultivierten Megakaryozyten (MKs) vergleichbare Ergebnisse in allen durchgeführten Tests. Somit haben unsere Daten gezeigt, dass die schnellere und effizientere Spin-Methode zur Isolierung von Knochenmarkszellen verwendet werden kann.
KW  - ischemia reperfusion injury
KW  - liver
KW  - platelets
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-216180
ER  - 
TY  - THES
A1  - Göb [née Klaus], Vanessa Aline Domenica
T1  - Pathomechanisms underlying ischemic stroke
T1  - Pathomechanismen des ischämischen Schlaganfalles
N2  - Every year, stroke affects over 100 million people worldwide and the number of cases continues to grow. Ischemic stroke is the most prevalent form of stroke and rapid restoration of blood flow is the primary therapeutic aim. However, recanalization might fail or reperfusion itself induces detrimental processes leading to infarct progression. Previous studies identified platelets and immune cells as drivers of this so-called ischemia/reperfusion (I/R) injury, establishing the concept of ischemic stroke as thrombo-inflammatory disease. Reduced cerebral blood flow despite recanalization promoted the hypothesis that thrombus formation within the cerebral microcirculation induces further tissue damage. The results presented in this thesis refute this: using complementary methodologies, it was shown that infarct growth precedes the occurrence of thrombi excluding them as I/R injury-underlying cause. Blood brain barrier disruption is one of the hallmarks of ischemic stroke pathology and was confirmed as early event during reperfusion injury in the second part of this study. Abolished platelet α-granule release protects mice from vascular leakage in the early reperfusion phase resulting in smaller infarcts. Using in vitro assays, platelet α-granule-derived PDGF-AB was identified as one factor contributing to blood-brain barrier disruption.
In vivo visualization of platelet activation would provide important insights in the spatio-temporal context of platelet activation in stroke pathology. As platelet signaling results in elevated intracellular Ca2+ levels, this is an ideal readout. To overcome the limitations of chemical calcium indicators, a mouse line expressing an endogenous calcium reporter specifically in platelets and megakaryocytes was generated. Presence of the reporter did not interfere with platelet function, consequently these mice were characterized in in vivo and ex vivo models. 
Upon ischemic stroke, neutrophils are among the first cells that are recruited to the brain. Since for neutrophils both, beneficial and detrimental effects are described, their role was investigated within this thesis. Neither neutrophil depletion nor absence of NADPH-dependent ROS production (Ncf-/- mice) affected stroke outcome. In contrast, abolished NET-formation in Pad4-/- mice resulted in reduced infarct sizes, revealing detrimental effects of NETosis in the context of ischemic stroke, which might become a potential therapeutic target. 
Cerebral venous (sinus) thrombosis, CV(S)T is a rare type of stroke with mainly idiopathic onset. Whereas for arterial thrombosis a critical contribution of platelets is known and widely accepted, for venous thrombosis this is less clear but considered more and more. In the last part of this thesis, it was shown that fab-fragments of the anti-CLEC-2 antibody INU1 trigger pathological platelet activation in vivo, resulting in foudroyant CVT accompanied by heavy neurological symptoms. Using this novel animal model for CVT, cooperative signaling of the two platelet receptors CLEC-2 and GPIIb/IIIa was revealed as major trigger of CVT and potential target for treatment.
N2  - Jährlich sind weltweit über 100 Millionen Menschen von einem Schlaganfall betroffen, wobei die Zahl der Fälle weiter zunimmt. Der ischämische Schlaganfall ist die häufigste Form des Schlaganfalls, und die sofortige Wiederherstellung des Blutflusses ist das oberste Therapie¬ziel. Allerdings kommt es vor, dass die Rekanalisierung des betroffenen Gefäßes fehlschlägt oder die Reperfusion selbst zu schädlichen Prozessen führt, die das Fortschreiten des Infarkts begünstigen. In vorangegangen Studien wurden Thrombozyten und Immunzellen als treibende Kräfte dieser so genannten Ischämie/Reperfusion (I/R)-Schädigung identifiziert und der ischämische Schlaganfall als thrombo-inflammatorische Erkrankung definiert. Eine verminderte zerebrale Durchblutung trotz Rekanalisation führte zu der Hypothese, dass die Bildung von Thromben in der zerebralen Mikrozirkulation zu weiteren Gewebeschäden führt. Die hier vorgestellten Ergebnisse widerlegen dies: Mit Hilfe komplementärer Methoden konnte gezeigt werden, dass das Infarktwachstum dem Auftreten von Thromben vorausgeht, was diese als Ursache für die I/R-Verletzung ausschließt.
Die Störung der Blut-Hirn-Schranke ist eines der charakteristischen Kennzeichen der Pathologie des ischämischen Schlaganfalls und wurde im zweiten Teil dieser Studie als frühes Ereignis während des Reperfusionsschadens bestätigt. Mit Hilfe transgener Mäuse konnte gezeigt werden, dass die Ausschüttung von α-Granula aus Thrombozyten in der frühen Reperfusionsphase an Störungen der Blut-Hirn-Schranke beteiligt ist und somit zum Infarktwachstum beiträgt. In in-vitro-Versuchen konnte gezeigt werden, dass PDGF-AB, ein Bestandteil der α-Granula, an Prozessen, die für die Beeinträchtigung der Blut-Hirn-Schranke verantwortlich sind, beteiligt ist.
Die Sichtbarmachung von aktivierten Thrombozyten in vivo, würde wichtige Erkenntnisse über den räumlichen und zeitlichen Kontext der Aktivierung von Thrombozyten im Verlauf des Schlaganfalls liefern. Da alle aktivierenden Signalwege zum Anstieg des intrazellulären Kalziumspiegels führen, ist Kalzium ein idealer Indikator der Thrombozytenaktivierung. Um die Grenzen chemischer Kalziumindikatoren zu überwinden, wurde eine transgene Mauslinie erzeugt, welche einen endogenen Kalziumreporter speziell in Thrombozyten und Megakaryozyten exprimiert. Die Anwesenheit des Reporters hatte keine Auswirkung auf die Funktionalität der Thrombozyten und die Mäuse wurden in vivo sowie ex vivo in verschiedenen Experimenten charakterisiert. 
In der Folge eines ischämischen Schlaganfalles gehören Neutrophile zu den am frühesten ins Gehirn einwandernden Zellen. Dabei werden Neutrophilen sowohl günstige als auch schädliche Wirkungen auf den Verlauf des ischämischen Schlaganfalls zugeschrieben. Aus diesem Grund wurde ihre Rolle in dieser Arbeit näher untersucht. Weder die Abwesenheit von Neutrophilen noch das Fehlen der NADPH-abhängigen Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (Ncf1-/- Mäuse) beeinflussen den Ausgang eines Schlaganfalls. Im Gegensatz dazu, führte die Verhinderung der NET-Bildung (NET = neutrophil extracellular traps) in Pad4-/- Mäusen zu verringerten Infarktgrößen, was auf eine schädliche Wirkung der NETose im Zusammenhang des Schlaganfalls hinweist und somit ein therapeutisches Angriffsziel darstellen könnte. 
Sinusvenenthrombosen sind eine seltene Form des Schlaganfalls, die meist ohne bekannte Ursache auftreten. Während für die arterielle Thrombose ein kritischer Beitrag der Thrombozyten bekannt und weithin akzeptiert ist, ist dies für venöse Thrombosen weniger klar, wird aber immer mehr in Betracht gezogen. Im letzten Teil dieser Arbeit wurde gezeigt, dass Fab-Fragmente des anti-CLEC-2-Antikörpers INU1 in vivo eine pathologische Aktivierung von Thrombozyten auslösen, die zu einer fulminanten Sinusvenenthrombose mit schweren neurologischen Symptomen führt. Mit Hilfe dieses neuartigen Tiermodells wurde die zusammenwirkende Signalübertragung der beiden Thrombozytenrezeptoren CLEC-2 und GPIIb/IIIa als Hauptauslöser der Sinusvenenthrombose und damit potenzielles Ziel für eine Behandlung identifiziert.
KW  - Schlaganfall
KW  - Thrombozyt
KW  - Maus
KW  - Blut-Hirn-Schranke
KW  - Sinusthrombose
KW  - thrombo-inflammation
KW  - ischemic stroke
KW  - blood brain barrier
KW  - CVT
KW  - platelets
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-286727
ER  - 
TY  - THES
A1  - Heck, Johannes
T1  - Role of cyclase-associated protein 2 in platelet function and description of an inherited macrothrombocytopenia
T1  - Rolle von cyclase-associated protein 2 in der Thrombozytenfunktion und Beschreibung einer erblich bedingten Makrothrombozytopenie
N2  - Cyclase-associated protein (CAP)2 is an evolutionarily highly conserved actin-binding protein implicated in striated muscle development, carcinogenesis, and wound healing in mammals. To date, the presence as well as the putative role(s) of CAP2 in platelets, however, remain unknown. Therefore, mice constitutively lacking CAP2 (Cap2gt/gt mice) were examined for platelet function. These studies confirmed the presence of both mammalian CAP isoforms, CAP1 and CAP2, in platelets. CAP2-deficient platelets were slightly larger than WT controls and displayed increased GPIIbIIIa activation and P-selectin recruitment in response to the (hem)ITAM-specific agonists collagen-related peptide and rhodocytin. However, spreading of CAP2-deficient platelets on a fibrinogen matrix was unaltered. In conclusion, the functionally redundant CAP1 isoform may compensate for the lack of CAP2 in murine platelets. Moreover, the studies presented in this thesis unveiled a severe macrothrombocytopenia that occurred independently of the targeted Cap2 allele and which was preliminarily termed orphan (orph). Crossing of the respective mice to C57BL/6J wild-type animals revealed an autosomal recessive inheritance. Orph mice were anemic and developed splenomegaly as well as BM fibrosis, suggesting a general hematopoietic defect. Strikingly, BM MKs of orph mice demonstrated an aberrant morphology and appeared to release platelets ectopically into the BM cavity, thus pointing to defective thrombopoiesis as cause for the low platelet counts. Orph platelets exhibited marked activation defects and spread poorly on fibrinogen. The unaltered protein content strongly suggested a defective alpha-granule release to account for the observed hyporesponsiveness. In addition, the cytoskeleton of orph platelets was characterized by disorganized microtubules and accumulations of filamentous actin. However, further experiments are required to elucidate the activation defects and cytoskeletal abnormalities in orph platelets. Above all, the gene mutation responsible for the phenotype of orph mice needs to be determined by next-generation sequencing in order to shed light on the underlying genetic and mechanistic cause.
N2  - Cyclase-associated protein 2 (CAP)2 ist ein evolutionär hoch konserviertes Aktin-bindendes Protein, welches in der Entwicklung der quergestreiften Muskulatur, der Krebsentstehung und der Wundheilung von Säugetieren eine Rolle spielt. Bis heute sind jedoch das Vorhandensein sowie die mutmaßliche(n) Funktion(en) von CAP2 in Thrombozyten unbekannt. Aus diesem Grund wurden Mäuse, denen konstitutiv CAP2 fehlt (Cap2gt/gt-Mäuse), im Hinblick auf ihre Thrombozytenfunktion untersucht. Diese Untersuchungen bestätigten die Anwesenheit beider Säugetierisoforme von CAP, CAP1 und CAP2, in Thrombozyten. CAP2-defiziente Thrombozyten waren geringfügig größer als WT-Kontrollen und zeigten eine erhöhte GPIIbIIIa-Aktivierung und P-Selektin-Rekrutierung nach Stimulation durch die (hem)ITAM-spezifischen Agonisten collagen-related peptide und Rhodozytin. Demgegenüber verlief die Adhäsion (sog. spreading) CAP2-defizienter Thrombozyten auf einer Fibrinogen-Matrix unverändert. Dies legt den Schluss nahe, dass die funktionell redundante CAP1-Isoform in der Lage ist, den Mangel an CAP2 in Mäusethrombozyten zu kompensieren. Darüber hinaus offenbarten die in dieser Dissertation präsentierten Untersuchungen eine schwere Makrothrombozytopenie, welche unabhängig von dem veränderten Cap2-Allel auftrat und welche vorläufig als orphan (orph) bezeichnet wurde. Das Kreuzen der entsprechenden Mäuse mit C57BL/6J-Wildtyp-Tieren enthüllte einen autosomal rezessiven Erbgang. Orph-Mäuse waren anämisch und entwickelten eine Milzvergrößerung sowie eine Knochenmarkfibrose, was einen generellen hämatopoetischen Defekt nahelegte. Bemerkenswerterweise waren Knochenmarksmegakaryozten von orph-Mäusen morphologisch auffällig und gaben allem Anschein nach Thrombozyten ektop in das Knochenmarkstroma ab, was auf eine defekte Thrombopoese als Ursache für die niedrigen Thrombozytenzahlen hindeutet. Orph-Thrombozyten zeigten ausgesprochene Aktivierungsdefekte und adhärierten kaum auf Fibrinogen. Der unveränderte Gehalt an Proteinen lenkte den Verdacht auf eine defekte Exozytose von Alpha-Granula als Ursache der Mindererregbarkeit. Des Weiteren war das Zytoskelett von orph-Thrombozyten durch unorganisierte Mikrotubuli und Akkumulationen von filamentösem Aktin charakterisiert. Weitere Experimente sind jedoch notwendig, um die Aktivierungsdefekte und die Zytoskelettveränderungen aufzuklären. Vor allem aber muss die Genmutation, welche für den Phänotyp der orph-Mäuse verantwortlich ist, mittels Sequenziermethoden der nächsten Generation (next-generation sequencing) aufgeklärt werden um Aufschluss über die zugrunde liegende genetische und mechanistische Ursache zu geben.
KW  - Thrombozyt
KW  - Actin
KW  - Actin-bindende Proteine
KW  - Thrombozytopenie
KW  - platelets
KW  - actin cytoskeleton
KW  - actin-binding proteins
KW  - cyclase-associated protein
KW  - cyclase-associated protein 2
KW  - inherited macrothrombocytopenia
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-179968
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hofmann, Sebastian
T1  - Studies on the function and regulation of CD84, GPVI and Orai2 in genetically modified mice
T1  - Untersuchungen zur Funktion und Regulation von CD84, GPVI und Orai2 in genetisch veränderten Mäusen
N2  - Platelet activation and aggregation at sites of vascular injury are essential processes to limit blood loss but they also contribute to arterial thrombosis, which can lead to myocardial infarction and stroke. Stable thrombus formation requires a series of events involving platelet receptors which contribute to adhesion, activation and aggregation of platelets. Regulation of receptor expression by (metallo-)proteinases has been described for several platelet receptors, but the molecular mechanisms are ill-defined. The signaling lymphocyte activation molecule (SLAM) family member CD84 is expressed in immune cells and platelets, however its role in platelet physiology was unclear. In this thesis, CD84 deficient mice were generated and analyzed. In well established in vitro and in vivo assays testing platelet function and thrombus formation, CD84 deficient mice displayed phenotypes indistinguishable from wild-type controls. It was concluded that CD84 in platelets does not function as modulator of thrombus formation, but rather has other functions. In line with this, in the second part of this thesis, a novel regulation mechanism for platelet CD84 was discovered and elucidated. Upon platelet activation, the N-terminus of CD84 was found to be cleaved exclusively by the a disintegrin and metalloproteinase 10 (ADAM10), whereas the intracellular part was cleaved by calpain. In addition, regulation of the platelet activating collagen receptor glycoprotein VI (GPVI) was studied and it was shown that GPVI is in contrast to CD84 differentially regulated by ADAM10 and ADAM17. A novel role of CD84 under pathophysiological conditions was revealed as CD84 deficient mice were protected from ischemic stroke in the model of transient middle cerebral artery occlusion and this protection was based on the lack of CD84 in T cells. Ca2+ is an essential second messenger that facilitates activation of platelets and diverse functions in different eukaryotic cell types. Store-operated Ca2+ entry (SOCE) represents the major mechanism leading to rise in intracellular Ca2+ concentration in non-excitable cells. The Ca2+ sensor STIM1 (stromal interaction molecule 1) and the SOC channel subunit protein Orai1 are established mediators of SOCE in platelets. STIM2 is the major STIM isoform in neurons, but the role of the SOC channel subunit protein Orai2 in platelets and neurons has remained elusive. In the third part of this thesis, Orai2 deficient mice were generated and analyzed. Orai2 was dispensable for platelet function, however, Orai2 deficient mice were protected from ischemic neurodegeneration and this phenotype was attributed to defective SOCE in neurons.
N2  - Die Aktivierung und Aggregation von Blutplättchen sind wichtige Prozesse um Blutverlust nach Gefäßverletzungen zu vermeiden. Diese Prozesse spielen aber auch eine Rolle in der arteriellen Thrombose, die zu Herzinfarkt und Schlaganfall führen kann. Die Bildung stabiler Thromben setzt eine Reihe von Vorgängen voraus, an denen Blutplättchenrezeptoren beteiligt sind, welche zur Adhäsion, Aktivierung und Aggregation der Blutplättchen beitragen. Für einige Blutplättchenrezeptoren wurde eine Regulation der Expression durch (Metallo )Proteinasen beschrieben, jedoch sind die molekularen Mechanismen weitgehend unbekannt. CD84, ein Protein das zur signaling lymphocyte activation molecule (SLAM) Familie gehört, wird sowohl in Immunzellen als auch in Blutplättchen exprimiert. Jedoch war die Rolle von CD84 in der Physiologie der Blutplättchen unklar. In der vorliegenden Arbeit wurden CD84 defiziente Mäuse generiert und analysiert. In etablierten in vitro und in vivo Test, welche die Blutplättchenfunktion und Thrombusbildung untersuchen, war der Phänotyp von CD84 defizienten Mäusen unverändert gegenüber Wildtyp-Kontrollen. Es wurde die Schlussfolgerung gezogen, dass CD84 in Blutplättchen nicht als Modulator der Thrombusbildung fungiert, sondern eher andere Funktionen hat. Im Einklang damit wurde im zweiten Teil dieser Arbeit ein neuer Regulationsmechanismus entdeckt und aufgeklärt. Infolge von Blutplättchenaktivierung wurde der N-terminale Teil von CD84 ausschließlich von a disintegrin and metalloproteinase 10 (ADAM10) geschnitten, während der intrazelluläre Anteil durch Calpain prozessiert wurde. Weiterhin wurde die Regulation des Blutplättchen-aktivierenden Kollagenrezeptors Glykoprotein VI (GPVI) untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass GPVI, im Gegensatz zu CD84, einer differenziellen Regulation durch ADAM10 und ADAM17 unterliegt. Unter pathophysiologischen Bedingungen wurde eine neue Rolle von CD84 aufgedeckt, da CD84 defiziente Mäuse vor ischämischem Schlaganfall im transient middle cerebral artery occlusion Modell geschützt waren. Dieser Schutz beruhte auf dem Fehlen von CD84 auf T Zellen. Ca2+ ist ein wichtiger sekundärer Botenstoff, der die Aktivierung von Blutplättchen ermöglicht sowie diverse Funktionen in verschiedenen eukaryotischen Zellen erfüllt. Store-operated Ca2+ entry (SOCE) stellt den Hauptmechanismus dar, der zum Anstieg der intrazellulären Ca2+ Konzentration in nicht-erregbaren Zellen führt. Der Ca2+ Sensor STIM1 (stromal interaction molecule 1) und das SOC-Kanal Protein Orai1 sind als Vermittler des SOCE in Blutplättchen bekannt. STIM2 stellt die Hauptisoform der STIM Moleküle in Neuronen dar, jedoch war die Rolle des SOC-Kanal Proteins Orai2 in Blutplättchen und Neuronen weitgehend unbekannt. Im dritten Teil dieser Arbeit wurden Orai2 defiziente Mäuse generiert und analysiert. Orai2 war nicht essentiell für die Funktion von Blutplättchen, jedoch waren Orai2 defiziente Mäuse vor ischämischer Neurodegeneration geschützt. Dieser Phänotyp wurde auf einen defekten SOCE in Neuronen zurückgeführt.
KW  - Thrombozyt
KW  - Maus
KW  - Genexpression
KW  - Metalloproteinasen
KW  - platelets
KW  - CD84
KW  - Metalloproteinase
KW  - GPVI
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-87949
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TY  - THES
A1  - Maier, Sophia Edith
T1  - Mapping membrane receptor distribution on resting platelets combining Expansion Microscopy and fluorescence confocal microscopy
T1  - Kartierung der Membranrezeptorverteilung auf nicht-aktivierten Blutplättchen mithilfe der Kombination aus Expansionsmikroskopie und konfokaler Fluoreszenzmikroskopie
N2  - Stroke and myocardial infarction are the most prominent and severe consequences of pathological thrombus formation. For prevention and/or treatment of thrombotic events there is a variety of anti-coagulation and antiplatelet medication that all have one side effect in common: the increased risk of bleeding. To design drugs that only intervene in the unwanted aggregation process but do not disturb general hemostasis, it is crucial to decipher the exact clotting pathway which has not been fully understood yet. Platelet membrane receptors play a vital role in the clotting pathway and, thus, the aim of this work is to establish a method to elucidate the interactions, clustering, and reorganization of involved membrane receptors such as GPIIb/IIIa and GPIX as part of the GPIb-IX-V complex. The special challenges regarding visualizing membrane receptor interactions on blood platelets are the high abundancy of the first and the small size of the latter (1—3µm of diameter). The resolution limit of conventional fluorescence microscopy and even super-resolution approaches prevents the successful differentiation of densely packed receptors from one another. Here, this issue is approached with the combination of a recently developed technique called Expansion Microscopy (ExM). The image resolution of a conventional fluorescence microscope is enhanced by simply enlarging the sample physically and thus pulling the receptors apart from each other. This method requires a complex sample preparation and holds lots of obstacles such as variable or anisotropic expansion and low images contrast. To increase ExM accuracy and sensitivity for interrogating blood platelets, it needs optimized sample preparation as well as image analysis pipelines which are the main part of this thesis. The colocalization results show that either fourfold or tenfold expanded, resting platelets allow a clear distinction between dependent, clustered, and independent receptor organizations compared to unexpanded platelets.Combining dual-color Expansion and confocal fluorescence microscopy enables to image in the nanometer range identifying GPIIb/IIIa clustering in resting platelets – a pattern that may play a key role in the clotting pathway
N2  - Schlaganfall und Myokardinfarkt sind die wohl bekanntesten und schwerwiegendsten Folgen von pathologischer Thrombenbildung. Zur Vorbeugung und/oder Behandlung thrombotischer Ereignisse gibt es eine Vielzahl von Antiplättchen-Medikamenten wie Aspirin oder Plavix, denen allerdings eine Nebenwirkung gemein ist: das unerwünschte, erhöhte Blutungsrisiko. Um Medikamente zu entwickeln, die tatsächlich nur den Aggregationsprozess unterbinden, die generelle Blutstillung jedoch nicht unterbinden, ist es entscheidend, eine detaillierte Vorstellung der Signalkaskade der Plättchenadhesion und -aktivierung zu bekommen. Da diese bisher noch nicht vollständig verstanden wurde, soll eine Methode zur Aufklärung schneller Wechselwirkungen, Clusterbildung und Reorganisation von Plättchenrezeptoren wie GPIIb/IIIa und GPIX, als Teil des Rezeptorkomplex GPIb-IX-V, etabliert werden. Die besonderen Herausforderungen bei der Visualisierung von Wechselwirkungen von Membranrezeptoren auf Blutplättchen sind sowohl ihre hohe Dichte als auch die geringe Größe der Blutplättchen (1–3μm Durchmesser). Die Auflösungsgrenze der konventionellen Fluoreszenzmikroskopie sowie der superhochauflösenden-Mikroskopie ist nicht in der Lage dicht gepackte Rezeptoren voneinander zu unterscheiden. Eine kürzlich entwickelte Technik namens Expansionsmikroskopie (ExM) bietet hierfür einen Lösungsansatz: Die Bildauflösung von einem herkömmlichen Fluoreszenzmikroskop wird dadurch verbessert, dass Proben physikalisch vergrößert werden, sodass markierte Rezeptoren auseinanderdriften und besser voneinander unterschieden werden können. Dieses Verfahren erfordert eine komplexe Probenvorbereitung und birgt viele Unsicherheiten wie die Variabilität des Expansionsfaktors, die Isotropie des Expansionsprozesses sowie das niedrige Signal-Rausch-Verhältnis in den mikroskopischen Bildern. Um die Genauigkeit und Empfindlichkeit des Ansatzes auf seine Tauglichkeit zur Untersuchung nicht-aktivierter Blutplättchen zu überprüfen, wurde ein Arbeitsablauf für die optimale Probenvorbereitung entwickelt sowie auf wichtige Analysekriterien für die Kolokalisationsanalyse hingewiesen, welches den Hauptteil dieser Arbeit darstellt. Die Ergebnisse der Kolokalisationsanalyse zeigen, dass die vier– beziehungsweise zehnfache Expansion ruhender Blutplättchen eine eindeutige Unterscheidung zwischen abhängigen, geclusterten und unabhängigen Rezeptororganisationen im Vergleich zu nicht expandierten Blutplättchen erlaubt. Die Kombination aus ExM und konfokaler Fluoreszenzmikroskopie ermöglichte die Identifizierung von Clustern der GPIIb/IIIa-Rezeptoren in ruhenden Blutplättchen – ein Vorgang, der möglicherweise eine Schlüsselrolle in der Plättchenaggregation spielt.
KW  - Expansion Microscopy
KW  - platelets
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-300317
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TY  - THES
A1  - Rabie, Tamer
T1  - Cellular regulation of platelet glycoprotein VI : in vivo and in vitro studies in mice
T1  - Zelluläre Regulation von Plättchen Glykoprotein VI : in vivo und in vitro Studien in der Maus
N2  - Platelet interaction with the subendothelium is essential to limit blood loss after tissue injury. However, upon rupture of atherosclerotic plaques, this interaction may result in blood vessel occlusion leading to life threatening diseases such as myocardial infarction or stroke. Among the subendothelial matrix proteins, collagen is considered to be the most thrombogenic component as it directly activates platelets. Platelets interact with collagen, either indirectly through glycoprotein (GP) Ib-V-IX receptor complex, or directly through the major collagen receptor on the platelet surface, GPVI. The work presented here focused on studying the cellular regulation of GPVI. In addition, a possible role for GPVI in thrombus formation induced by atherosclerotic plaque material was investigated and it was found that GPVI plays an important role in this process. Using a recently published mitochondrial injury model, it was found that GPVI contains a cleavage site for a platelet-expressed metalloproteinase. Further studies showed that platelet activation by CRP, or thrombin induced down-regulation of GPIb, but not GPVI. In parallel, cellular regulation of GPV was studied and it was found that GPV is cleaved in vitro by the metalloproteinase ADAM17. In previous studies it was shown that injection of mice with the anti-GPVI mAb, JAQ1, induces GPVI down-regulation, which is associated with a strong, but transient, thrombocytopenia. Using new anti-GPVI mAbs, which bind different epitopes on the receptor, it is shown in this study that GPVI down-regulation occurs in an epitope-independent manner. Further experiments showed that antibody treatment induces a transient, but significant increase in bleeding time. Using different genetically modified mice, it is shown that, upon antibody injection, GPVI is both, shed from the platelet surface and internalized into the platelet. Signaling through the immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM) of the FcR chain is essential for both processes, while LAT and PLC2 are essential for the shedding process only. Antibody-induced increase in bleeding time and thrombocytopenia were absent in LAT deficient mice, showing that it is possible to uncouple the associated side effects from the down-regulation process. As antibody-induced GPVI internalization still occurs in LAT and PLC2 deficient mice, this suggests a novel signaling pathway downstream of GPVI that has not been described so far.
N2  - Plättchen Interaktion mit dem Subendothel ist für die Blutstillung essentiell. Dies kann jedoch nach dem Aufbrechen atherosklerotischer Plaques zu lebensbedrohlicher Erkrankungen wie Infarkt oder Schlaganfall führen. Kollagen, welches die Plättchen dirket aktiviert, ist der thrombogenste Bestandteil der Extrazellularmatrix (EZM). Die Bindung zwischen Plättchen und Kollagen wird sowohl indirekt durch den Glykoprotein (GP) Ib-V-IX Rezeptorkomplex, als auch direkt durch den Kollagenrezeptor GPVI, auf der Plättchenoberfläche vermittelt. In der vorliegenden Arbeit wurde die zelluläre Regulation von GPVI untersucht. Des Weiteren wurde die Rolle von GPVI in durch atheroklerotisches Plaquematerial induzierter Thrombusbildung studiert. Hierbei wurde festgestellt, dass GPVI eine wichtige Funktion in diesem Prozess spielt. Mittels eines jüngst publizierten mitochondrialen Verletzungsmodels, konnte gezeigt werden, dass GPVI eine Erkennungsstelle für eine in den Plättchen exprimierte Metalloproteinase besitzt. Mehrere Versuche haben gezeigt, dass Plättchenaktivierung durch CRP, und Thrombin zur Runterregulierung von GPIb aber nicht von GPVI führt. Parallellaufende Untersuchungen zeigten, dass GPV durch die Metalloproteinase ADAM17 in vitro abgespalten wird. Vorherige Studien ergaben, dass die in vivo Behandlung von Mäusen mit dem anti-GPVI Antikörper, JAQ1, zur Runterregulierung des Rezeptors führt. Dieses ist mit einer starken, transienten Thrombozytopenie assoziiert. Mittels neu generierte anti-GPVI Antikörper (JAQ2, 3), die unterschiedliche Bindungsstellen auf GPVI erkennen, konnte demonstriert werden, dass die Antikörper vermittele GPVI Runterregulierung Epitop unabhängig ist. Weitere Untersuchungen ergaben, dass Anitkörperinjektion eine transiente Erhöhung der Blutungszeit verursacht. Mittels genetisch modifizierter Mäuse konnte dargestellt werden, dass die Antikörpergabe GPVI sowohl von der Plättchenoberfläche abgespalten, als auch internalisiert wird. Während die Signaltransduktion durch das ITAM Motif der FcR Kette essentiell für beide Prozesse ist, sind LAT und PLC2 nur für das Abspalten wichtig. Antikörper induzierte Erhöhung der Blutungszeit und Thrombozytopenie sind abwesend in LAT-defizienten Mäuse, was zeigt, dass möglicherweise die GPVI Runterregulierung von den assoziierten Nebenwirkungen zu trennen ist. Da die GPVI Runterregulierung in LAT und –PLC2 defizienten Mäusen weiterhin stattfindet, zeigt dies einen neuen GPVI Signalweg, der bisher noch nicht beschrieben wurde.
KW  - Maus
KW  - Thrombozyt
KW  - Glykoproteine
KW  - Regulation
KW  - Biologie
KW  - Plättchen
KW  - Maus
KW  - Thrombose
KW  - Kardiovaskulär
KW  - maus
KW  - platelets
KW  - thrombosis
KW  - cardiovascular
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-14267
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TY  - THES
A1  - Semeniak, Daniela
T1  - Role of bone marrow extracellular matrix proteins on platelet biogenesis and function
T1  - Die Rolle der extrazellulären Matrixproteine des Knochenmarks auf die Thrombozytenbiogenes und -funktion
N2  - Platelets, small anucleated blood cells responsible for hemostasis, interact at sights of injury with several exposed extracellular matrix (ECM) proteins through specific receptors. Ligand binding leads to activation, adhesion and aggregation of platelets. Already megakaryocytes (MKs), the immediate precursor cells in bone marrow (BM), are in constant contact to these ECM proteins (ECMP). The interaction of ECMP with MKs is, in contrast to platelets, less well understood. It is therefore important to study how MKs interact with sinusoids via the underlying ECMP. This thesis addresses three major topics to elucidate these interactions and their role in platelet biogenesis. 
First, we studied the topology of ECMP within BM and their impact on proplatelet formation (PPF) in vitro. By establishing a four-color immunofluorescence microscopy we localized collagens and other ECMP and determined their degree of contact towards vessels and megakaryocytes (MKs). In in vitro assays we could demonstrate that Col I mediates increased MK adhesion, but inhibits PPF by collagen receptor GPVI. By immunoblot analyses we identified that the signaling events underyling this inhibition are different from those in platelet activation at the Src family kinase level.
Second, we determined the degree of MK-ECM interaction in situ using confocal laser scanning microscopy of four-color IF-stained femora and spleen sections. In transgenic mouse models lacking either of the two major collagen receptors we could show that these mice have an impaired association of MKs to collagens in the BM, while the MK count in spleen increased threefold. This might contribute to the overall unaltered platelet counts in collagen receptor-deficient mice.
In a third approach, we studied how the equilibrium of ECMP within BM is altered after irradiation. Collagen type IV and laminin-α5 subunits were selectively degraded at the sinusoids, while the matrix degrading protease MMP9 was upregulated in MKs. Platelet numbers decreased and platelets became hyporesponsive towards agonists, especially those for GPVI activation.
Taken together, the results indicate that MK-ECM interaction differs substantially from the well-known platelet-ECM signaling. Future work should further elucidate how ECMP can be targeted to ameliorate the platelet production and function defects, especially in patients after BM irradiation.
N2  - Thrombozyten, kleine kernlose Zellen, die für die Hämostase verantwortlich sind, interagieren an verletzten Gefäßwänden mit exponierten extrazellulären Matrixproteinen (EZMP) durch Oberflächenrezeptoren. Durch die Ligandenbindung werden die Thrombozyten aktiviert, adhärieren und aggregieren schlussendlich. Schon Megakaryozyten (MKs), die unmittelbaren Vorläuferzellen im Knochenmark (KM), stehen ebenfalls mit EZMP im ständigen Kontakt. Im Gegensatz zur Thrombozyteninteraktion ist die Interaktion der MKs mit EZMP jedoch nicht sehr gut untersucht. Aus diesem Grund ist es wichtig zu verstehen wie MKs mit Sinusoiden durch die darunterliegenden EZMP interagieren. Diese Doktorarbeit beleuchtet dazu drei Hauptthemen, die zu einem besseren Verständnis dieser Interaktion und dessen Rolle in der Thrombozytenbildung beitragen.
In einem ersten Themenblock klärten wir die Topologie verschiedener EZMP des Knochenmarks und deren Rolle bei der Proplättchenbildung auf. Durch die Etablierung einer Vierfarben-Immunfluoreszenzmikroskopie, lokalisierten wir verschiedene Kollagene und andere EZMP im KM und bestimmten deren Kontakt zu Gefäßen und MKs. In in vitro-Ansätzen konnten wir demonstrieren, dass Kollagen Typ I eine erhöhte Adhäsion von MKs vermittelt, aber die Proplättchenbildung durch den Kollagenrezeptor GPVI inhibiert. Mittels Immunoblotanalysen identifizierten wir eine Signalkaskade, die von der Thrombozytenaktivierung auf der Ebene der Src family Kinasen abweicht.
In einem zweiten Themenkomplex bestimmten wir in situ den Grad an Interaktion von MKs mit EZMP mittels konfokaler Laserscanning-Mikroskopie von vierfach immunfluoreszenzgefärbten Femora- und Milzschnitten. In transgenen Mäusen, denen einer der zwei Hauptkollagenrezeptoren fehlen, konnten wir zeigen, dass MKs dieser Mäuse eine veränderte Assoziation zu Kollagenen im Knochenmark aufweisen, während die MK-Anzahl in der Milz um das Dreifache anstieg. Dies könnte insgesamt zur unbeeinflussten Thrombozytenzahl in diesen Mäusen beitragen.
In einem dritten Themenkomplex untersuchten wir wie das Gleichgewicht im Knochenmark nach Bestrahlung beeinflusst ist. Spezifisch Kollagen Typ IV und laminin-α5 waren an den Sinusoiden degradiert, während die Expression der matrixabbauenden Protease MMP-9 in MKs hochreguliert war. Die Thrombozytenzahl sank und sie wurden hyporesponsiv auf Agonisten, speziell auf diejenigen für die GPVI-Aktivierung. 
Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse, dass die Interaktion von MKs mit EZMP sich substantiell von der Thrombozyten-EZMP vermittelten Signaltransduktion unterscheidet. Zukünftige Untersuchungen sollen weiter beleuchten wie EZMP gezielt beeinflusst werden können um Defekte in der Thrombozytenproduktion und –funktion abzumildern, besonders in Patienten nach Bestrahlung.
KW  - Knochenmark
KW  - Thrombozyt
KW  - Extracellular matrix proteins
KW  - platelet biogenesis
KW  - Extrazelluläre Matrix
KW  - Megakaryocytes
KW  - platelets
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-155857
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TY  - THES
A1  - Strehl, Amrei
T1  - Studies on regulation and signaling of the platelet glycoproteins GPV and GPVI
T1  - Studien zur Regulation und Signaltransduktion der Plättchenglykoproteine GPV und GPVI
N2  - Bei Verletzung einer Gefäßwand kommen Blutplättchen in Kontakt mit den Substanzen des Subendothels; Die Plättchen werden dadurch aktiviert, sie aggregieren und verschließen die Wunde, wodurch ein hoher Blutverlust verhindert wird. Unter pathologischen Bedingungen, bei Aufbrechen eines artherosklerotischen Plaques an der Gefäßwand, können sich jedoch große Plättchenaggregate, die Thromben, formen, die das Gefäß verschließen, den Blutfluss stoppen und somit zu Schlaganfall und Herzinfarkt führen können. Die kontrollierte Regulation und Signaltransduktion von bzw. durch Plättchenoberflächenrezeptoren ist wesentlich für das Funktionieren der Zellen und die intakte Balance zwischen physiologischer Plättchen-Aktivierung und der pathologischen Bildung eines Thrombus. In der vorliegenden Arbeit wird über wichtige Aspekte dieser Signalwege, die in drei Unterprojekten untersucht worden sind, berichtet. In dem ersten Unterprojekt wurde die Regulation von Plättchenoberflächenrezeptoren, den Glykoproteinen (GP) V und VI, bei Mäusen analysiert. Hier wird beschrieben, dass GPV und GPVI von der Plättchenoberfläche durch Metalloproteinasen geschnitten werden. Während physiologischer Stress, wie das Entkoppeln der oxidativen Phosphorylierung in den Mitochondrien, das Schneiden von GPVI durch eine unbekannte Proteinase auslöst, verursacht die Aktivierung von Plättchen mit bestimmten Agonisten das Schneiden von GPV. Die dafür verantwortliche Metalloproteinase wurde als ADAM17 identifiziert. In dem zweiten Unterprojekt wurde die Rolle der Protein Kinase C (PKC) in der Plättchenaktivierung einerseits und in der Plättchen pro-koagulanten Aktivität andereseits untersucht. Die Konformationsänderung/Aktivierung von alphaIIbeta3-Integrinen und Sekretion von Granula sind charakteristisch für die Plättchenaktivierung. Calcium-(Ca2+)-abhängige Phosphatidylserin (PS)- Expression auf der Plättchenoberfläche hingegen ist kennzeichnend für die pro-koagulante Aktivität. Der Beitrag von PKC zu den beschriebenen Plättchenzuständen war bisher unklar. In diesem Projekt wurde zum ersten Mal gezeigt, dass PKC eine doppelte Funktion in den Plättchen besitzt: einerseits fördert PKC die Plättchen-Aktivierung und –Aggregation, andererseits unterdrückt PKC die pro-koagulant Aktivität. In dem dritten Unterprojekt wurde die Rolle der kleinen GTPase Rac1 in der Plättchen- Aktivierung und -Aggregation in vitro und in vivo an konditionalen Rac1 Mäusen analysiert. Es wird berichtet, dass Rac1 für die GPVI abhängige Aktivierung von alphaIIbbeta3-Integrinen und dem Freisetzen von Ca2+ in der Zelle, notwendig ist, sowie für GPVI abhängige Plättchen-Aggregation und Thrombus Bildung. Hiermit wird die GTPase Rac1 zum ersten Mal in den Signalweg unterhalb von GPVI eingeordnet und ihr zudem dort eine essentielle Rolle zugeteilt.
N2  - Platelets are crucial to inhibit extensive blood loss at sites of vascular injury. However, under pathological conditions such as rupture of an atherosclerotic plaque, activated platelets form aggregates that may occlude the vessel. This can lead to heart attack and stroke. Various and complex signaling pathways in the cell are involved in the steps of platelet adhesion, activation and aggregation. Single aspects of these processes were studied in three different subprojects in this work. The Glycoprotein (GP) Ib-V-IX complex is responsible for the first contact of platelets with the vessel wall. Subsequently, GPVI can bind to collagen of the subendothelium, which initiates a signaling cascade leading to platelet activation, aggregation, characterized by integrin activation and granule secretion and platelet procoagulant activity. The latter is characterized by exposed phosphatidylserine (PS) on the platelet surface, which enhances thrombin generation and thereby the coagulation cascade. A controlled regulation of GP receptors on the platelet surface is vital for an intact response of the cell to platelet agonists. In the first subproject described here the regulation of GPV and GPVI on mouse platelets was investigated and it was found that both receptors are shed from the platelet surface in a metalloproteinase dependent manner. However, GPVI is shed upon mitochondrial injury, while GPV cleavage could be observed upon platelet stimulation. The metalloproteinase responsible for GPVI shedding remains unknown whereas the metallproteinase that sheds GPV was identified in this work as being ADAM17. This shows that the expression of both receptors underlies a controlled mechanism regulated through distinct metalloproteinases. In the second subproject the role of protein kinase C (PKC) in platelet activation and procoagulant response was investigated using PKC specific inhibitors. It was found that PKC blockage reduced platelet activation but enhanced platelet procoagulant activity. This is the first time that a dual role in platelet activation and procoagulant activity is defined for PKC. In the third project the role of the small GTPase Rac1 in platelet signaling was studied using conditional Rac1 knock out mice. It is reported here that Rac1 lies downstream of GPVI and is involved in integrin activation and cytsolic Ca2+ changes in vitro and platelet adhesion and thrombus formation in vivo. This is the first time that Rac1 is demonstrated to have a pivotal role in GPVI signaling and furthermore points to a novel, unknown pathway downstream of GPVI.
KW  - Thrombozyt
KW  - Membranglykoproteine
KW  - Proteinkinase C
KW  - Signaltransduktion
KW  - Blutplättchen
KW  - Glykoprotein-Shedding
KW  - Protein Kinase C
KW  - Koagulation
KW  - Rac1
KW  - platelets
KW  - glycoprotein-shedding
KW  - protein kinase C
KW  - coagulation
KW  - Rac1
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-22283
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TY  - THES
A1  - Wangorsch, Gaby
T1  - Mathematical modeling of cellular signal transduction
T1  - Mathematische Modellierung der zellulären Signaltransduktion
N2  - A subtly regulated and controlled course of cellular processes is essential for the healthy functioning not only of single cells, but also of organs being constituted thereof. In return, this entails the proper functioning of the whole organism. This implies a complex intra- and inter-cellular communication and signal processing that require equally multi-faceted methods to describe and investigate the underlying processes. Within the scope of this thesis, mathematical modeling of cellular signaling finds its application in the analysis of cellular processes and signaling cascades in different organisms. ...
N2  - Das fein regulierte und kontrollierte Ablaufen zellulärer Prozesse ist essentiell für das gesunde Funktionieren einzelner Zellen, sowie der aus ihnen bestehenden Organe. Diese wiederum bedingen das Funktionieren des gesamten Organismus. Genauso vielschichtig wie die Kommunikation und Signalverarbeitung innerhalb und zwischen den Zellen, sind die Methoden um diese Vorgänge zu beschreiben und zu untersuchen. Die mathematische Modellierung zellulärer Signalverarbeitung findet im Rahmen dieser Arbeit Anwendung in der Analyse zellulärer Prozesse und Signalkaskaden in verschiedenen Organismen....
KW  - Mathematische Modellierung
KW  - Thrombozyt
KW  - Systembiologie
KW  - Mathematische Modellierung
KW  - Mathematical modeling
KW  - platelets
KW  - signaling pathway
KW  - systems biology
KW  - Signaltransduktion
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-87746
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