TY  - THES
A1  - Brede, Anja
T1  - Über die Beteiligung EGF-Rezeptor-vermittelter Signaltransduktionswege an den tumorpromovierenden Effekten von 2-Acetylaminofluoren, 2-Nitrosofluoren und Phenobarbital in HepG2-Zellen
T1  - Tumour promoting effects of 2-acetylaminofluorene, 2-nitrosofluorene and phenobarbitale in HepG2 cells by EGF-receptor signal transduction pathways
N2  - In dieser Arbeit wurden die tumorpromovierenden Effekte von 2-Acetylaminofluoren (2-AAF), 2-Nitrosofluoren (2-NOF) und Phenobarbital (PB) auf die Expression des EGF-Rezeptors (EGF-R), der Proteinkinase C (PKC), der Protoonkogene c-FOS und c-JUN in HepG2 Zellen bestimmt. Nur PB hemmte die Expression des EGF-R, wohingegen die PKC, c-FOS und c-JUN nicht beeinflusst wurden. 2-AAF, 2-NOF und PB wirkten konzentrationsabhängig zytotoxisch und antiproliferativ auf HepG2-Zellen. Die PKC scheint an diesem Effekt beteiligt zu sein. Die Bindungsaktivität der Transkriptionsfaktoren AP1 und NFkappa B wurde durch 2-NOF und Phenobarbital erhöht, wohingegen der Effekt von 2-AAF nicht endeutig zu klären war.
N2  - This thesis evaluateted the tumour-promoting effects of 2-acetylaminofluorene (2-AAF), 2-nitrososfluorene (2-NOF)and phenobarbitale (PB)on the expression of the EGF-receptor, proteinkinase C (PKC) and the protoonkogenes c-FOS and C-JUN using HepG2 cells. Only PB inhibited the expression of the EGF-receptor whereas PKC, c-FOS and c-JUN were not influenced. 2-AAF, 2-NOF and PB showed cytotoxic and antiproliferative effects in a concentration dependant manner. The proteinkinase C was mainly responsible for these effects. The binding activity of the transcription factors AP1 and NFkappa B was enhanced by 2-NOF and phenobarbital. It was not possible to clarify the effect of 2-AAF on the binding activity of AP1 and NFkappaB.
KW  - EGF-Rezeptor
KW  - AAF
KW  - NOF
KW  - Phenobarbital
KW  - Tumorpromotion
KW  - EGF-receptor
KW  - AAF
KW  - NOF
KW  - phenobarbitale
KW  - tumourpromotion
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-4024
ER  - 
TY  - THES
A1  - Brede, Marc
T1  - Kardiovaskuläre Phänotypisierung von Angiotensin II AT2-Rezeptor- und adrenergen Rezeptor-"Knockout"-Mäusen
T1  - Cardiovascular characterization of Angiotensin II AT2-receptor- and adrenergic receptor-knockout-mice
N2  - Die Deletion des AT2-Rezeptors (AT2-KO) führt zu erhöhter Blutdruckempfindlichkeit und vaskulärer Hypertrophie durch Aktivitätszunahhme der P70S6-Kinase. Die Vasodilatation von Blutgefäßen wird maßgeblich durch beta1-adrenerge Rezeptoren vermittelt. Die Deletion von alpha2-adrenergen Rezeptoren (alpha2-KO) führt zur Entwicklung einer Herzinsuffizienz nach Aortenstenose. Der Mortalitätanstieg ist mit erhöhten Plasmanoradrenalin-Spiegeln (a2A-KO), bzw. Plasmaadrenalin-Spiegeln (a2C-KO) assoziiert.
N2  - The deletion of AT2-receptors causes increased blood-pressure sensitivity and vascular hypertrophy by increased P70S6-Kinase activity. Vasodilation is mainly mediated by beta1-adrenoceptors. The deletion of alpha2-adrenoceptors leads to heart failure after aortic banding. The increased mortality is associated with elevated plasma levels of norepinephrine (a2A-KO) or epinephrine (a2C-KO).
KW  - transgen
KW  - Maus
KW  - Angiotensin
KW  - Rezeptor
KW  - adrenerg
KW  - Katecholamine
KW  - Blutgefäß
KW  - Hypertrophie
KW  - Herzinsuffizienz
KW  - Nebenniere
KW  - Angiotensin
KW  - receptor
KW  - adrenergic
KW  - catecholamines
KW  - vessel
KW  - hypertrophy
KW  - heart failure
KW  - adrenal gland
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1179726
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Breitenbach, Tim
A1  - Lorenz, Kristina
A1  - Dandekar, Thomas
T1  - How to steer and control ERK and the ERK signaling cascade exemplified by looking at cardiac insufficiency
JF  - International Journal of Molecular Sciences
N2  - Mathematical optimization framework allows the identification of certain nodes within a signaling network. In this work, we analyzed the complex extracellular-signal-regulated kinase 1 and 2 (ERK1/2) cascade in cardiomyocytes using the framework to find efficient adjustment screws for this cascade that is important for cardiomyocyte survival and maladaptive heart muscle growth. We modeled optimal pharmacological intervention points that are beneficial for the heart, but avoid the occurrence of a maladaptive ERK1/2 modification, the autophosphorylation of ERK at threonine 188 (ERK\(^{Thr188}\) phosphorylation), which causes cardiac hypertrophy. For this purpose, a network of a cardiomyocyte that was fitted to experimental data was equipped with external stimuli that model the pharmacological intervention points. Specifically, two situations were considered. In the first one, the cardiomyocyte was driven to a desired expression level with different treatment strategies. These strategies were quantified with respect to beneficial effects and maleficent side effects and then which one is the best treatment strategy was evaluated. In the second situation, it was shown how to model constitutively activated pathways and how to identify drug targets to obtain a desired activity level that is associated with a healthy state and in contrast to the maleficent expression pattern caused by the constitutively activated pathway. An implementation of the algorithms used for the calculations is also presented in this paper, which simplifies the application of the presented framework for drug targeting, optimal drug combinations and the systematic and automatic search for pharmacological intervention points. The codes were designed such that they can be combined with any mathematical model given by ordinary differential equations.
KW  - optimal pharmacological modulation
KW  - efficient intervention points
KW  - ERK signaling
KW  - optimal treatment strategies
KW  - optimal drug targeting
KW  - optimal drug combination
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-285164
SN  - 1422-0067
VL  - 20
IS  - 9
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Brenner, Marian
A1  - Zink, Christoph
A1  - Witzinger, Linda
A1  - Keller, Angelika
A1  - Hadamek, Kerstin
A1  - Bothe, Sebastian
A1  - Neuenschwander, Martin
A1  - Villmann, Carmen
A1  - von Kries, Jens Peter
A1  - Schindelin, Hermann
A1  - Jeanclos, Elisabeth
A1  - Gohla, Antje
T1  - 7,8-Dihydroxyflavone is a direct inhibitor of pyridoxal phosphatase
T2  - eLife
N2  - Vitamin B6 deficiency has been linked to cognitive impairment in human brain disorders for decades. Still, the molecular mechanisms linking vitamin B6 to these pathologies remain poorly understood, and whether vitamin B6 supplementation improves cognition is unclear as well. Pyridoxal phosphatase (PDXP), an enzyme that controls levels of pyridoxal 5’-phosphate (PLP), the co-enzymatically active form of vitamin B6, may represent an alternative therapeutic entry point into vitamin B6-associated pathologies. However, pharmacological PDXP inhibitors to test this concept are lacking. We now identify a PDXP and age-dependent decline of PLP levels in the murine hippocampus that provides a rationale for the development of PDXP inhibitors. Using a combination of small molecule screening, protein crystallography and biolayer interferometry, we discover and analyze 7,8-dihydroxyflavone (7,8-DHF) as a direct and potent PDXP inhibitor. 7,8-DHF binds and reversibly inhibits PDXP with low micromolar affinity and sub-micromolar potency. In mouse hippocampal neurons, 7,8-DHF increases PLP in a PDXP-dependent manner. These findings validate PDXP as a druggable target. Of note, 7,8-DHF is a well-studied molecule in brain disorder models, although its mechanism of action is actively debated. Our discovery of 7,8-DHF as a PDXP inhibitor offers novel mechanistic insights into the controversy surrounding 7,8-DHF-mediated effects in the brain.
KW  - 7,8-dihydroxyflavone (7,8-DHF)
KW  - pyridoxal phosphatase (PDXP)
KW  - vitamin B6
KW  - PDXP inhibitors
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-350446
ER  - 
TY  - THES
A1  - Brink, Andreas
T1  - The biological significance of chemically-induced DNA adducts in relation to background DNA damage
T1  - Die biologische Bedeutung von chemisch induzierten DNA-Addukten in Relation zum Hintergrund-DNA-Schaden
N2  - No abstract available
KW  - DNS-Schädigung
KW  - DNS-Strangbruch
KW  - HPLC-MS
KW  - API-Massenspektrometrie
KW  - LC-MS
KW  - Gentoxikologie
KW  - Mutagenitätstest
KW  - Dosis-Wirkungs-Beziehung
KW  - DNA-Addukte
KW  - Dosis-Wirkungs-Beziehung
KW  - Hintergrund-DNA-Schaden
KW  - Comet assay
KW  - DNA adducts
KW  - Dose response relationships
KW  - Background DNA damage
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-23850
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Buss, P.
A1  - Caviezel, M.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - Linear dose-response relationship for DNA adducts in rat liver from chronic exposure to aflatoxin B1
N2  - Male F-344 rats were given eH]aßatoxin B1 (AFB1) in the drinking water at three exposure Ievels (0.02, 0.6, 20 J,Lgll, resulting in average dose Ievels of 2.2, 73, 2110 nglkg per day). After 4, 6 and 8 weeks, DNA was ~ted frorn the livers and analyzed for aßatoxin-DNA adducts. Tbe Ievel of DNA adducts did not increase significantly after 4 weeks, indicating that a steady-state for adduct formation and removal had nearly been reached. At 8 weeks, the adduct Ievels were 0.91, 32 and 850 nucleotide-aßatoxin adducts per to' nucleotides, i.e. clearly proportional to the dose. At the high dose Ievel, a near SO% tumor incidence would be expected in a 2-year bioassay with F -344 rats while the low dose used is within the range of estlmated human dietary exposures to aßatoxin in W estem countries. The proportionality seen between exposure and steady-state DNA adduct Ievel is discussed with respect to a linear extrapolation of the tumor risk to low dose.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1990
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60779
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bätz, Julia
T1  - FRET-basierte Untersuchungen zur ligandenselektiven Beeinflussung der Rezeptorkonformation durch orthosterische und allosterische Liganden am Beispiel des muskarinischen M2 Acetylcholinrezeptors
T1  - FRET-based analysis of the ligandselective influence of orthosteric and allosteric ligands on the change of receptor conformation of the muscarinic m2 acetylcholine receptor
N2  - Zahlreiche experimentelle Befunde lassen vermuten, dass G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCR) nach ihrer Aktivierung einer ligandenselektiven Änderung der Rezeptorkonformation unterliegen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es dieses Phänomen am Subtyp 2 der muskarinischen Acetylcholinrezeptoren (M2 AChR) zu untersuchen. Muskarinische Acetylcholinrezeptoren (mAChR) können in fünf Subtypen (M1-M5) unterschieden werden. Durch die Beteiligung der mAChR an zahlreichen physiologischen Prozessen stellen sie wichtige Zielstrukturen pharmakologischer Therapien dar. Da die orthosterische Ligandenbindestelle (= Bindestelle des endogenen Liganden) in allen fünf Subtypen hoch konserviert ist, wird ihr pharmakologischer Nutzen derzeit allerdings durch die unselektive Rezeptormodulation und dem damit verbundenen Auftreten unerwünschter Arzneimittelwirkungen stark limitiert. Ein Ansatz zur Erzielung subtypselektiver Effekte besteht in der Verwendung allosterischer Modulatoren. Da die allosterische Bindestelle der mAChR eine geringere Sequenzhomologie aufweist, können so gezielt einzelne Subtypen der mAChR reguliert werden. Der M2 AChR stellt hinsichtlich allosterischer Modulation ein gut charakterisiertes Modellsystem dar. Für ihn wurde bereits eine Vielzahl allosterischer Liganden entwickelt. Auch bitopische Liganden, die sowohl einen allosterischen als auch einen orthosterischen Anteil enthalten, wurden für den M2 AChR bereits beschrieben. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene FRET-Sensoren des M2 AChR generiert und charakterisiert. Als FRET-Paar wurden das cyan fluoreszierende Protein (CFP) und der niedermolekulare fluorescein-basierte Fluorophor FlAsH (fluorescein arsenical hairpin binder) gewählt. CFP wurde in den Sensoren am Ende des C-Terminus angefügt. Die zur Markierung mit FlAsH nötige Tetracysteinsequenz wurde in verschiedenen Bereichen der dritten intrazellulären Rezeptorschleife (IL) eingebracht. Die auf diese Weise erstellten Re-zeptorsensoren trugen das Tetracysteinmotiv in der N terminalen (M2i3-N) bzw. in der C terminalen Region (M2i3-C) von IL 3. Die Charakterisierung der Rezeptorsensoren bezüglich Ligandenbindung, Gi-Protein Aktivierung und β-Arrestin2 Translokation ergab keine signifikanten Unterschiede zwischen M2i3-N, M2i3 C und M2CFP oder Wildtyp M2 AChR. Zunächst wurden sowohl unterschiedliche orthosterische, als auch allosterische Liganden hinsichtlich ihrer mittleren effektiven Konzentration und ihrer maximalen Wirkstärke an den Rezeptorsensoren untersucht. Mit Hilfe von FRET-Messungen konnte ein superago-nistisches Verhalten des orthosterischen Testliganden Iperoxo gezeigt werden. Die Eigenschaften der allosterischen Substanzen wurden durch Messung der Rezeptordeakti-vierungskinetik und des maximalen Hemmeffekts auf einen vorstimulierten Rezeptor charakterisiert. Alle allosterischen Liganden deaktivierten den vorstimulierten M2 AChR mit einer schnelleren Kinetik als Atropin. Die EC50-Werte der unterschiedlichen Substanzen waren unabhängig von der Markierungsposition im verwendeten Rezeptorsensor vergleich-bar. Ausnahmen bildeten die allosterischen Liganden JK 289, JK 338, ½ W84 und EHW 477, die liganden- und sensorabhängig unterschiedliche mittlere effektive Konzentrationen aufwie-sen. Bei der Untersuchung der Konformationsänderung des M2 AChR konnte kein liganden-selektiver Unterschied zwischen den FRET-Signalen für 19 getestete orthosterische Liganden beobachtet werden. Dies deutet darauf hin, dass alle orthosterischen Testliganden eine dem Acetylcholin (ACh) vergleichbare Änderung der M2 AChR Konformation induzier-ten. Um zu untersuchen, ob für die orthosterischen Testliganden eine Korrelation zwischen ihrer maximalen Wirkstärke hinsichtlich Rezeptoraktivierung in FRET-Experimenten und der Aktivierung nachgeschalteter Signalwege besteht, wurde die orthosterisch-vermittelte Translokation von β-Arrestin2 mit Hilfe der Konfokalmikroskopie bestimmt. Bis auf 5-Methyl-furmethiodid translozierten alle orthosterischen Liganden β-Arrestin2 in einem Ausmaß, das mit der maximalen Rezeptoraktivierung vergleichbar war. Dagegen rief 5 Methylfurmethiodid verglichen mit dem endogenen Liganden ACh zwar eine ca. halbmaximale Rezeptorakti-vierung, aber nur eine äußerst geringe β-Arrestin2 Translokation hervor. Im zweiten Teil der Arbeit wurde der Einfluss verschiedener Allostere auf eine ligandenselektive Konformationsänderung des M2 AChR untersucht. Die allosterischen Liganden JK 337 und Seminaph beeinflussten den M2i3-C Sensor signifikant stärker, als das M2i3-N Konstrukt. Dagegen zeigte EHW 477 eine stärkere Beeinflussung der Rezeptorkon-formation des M2i3-N-, als des M2i3-C Sensors. Dies erlaubt die Vermutung, dass JK 337 und Seminaph eine stärkere Bewegung unterhalb von Transmembrandomäne (TM) 6, als unterhalb von TM 5 hervorriefen. Die Ergebnisse für EHW 477 legen nahe, dass TM 5 eine größere Bewegung eingeht, als TM 6. FRET-basierte Untersuchungen der Einflüsse der allosterischen Testliganden auf nachgeschaltete Signalwege ergaben, dass sowohl die Akti-vierung des Gi Proteins, als auch die β-Arrestin2 Translokation selektiv durch einzelne allosterische Liganden beeinflusst werden. Auch ein Zusammenhang zwischen Rezeptor-aktivierung und der Regulation nachgeschalteter Signalwege war erkennbar. Allerdings waren auf Grund der Versuchsbedingungen keine quantitativen Aussagen möglich. Im Folgenden wurden die bitopischen Liganden Hybrid 1 und 2 (H 1, H 2) hinsichtlich ihres Effekts auf die Konformationsänderung des M2 AChR untersucht. Während eine Stimulation mit H 1 vergleichbare FRET-Signale an beiden Sensoren ergab, konnte mit H 2 weder am M2i3-N-, noch an M2i3-C Sensor eine FRET-Änderung detektiert werden. Um den mangeln-den Effekt der Hybridsubstanzen in FRET-mikroskopischen Untersuchungen aufzuklären, wurden verschiedene Ansätze gewählt: Mit kettenverlängerten Derivaten der Hybridsubstanzen konnte in FRET-Messungen eine Änderung des FRET-Signals detektiert werden. Die Entfernung des allosterischen Bausteins führte in FRET-Experimenten zu einer verglichen mit dem endogenen Liganden ACh etwa halbmaximalen Aktivierung beider Sensoren. Dagegen resultierte die Mutation der alloste-rischen Bindestelle in nachfolgenden FRET-Untersuchungen mit H 1 und H 2 in keiner Signaländerung des FRET-Ratio. Diese Beobachtungen führten zu der Annahme, dass die Linkerkette, die orthosterischen und allosterischen Baustein der Hybride miteinander verbindet, zu kurz war um eine gleichzeitige Bindung an die allosterische und orthosterische Bindestelle zu ermöglichen. Ein anderer Erklärungsansatz besteht darin, dass nach Bindung des Orthosters der Kanal zwischen orthosterischer und allosterischer Bindestelle durch die Konformationsänderung des Rezeptors verschlossen wird, weshalb keine dauerhafte, dualsterische Bindung der Hybridsubstanzen an den M2 AChR möglich ist. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit ist es gelungen mittels FRET-Experimenten die Existenz einer ligandenselektiven Rezeptorkonformation des M2 AChR mit allosterischen Liganden nachzuweisen. Darüber hinaus konnte auch ein Bezug zum Auftreten einer funktionellen Selektivität mit allosterischen Liganden hergestellt werden. Die Untersuchung von 19 orthosterischen Liganden hinsichtlich ihres Einflusses auf die Rezeptorkonformation des M2 AChR ergab keinen Hinweis auf eine ligandenselektive Konformationsänderung. Die Betrachtung der orthosterisch-vermittelten Translokation von β-Arrestin2 zeigte, dass zwischen der Effizienz der orthosterischen Testliganden, den M2 AChR zu aktivieren und dem Ausmaß, in dem sie eine β Arrestin2 Translokation induzierten eine direkte Korrelation besteht. Lediglich 5-Methylfurmethiodid rief eine ungleich geringere β-Arrestin2 Translokation hervor, verglichen mit dem Ausmaß an Rezeptoraktivierung. Diese Beobachtung deutet auf die Existenz eines signaling-bias für diesen Liganden hin. Die Untersuchung der dualsterischen Liganden H 1 und 2 bezüglich ihrer Fähigkeit zur Rezeptoraktivierung ergab, dass erst durch eine Verlängerung der Linkerkette, durch die orthosterischer und alloste-rischer Baustein miteinander verbunden sind eine Konformationsänderung des M2 AChR hin zu einer aktiven Konformation erreicht werden kann. Es kann somit angenommen werden, dass in den ursprünglichen Hybridsubstanzen H 1 und H 2 eine zu kurze Linkerkette, durch die keine dualsterische Bindung der Hybride an die allosterische und orthosterische Bindestelle möglich ist, ursächlich für die mangelnde Rezeptoraktivierung des M2 AChR war.
N2  - A large body of experimental evidence suggests that upon receptor activation G-protein coupled receptors are subject to ligandspecific changes of receptor conformation. The aim of this study was to investigate this phenomenon using the muscarinic M2 acetylcholine receptor (M2 AChR). Muscarinic acetylcholine receptors (mAChR) can be subdivided into five different subtypes (M1-M5). Their involvement in various physiological processes makes them an important target of pharma-cological therapies. With the orthosteric binding site (= binding site of the endogenous ligand) being highly conserved across all five mAChR subtypes, the unselective receptor modulation can lead to severe side effects. Thus the clinical use of drugs modulating muscarinic receptors is currently limited. Allosteric modulation is one attempt to achieve subtype-selective receptor regulation. Since the allosteric binding site of mAChR is less well conserved, it is possible to selectively target one mAChR subtype. As far as allosteric modulation is concerned, the M2 AChR represents a well characterized model with a large number of allosteric modulators being available. For the M2 AChR bitopic ligands which contain an allosteric as well as an orthosteric binding block have been developed as well. In the first part of this study several FRET-sensors of the M2 AChR were designed and characterized. The cyan fluorescent protein (CFP) was fused to the C-terminus of both sensors while the FlAsH (fluorescein arsenical hairpin binder) binding site was inserted into the N-terminal (M2i3-N) or the C terminal (M2i3-C) region of the third interacellular loop (IL). The receptor sensors were characterized concerning ligand affinity, activation of the Gi protein and -arrestin2 translocation and did not display any significant differences compared to the wildtype M2 or the M2 CFP receptor. Various orthosteric as well as allosteric ligands were investigated regarding their affinity and efficacy at both sensors. Using FRET-measurements iperoxo was proven to behave as a superagonist. The characteristics of the allosteric ligands were investigated by measuring the receptor deactivation kinetics and their maximum inhibitory effect on a pre-stimulated receptor. All allosteric test substances displayed faster deactivation kinetics compared to the antagonist atropine and similar EC50 values at both receptor sensors. When investigating the change of receptor conformation of the M2 AChR upon ligand binding there were no ligand selective differences in the FRET-signal detected for either of the 19 orthosteric ligands at both M2 sensors. This data suggest that all orthosteric ligands induced a change in receptor conformation comparable to acetylcholine (ACh). In order to correlate the efficacy of various orthosteric ligands to activate the M2 AChR in FRET-experiments with their effect on downstream signaling pathways, the translocation of  arrestin2 upon receptor activation with orthosteric ligands was investigated using confocal microscopy. Except for 5 methylfurmethiodide all orthosteric ligands induced -arrestin2 translocation to an extent which was comparable to the maximal receptor activation observed with each other ligand, respectively. In contrast 5-methylfurmethiodide evoked a half maximal receptor activation compared to the endogenous ligand ACh while only a minimal translocation of -arrestin2 was observed. The second aim of this study was to investigate the effects of allosteric ligands on the change of receptor conformation of the M2 AChR. The allosteric ligands JK 337 and seminaph more strongly influenced the M2i3-C than the M2i3-N, whilst EHW 477 behaved just the opposite way. This data suggest that the orthosteric ligands induce a conformation of the M2 AChR comparable to ACh. JK 337 and seminaph seem to evoke a greater movement underneath TM 6 compared to TM 5 whereas EHW 477 probably induces a larger movement beneath TM 5. The allosteric ligands were tested via FRET-measurements concerning their ability to activate the Gi protein and to translocate  arrestin2. The activation of the Gi protein as well as the -arrestin2 translocation were selectively influenced by all allosteric ligands. However, due to the experimental setup, a quantification of the effects was not possible. Furthermore the bitopic ligands hybrid 1 and 2 (H 1, H 2) were tested regarding their effect on the receptor conformation of the M2 AChR. While stimulation with H 1 induced FRET signals that were comparable for both receptor sensors, it wasn’t possible to detect any change in the FRET ratio neither of the M2i3-N nor of the M2i3-C with H 2. The lack of effect of H 1 and H 2 in the FRET-experiments was explored using two different approaches: Derivatives of H 1 and H 2, in which the carbon linker between the allosteric and the orthosteric building block had been elongated, were able to induce changes in the FRET ratio. Upon the removal of the allosteric building block a half-maximal activation of both receptor sensors could be detected. However, the mutation of the allosteric binding site did not result in any change of the FRET-signals upon stimulation of the receptor mutants with H 1 or H 2. These data suggest that the carbon linker, which connects the allosteric and the orthosteric building block, is not long enough to enable a simultaneous binding to the allosteric and the orthosteric binding site. Another explanation would be that upon binding of an orthoster the channel between the orthosteric and the allosteric binding site of the M2 AChR is closed because of the change in receptor conformation, hence a stable, dual-steric binding of the hybrid substances to the M2 AChR would not be possible. In the course of this study it was possible to prove the existence of a ligand selective receptor conformation of the M2 AChR with allosteric ligands using FRET-experiments. In addition a connection was found to the occurrence of a functional selctivity with allosteric ligands. The investigation of 19 orthosteric ligands regarding their influence on the receptor conformation of the M2 AChR did not reveal any evidence of the existence of a ligand selective change of the receptor conformation. Regarding the translocation of β arrestin2 induced by orthosteric ligands there was a direct correlation between the efficency of the orthosteric ligands to activate the receptor and the extend of β-arrestin2 translocation observed. With the only exception being 5-methylfurmethiodide which induced far less β arrestin2 translocation compared to the magnitude of the conformational change of the receptor. This data suggest the existence of a signaling bias for this ligand. The analysis of the dualsteric ligands H 1 and H 2 concerning their ability to activate the M2 AChR revealed that an activation of the M2 AChR could just be observed upon elongation of the linker which connects the orthosteric with the allosteric building block. This suggests that the short linker chain of the original hybrid substances inhibited a dualsteric binding to the orthosteric and the allosteric binding site and thus caused the difficency of H 1 and H 2 to activate the M2 AChR.
KW  - Muscarinrezeptor
KW  - Allosterie
KW  - G-Protein gekoppelte Rezeptoren
KW  - Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer
KW  - allosteric modulation
KW  - muscarinic aceylcholine receptor
KW  - GPCR
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72836
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Bösch, R.
A1  - Friederich, U.
A1  - Lutz, Werner K.
A1  - Brocker, E.
A1  - Bachmann, M.
A1  - Schlatter, C.
T1  - Investigations on DNA binding in rat liver and in Salmonella and on mutagenicity in the Ames test by emodin, a natural anthraquinone
N2  - Emodin (1,6,8-trihydroxy-3-methylanthraquinone), an important aglycone found in natural anthraquinone glycosides frequently used in Iaxative drugs, was mutagenic in the Salmonellajmammalian microsome assay (Ames test) with a specificity for strain TA1537. The mutagenic activity was activationdependent with an optimal amount of S9 from Aroclor 1254-treated male Sprague-Dawley rats of 20% in the S9 mix (v jv) for 10 p.g emodin per plate. Heat inactivation of the S9 for 30 min at 60 ° C prevented mutagenicity. The addition of the cytochrome P-448 inhibitor 7,8-benzoflavone (18.5 nmoles per plate) reduced the mutagenic activity of 5.0 p.g emodin per plate to about one third, whereas the P-450 inhibitor metyrapone (up to 1850 nmoles per plate) was without effect. To test whether a metabolite" binds covalently to Salmonella DNA, [10-\(^{14}\)C]emodin was radiosynthesized, large batches of bacteria were incubated with [10-\(^{14}\)C]emodin and DNA was isolated. [G- \(^{3}\)H]Aflatoxin B1 (AFB1) was used as a positive control mutagen known to act via DNA binding. DNA obtained after aflatoxin treatment could be purified to constant specific activity. With emodin, the specific activity of DNA did not remain constant after repeated precipitations so that it is unlikely that the mutagenicity of emodin is due to covalent interaction of a metabolite with DNA. The antioxidants vitamin C and E or glutathione did not reduce the mutagenicity. Emodin was also negative with strain TA102. Thus, oxygen radicals are probably not involved. When emodin was incubated with S9 alone for up to 50 h before heat-inactivation of the enzymes and addition of bacteria, the mutagenic activity did not decrease. It is concluded that the mutagenicity of emodin is due to a chemically stable, oxidized metabolite forming physico-chemical associations with DNA, possibly of the intercalative type. In order to check whether an intact mammalian organism might be able to activate emodin to a DNA-binding metabolite, radiolabelled emodin was administered by oral gavage to male SD rats and liver DNA was isolated after 72 h. Very little radioactivity was associated with the DNA. Considering that DNA radioactivity could also be due to sources other than covalent interactions, an upper limit for the · covalent binding index, CBI = (p.moles chemical bound per moles DNA nucleotides)/(mmoles chemical administered per kg body weight) of 0.5 is deduced. This is 104 times below the CBI of AFB1. The demonstration of a lack of covalent interaction with DNA bothin Salmonellaandin rat liver is discussed in terms of a reduced hazard posed by emodin as a mutagenic drug in use in humans.
KW  - Toxikologie
KW  - DNA binding
KW  - (Rat liver)
KW  - (Salmonella)
KW  - Ames test
KW  - Emodin
KW  - Anthraquinone glycosides
KW  - natural
Y1  - 1987
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60913
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bücheler, Markus
T1  - Regulation der Neurotransmission im zentralen Nervensystem durch alpha2-adrenerge Rezeptoren
T1  - Regulation of neural transmission by alpha2-adrenergic receptors in the central nervous system
N2  - Die Gruppe der adrenergen Rezeptoren (AR) umfasst neun Rezeptoren (3 alpha1-, 3 alpha2-, 3 beta-AR), die alle durch die physiologischen Liganden Adrenalin und Noradrenalin aktiviert werden können. Eine Subgruppe der AR bilden die drei alpha2-AR alpha2A, alpha2B und alpha2C. Sie können prä- oder postsynaptisch lokalisiert sein. Präsynaptisch lokalisierte alpha2-AR hemmen die Transmitterfreisetzung im Sinne einer negativen Rückkopplung. Die Hauptrolle bei der präsynaptischen Hemmung der Transmitterfreisetzung spielen alpha2-AR vom Subtyp alpha2A. Es lagen zu Beginn dieser Arbeit auch Hinweise vor, daß noch weitere alpha2-Rezeptorsubtypen an dieser Funktion beteiligt sind. Eine eindeutige Zuordnung dieser alpha2-AR zu den Subtypen alpha2B oder alpha2C gelang aber bisher nicht. In dieser Arbeit sollte deshalb die Frage beantwortet werden, welche alpha2-AR neben dem alpha2A-AR an der präsynaptischen Hemmung der Transmitterfreisetzung im zentralen Nervensystem beteiligt sind. Zur Subtypunterscheidung wurden "knockout"-Mäuse verwendet, die nur einen oder zwei alpha2-Rezeptorsubtypen exprimierten. Gehirnschnitte aus dem Neokortex und den Basalganglien dieser Mauslinien wurden mit radoaktiv markiertem Noradrenalin bzw. Dopamin inkubiert. Anschließend wurde in Transmitterfreisetzungsexperimenten mit den so behandelten Gehirnschnitten Konzentrations-Wirkungskurven mit verschiedenen Liganden erstellt. Auf diese Weise konnte gezeigt werden, daß neben den alpha2A-AR auch alpha2C-AR präsynaptisch die Transmitterfreisetzung von Noradrenalin und Dopamin hemmen. In einem weiteren Schritt wurde die Aktivierungs- und Deaktivierungskinetik der alpha2A- und alpha2C-AR im heterologen Expressionssystem untersucht. Hierzu wurden stabile HEK293-Zellinien generiert, die entweder alpha2A- oder alpha2C-AR unterschiedlich stark exprimierten. Diese Zellinien wurden transient mit GIRK-Kanälen transfiziert, um die durch Stimulation mit Noradrenalin resultierenden Kaliumströme mit der "patch-clamp"-Technik zu messen. Dabei ergab sich kein signifikanter Unterschied zwischen alpha2A- und alpha2C-AR bezüglich der Aktivierungskinetik. Alpha2C-AR deaktivierten jedoch deutlich langsamer als alpha2A-AR. Diese Befunde belegen, daß zwei der drei alpha2-AR-Subtypen, alpha2A und alpha2C, als präsynaptische Autorezeptoren (Noradrenalin) bzw. Heterorezeptoren (Dopamin) die Neurotransmission modulieren. Dies könnte in der Zukunft für die Entwicklung neuer, subtypspezifischer Pharmaka von großer Bedeutung sein.
N2  - The group of adrenergic receptors (AR) consists of 9 receptors (3 alpha1-, 3 alpha2-, 3 alpha-AR). They can be activated by their physiological ligands, epinephrine and norepinephrine. One group consists of three alpha2-AR subtypes, alpha2A, alpha2B and alpha2C. Alpha2-AR can be localised either pre- or postsynaptically in neurons. Presynaptic alpha2-AR inhibit transmitter release via a negative feedback mechanism. The most important subtype for the presynaptic inhibiton is alpha2A. At the beginning of this work there were hints, indicating that more than one alpha2-AR subtype is involved in presynaptic inhibition. However, it was not feasible so far to determine which subtypes contribute to presynaptic feedback inhibition. The aim of this thesis was to determine which further subtypes inhibit transmitter release in the central nervous system. In order to distiguish between the different subtypes, knockout mice were used which expressed only one or two subtypes of the three alpha2-AR. Brain slices of the neocortex or the basal ganglia were incubated with radioactively labelled norepinephrine or dopamine, respectively. Then, concentration response curves with different ligands were made. These experiments revealed that alpha2C-AR can inhibit the release of norepinephrine and dopamine in addition to alpha2A-AR. Next, alpha2A- and alpha2C-AR were stabily expressed in HEK 293 cells to determine the kinetics in signal transduction. These cells were transiently transfected with GIRK channels to determine the potassium currents elicited by norepinephrine stimulation with the patch clamp technique. No significant differences between alpha2A- and alpha2C-AR with respect to activation kinetics were detected. However, alpha2C-AR deactivated significantly slower than alpha2A-AR. These results demonstrate that two alpha2-AR, alpha2A- and alpha2C, modulate synaptic transmission in the central nervous system. These findings are of importance for future development of subtype-selective ligands.
KW  - transgen
KW  - Maus
KW  - Adrenozeptor
KW  - alpha2
KW  - transgenic
KW  - mouse
KW  - adrenoceptor
KW  - alpha2
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-7803
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Bünemann, Moritz
A1  - Pott, Lutz
T1  - Membrane-delimited activation of muscarinic K current by an albumin-associated factor in guinea-pig atrial myocytes
N2  - No abstract available
KW  - cardiac myocyte ; muscarinic K current ; G-protein ; Albumin ; serum
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-31300
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Büsser, M. T.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - Stimulation of DNA synthesis in rat and mouse liver by various tumor promoters
N2  - In order to investigate whether the Stimulation of liver DNA synthesis might be used to detect one class of hepatic tumor promoters, the incorporation of orally administered radiolabelled thymidine into liver DNA was detennined in rats and mice 24 h after a single oral gavage of test compounds at various dose Ievels. Three DNA-binding hepatocarcinogens, aflatoxin B1; benzidine and carbon tetrachloride, did not stimulate but rather inhibited DNA synthesis (not for CCla). Four hepatic tumor promoters, clofibrate, DDT, phenobarbital and thioacetamide, gave rise to a Stimulation in a dosedependent manner. Single oral doses between 0.02 and 0.3 mmol/kg were required to double the level of thymidine incorporation into liver DNA (= doubling dose, DD). Differentes between species or sex as obsprved in long-term carcinogenicity studies were reflected by a different stimulation of liver DNA synthesis. In agreement with the bioassay data, aldrin was positive only in male mice (DD = 0.007 mmol/kg) but not in male rats or female mice. 2,3, 7,8-TCDD was positive in male mice (DD = 10\(^{-6}\) mmol/kg) andin female rats (DD = 2 x 10\(^{-6}\) mmol/kg) but not in male rats. The assay was also able to distinguish between structural isomers with different carcinogenicities. [alpha]Hexachlorocyclohexane stimulated Iiver DNA synthesis with a doubling dose of about 0.2 mmol/kg in male rats whereas the [gamma]isomer was ineffective even at l mmol/kg. So far, only one result was inconsistent with carcinogenicity bioassay data. The different carcinogenicity of di(2-ethylhexyl)adipate (negative in rats) and di(2-ethylhe.xyl)phthalate (positive) was not detectable. 8oth plasticizers were positive in.this short-term system with DD's of 0. 7 mmol/kg for DEHA and 0.5 mmol/kg for DEHP. The proposed assay is discussed as an attempt to devise short-term assays for carcinogens not detected by the routine genotoxicity test systems.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1987
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60908
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Calebiro, Davide
A1  - Maiellaro, Isabella
T1  - cAMP signaling microdomains and their observation by optical methods
JF  - Frontiers in Cellular Neuroscience
N2  - The second messenger cyclic AMP (cAMP) is a major intracellular mediator of many hormones and neurotransmitters and regulates a myriad of cell functions, including synaptic plasticity in neurons. Whereas cAMP can freely diffuse in the cytosol, a growing body of evidence suggests the formation of cAMP gradients and microdomains near the sites of cAMP production, where cAMP signals remain apparently confined. The mechanisms responsible for the formation of such microdomains are subject of intensive investigation. The development of optical methods based on fluorescence resonance energy transfer (FRET), which allow a direct observation of cAMP signaling with high temporal and spatial resolution, is playing a fundamental role in elucidating the nature of such microdomains. Here, we will review the optical methods used for monitoring cAMP and protein kinase A (PKA) signaling in living cells, providing some examples of their application in neurons, and will discuss the major hypotheses on the formation of cAMP/PKA microdomains.
KW  - G protein-coupled receptor
KW  - cyclic AMP
KW  - signaling microdomain
KW  - fluorescence resonance energy transfer
KW  - neurons
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-118252
SN  - 1662-5102
VL  - 8
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Cantoreggi, S.
A1  - Dietrich, D. R.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - Induction of cell proliferation in the forestomach of F344 rats following subchronic administration of styrene 7,8-oxide and butylated hydroxyanisole
N2  - The question addressed was whether Stimulation of cell proliferation could be responsible for tumor induction in the torestornach by styrene 7,8-oxide (SO). Male F344 rats were treated for 4 weeks with 0, 137,275, and 550 mglkg SO by p.o. gavage 3 times/week. Positive controls received 0, 0.5, I, and 2% butylated hydroxyanisole (BHA) in the diet for 4 weeks. Twenty-four h before termination of the experlment, the rats were implanted s.c. with an osmotic minipump deliverlog S-bromo-2'-deoxyuri· dine (BrdU). Cell proliferation in the forestomach was assessed by immunohistochemistry for BrdU incorporated into DNA. Cell number/mm section length and fraction of replicating cells (labeling Index) were determined in 3 domains of the forestomach, the saccus caecus, the midregion, and the prefundic region. With the exception of the prefundic reglon of the low-dose SO group, a significant increase of the labeling index was found in all regions both with SO and BHA. Rats treated with BHA showed, in addition, a dose-dependent increase in number and size of hyperplastic lesions. This was most pronounced in the prefundic region where carcinomas were reported to be localized. In this region, the number of dividing cells/mm section length was increased up to 17-fold. With SO, only marginal morphological changes were occasionally observed, despite the fact that the respective long-term treatment bad been reported to result in a higher carcinoma incidence than treatment with BHA. It ls concluded that the rate of replicating cells alone, numerically expressed by the labeling Index, is an lnsufficient tool for interpretlog the role of cell division in carcinogenesis. It is postulated that SO and BHA induce forestomach tumors via different mechanisms. While hyperplasia in the prefundic region most likely dominates the carcinogenicity of BHA, a mechanism combining marginal genotoxicity with strong promotion by increased cell proliferation appears to be involved in the tumorigenic action of SO.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60669
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Cantoreggi, S.
A1  - Gupta, R. C.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - An improved 32P-postlabelling assay for detection and quantitation of styrene 7,8-oxide-DNA adducts
N2  - Using DNA modified with [7-3H]styrene 7,8-oxide (SO) in vitro we have standardized the 32P-postlabelling assay for detecting SO-DNA adducts. Nuclease P 1-enriched adducts were 32P-labelled and purified by high-salt ( 4.0 M ammonium formate, pH 6.1} C1s reverse-phase TLC. After elution from the layer with 2-butoxyethanol:H20 (4:6), adducts were separated by two-dimensional PEI cellulose TLC in non-urea solvents (2.0 M ammonium formate, pH 3.5, and 2.7 M sodium phosphate, pH 5.6). One major, three minor and several trace adducts were detected. The efficiency of the kinase reaction depended on the ATP concentration. Use of standard labelling conditions (['Y· 32P]ATP, <3000 Ci/mmol; <2 Mikromol) resulted in poor ( 4-7%) adduct recovery. An ATP concentration of 40 Mikromol, however, increased the labeJling efficiency by a factor of 5-8 (35-55% based on 3H-SO labelied DNA). The results indicate that the new separation technique is suitable for the relatively polar SO-DNA adducts and that high labelling efficiency can be achieved.
KW  - Medizin
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-86305
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Cantoreggi, S.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - Covalent binding of styrene to DNA in rat and mouse
N2  - No abstract available
KW  - Toxikologie
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60693
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Cantoreggi, S.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - Investigation of the covalent binding of styrene-7,8-oxide to DNA in rat and mouse
N2  - Styrene-7,8-oxide (SO), the main intennediate metabolite of styrene, induces hyperkeratosis and tumors in the forestomach of rats and mice upon chronic administration by gavage. The aim of this study was to investigate wbether DNA binding could be responsible for the carcinogenic effect observed. [7-\(^3\)H]SO was administered by oral gavage in com oll to male CD rats at two dose levels (1.65 or 240 mg/kg). After 4 or 24 h, forestomach, glandular stomach and Uver were exclsed, DNA was isolated and its radioactivity detennined. At the 4 h time polnt, the DNA radioactivity was below the Iimit of detection in the torestornach and the liver. Expressed in the units of the covalent bindlng Index, CBI = (pmol adduct/mol DNA nucleotide)/(mmol cbemical administeredlkg body wt), the DNA-binding potency was below 2.6 and 2.0 respectively. In the glandular stomach at 4 b, and in most 24 b samples, DNA was slightly radiolabeled. Enzymatic degradation of the DNA and separation by HPLC ofthe normal nucleotides sbowed that the DNA rad.ioactivity represented biosynthetic incorporation of radlolabel into newly synthesized DNA. The Iimit of detection of DNA adducts in the glandular stomach was 1.0. In a second experlment, [7-\(^3\)H]SO was administered by i.p. injection to male 86C3Fl rnice. Liver DNA was analyzed after 2 h. No radloactivity was detectable at a Iimit of detection of CBI < 0.6. In agreement with the relatively long half-life of SO in animals, the cbemical reactivity of SO appears to be too low to result in a detectable production of DNA adducts in an in vivo situation. Upon comparison with the DNA-binding of other carcinogens, a purely genotoxic mechanism of tumorigenJc action of SO is unlikely. The observed tumorigenic potency in the forestomach could be the result of strong tumor promotion by high-dose cytotoxicity foUowed by regenerative hyperplasia.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1992
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60721
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Capra, Valérie
A1  - Busnelli, Marta
A1  - Perenna, Alessandro
A1  - Ambrosio, Manuela
A1  - Accomazzo, Maria Rosa
A1  - Galés, Celine
A1  - Chini, Bice
A1  - Rovati, G. Enrico
T1  - Full and Partial Agonists of Thromboxane Prostanoid Receptor Unveil Fine Tuning of Receptor Superactive Conformation and G Protein Activation
JF  - PLoS ONE
N2  - The intrahelical salt bridge between \(E/D^{3.49}\) and \(R^{3.50}\) within the E/DRY motif on helix 3 (H3) and the interhelical hydrogen bonding between the E/DRY and residues on H6 are thought to be critical in stabilizing the class A G protein-coupled receptors in their inactive state. Removal of these interactions is expected to generate constitutively active receptors. This study examines how neutralization of \(E^{3.49/6.30}\) in the thromboxane prostanoid (TP) receptor alters ligand binding, basal, and agonist-induced activity and investigates the molecular mechanisms of G protein activation. We demonstrate here that a panel of full and partial agonists showed an increase in affinity and potency for E129V and E240V mutants. Yet, even augmenting the sensitivity to detect constitutive activity (CA) with overexpression of the receptor or the G protein revealed resistance to an increase in basal activity, while retaining fully the ability to cause agonist-induced signaling. However, direct G protein activation measured through bioluminescence resonance energy transfer (BRET) indicates that these mutants more efficiently communicate and/or activate their cognate G proteins. These results suggest the existence of additional constrains governing the shift of TP receptor to its active state, together with an increase propensity of these mutants to agonist-induced signaling, corroborating their definition as superactive mutants. The particular nature of the TP receptor as somehow "resistant" to CA should be examined in the context of its pathophysiological role in the cardiovascular system. Evolutionary forces may have favored regulation mechanisms leading to low basal activity and selected against more highly active phenotypes.
KW  - coupled receptor
KW  - ligand binding
KW  - intracellular loop
KW  - molecular dynamics
KW  - Beta(1)-adrenergic receptor
KW  - ionic look
KW  - Beta(2)-adrenergic receptor
KW  - crystal structure
KW  - constitutive activity
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-131013
VL  - 8
IS  - 3
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Caviezel, M.
A1  - Aeschbach, A. P.
A1  - Lutz, Werner K.
A1  - Schlatter, C.
T1  - Reduction of covalent binding of aflatoxin B1 to rabbit liver DNA after immunization against this carcinogen
N2  - The covalent binding of [3H]aflatoxin B1 (AF) to liver DNA was determined, 6 h after oral administration to male rabbits. A Covalent Binding Index, CBI (flmol AF/mol DNA-P)/(mmol AF/kg b. w.) = 8,500 was found. Pretreatment of rabbits with AF coupled to bovine serum albumin in Freund's adjuvant led to the production of AF-directed antibodies. Administration of [3H]AF to such immunized rabbits resulted in a CJH of only 2,500, i.e., the iiDJ{.lUnization provided a protection by a factor of more than 3. Although this is encouraging evidence for the potential of active immunization against genotoxic carcinogens, a nurober of pointswill have to be clarified, such as the time course for the DNA binding and the question of a possible shift to other target cells.
KW  - Krebs
KW  - DNA
KW  - Aflatoxin
KW  - Cancer prevention
KW  - Carcinogen
KW  - Covalent binding
KW  - DNA
KW  - Immunization
Y1  - 1984
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-80116
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Caviezel, M.
A1  - Lutz, Werner K.
A1  - Minini, U.
A1  - Schlatter, C.
T1  - Interaction of estrone and estradiol with DNA and protein of liver and kidney in rat and hamster in vivo and in vitro
N2  - (6,7-\(^3\)H] Estrone (E) and [6,7-\(^3\)H]estradiol-17ß (E\(_2\)) have been synthesized by reduction of 6-dehydroestrone and 6-dehydroestradiol with tritium gas. Tritiated E and E\(_2\) were administered by oral gavage to female rats and to male and female hamsters on a dose level of about 300 \(\mu\)g/kg (54 mCi/kg). After 8 h, the liver was excised from the rats; liver and kidneys were taken from the hamsters. DNA was purified either directly from an organ homogenate or via chromatin. The radioactivity in the DNA was expressed in the units of the Covalent Binding Index, CBI = (\(\mu\)mol chemical bound per mol Similar considerations can be made for the liver where any true covalent DNA binding must be below a Ievel of 0.01. It is concluded that an observable tumor induction by estrone or estradiol is unlikely to be due to DNA binding. DNA-P)/(mmol chemical administered per kg b.w.). Rat liver DNA isolated via chromatin exhibited the very low values of 0.08 and 0.09 for E and E\(_2\) respectively. The respective figures in hamster liver were 0.08 and 0.11 in females and 0.21 and 0.18 in the males. DNA isolated from the kidney revealed a detectable radioactivity only in the female, with values of 0.03 and 0.05 for E and E\(_2\) respectively. The values for male hamster kidney were < 0.01 for both hormones. The minute radioactivity detectable in the DNA samples does not represent covalent binding to DNA, however, as indicated by' two sets of control experiments. (A) Analysis by HPLC of the nucleosides prepared by enzyme digest of liver DNA isolated directly or via chromatin did not reveal any consistent peak which could have been attributed to a nucleoside-steroid adduct. (B) All DNA radioactivity could be due to protein contaminations, because the specific activity of chromatin protein was determined to be more than 3 ,000 tim es high er than of DNA. The high affinity of the hormone to protein was also demonstrated by in vitro incubations, where it could be shown that the specific activity of DNA and protein was essentially proportional to the concentration of radiolabelled hormone in the organ homogenate, regardless of whether the animal was treated or whether the hormone was added in vitro to the homogenate. Carcinogens acting by covalent DNA binding can be classified according to potency on the basis of the Covalent Binding Index. Values of 10\(^3\)-10\(^4\) have been found for potent, 10\(^2\) for moderate, and 1-10 for weak carcinogens. Since estrone is moderately carcinogenic for the kidney of the male hamster, a CBI of about 100 would be expected. The actually measured Iimit of detection of 0.01 places covalent DNA binding among the highly unlikely mechanisms of action.
KW  - Toxikologie
KW  - Estrogen
KW  - Hormone
KW  - Carcinogenesis
KW  - DNA binding
KW  - Protein binding
KW  - Estrone
Y1  - 1984
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60995
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Chen, Wen
A1  - Gaßner, Birgit
A1  - Börner, Sebastian
A1  - Nikolaev, Viacheslav O.
A1  - Schlegel, Nicolas
A1  - Waschke, Jens
A1  - Steinbronn, Nadine
A1  - Strasser, Ruth
A1  - Kuhn, Michaela
T1  - Atrial natriuretic peptide enhances microvascular albumin permeability by the caveolae-mediated transcellular pathway
JF  - Cardiovascular Research
N2  - Aims 
Cardiac atrial natriuretic peptide (ANP) participates in the maintenance of arterial blood pressure and intravascular volume homeostasis. The hypovolaemic effects of ANP result from coordinated actions in the kidney and systemic microcirculation. Hence, ANP, via its guanylyl cyclase-A (GC-A) receptor and intracellular cyclic GMP as second messenger, stimulates endothelial albumin permeability. Ultimately, this leads to a shift of plasma fluid into interstitial pools. Here we studied the role of caveolae-mediated transendothelial albumin transport in the hyperpermeability effects of ANP.
Methods and results 
Intravital microscopy studies of the mouse cremaster microcirculation showed that ANP stimulates the extravasation of fluorescent albumin from post-capillary venules and causes arteriolar vasodilatation. The hyperpermeability effect was prevented in mice with conditional, endothelial deletion of GC-A (EC GC-A KO) or with deleted caveolin-1 (cav-1), the caveolae scaffold protein. In contrast, the vasodilating effect was preserved. Concomitantly, the acute hypovolaemic action of ANP was abolished in EC GC-A KO and Cav-1−/− mice. In cultured microvascular rat fat pad and mouse lung endothelial cells, ANP stimulated uptake and transendothelial transport of fluorescent albumin without altering endothelial electrical resistance. The stimulatory effect on albumin uptake was prevented in GC-A- or cav-1-deficient pulmonary endothelia. Finally, preparation of caveolin-enriched lipid rafts from mouse lung and western blotting showed that GC-A and cGMP-dependent protein kinase I partly co-localize with Cav-1 in caveolae microdomains.
Conclusion 
ANP enhances transendothelial caveolae-mediated albumin transport via its GC-A receptor. This ANP-mediated cross-talk between the heart and the microcirculation is critically involved in the regulation of intravascular volume.
KW  - caveolin-1
KW  - microvessel permeability
KW  - atrial natriuretic peptide
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-126562
N1  - Lizenzhinweis: The online version of this article has been published under an open access model. Users are entitled to use, reproduce, disseminate, or display the open access version of this article for noncommercial purposes provided that the original authorship is properly and fully attributed; the Journal, Learned Society and Oxford University Press are attributed as the original place of publication with correct citation details given; if an article is subsequently reproduced or disseminated not in its entirety but only in part or as a derivative work this must be clearly indicated.
VL  - 93
IS  - 1
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Cheng, Cheng
A1  - Othman, Eman M.
A1  - Stopper, Helga
A1  - Edrada-Ebel, RuAngelie
A1  - Hentschel, Ute
A1  - Abdelmohsen, Usama Ramadan
T1  - Isolation of petrocidin A, a new cytotoxic cyclic dipeptide from the marine sponge-derived bacterium \(Streptomyces\) sp. SBT348
JF  - Marine Drugs
N2  - A new cyclic dipeptide, petrocidin A (\(\textbf{1}\)), along with three known compounds—2,3-dihydroxybenzoic acid (\(\textbf{2}\)), 2,3-dihydroxybenzamide (\(\textbf{3}\)), and maltol (\(\textbf{4}\))—were isolated from the solid culture of \(Streptomyces\) sp. SBT348. The strain \(Streptomyces\) sp. SBT348 had been prioritized in a strain collection of 64 sponge-associated actinomycetes based on its distinct metabolomic profile using liquid chromatography/high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS) and nuclear magnetic resonance (NMR). The absolute configuration of all α-amino acids was determined by HPLC analysis after derivatization with Marfey’s reagent and comparison with commercially available reference amino acids. Structure elucidation was pursued in the presented study by mass spectrometry and NMR spectral data. Petrocidin A (\(\textbf{1}\)) and 2,3-dihydroxybenzamide (\(\textbf{3}\)) exhibited significant cytotoxicity towards the human promyelocytic HL-60 and the human colon adenocarcinoma HT-29 cell lines. These results demonstrated the potential of sponge-associated actinomycetes for the discovery of novel and pharmacologically active natural products.
KW  - biology
KW  - sponges
KW  - actinomycetes
KW  - streptomyces
KW  - cyclic dipeptide
KW  - cytotoxic
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-172644
VL  - 15
IS  - 12
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Chilaka, Cynthia Adaku
A1  - Obidiegwu, Jude Ejikeme
A1  - Chilaka, Augusta Chinenye
A1  - Atanda, Olusegun Oladimeji
A1  - Mally, Angela
T1  - Mycotoxin regulatory status in Africa: a decade of weak institutional efforts
JF  - Toxins
N2  - Food safety problems are a major hindrance to achieving food security, trade, and healthy living in Africa. Fungi and their secondary metabolites, known as mycotoxins, represent an important concern in this regard. Attempts such as agricultural, storage, and processing practices, and creation of awareness to tackle the menace of fungi and mycotoxins have yielded measurable outcomes especially in developed countries, where there are comprehensive mycotoxin legislations and enforcement schemes. Conversely, most African countries do not have mycotoxin regulatory limits and even when available, are only applied for international trade. Factors such as food insecurity, public ignorance, climate change, poor infrastructure, poor research funding, incorrect prioritization of resources, and nonchalant attitudes that exist among governmental organisations and other stakeholders further complicate the situation. In the present review, we discuss the status of mycotoxin regulation in Africa, with emphasis on the impact of weak mycotoxin legislations and enforcement on African trade, agriculture, and health. Furthermore, we discuss the factors limiting the establishment and control of mycotoxins in the region.
KW  - fungi
KW  - mycotoxin
KW  - legislation
KW  - food safety
KW  - food security
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-278941
SN  - 2072-6651
VL  - 14
IS  - 7
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Christian, Gentzsch
A1  - Seier, Kerstin
A1  - Drakopoulos, Antonios
A1  - Jobin, Marie-Lise
A1  - Lanoiselée, Yann
A1  - Koszegi, Zsombor
A1  - Maurel, Damien
A1  - Sounier, Rémy
A1  - Hübner, Harald
A1  - Gmeiner, Peter
A1  - Granier, Sébastien
A1  - Calebiro, Davide
A1  - Decker, Michael
T1  - Selective and Wash‐Resistant Fluorescent Dihydrocodeinone Derivatives Allow Single‐Molecule Imaging of μ‐Opioid Receptor Dimerization
JF  - Angewandte Chemie International Edition
N2  - μ‐Opioid receptors (μ‐ORs) play a critical role in the modulation of pain and mediate the effects of the most powerful analgesic drugs. Despite extensive efforts, it remains insufficiently understood how μ‐ORs produce specific effects in living cells. We developed new fluorescent ligands based on the μ‐OR antagonist E‐p‐nitrocinnamoylamino‐dihydrocodeinone (CACO), that display high affinity, long residence time and pronounced selectivity. Using these ligands, we achieved single‐molecule imaging of μ‐ORs on the surface of living cells at physiological expression levels. Our results reveal a high heterogeneity in the diffusion of μ‐ORs, with a relevant immobile fraction. Using a pair of fluorescent ligands of different color, we provide evidence that μ‐ORs interact with each other to form short‐lived homodimers on the plasma membrane. This approach provides a new strategy to investigate μ‐OR pharmacology at single‐molecule level.
KW  - single-molecule microscopy
KW  - fluorescent probes
KW  - G-protein coupled receptor
KW  - homodimerization
KW  - opioid ligands
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-212398
VL  - 59
IS  - 15
ER  - 
TY  - THES
A1  - Cirkel, Nanett Christin
T1  - Beeinflussung des oxidativen Stress-Status in einem Rattenmodell: Effekt von Selenmangel auf Niere und Leber
T1  - Influenceability of Oxidative Stress for a Rat Model: Effect of Selenium Deficiency on Kidney and Liver
N2  - Das Spurenelement Selen und Vitamin E reduzieren reaktive Sauerstoff Spezies (ROS). Bei Mangel dieser wichtigen Stoffe erhöht sich die Konzentration an ROS und der oxidative Stress steigt. Unter erhöhten ROS entstehen vermehrt DNA-Schäden und Lipidperoxidationen. 
Das ROS Wasserstoffperoxid wird zu Wasser über das Enzym Gluthationperxoidase reduziert. Dessen Aktivität steigert Selen um den Faktor 100-1.000. Das Aktivitätsmaximum des Enzyms liegt bei einer täglichen Selenaufnahme von 60-80 Mikrogramm/Tag. Dadurch wird die Menge an ROS reduziert und der oxidative Stress in der Zelle nimmt ab. Vitamin E fungiert als Radikalfänger. Sein Derivat alpha- Tocopherol besitzt die höchste antioxidative Wirkung und kann Lipidperoxidationen unterbrechen. 
Die vorliegende Arbeit untersucht Auswirkungen von oxidativem Stress, den ein Mangel von Selen und Vitamin E in der Nahrung bei 6 Monate und 12 Monate alten Tieren auf Leber und Niere verursacht. Der Nachweis von oxidativem Stress erfolgte über sogenannte Hitzeschockproteine HSP70 und Hämoxygenase 1. 
 HSP 70 wird auch unter physiologischen Bedingungen exprimiert. Es wirkt als Chaperon und ist u.a. für die korrekte Faltung und Stabilisierung von Proteinen zuständig. Die Versuche zeigten, dass im Alter in der Niere die HSP70 Konzentration ansteigt und die Zelle unter vermehrtem oxidativen Stress leidet. Entsprechende Literaturergebnisse wurden bestätigt.  
 Die Hämoxygenase 1 (HO-1) ist ein Schlüsselenzym, das vermehrt bei oxidativem Stress gebildet wird. Hoch reaktionsfreudige und freie Blutbestandteile katalysiert die Hämoxygenase. Einen Abfall der HO- 1 Konzentration zeigten Untersuchungen von Leber und Niere bei Selen, - Vitamin E Mangel und höherem Lebensalter. Gründe für die verminderte Expression sind noch wenig erforscht.   
Die vermehrte Anreicherung von Superoxidanionradikalen wurde in den Geweben von Leber und Niere über Dihydroethidium (DHE) Färbung nachgewiesen.  Die Hypothese wurde bestätigt, dass bei Selen, -Vitamin E Mangelnahrung und höherem Alter vermehrter oxidativer Stress entsteht.
Selenmangel begünstigt die Entstehung verschiedener Krankheiten, z.B. Krebs, koronale Herzerkrankung und vor allem  die Keshan-Krankheit, die den Herzmuskel befällt.  Selen nimmt positiven Einfluss auf  Körperfunktionen:  Fertilität, embryonalen Entwicklung und Entwicklung eines Neugeborenen. Einige Fragen bleiben ungeklärt: Welche physiologischen Entwicklungsprozesse fördert Selen? Nimmt Selen eine wichtige Funktion bei der Befruchtung der Eizelle ein? Wie beeinflusst  Selen die Entwicklung des Gehirns?
Dem Spurenelement Selen kommen offensichtlich neben seiner Bedeutung zur Minderung des oxidativen Stresses noch weitere wichtige Funktionen zu, die bisher wenig untersucht wurden.
N2  - The trace element Selenium and vitamin E reduce reactive oxygen species (ROS). Under increased ROS concentration occur augmented DNA damage and lipid peroxidation. Selenium and vitamin E deficiency in nutrition of rats of 6 and 12 months causes oxidative stress in kidney and liver. Oxidative stress has been proved by heat shock protein HSP70 and Heme Oxygenase-1 (HO-1). By higher age HSP70 concentration in kidney rises and the cells suffer from increased oxidative stress. Selenium and vitamin E deficiency as well as higher age cause a decrease in concentration of HO-1 in liver and kidney, which is increasingly synthesized by oxidative stress.
KW  - Oxidativer Stress
KW  - Selenmangel
KW  - Vitamin E Mangel
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-163631
ER  - 
TY  - THES
A1  - Claßen, Alexandra
T1  - The ERK-cascade in the pathophysiology of cardiac hypertrophy
T1  - Die ERK-Kaskade in der Pathophysiologie der Herzhypertrophie
N2  - ERK1/2 are known key players in the pathophysiology of heart failure, but the members of the ERK cascade, in particular Raf1, can also protect the heart from cell death and ischemic injury. An additional autophosphorylation (ERK1 at Thr208, ERK2 at Thr188) empowers ERK1/2 translocation to the nucleus and phosphorylation of nuclear targets which take part in the development of cardiac hypertrophy. Thereby, targeting this additional phosphorylation is a promising pharmacological approach. 
In this thesis, an in silico model of ERK cascade in the cardiomyocyte is introduced. The model is a semi-quantitive model and its behavior was tested with different softwares (SQUAD and CellNetAnalyzer). Different phosphorylation states of ERK1/2 as well as different stimuli can be reproduced. The different types of stimuli include hypertrophic as well as non-hypertrophic stimuli. With the introduced in-silico model time courses and synergistic as well as antagonistic receptor stimuli combinations can be predicted. The simulated time courses were experimentally validated. SQUAD was mainly used to make predictions about time courses and thresholds, whereas CNA was used to analyze steady states and feedback loops. 
Furthermore, new targets of ERK1/2 which partially contribute, also in the formation of cardiac hypertrophy, were identified and the most promising of them were illuminated. Important further targets are Caspase 8, GAB2, Mxi-2, SMAD2, FHL2 and SPIN90. 
Cardiomyocyte gene expression data sets were analyzed to verify involved components and to find further significantly altered genes after induced hypertrophy with TAC (transverse aortic constriction). Changes in the ultrastructure of the cardiomyocyte are the final result of induced hypertrophy.
N2  - ERK1/2 sind bekannte Schlüsselfiguren bei der Entstehung der Herzinsuffizienz. Weitere Komponenten der ERK-Kaskade, insbesondere Raf1, können das Herz jedoch vor Zelltod und ischämischem Schaden schützen. Eine zusätzliche Autophosphorylierung von ERK1 an Thr208 bzw. von ERK2 an Thr188 ermöglicht ERK1/2 die Translokation zum Zellkern und  befähigt ERK dort zur Phosphorylierung von nukleosolischen  Zielproteinen,  welche eine Herzmuskelhypertrophie auslösen. Daher erscheint diese zusätzliche Autophosphorylierung als eine vielversprechende pharmakologische Zielstruktur.
In dieser Arbeit wird ein in-silico Modell der ERK-Kaskade im Kardiomyozyten präsentiert. Das Modell ist ein semi-quantitatives Modell und wurde mit den Programmen SQUAD und CellNetAnalyzer getestet. Verschiedene Phosphorylierungs-Zustände von ERK1/2 als auch verschiedene Stimuli (hypertrophe als auch nicht-hypertrophe) können mit dem Modell reproduziert werden. Mit dem präsentierten in-silico Modell können sowohl zeitliche Abläufe als auch synergistische und antagonistische Effekte vorhergesagt werden. Die simulierten zeitlichen Abläufe wurden durch in-vitro Experimente validiert. SQUAD wurde hauptsächlich für die Modellierung von  zeitlichen Abläufen und Schwellenwerte genutzt, wohingegen CellNetAnalyzer vor allen Dingen zur Analyse von Fließgleichgewichten und Rückkopplungs-Mechanismen genutzt wurde. 
Darüberhinaus wurden Zielstrukturen von ERK1/2, welche zusätzlich an der Entstehung der Herzhypertrophie mitwirken, identifiziert. Diese umfassen unter anderem Caspase 8, GAB2, Mxi-2, SMAD2, FHL2 und SPIN90.
Gen-Expressions-Datensätze von Kardiomyozyten nach TAC (transverse aortic constriction) wurden analysiert. Diese wurden mit den im Model vorhandenen Strukturen verglichen und signifikant veränderte Expressionslevel wurden identifiziert. Veränderungen der Ultrastruktur des Kardiomyozyten sind das Ergebnis der induzierten Hypertrophie.
KW  - Herzhypertrophie
KW  - Systembiologie
KW  - ERK-cascade
KW  - ERK-Kaskade
KW  - cardiac hypertrophy
KW  - in-silico model
KW  - In-silico Modell
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-229664
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Cristalli, G.
A1  - Eleuteri, A.
A1  - Vittori, S.
A1  - Volpini, R.
A1  - Lohse, M. J.
A1  - Klotz, Karl-Norbert
T1  - 2-Alkynyl derivatives of adenosine and adenosine-5'-N-ethyluronamides as selective agonists at A\(_2\) adenosine receptors
N2  - In the search for more selective A2-receptor agonists and on the basis that appropriate substitution at C2 is known to impart selectivity for A\(_2\) receptors, 2-alkynyladenosines 2a-d were resynthesized and evaluated in radioligand binding, adenylate cycla.se, and platelet aggregation studies. Binding of [\(^3\)H]NECA to A\(_2\) receptors of rat striatal membranes was inhibited by compounds 2a-d with K\(_i\) values ranging from 2.8 to 16.4 nM. 2-Alkynyladenosines also exhibited high-affmity binding at solubilized A\(_2\) receptors from human platelet membranes. Competition of 2-alkynyladenosines 2a-d for the antagonist radioligand [\(^3\)H]DPCPX and for the agonist [\(^3\)H]CCPA gave K\(_i\) values in the nanomolar range, and the compounds showed moderate A\(_2\) selectivity. In order to improve this selectivity, the correaponding 2-alkynyl derivatives of adenosine-5'-N-ethyluronamide 8a-d were synthesized and tested. A\(_1\) expected, the 5'-N-ethyluronamide derivatives retained the A\(_2\) affinity whereas the A\(_1\) affinity was attenuated, resulting in an up to 10-fold increase in A\(_2\) selectivity. A similar patternwas observed in adenylate cyclase assays andin platelet aggregation studies. A 30- to 45-fold selectivity for platelet A\(_2\) receptors compared to A\(_1\) receptors was found for compounds 8a-c in adenylate cyclase studies.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1992
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60412
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Cristalli, G.
A1  - Franchetti, P.
A1  - Grifantini, M.
A1  - Vittori, S.
A1  - Klotz, Karl-Norbert
A1  - Lohse, M. J.
T1  - Adenosine receptor agonists: Synthesis and biological evaluation of 1-deaza analogues of adenosine
N2  - In a search for more selective A\(_1\) adenosine receptor agonists, N\(^6\)-[(R)-(-)-1-methyl-2-phenethyl]-1-deazaadenosine (1-deaza-R-PIA, 3a), N\(^6\)-cyclopentyl-1-deazaadenosine (1-deazaCPA, 3b), N\(^6\)-cyclohexyl-l-deazaadenosine (1-deazaCHA, Sc), and the corresponding 2-chloro derivatives 2a-c were synthesized from 5,7-dichloro-3-ß-D-ribofuranosyl-3Himidazo[ 4,5-b]pyridine (1). On the other band, N-ethyl-1'-deoxy-1'-(1-deaza-6-amino-9H-purin-9-yl)-ß-D-ribofuranuronamide (1-deazaNECA, 10) was prepared from 7-nitro-3-ß-D-ribofuranosyl-3H-imidazo[4,5-b]pyridine (4), in an attempt to find a more selective A\(_2\) agonist. The activity of all deaza analogues at adenosine receptors has been determined in adenylate cyclase andin radioligand binding studies. 1-DeazaNECA (10) proved tobe a nonselective agonist at both subtypes of the adenosine receptor. It is about 10-fold less active than NECA but clearly more active than the parent compound 1-deazaadenosine as an inhibitor of platelet aggregation and as a stimulator of cyclic AMP accumulation. The N\(^6\)-substituted 1-deazaadenosines largely retain the A\(_1\) agonist activity of their parent compounds, but lose some of their A\(_2\) agonist activity. This results in A\(_1\)-selective compounds, of which N\(^6\)cyclopentyl- 2-chloro-1-deazaadenosine (1-deaza-2-Cl-CPA, 2b) was identified as the most selective agonist at A\(_1\) adenosine receptors so far known. The activity of all 1-deaza analogues confirms that the presence of the nitrogen atom at position 1 of the purine ring is not critical for A\(_1\) receptor mediated adenosine actions.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1988
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60262
ER  - 
TY  - THES
A1  - Curtaz, Carolin Julia
T1  - \(In\) \(vitro\) Analysen der Wechselwirkung erhöhter Temperatur mit Zytostatika am Beispiel von Cisplatin
T1  - \(In\) \(vitro\) analysis of the interaction of hyperthermia with cytostatica in case of cisplatin
N2  - Neben der Chemotherapie ist heutzutage auch die Hyperthermie-Behandlung eine wichtige Säule der antitumorösen Therapie. Während der sogenannten HIPEC Therapie (Hypertherme intraperitoneale Chemoperfusion) werden die beiden Arten der Therapieformen kombiniert und in der klinischen Praxis erfolgreich angewendet. Genauere Kenntnisse über die zu Grunde liegenden toxikologischen in-vitro Mechanismen könnten zu neuen Möglichkeiten in der klinischen Anwendung führen. In unserer Arbeit untersuchten wir verschiedenen Tumorzelllinien (HT29,CaCo-2,HCT116,HaCaT) in Kombination mit Cisplatin und Hyperthermie mit verschiedenen Methoden, wie zum Beispiel Mikrokerntest, Comet-Assay, Durchflusszytometrie, Vitalitätstest und mikroskopischen Analysen. Unsere Ergebnisse führten uns zu der Hypothese, dass Hyperthermie alleine zu einer sogenannte mitotic catastrophe führt und zum Absterben der Tumorzellen. Im Gegensatz dazu zeigten Tumorzellen, welche mit Cisplatin alleine oder auch in Kombination mit Hyperthermie nicht in die Mitose eintreten und daher nicht durch Apoptose in den Zelltod gehen.
N2  - Nowadays the use of chemotherapy, but also hyperthermia are main columns of the anti- cancer treatment. In the so-called HIPEC therapy (hypertherme intraperitoneale chemoperfusion) these both kinds of treatments are combined and successfully applieded with clinical relevance. More detailed knowledge about the underlying in-vitro toxicological mechanism may lead to new opportunities in the clinical practice. In our work we examined different cancer cells (HT29, CaCo2,HCT116,HaCaT) in the combination of with cisplatin and hyperthermia by using different methods e.g. micronucleus test, comet-assay, flow cytometry, vitality test and microscopical analysis. Our aquired results lead to the postulation that hyperthermia alone induces a so- called mitotic catastrophe provoking the death of tumor cells. However tumor cells treated with cisplatin with or without combination with hyperthermia do not enter into mitosis and therefore cannot undergo apoptosis through a mitotic catastrophe.
KW  - Hyperthermie
KW  - cisplatin
KW  - HIPEC therapy
KW  - mitotic catastrophe
KW  - comet assay
KW  - micronucleus test
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-174543
ER  - 
TY  - THES
A1  - Deiß, Katharina
T1  - Die Regulation des Kinasemodulators Raf Kinase Inhibitor Protein (RKIP): Einfluss von Phosphorylierung und Dimerisierung auf die Interaktion mit Raf1 und G Protein-gekoppelter Rezeptorkinase 2 (GRK2)
T1  - Regulation of the kinase modulator Raf kinase inhibitor protein (RKIP): Influence of phosphorylation and dimerization on its interaction with Raf1 and G protein coupled receptor kinase 2 (GRK2)
N2  - RKIP reguliert Proteinkinasen der Signaltransduktionskaskaden von G Protein-gekoppelten Rezeptoren, der Raf/MEK/ERK-MAPK, des Transkriptionsfaktors NFκB und von GSK3β. Unklar war bisher, wie die spezifische Interaktion von RKIP mit seinen mannigfaltigen Interaktionspartnern ermöglicht und reguliert wird. Raf1 und GRK2 sind die einzigen bekannten direkten Interaktionspartner von RKIP und wurden deshalb gewählt, um die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen dieser Interaktion genauer zu untersuchen. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass RKIP nach PKC-vermittelter Phosphorylierung von Serin153 dimerisiert und dass diese Dimerisierung für die RKIP/Raf1-Dissoziation und die RKIP/GRK2-Interaktion essentiell ist. Co-Immunpräzipitationsexperimente mit einer phosphorylierungsdefizienten Mutante zeigten, dass für diese Dimerisierung die Phosphorylierung von beiden RKIP-Molekülen notwendig ist. Als Dimerinteraktionsfläche wurden die Aminosäuren 127-146 von RKIP identifiziert, da das Peptid RKIP127-146 die Dimerisierung von RKIP spezifisch und effizient hemmte. Um die Bedeutung dieser phosphorylierungsinduzierten Dimerisierung von RKIP für seine Interaktion mit Raf1 und GRK2 zu untersuchen, wurden eine phosphomimetische Mutante (RKIPSK153/7EE) und eine Mutante von RKIP generiert, welche bereits unphosphoryliert dimerisiert (RKIP∆143-6). Folgende Ergebnisse legen nahe, dass die Dimerisierung von RKIP für die spezifische Interaktion mit Raf1 bzw. GRK2 entscheidend ist: (i) Die Dimerisierung von phosphoryliertem RKIP ging mit der Dissoziation von RKIP und Raf1 und der Assoziation von RKIP und GRK2 einher; (ii) die Mutanten RKIPSK153/7EE und RKIP∆143-6, die bereits in unstimulierten Zellen eine starke Dimerisierung zeigten, hatten eine höhere Affinität zu GRK2 als zu Raf1; (iii) die Hemmung der RKIP-Dimerisierung interferierte nur mit der RKIP/GKR2- aber nicht mit der RKIP/Raf1-Interaktion; (iv) in vitro und in Mausherzen konnte ein RKIP- und GRK2-immunreaktiver Komplex nachgewiesen werden; (v) Untersuchungen zur RKIP-vermittelten Hemmung der Kinaseaktivität von GRK2 und Raf implizierten, dass dimerisiertes RKIP nur die Aktivität von GRK2, nicht aber von Raf hemmt. Diese Arbeit zeigt, dass die phosphorylierungsinduzierte Dimerisierung von RKIP die spezifische Interaktion von RKIP mit Raf1 und GRK2 koordiniert. Die Aufklärung dieses Mechanismus erweitert unser Verständnis der spezifischen Interaktion von Kinasen mit ihren Regulatorproteinen.
N2  - RKIP is a regulator of several distinct kinases and modulates diverse signal transduction cascades such as the signaling of G protein coupled receptors, of the Raf/MEK/ERK-cascade, of the transcription factor NFκB, and of GSK3β. Until now, it was not well understood how the specific interaction of RKIP with its diverse targets is achieved and regulated. Raf1 and GRK2 are the only known direct interaction partners of RKIP and were thus chosen to untangle the molecular mechanisms regulating the specific interaction of RKIP with these kinases. In this dissertation it is shown that RKIP dimerizes upon PKC-mediated phosphorylation of serine153 and that this dimerization is essential for RKIP/Raf1-dissociation and RKIP/GRK2-association. Co-immunoprecipitation experiments with a phosphorylation-deficient mutant revealed that the dimerization of RKIP requires the phosphorylation of two RKIP molecules. The amino acids 127-146 of RKIP were identified as dimer-interface, since RKIP-dimerization was efficiently and specifically inhibited by the peptide RKIP127-146. To elucidate the implication of this phosphorylation-induced dimerization on the target specificity of RKIP, a phosphomimetic RKIP mutant (RKIPSK153/7EE) and a dimeric RKIP mutant (RKIP∆143-6) were generated. The following results indicated that dimerization of RKIP controls its specific interaction with Raf1 or GRK2, respectively: (i) dimerization of phosphorylated RKIP occurred concomitantly with the release of RKIP from Raf1 and its association with GRK2; (ii) the RKIP mutants RKIPSK153/7EE and RKIP∆143-6, which had a higher propensity for RKIP-dimerization already under basal conditions, had a higher affinity to GRK2 than to Raf1; (iii) inhibition of RKIP-dimerization prevented only RKIP/GRK2-binding but did not interfere with RKIP/Raf1-binding; (iv) an RKIP- and GRK2-immunoreactive complex was detected in vitro as well as in mouse hearts; (v) analyses of RKIP-mediated inhibition of GRK2 and Raf showed that a higher propensity for RKIP-dimerization translates into efficient GRK2-inhibition but not into Raf-inhibition. The results of this thesis show that phosphorylation-induced dimerization of RKIP regulates its specific interaction with Raf1 and GRK2. The elucidation of this mechanism improves our understanding how specificity in the interaction of kinases and their regulatory proteins can be achieved.
KW  - Signaltransduktion
KW  - Dimerisierung
KW  - G-Protein gekoppelte Rezeptoren
KW  - Proteinkinase C
KW  - Raf Kinase Inhibitor Protein (RKIP)
KW  - G protein-gekoppelte Rezeptor Kinase 2 (GRK2)
KW  - Raf1
KW  - Raf Kinase Inhibitor Protein (RKIP)
KW  - G protein-coupled receptor kinase 2 (GRK2)
KW  - Raf1
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-73884
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Dekant, Raphael
A1  - Langer, Michael
A1  - Lupp, Maria
A1  - Adaku Chilaka, Cynthia
A1  - Mally, Angela
T1  - In vitro and in vivo analysis of ochratoxin A-derived glucuronides and mercapturic acids as biomarkers of exposure
JF  - Toxins
N2  - Ochratoxin A (OTA) is a widespread food contaminant, with exposure estimated to range from 0.64 to 17.79 ng/kg body weight (bw) for average consumers and from 2.40 to 51.69 ng/kg bw per day for high consumers. Current exposure estimates are, however, associated with considerable uncertainty. While biomarker-based approaches may contribute to improved exposure assessment, there is yet insufficient data on urinary metabolites of OTA and their relation to external dose to allow reliable estimates of daily intake. This study was designed to assess potential species differences in phase II biotransformation in vitro and to establish a correlation between urinary OTA-derived glucuronides and mercapturic acids and external exposure in rats in vivo. In vitro analyses of OTA metabolism using the liver S9 of rats, humans, rabbits and minipigs confirmed formation of an OTA glucuronide but provided no evidence for the formation of OTA-derived mercapturic acids to support their use as biomarkers. Similarly, OTA-derived mercapturic acids were not detected in urine of rats repeatedly dosed with OTA, while indirect analysis using enzymatic hydrolysis of the urine samples prior to LC–MS/MS established a linear relationship between urinary glucuronide excretion and OTA exposure. These results support OTA-derived glucuronides but not mercapturic acids as metabolites suitable for biomonitoring.
KW  - ochratoxin A
KW  - biomarker of exposure
KW  - glucuronide
KW  - mercapturic acid
KW  - mycotoxin
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-245146
SN  - 2072-6651
VL  - 13
IS  - 8
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Dekant, Wolfgang
A1  - Bridges, James
T1  - Assessment of reproductive and developmental effects of DINP, DnHP and DCHP using quantitative weight of evidence
JF  - Regulatory Toxicology and Pharmacology
N2  - Quantitative weight of evidence (QWoE) methodology utilizes detailed scoring sheets to assess the quality/reliability of each publication on toxicity of a chemical and gives numerical scores for quality and observed toxicity. This QWoE-methodology was applied to the reproductive toxicity data on diisononylphthalate (DINP), di-n-hexylphthalate (DnHP), and dicyclohexylphthalate (DCHP) to determine if the scientific evidence for adverse effects meets the requirements for classification as reproductive toxicants. The scores for DINP were compared to those when applying the methodology DCHP and DnHP that have harmonized classifications. Based on the quality/reliability scores, application of the QWoE shows that the three databases are of similar quality; but effect scores differ widely. Application of QWoE to DINP studies resulted in an overall score well below the benchmark required to trigger classification. For DCHP, the QWoE also results in low scores. The high scores from the application of the QWoE methodology to the toxicological data for DnHP represent clear evidence for adverse effects and justify a classification of DnHP as category 1B for both development and fertility. The conclusions on classification based on the QWoE are well supported using a narrative assessment of consistency and biological plausibility.
KW  - n-hexyl phthalate
KW  - male rats
KW  - dicyclohexyl phthalate
KW  - Diisononyl phthalate
KW  - in-vivo
KW  - 2-Generation reproduction
KW  - testosterone production
KW  - sexual development
KW  - risk-assesment
KW  - fetal testis
KW  - weight of evidence
KW  - classification and labeling
KW  - reproductive and developmental toxicity
KW  - quantitative assessments
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-186750
VL  - 81
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Dekant, Wolfgang
A1  - Klaunig, James E.
T1  - Toxicology of decamethylcyclopentasiloxane (D5)
JF  - Regulatory Toxicology and Pharmacology
N2  - Decamethylcyclopentasiloxane (D5) is a cyclic siloxane used in the formulation of consumer products as well as an industrial intermediate. A summary of the previous studies on the toxicology of D5 is provided. Toxicokinetic studies with D5 after dermal administration demonstrate a very low uptake of due to rapid evaporation. Following inhalation exposure, exhalation of unchanged D5 and excretion of metabolites with urine are major pathways for clearance in mammals. Due to this rapid clearance by exhalation, the potential for bioaccumulation of D5 is considered unlikely. The available toxicity data on D5 adequately cover the relevant endpoints regarding potential human health hazards. D5 was not DNA reactive or mutagenic in standard in vitro and in vivo test systems. D5 also did not induce developmental and reproductive toxicity in appropriately performed studies. In repeated studies in rats with subacute, subchronic and chronic inhalation exposure, mild effects on the respiratory tract typically seen after inhalation of irritating materials, increases in liver weight (28- and 90-day inhalation studies), and a small increase in the incidence of uterine adenocarcinoma (uterine tumor) in female rats (two-year inhalation chronic bioassay) were observed. The liver effects induced by D5 were consistent with D5 as a weak "phenobarbital-like" inducer of xenobiotic metabolizing enzymes and these effects are considered to be an adaptive response. Mechanistic studies to elucidate the mode-of-action for uterine tumor induction suggest an interaction of D5 with dopamine signal transduction pathways altering the pituitary control of the estrus cycle. The resulting estrogen imbalance may cause the small increase in uterine tumor incidence at the highest D5-exposure concentration over that seen in control rats. A genotoxic mechanism or a direct endocrine activity of D5 is not supported as a mode-of-action to account for the induction of uterine tumors by the available data.
KW  - Prolactin
KW  - Fischer 344 rats
KW  - MMQ cells
KW  - Reproductive toxicity
KW  - Carcinogenicity
KW  - Silicones
KW  - Enzyme induction
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-190914
VL  - 74
IS  - Supplement
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Djelić, Ninoslav
A1  - Borozan, Sunčica
A1  - Dimitrijević-Srećković, Vesna
A1  - Pajović, Nevena
A1  - Mirilović, Milorad
A1  - Stopper, Helga
A1  - Stanimirović, Zoran
T1  - Oxidative stress and DNA damage in peripheral blood mononuclear cells from normal, obese, prediabetic and diabetic persons exposed to thyroid hormone in vitro
JF  - International Journal of Molecular Sciences
N2  - Diabetes, a chronic group of medical disorders characterized byhyperglycemia, has become a global pandemic. Some hormones may influence the course and outcome of diabetes, especially if they potentiate the formation of reactive oxygen species (ROS). There is a close relationship between thyroid disorders and diabetes. The main objective of this investigation was to find out whether peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) are more prone to DNA damage by triiodothyronine (T\(_3\)) (0.1, 1 and 10 μM) at various stages of progression through diabetes (obese, prediabetics, and type 2 diabetes mellitus—T2DM persons). In addition, some biochemical parameters of oxidative stress (catalase-CAT, thiobarbituric acid reactive substances—TBARS) and lactate dehydrogenase (LDH) were evaluated. PBMCs from prediabetic and diabetic patients exhibited increased sensitivity for T\(_3\) regarding elevated level of DNA damage, inhibition of catalase, and increase of TBARS and LDH. PBMCs from obese patients reacted in the same manner, except for DNA damage. The results of this study should contribute to a better understanding of the role of thyroid hormones in the progression of T2DM.
KW  - diabetes
KW  - oxidative stress
KW  - DNA damage
KW  - lymphocytes
KW  - thyroid hormone
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-285988
SN  - 1422-0067
VL  - 23
IS  - 16
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dorsch, Sandra
T1  - Rezeptor-Rezeptor-Interaktion ß-adrenerger Rezeptoren
T1  - Receptor-Receptor Interaction of ß-adrenergic Receptors
N2  - Viele Membranrezeptoren liegen als über Disulfidbrücken-verbundene Dimere vor. Ein Nachweis der Dimerisierung ist in diesen Fällen methodisch klar und einfach zu erbringen. Für die meisten G-Protein-gekoppelten Rezeptoren dagegen ist weder die Existenz von Di- oder Oligomeren noch deren Funktion eindeutig belegt. Meist wurden Methoden wie Coimmunopräzipitation und Resonanz-Energie-Transfer-Verfahren wie BRET oder FRET verwendet, um Protein-Protein-Interaktionen zu untersuchen. Trotz ihrer hohen Sensitivität besitzen diese Methoden einige Grenzen und können je nach experimentellem Ansatz und Verwendung verschiedener Kontrollen, unterschiedliche Ergebnisse hinsichtlich des Vorliegens einer Protein-Protein-Interaktion liefern. Weder die Stabilität der Interaktion, noch die Fraktion der interagierenden Proteine kann mittels Resonanz-Energie-Transfer-Assays zuverlässig ermittelt werden. Auch die Größe der Komplexe ist nicht oder nur technisch aufwendig bestimmbar. Deshalb wurde in dieser Arbeit eine neue, unabhängige Methode entwickelt, um Rezeptor-Rezeptor-Interaktionen in lebenden Zellen genauer untersuchen zu können. Diese auf „Fluorescence Recovery after Photobleaching“ basierende Mikroskopie-Methode erlaubt die Mobilität von Proteinen zu bestimmen. Um Homointeraktionen zwischen Proteinen messen zu können, müssen zwei Protein-Fraktionen mit unterschiedlicher Mobilität vorliegen. Deshalb wurde eine Rezeptor-Fraktion extrazellulär mit YFP markiert und mit Hilfe polyklonaler Antikörper gegen YFP spezifisch immobilisiert. Die andere Rezeptorfraktion wurde intrazellulär mit CFP oder Cerulean markiert und wurde deshalb nicht von extrazellulären Antikörpern erkannt. So konnten mittels Zwei-Farben-FRAP potenzielle Interaktionen zwischen den immobilisierten extrazellulär-markierten Rezeptoren und den intrazellulär-markierten Rezeptoren durch eine Mobilitätsänderung letzterer detektiert werden. Diese Methode wurde mittels eines monomeren (CD86) und kovalent dimeren (CD28) Rezeptors validiert. Es zeigte sich, dass eine spezifische Immobilisierung extrazellulär-markierter Proteine nur durch polyklonale, nicht aber durch monoklonale Antikörper gegen YFP erreicht werden konnte. Intrazellulär-markierte Proteine wurden hierbei in ihrer Mobilität nicht durch die extrazellulären Antikörper beeinflusst. Bei Immobilisierung des extrazellulär-markierten CD86 war das coexprimierte, intrazellulär-markierte CD86-CFP weiterhin voll mobil. Außerdem zeigte das Monomer CD86 eine vom relativen CFP-YFP-Expressionsverhältnis unabhängige Mobilität. Dieses Ergebnis ließ den Schluss zu, dass extra- und intrazellulär-markiertes CD86 nicht miteinander interagieren und als Monomer vorliegen. Die Mobilität des kovalenten Dimers CD28 war dagegen abhängig vom CFP–YFP-Expressionsverhältnis und stimmte gut mit theoretisch erwarteten Werten für ein Dimer überein. Die Anwendung der Zwei-Farben-Methode zur Untersuchung von Interaktionen zwischen ß1- und ß2-adrenergen Rezeptoren zeigte Unterschiede zwischen beiden Rezeptor-Subtypen. ß1-AR zeigte eine spezifische transiente Interaktion, ß2-AR dagegen lagen als stabile Oligomere höherer Ordnung vor. Die transiente Interaktion zwischen ß1-AR und die stabile Oligomerisierung von ß2-AR wurde nicht nur in HEK 293T-Zellen sondern auch in neonatalen Rattenkardiomyozyten und bei 37 °C beobachtet. Ferner hatte der Aktivierungszustand des jeweiligen Rezeptors keinen Einfluß auf das Ausmaß der Interaktion. Zwischen ß1- und ß2-AR wurde nur eine sehr schwache und instabile Heterointeraktion mittels der Zwei-Farben-FRAP-Methode beobachtet. Um zu überprüfen, ob eine direkte Interaktion zwischen den adrenergen Rezeptoren vorliegt, wurde die BRET-Methode verwendet. Mittels BRET wurde eine direkte Interaktion zwischen ß2-AR festgestellt, jedoch konnte nicht zwischen Dimeren und Oligomeren höherer Ordnung unterschieden werden. Bei ß1-AR fand bei höheren YFP-Rluc-Expressionsverhältnissen ein spezifischer Energietransfer statt. Bei niedrigeren Expressionsverhältnissen lag das Signal jedoch im unspezifischen Bereich. Auch bei Untersuchung der Heterointeraktion zwischen ß1- und ß2-AR konnte keine klare Aussage über eine spezifische Interaktion zwischen beiden Rezeptor-Subtypen getroffen werden.
N2  - Many membrane receptors exist as disulfide-bond dimers. In these cases dimerization is methodological clearly and easily provable. However, for most G-protein coupled receptors the postulated existence of di- or oligomerization nor their function is definitely demonstrated. Mostly, methods like co-immunoprecipitation and resonance energy transfer techniques like BRET and FRET were used to investigate protein-protein interactions. Despite their high sensitivity these methods have some limits and reveal sometimes distinct results regarding the occurrence of a protein-protein interaction depending on experimental approach and use of different controls. Neither the stability of the interaction nor the fraction of interacting proteins are determinable using resonance energy transfer assays. Furthermore the size of complexes is not or only technically difficult determinable. Therefore in this work a novel independent approach was developed to allow a more detailed investigation of receptor-receptor interactions in living cells. This method based on fluorescence recovery after photobleaching microscopy allows to determine the mobility of proteins. In order to measure homo-interactions between proteins two protein fractions with different mobility have to be distinguishable. Therefore one receptor fraction was extracellularly tagged with YFP and specifically immobilized using polyclonal antibodies against YFP. The other receptor fraction was intracellularly labeled with CFP or Cerulean and therefore not recognized by the extracellular antibodies. In this way using dual-color FRAP potential interactions between immobilized extracellularly-tagged receptors and intracellularly-tagged receptors were detectable due to a change of mobility of the latter. This method was validated using monomeric (CD86) and covalent dimeric (CD28) receptors. A specific immobilization of extracellularly-tagged proteins was achievable only by using polyclonal but not monoclonal antibodies against YFP. Intracellularly tagged proteins were not influenced in their mobility by extracellular antibodies. After immobilization of the extracellularly-labeled CD86 the coexpressed intracellularly-tagged CD86-CFP was still fully mobile. Furthermore the monomeric CD86 showed a relative CFP–YFP expression ratio independent mobility. This result led to the conclusion that extra- and intracellularly labeled CD86 did not interact with each other and exist as a monomer. The mobility of the covalent dimer CD28 however was depending on the relative CFP-YFP expression ratio and was in good agreement with theoretically expected values for a dimer. The application of the dual-color FRAP approach for the investigation of interactions between ß1- and ß2-adrenergic receptors showed differences between both receptor subtypes. ß1-AR exhibited a specific transient interaction, however ß2-AR existed as stable higher order oligomers. The transient interaction between ß1-AR and the stable higher order oligomerization of ß2-AR were not only observed in HEK 293T cells but also in neonatal rat cardiac myocytes and at 37°C. Furthermore the activation state of the respective receptor had no influence on the extent of the interaction. Between ß1- and ß2-AR only a weak and unstable hetero-interaction was observed using the dual-color FRAP approach. In order to control if a direct interaction between the adrenergic receptors is occurring the BRET method was applied. Using BRET a direct interaction between ß2-AR was observed, but it was not possible to distinguish between dimers and higher order oligomers. For ß1-AR a specific energy transfer occurred at higher YFP-Rluc expression ratios. At lower expression ratios the signal was in the unspecific range. Also the investigation of hetero-interactions between ß1- and ß2-AR revealed no clear conclusion about a specific interaction between both receptor subtypes.
KW  - Dimerisierung
KW  - FRAP
KW  - GPCR
KW  - ß-adrenerge Rezeptoren
KW  - BRET
KW  - FRAP
KW  - GPCR
KW  - ß-adrenergic Receptors
KW  - BRET
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-39712
ER  - 
TY  - THES
A1  - Duraphe, Prashant
T1  - Identification and characterization of AUM, a novel human tyrosine phosphatase
T1  - Identifizierung und Charakterisierung von AUM, einer neuen humanen Tyrosin-Phosphatase
N2  - Protein Phosphatasen werden aufgrund der Aminosäuresequenzen ihrer aktiven Zentren in drei große Familien unterteilt. In einer neu entdeckten Familie von Phosphatasen ist das aktive Zentrum durch die Sequenz DXDX(T/V) charakterisiert. Diese Aspartat-abhängigen Phosphatasen gehören zu der Superfamilie der Hydrolasen vom Haloazid Dehalogenase(HAD)-Typ, einer evolutionär konservierten und ubiquitär verbreiteten Enzymfamilie. Bislang konnten 58 menschliche HAD Enzyme durch Datenbankanalysen identifiziert werden. Ihre Funktionen sind jedoch nach wie vor nur rudimentär verstanden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde zunächst das Komplement aller menschlichen HAD Phosphatasen durch Datenbank-Recherchen erfasst. Zusammen mit phylogenetischen Analysen gelang es, eine zum damaligen Zeitpunkt unbekannte, putative Phosphatase zu identifizieren, die eine vergleichsweise hohe Sequenz-Homologie zu der Zytoskelettregulierenden HAD Phosphatase Chronophin aufweist. Dieses neuartige Enzym wurde kloniert und mit biochemischen und zellbiologischen Methoden charakterisiert. Auf der Basis dieser Befunde bezeichnen wir dieses neuartige Protein als AUM (actin remodeling, ubiquitously expressed, magnesium-dependent HAD phosphatase).Mittels Northern blot, real-time PCR und Western blot Analysen konnte gezeigt werden, dass AUM in allen untersuchten menschlichen und murinen Geweben exprimiert wird. Die höchste Expression konnte in Hodengewebe nachgewiesen werden. Durch immunohistochemische Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass AUM spezifisch in reifenden Keimzellen mit einem Expressionsmaximum zum Zeitpunkt der Spermiogenese exprimiert wird. Um die Substratpräferenz von AUM zu charakterisieren, wurde zunächst ein peptidbasierter in vitro Phosphatase-Substrat-Screen durchgeführt. Hierbei wurden 720 aus menschlichen Phosphoproteinen abgeleitete Phosphopeptide untersucht. Interessanterweise dephosphorylierte AUM ausschließlich Phosphotyrosin (pTyr)-enthaltende Peptide. Nur 17 pTyr-Peptide (~2% aller untersuchten Peptide) fungierten als AUM-Substrate. Diese Daten legen eine hohe Substratspezifität von AUM nahe. Zu den putativen AUM Substraten gehören Proteine, die in die Dynamik der Zytoskelett-Reorganisation sowie in Tyrosin Kinasevermittelte Signalwege eingebunden sind. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen dieses Phosphopeptid-Screens konnte mittels Phosphatase overlay assays sowie in Zellextrakten aus Pervanadat-behandelten HeLa Zellen demonstriert werden, dass AUM eine begrenzte Anzahl Tyrosin-phosphorylierter Proteinen dephosphorylieren kann.In zellulären Untersuchungen wurde die mögliche Rolle von AUM im Rahmen der durch den epidermalen Wachstumsfaktor (EGF) ausgelösten Tyrosin-Phosphorylierung in einer Spermatogonien Zelllinie (GC-1 spg-Zellen) analysiert. So konnte nachgewiesen werden, dass die Überexpression von AUM zu einer moderaten Abnahme Tyrosin phosphorylierter Proteine nach EGF-Stimulation führte. Im Gegensatz dazu löste jedoch die durch RNAInterferenz vermittelte Depletion von endogenem AUM einen robusten Anstieg Tyrosinphosphorylierter Proteine aus, zu denen auch der EGF-Rezeptor selbst zählt. Zusätzlich zu dem EGF-Rezeptor wurde die Src-Kinase im Zuge des Phosphopeptid- Screens als mögliches AUM Substrat identifiziert. Daher wurden in vitro Kinase/Phosphatase-Assays mit gereinigtem Src und AUM durchgeführt. Mit diesem Ansatz konnte erstmals gezeigt werden, dass AUM in der Lage ist, die Src-Kinase zu aktivieren, während Src AUM phosphoryliert und die AUM Phosphatase-Aktivität blockiert. Diese Ergebnisse deuten auf eine gekoppelte, wechselseitige Regulation von AUM und Src hin. Obwohl die Details dieser Regulation derzeit noch unklar sind, zeigen unsere initialen Ergebnisse, dass AUM die Src-Aktivität unabhängig von seiner Phosphatase Aktivität steigert, während Src die AUM Phosphatase-Aktivität Kinase-abhängig vermindert. Auf zellulärer Ebene sind AUM-depletierte Zellen durch Veränderungen der Aktin- Zytoskelett-Dynamik und der Zelladhäsion charakterisiert. So weisen AUM-defiziente Zellen stabilisierte Aktin Streßfasern und vergrößerte fokale Adhäsionen auf. Weiterhin sind AUMdepletierte Zellen durch ein beschleunigtes spreading auf Fibronektin gekennzeichnet. Wir haben mit AUM ein bisher nicht beschriebenes Mitglied der Familie Aspartat-abhängiger Phosphatasen entdeckt. In dieser Arbeit ist es gelungen, AUM phylogenetisch, biochemisch und zellbiologisch zu charakterisieren. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass AUM einen wichtigen, neuartigen Regulator der Src-vermittelten Zytoskelett-Dynamik im Rahmen der Zelladhäsion und Migration darstellt.
N2  - Protein phosphatases can be classified into at least three major families based on amino acid sequences at their active sites. A newly emerging phosphatase family contains the active site sequence DXDX(T/V), and belongs to the haloacid dehalogenase (HAD) superfamily of hydrolases, a ubiquitous and evolutionarily conserved enzyme family. Although the existence of 58 human HAD enzymes has been predicted by database analysis, our understanding of their biological functions remains rudimentary.By database mining amd phylogenetic analysis of human HAD phosphatases, we have found a marked increase in cell area of spreading cells, as well as accelerated cell spreading onfibronectin. Taken together, we have identified and characterized AUM as a novel member of the emerging family of aspartate-dependent protein tyrosine phosphatases. Our findings implicate AUM as an important regulator of Src-dependent cytoskeletal dynamics during cell adhesion and migration. a previously unidentified enzyme with homology to Chronophin, a cytoskeletal regulatory HAD phosphatase. We have cloned and characterized this novel enzyme and named it AUM,for actin remodeling, ubiquitously expressed, magnesium-dependent HAD phosphatase. By Northern blot, real-time PCR and Western blot analysis, we show that AUM is broadly expressed in all major human and mouse tissues with highest levels found in testis. Using immunohistochemistry, we can show that AUM is specifically expressed in maturing germ cells and that its expression peaks during spermiogenesis. To characterize the substrate preference of AUM, we have conducted an in vitro phosphatase substrate screen with 720 phosphopeptides derived from human phosphorylation sites. AUM exclusively dephosphorylates phosphotyrosine (pTyr)-containing peptides. Furthermore, only 17 pTyr peptides (~2% of all pTyr peptides investigated) acted as AUM substrates, indicating a high degree of substrate specificity. Putative AUM substrates include proteins involved in cytoskeletal dynamics and tyrosine kinase signaling.In accordance with the phosphopeptide screen, phosphatase overlay assays employing whole-cell extracts of pervanadate-treated HeLa cells show that AUM dephosphorylates only a limited number of tyrosyl-phosphorylated proteins.The role of AUM for cellular signaling was investigated in response to epidermal growth factor (EGF) stimulation in a spermatogonial cell line (GC-1 spg). The overexpression of AUM reduces, whereas the RNAi-mediated depletion of endogenous AUM increases EGF inducedtyrosine phosphorylation, including changes in the phosphorylation of the EGF receptor itself. Interestingly, in vitro kinase/phosphatase assays with purified Src and AUM indicate that AUM can activate Src, which in turn phosphorylates and inactivates AUM. Although it is at present unclear how Src and AUM regulate each other, our initial findings suggests that AUM enhances Src kinase activity independently of its phosphatase activity, whereas Src diminishes AUM phosphatase activity in a kinase dependent manner. On a cellular level, AUM-depleted cells are characterized by altered actin cytoskeletal dynamics and adhesion, as indicated by stabilized actin filaments, enlarged focal adhesions,a marked increase in cell area of spreading cells, as well as accelerated cell spreading on fibronectin. Taken together, we have identified and characterized AUM as a novel member of the emerging family of aspartate-dependent protein tyrosine phosphatases. Our findings implicate AUM as an important regulator of Src-dependent cytoskeletal dynamics during cell adhesion and migration.
KW  - Tyrosin
KW  - Phosphatase
KW  - Signal transduction
KW  - Cell adhesion
KW  - Actin cytoskeleton
KW  - Src
KW  - Spermatogenesis
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-44256
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Däniken, A. von
A1  - Friederich, U.
A1  - Lutz, Werner K.
A1  - Schlatter, C.
T1  - Tests for mutagenicity in Salmonella and covalent binding to DNA and protein in the rat of the riot control agent o-chlorobenzylidene malononitrile (CS)
N2  - The aim of this study was to determine whether o-chlorobenzylidene malononitrile ( CS) exhibits any genotoxic activity towards Salmonella or mammalian DNA in vivo. CS was synthesized with a [\(^{14}\)C]-label at the benzylic carbon atom. It was administered i. p. at a dose level of 13 mg/kg (1 mCi/kg) to young adult male rats. Liverand kidney DNA was isolated after 8, 25, and 75 h. The radioactivity was at (liver, 8 and 75 h) or below (all other samples) the limit of detection of 3 dpm. Therefore, a possible binding of CS to DNA is at least 10\(^5\) times lower than that of the strong hepatocarcinogen aflatoxin B1, and 4,000 times lower than that of vinyl chloride. In contrast to this lack of DNA binding, but in agreement with the chemical reactivity of CS, a binding to nuclear proteins could be detected with specific activities ranging between 50 and 121 dpm/mg for liver and between 3 and 41 dpm/mg for kidney. Protein binding could well be responsible for its pronounced cytotoxic effects. Cs was also tested in the Ames Salmonella/microsome assay. Strains TA 1535, TA 1537, TA 1538, TA 98, and TA 100 were used with or without pre-incubation. Only with strain TA 100 and only without pre-incubation, a doubling of the number of revertants was detectable at the highest dose Ievels used, 1,000 and 2,000 !lg CS per plate. With pre-incubation of TA 100 with CS, a slight increase of the number of revertants was seen at 100 and 500 !lg per plate, and a subsequent fall below control values at 1,000 J.tg. A check for the number of surviving bacteria revealed a strong bacteriotoxicity of the higher doses of es so that the calculated mutation frequencies, i.e., the oumber of revertants per number of surviving bacteria, increased with doses up to 500 !J.g. This toxicity could be counteracted in part by the addition of increasing amounts of rat liver microsomes. In the view of these results, and taking into account the rare and low exposure of man, it is concluded that CS will not create a risk for the induction of point mutations or of carcinogenic processes mediated by DNA binding.
KW  - Toxikologie
KW  - o-Chlorobenzylidene malononitrile
KW  - Riot control agents
KW  - DNA Binding
KW  - Salmonella/microsome assay
KW  - Carcinogens
KW  - Mutagens
Y1  - 1981
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61073
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Däniken, A. von
A1  - Lutz, Werner K.
A1  - Jäckh, R.
A1  - Schlatter, C.
T1  - Investigation of the potential for binding of Di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) and Di(2-ethylhexyl) adipate (DEHA) to liver DNA in vivo
N2  - Investigation of the Potential for Binding of Di(2-ethylhexyl) Phthalate (DEHP) and Di(2- ethylhexyl) Adipate (DEHA) to Liver DNA in Vivo. VON DÄNIKEN, A., LUTZ, W. K., JÄCKH, R., AND ScHLATTER, C. (1984). Toxico/. App/. Pharmaco/. 73, 373-387. It was the aim oftbis investigation to determine whether covalent binding of di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) to rat liver DNA and of di(2-ethylhexyl) adipate (DEHA) to mouse liver DNA could be a mechanism of action contributing to the observed induction of liver tumors after lifetime feeding of the respective rodent species with high doses of DEHP and DEHA. For this purpose, DEHP and DEHA radiolabeled in different parts of the molecule were administered orally to female rats and mice, respectively, with or witbout pretreatment for 4 weeks with 1% unlabeled compound in the diet. Liver DNA was isolated after 16 hr and analyzed for radioactivity. The data were converted to a covalent binding index, CBI = (micromoles of substance bound per mole of DNA nucleotides)/(millimoles of substance applied per kilogram body weight), in order to allow a quantitative comparison also with other carcinogens and noncarcinogens. Administration of [\(^{14}\)H]carboxylate-labeled DEHP to rats resulted in no measurable DNA radioactivity. The Iimit of detection, CBI < 0.02 was about 100 times below the CBI of compounds where an observable tumor-inducing potential could be due to genotoxicity. With [\(^{14}\)C]- and [\(^{3}\)H]DEHP labeled in the alcohol moiety, radioactivity was clearly measurable in rat liver DNA. HPLC analysis of enzyme-degraded or acid-hydrolyzed DNA revealed that the natural nucleosides or purine bases were radiolabeled whereas no radioactivity was detectable in those fractions where tbe carcinogenmodified nucleoside or base adducts are expected. The respective Iimits of detection were at 0.07 and 0.04 CBI units for the \(^{14}\)C and \(^{3}\)H Iabels, respectively. The experiments with [\(^{14}\)C]- and [\(^{3}\)H]DEHA, labeled in the alcobol moiety and administered to mice, revealed aminute radioactivity of <50 dpm/mg liver DNA, too little to allow a nucleoside analysis to determine that fraction of the radioactivity which bad been incorporated via biosynthesis. Expressed in the CBI units, values of 0.05 to 0.15 for \(^{14}\)C and 0.01 to 0.12 for \(^{3}\)H resulted. Determination of the level· of \(^{14}\)C02 expiration revealed a linear correlation with the speciftc activity of DNA. Experiments with 2-ethyl[ 1-\(^{14}\)C]hexanol perfonned with both rats and mice allowed the conclusion tbat most if not all DEHA radioactivity in mouse liver DNA was due to biosynthetic incorporation. A maximum possible true DNA binding by DEHA must be below CBI 0.01. Pretreatment of the animals witb unlabeled compound bad no effect on the DNA radioactivities in either species. The present negative data, in conjunction witb other negative short-term tests for mutagenicity, strongly indicate that covalent interaction with DNA is highly unlikely to be the mode of tumorigenic action of DEHP and DEHA in rodents.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1984
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61004
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Däniken, A. von
A1  - Lutz, Werner K.
A1  - Schlatter, C.
T1  - Lack of covalent binding to rat liver DNA of the hypolipidemic drugs clofibrate and fenofibrate
N2  - \(^{14}\)C-Labelled clofibric acid and fenofibric acid were administered p.o. to 200 g male and female rats. After 10 h, liver nuclear DNA and protein were isolated and the radioactivity was determined. Binding to protein was clearly measurable whereas no binding to DNA could be detected from any drug. A comparison of the Iimit of detection of such DNA binding with well-known chemical carcinogens revealed that the known hepatocarcinogenicity of clofibrate cannot be based upon an initiating, DNA damaging, mode of action but must be due to other, nongenotoxic, mechanisms such as peroxisome proliferation, hepatomegaly, or cytotoxicity due to protein binding. The risk assessment in man and the interpretation of the carcinogenicity data for rodents are discussed.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1981
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61087
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Eberl, Hanna
A1  - Rebs, Sabine
A1  - Hoppe, Stefanie
A1  - Sedaghat-Hamedani, Farbod
A1  - Kayvanpour, Elham
A1  - Meder, Benjamin
A1  - Streckfuss-Bömeke, Katrin
T1  - Generation of an RBM20-mutation-associated left-ventricular non-compaction cardiomyopathy iPSC line (UMGi255-A) into a DCM genetic background to investigate monogenetic cardiomyopathies
JF  - Stem Cell Research
N2  - RBM20 mutations account for 3 % of genetic cardiomypathies and manifest with high penetrance and arrhythmogenic effects. Numerous mutations in the conserved RS domain have been described as causing dilated cardiomyopathy (DCM), whereas a particular mutation (p.R634L) drives development of a different cardiac phenotype: left-ventricular non-compaction cardiomyopathy. We generated a mutation-induced pluripotent stem cell (iPSC) line in which the RBM20-LVNC mutation p.R634L was introduced into a DCM patient line with rescued RBM20-p.R634W mutation. These DCM-634L-iPSC can be differentiated into functional cardiomyocytes to test whether this RBM20 mutation induces development of the LVNC phenotype within the genetic context of a DCM patient.
KW  - cell biology
KW  - developmental biology
KW  - general medicine
KW  - RBM20 mutations
KW  - DCM genetic background
KW  - monogenetic cardiomyopathies
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-350565
SN  - 1873-5061
VL  - 74
ER  - 
TY  - THES
A1  - Emami-Nemini, Alexander Darius
T1  - Differential parathyroid hormone receptor signaling directed by adaptor proteins
T1  - Steuerung differenzieller Signalgebung des Parathormon Rezeptors durch Adapterproteine
N2  - The superfamily of G protein-coupled receptors (GPCR) regulates numerous physiological and pathophysiological processes. Hence GPCRs are of significant interest for pharmacological therapy. Embedded into cytoplasmic membranes, GPCRs represent the core of large signaling complexes, which are critical for transduction of exogenous stimuli towards activation of downstream signaling pathways. As a member of the GPCR family B, the parathyroid hormone receptor (PTHR) activates adenylyl cyclases, phospholipases C β as well as mitogen-activated protein kinase-dependent signaling pathways, thereby mediating endocrine and paracrine effects of parathyroid hormone (PTH) and parathyroid hormone-related peptide (PTHrP), respectively. This regulates, calcium homeostasis, bone metabolism and bone development. Paradoxically, PTH is able to induce both catabolic and anabolic bone metabolism. The anabolic effect of PTH is successfully applied in the therapy of severe osteoporosis. Domination of anabolic or catabolic bone-metabolism is entailed by temporal and cell-type specific determinants. The molecular bases are presumably differential arrangements of adaptor proteins within large signaling complexes that may lead to differential activation of signaling pathways, thereby regulating physiological effects. The molecular mechanisms are largely unclear; thus, there is significant interest in revealing a better understanding of PTHR-related adaptor proteins. To identify novel adaptor proteins which direct PTHR signaling pathways, a proteomic screening approach was developed. In this screening, vav2, a guanine-nucleotide exchange factor (GEF) for small GTPases which regulates cytoskeleton reorganization, was found to interact with intracellular domains of PTHR. Evidence is provided that vav2 impairs PTH-mediated phospholipase C β (PLCβ) signaling pathways by competitive interactions with G protein αq subunits. Vice versa, PTH was shown to regulate phosphorylation and subsequent GEF activity of vav2. These findings may thus shed new light on the molecular mechanisms underlying the effects of PTH on bone metabolism by PLC-signaling, cell migration and cytoskeleton organization. In addition to the understanding of intracellular molecular signaling processes, screening for ligands is a fundamental and demanding prerequisite for modern drug development. To this end, ligand binding assays represent a fundamental technique. As a substitution for expensive and potentially harmful radioligand binding, fluorescence-based ligand-binding assays for PTHR were developed in this work. Based on time-resolved fluorescence, several assay variants were established to facilitate drug development for the PTHR.
N2  - Die Superfamilie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) reguliert eine Vielzahl von physiologischen und pathophysiologischen Prozessen, was sie bedeutend für die Pharmakotherapie macht. Eingebettet in die Zytoplasmamembran sind GPCRs das Zentrum von Signalkomplexen, die eine Transduktion äußerer Stimuli zur Aktivierung von nachgeschalteten Signalwegen ermöglichen. Der zur Familie B der GPCRs gehörige Parathormon-Rezeptor (PTHR) aktiviert Adenylyl-Zyklasen-, Phospholipasen Cβ- und Mitogen-aktivierte Proteinkinase (MAPK)-abhängige Signalwege, wodurch endokrine und parakrine Wirkungen des Parathormons (PTH) und des Parathormon-ähnlichen Peptides (PTHrP) vermittelt werden. Dies ermöglicht die Regulation der Calcium-Homöostase, des Knochenmetabolismus und der Knochenentwicklung. Paradoxerweise kann PTH sowohl katabole als auch anabole Effekte auf den Knochenstoffwechsel induzieren. Den anabolen Effekt von PTH nutzt man erfolgreich in der Therapie der schweren Osteoporose. Ob ein anaboler oder kataboler Knochenmetabolismus überwiegt, wird durch zeitliche und Zelltyp-spezifische Faktoren bestimmt. Dem zugrunde liegt vermutlich unter anderem eine differenzielle Anordnung verschiedener Adapterproteine innerhalb der Signalkomplexe, die zur differenziellen Aktivierung von Signalwegen führen und so eine Steuerung bestimmter physiologischer Effekte ermöglichen. Die molekularen Mechanismen sind jedoch noch weitgehend unklar, weshalb großes Interesse besteht, ein besseres Verständnis über die PTHR-assoziierten Adapterproteine zu entwickeln. Zur Identifizierung neuer Adapterproteine, die PTHR-Signalwege beeinflussen, wurde in dieser Arbeit ein auf dem Proteom-basierender Screening-Ansatz entwickelt. Dieser führte zur Entdeckung einer Interaktion von intrazellulären Domänen des PTHR mit vav2, einem Guanin-Nukleotid Austauschfaktor (GEF) für kleine GTPasen, der die Zytoskelett-Reorganisation steuert. Des Weiteren wurde nachgewiesen, dass vav2 über kompetitive Interaktionen mit G Protein αq Untereinheiten PTH-vermittelte Phospholipase Cβ (PLCβ)-abhängige Signalwege beeinflusst. Umgekehrt wurde gezeigt, dass PTH die Phosphorylierung und damit die GEF Aktivität von vav2 reguliert. Diese Befunde können Aufschluss über molekulare Mechanismen geben, die den Wirkungen von PTH auf den Knochenstoffwechsel durch PLC-Signalwege, Zellmigration und Zytoskelett-Reorganisation zugrunde liegen. Neben dem Verständnis über molekulare Prozesse der intrazellulären Signalgebung ist die Suche nach Liganden eine herausfordernde Grundvoraussetzung für die aktuelle Arzneistoffentwicklung. Liganden-Bindungs-Experimente stellen dafür elementare Techniken dar. Zur Substitution kostenintensiver und potentiell gesundheitsschädlicher Radioliganden-Bindungen, wurden in dieser Arbeit Fluoreszenz-basierte Liganden-Bindungs-Experimente für den PTHR entwickelt. Basierend auf Zeit-aufgelöster Fluoreszenz wurden mehrere Varianten dieser Experimente etabliert, um die Arzneistoffentwicklung am PTHR zu unterstützen.
KW  - G-Protein gekoppelte Rezeptoren
KW  - Parathormon
KW  - G-Protein gekoppelte Rezeptoren
KW  - Parathormon
KW  - vav2
KW  - Guanin Nukleotid Austauschfaktor
KW  - G protein coupled receptor
KW  - parathyroid hormone
KW  - vav2
KW  - guanine nucleotide exchange factor
KW  - Guaninnucleotid-Austauschfaktoren
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72369
ER  - 
TY  - THES
A1  - Eman, Maher Othman Sholkamy
T1  - In Vitro and In Vivo Analysis of Insulin-Induced Oxidative Stress and DNA Damage
T1  - In vitro und in vivo Untersuchungen von  Insulin-induzierten oxidativen Stress und  DNA-Schäden
N2  - Hyperinsulinemia, a condition with excessively high insulin blood levels, is related to an increased cancer incidence. Diabetes mellitus, metabolic syndrome, obesity and polycystic ovarian syndrome are the most common of several diseases accompanied by hyperinsulinemia. Since an elevated cancer risk especially for colon and kidney cancers, was reported for those patients, we investigated for the first time the induction of genomic damage by insulin mainly in HT29 (human colon cells), LLC-PK1 (pig kidney cells), HK2 (human kidney cells) and peripheral lymphocytes, and to confirm the genotoxicity of insulin in other cells from different tissues. To ascertain that the insulin effects were not only limited to permanent cell lines, rat primary colon, kidney, liver and fatty tissue cells were also studied. To connect the study and the findings to in vivo conditions, two in vivo models for hyperinsulinemia were used; Zucker diabetic fatty rats in a lean and diabetic state infused with different insulin concentrations and peripheral lymphocytes from type 2 diabetes mellitus patients. First, the human colon adenocarcinoma cells (HT29) showed significant elevation of DNA damage using comet assay and micronucleus frequency analysis upon treatment with 5 nM insulin in standard protocols. Extension of the treatment to 6 days lowered the concentration needed to reach significance to 0.5-1 nM. Insulin enhanced the cellular ROS production as examined by the oxidation of the dyes 2´,7´-dichlorodihydrofluorescein diacetate (H2DCF-DA) and dihydroethidium (DHE). The FPG modified comet assay and the reduction of damage by the radical scavenger tempol connected the insulin-mediatedDNA damage to ROS production. To investigate the sources of ROS upon insulin stimulation, apocynin and VAS2870 as NADPH oxidase inhibitors and rotenone as mitochondrial inhibitor were applied in combination with insulin and all of them led to a reduction of the genomic damage. Investigation of the signaling pathway started by evaluation of the binding of insulin to its receptor and to the IGF-1 receptor. The results showed the involvement of both receptors in the signaling mechanism. Following the activation of both receptors, PI3K activation occurs leading to phosphorylation of AKT which in turn activates two pathways for ROS production, the first related to mitochondria and the second through activation of Rac1 , resulting in the activation of Nox1. Both pathways could be activated through AKT or through the mitochondrial ROS which in turn could activates Nox1. Studying another human colon cancer cell line, Caco-2 and rat primary colon cells in vitro confirmed the effect of insulin on cellular chromatin. We conclude that pathophysiological levels of insulin can cause DNA damage in colon cells, which may contribute to the induction or progression of colon cancer. Second, in kidney cells, insulin at a concentration of 5 nM caused a significant increase in DNA damage in vitro. This was associated with the formation of reactive oxygen species (ROS). In the presence of antioxidants, blockers of the insulin and IGF-1 receptors, and a phosphatidylinositol 3-kinases (PI3K) inhibitor, the insulin mediated DNA damage was reduced. Phosphorylation of AKT was increased and p53 accumulated. Inhibition of the mitochondrial and NADPH oxidase related ROS production reduced the insulin mediated damage. In primary rat cells insulin also induced genomic damage. HK2 cells were used to investigate the mechanistic pathway in the kidney The signaling is identical to the one in the colon cells untill the activation of the mitochondrial ROS production, because after the activation of PI3K activation of Nox4 occurs at the same time across talk between mitochondria and Nox4 activation has been suggested and might play a role in the observed effects. In the in vivo model, kidneys from healthy, lean ZDF rats, which were infused with insulin to yield normal or high blood insulin levels, while keeping blood glucose levels constant, the amounts of ROS and p53 were elevated in the high insulin group compared to the control level group. ROS and p53 were also elevated in diabetic obese ZDF rats. The treatment of the diabetic rats with metformin reduced the DNA oxidation measured as 8-oxodG as well as the ROS production in that group. HL60 the human premyelocytic cells and cultured lymphocytes as models for the hemopoietic system cells showed a significant induction for DNA damage upon treatment with insulin. The diabetic patients also exhibited an increase in the micronucleus formation over the healthy individuals. In the present study, we showed for the first time that insulin induced oxidative stress resulting in genomic damage in different tissues, and that the source of the produced ROS differs between the tissues. If the same mechanisms are active in patients, hyperinsulinemia might cause genomic damage through the induction of ROS contributing to the increased cancer risk, against which the use of antioxidants as well as mitochondrial and NADPH oxidase inhibitors might exert protective effects with cancer preventive potential under certain conditions. Normal healthy human plasma insulin concentrations are in the order of 0.04 nM after overnight fasting and increase to less than about 0.2 nM after a meal. Pathophysiological levels can reach 1 nM and can stay above 0.2 nM for the majority of the daytime yielding condictions close to the insulin concentrations determined in the present study. Whether the observed effects also occur in vivo and whether they actually initiate or promote tumor formation remains to be determined. However, if proof of that can be obtained, our experiments with inhibitors indicate chances for pharmacological intervention applying antioxidants or enzyme inhibitors. It will not be the aim to reduce ROS in any case or as much as possible because ROS have now been recognized as important signaling molecules and participatants in immune defense, but a reduction to physiological levels instead of pathophysiological levels in the context of a disease associated with ROS overproduction might be beneficial.
N2  - Hyperinsulinämie, ein Zustand mit sehr hohen Blutspiegeln an Insulin, ist mit einer erhöhten Krebsinzidenz verbunden. Diabetes mellitus, das metabolische Syndrom, Adipositas und das polyzystische Ovarialsyndrom sind die häufigsten Krankheiten, die mit Hyperinsulinämie einhergehen. Da ein erhöhtes Krebsrisiko insbesondere für Krebserkrankungen des Dickdarms und der Niere beobachtet wurde, untersuchten wir erstmals die Induktion von Genomschäden durch Insulin in HT29-Zellen (humane Dickdarmzellen), LLC-PK1-Zellen (Nierenzellen vom Schwein), HK2-Zellen (humane Nierenzellen) und peripheren humanen Lymphozyten. Um die Gentoxizität von Insulin zu bestätigen, wurden auch andere Zellen aus unterschiedlichen Geweben untersucht. Um sicherzustellen, dass die Effekte durch Insulin nicht auf permanente Zelllinien beschränkt sind, wurden außerdem primäre Rattenzellen aus Dickdarm, Niere, Leber und Fettgewebe untersucht. Um die Befunde auf die in-vivo-Situation übertragen zu können, kamen zwei Hyperinsulinämie-Modelle zum Einsatz: mit Insulin infundierte ZDF-Ratten (Zucker Diabetic Fatty Rats) und periphere Lymphozyten von Patienten mit Diabetes Typ 2. Zuerst konnte in humanen Adenokarzinomzellen des Dickdarms (HT29) eine signifikante Erhöhung des DNA-Schadens in Standard-Protokollen des Comet Assays und des Mikrokerntests nach Behandlung mit 5 nM Insulin gezeigt werden. Bei Verlängerung der Behandlungszeit auf 6 Tage wurden signifikante Effekte bereits ab 0,5 nM beobachtet. Insulin erhöhte die zelluläre ROS-Produktion, die als Oxidation der Farbstoffe 2‘,7‘-Dichlorodihydrofluoresceindiacetat (H2DCF-DA) und Dihydroethidium (DHE) nachgewiesen wurde. Befunde aus dem FPG-modifizierten Comet Assay und das Ergebnis, dass der Radikalfänger Tempol die Zellen schützte stellen die Verbindung zwischen Insulin-verursachtem DNA-Schaden und ROS produktion her. Um die ROS-Quelle nach Stimulation mit Insulin zu untersuchen, wurden Apocynin und VAS2870 als NADPH-Oxidase-Inhibitoren und Rotenon als Inhibitor der Mitochondrien mit Insulin kombiniert. Alle diese Stoffe reduzierten den Genomschaden. Zur Charakterisierung der Signalwege wurde zunächst die Bindung von Insulin an seinen Rezeptor und an den IGF1-Rezeptor untersucht. Beide Rezeptoren sind an der Signaltransduktion beteiligt. Nach Aktivierung der Rezeptoren wird die PI3K aktiviert, dies führt zur Phosphorylierung von AKT. Dadurch werden zwei Wege zur ROS-Produktion aktiviert, der erste involviert die mitochondriale Atmungskette , der zweite agiert durch Rac1-Aktivierung. Letzteres resultiert in der Aktivierung der NADPH-Oxidase Isoform Nox1. Der Effekt von Insulin auf zelluläres Chromatin konnte in einer weiteren humanen Dickdarmkrebs-Zelllinie und in primären Dickdarmzellen der Ratte in vitro bestätigt werden. Wir schlussfolgern aus diesen Ergebnissen, dass pathophysiologische Insulin-Blutspiegel DNA-Schäden im Dickdarm verursachen können. Dies könnte zur Induktion oder Progression von Dickdarmkrebs beitragen. Weiterhin verursachte Insulin bei einer Konzentration von 5 nM einen signifikanten Anstieg von DNA-Schäden in vitro. Dies war verbunden mit der Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS). Bei Anwesenheit von Antioxidantien, von Inhibitoren des Insulin-Rezeptors bzw. des IGF-1-Rezeptors und eines Phosphatidylinositol-3-Kinase(PI3K)-Inhibitors war der Insulin-vermittelte DNA-Schaden reduziert. Phosphorylierung von AKT war erhöht und das Protein P53 akkumulierte. Inhibierung der ROS-Produktion der Mitochondrien bzw. der NADPH-Oxidase reduzierte den Insulin-vermittelten Schaden. In primären Rattenzellen induzierte Insulin ebenfalls Genomschaden. HK2-Zellen wurden zur Untersuchung der mechanistischen Signalwege in der Niere eingesetzt. Die Signalwege entsprechen denen der Dickdarmzellen bis zur Aktivierung der ROS-Produktion in den Mitochondrien. Als Folge der Aktivierung von PI3K wird Nox4 aktiviert. Eine Verbindung zwischen Mitochondrien und Nox4-Aktivierung wird vorgeschlagen. Als in-vivo-Modell wurden gesunde ZDF-Ratten mit Insulin infundiert, um normale bzw. erhöhte Insulin-Blutspiegel bei konstanten Glukose-Blutspiegeln zu erreichen. In den Nieren war der Gehalt an ROS und an P53 in der Gruppe mit erhöhten Insulin-Blutspiegeln im Vergleich zur Kontrolle erhöht. ROS und P53 waren ebenfalls in den diabetischen und adipösen ZDF-Ratten erhöht. Die Behandlung der diabetischen Ratten mit Metformin reduzierte die DNA-Oxidation, die in Form von 8-oxodG bestimmt wurde, und die ROS-Produktion in dieser Gruppe. HL60-Zellen und kultivierte Lymphozyten als Modelle für das hämatopoetische System zeigten eine signifikante Induktion von DNA-Schäden nach Behandlung mit Insulin. Diabetes-Patienten zeigten eine erhöhte Mikrokern-Bildung im Vergleich zu gesunden Probanden. In der vorliegenden Studie konnten wir erstmals zeigen, dass Insulin-induzierter oxidativer Stress zu Genomschaden führt, und dass in unterschiedlichen Geweben ROS aus verschiedenen Quellen stammten. Falls diese Mechanismen auch in Patienten auftreten, könnte Hyperinsulinämie durch ROS-Induktion zu Genomschaden führen und damit zu einem erhöhten Krebsrisiko beitragen. Unter bestimmten Bedingungen könnten Antioxidantien bzw. Inhibitoren der Mitochondrien oder der NADPH-Oxidase protektive Effekte ausüben.
KW  - Insulin
KW  - Oxidativer Stress
KW  - DNS-Schädigung
KW  - oxidativer Stress
KW  - DNA Schaden
KW  - Insulin
KW  - Insulin
KW  - Oxidative Stress
KW  - DNA Damage
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69274
ER  - 
TY  - THES
A1  - Engelhardt, Stefan
T1  - Transgene Mausmodelle zur Charakterisierung der Funktion kardialer beta-adrenerger Rezeptoren
T1  - Characterization of cardiac beta-adrenergic receptors through the use of transgenic mouse models
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurde die Funktion kardialer beta-adrenerger Rezeptoren mit Hilfe einer Kombination aus transgenen Mausmodellen und physiologischen und molekularbiologischen Methoden untersucht. Durch gezielte Überexpression des humanen beta1-adrenergen Rezeptors im Herzen transgener Mäuse konnte gezeigt werden, daß die chronische Aktivierung dieses Rezeptors eine trophische Wirkung auf die Herzmuskelzellen hat. Über einen Zeitraum von mehreren Monaten führte dies zur Entwicklung einer Herzinsuffizienz. In der menschlichen Herzinsuffizienz kommt es zu einem ähnlichen Phänomen: Durch deutlich erhöhte Freisetzung von endogenen Katecholaminen kommt es zu einer chronischen Dauerstimulation kardialer beta1-adrenerger Rezeptoren. Daß diese schädlich ist belegen das hier beschriebene Mausmodell und zudem einige neuere klinische Studien, die zeigen daß eine pharmakologische Blockade beta-adrenerger Rezeptoren zu einer Verminderung der Herzinsuffizienzmortalität führt. Dieses Mausmodell erlaubte es erstmals den beta1-adrenergen Rezeptor hinsichtlich seiner spontanen Rezeptoraktivität in einem physiologischen Modell zu untersuchen. Dabei zeigte sich, daß der humane beta1-adrenerge Rezeptor spontane Aktivität aufweist, jedoch in einem deutlich geringeren Ausmaß als der beta2-adrenerge Rezeptor. Dies könnte klinisch relevant sein, da klinisch verwendete beta-Rezeptor-Antagonisten die spontane Aktivität des beta1-adrenergen Rezeptors in unserem Modell unterschiedlich stark unterdrückten. In der vorliegenden Arbeit wurde zudem untersucht, ob sich die beiden kardial exprimierten Beta-Rezeptor-Subtypen Beta1 und Beta2 hinsichtlich ihrer Signaltransduktion unterscheiden. Ausgehend von dem Befund, daß die chronische Aktivierung der beiden Subtypen in transgenen Mausmodellen zu deutlich unterschiedlichen Phänotypen führt, wurden verschiedene intrazelluläre Signalwege auf ihre Aktivierung hin überprüft. Abweichend von publizierten, in vitro nach kurzzeitiger Rezeptorstimulation erhobenen Daten zeigte sich, daß die chronische Aktivierung der Rezeptorsubtypen zu einer unterschiedlichen Aktivierung der kardialen MAP-kinasen (ERK) führt. Die beta1-spezifische Aktivierung dieser Kinasen könnte die beobachtete unterschiedliche Hypertrophieentwicklung in diesen beiden Mausmodellen erklären. Einen weiteren Schwerpunkt bei der Aufklärung des Mechanismus beta-adrenerg induzierter Hypertrophie bildete die Untersuchung der zellulären Calcium-homöostase. Als früheste funktionelle Veränderung in der Entwicklung einer beta-adrenerg induzierten Herzhypertrophie und -insuffizienz trat dabei eine Störung des intrazellulären Calciumtransienten auf. Als möglicher Mechanismus für die Störung des Calciumhaushalts konnte eine zeitgleich auftretende veränderte Expression des Calcium-regulierenden Proteins Junctin beschrieben werden. Einen neuen therapeutischen Ansatz für die Therapie der Herzinsuffizienz könnten schließlich vielleicht die Untersuchungen zum kardialen Na/H-austauscher ergeben: Es konnte erstmals gezeigt werden, daß der kardiale Na/H-Austauscher maßgeblich an der beta-adrenerg induzierten Herzhypertrophie- und Fibrose-entstehung beteiligt ist und daß die pharmakologische Inhibition dieses Proteins sowohl Hypertrophie als auch die Fibrose wirksam unterdrücken kann.
KW  - Beta-Rezeptor
KW  - Maus
KW  - Transgene Tiere
KW  - Herzinsuffizienz
KW  - Transgene Mäuse
KW  - beta-adrenerge Rezeptoren
KW  - Hypertrophie
KW  - Fibrose
KW  - Na/H-Austauscher
KW  - Herzinsuffizienz
KW  - transgenic mice
KW  - cardiac hypertrophy
KW  - fibrosis
KW  - Na/H-exchanger
KW  - heart failure
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1181950
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Epe, B.
A1  - Harttig, U.
A1  - Stopper, Helga
A1  - Metzler, M.
T1  - Covalent binding of reactive estrogen metabolites to microtubular protein as a possible mechanism of aneuploidy induction and neoplastic cell transformation
N2  - Neoplastic cell transfonnation induced by estrogens and some other carcinogen& such as benzene appears to involve the induction of mitotic aneuploidy rather than DNA damage and point mutations. As metabolic activation may also play an important roJe in the mechanism of carcinogenesis of these nongenotoxic compounds, we have studied the Interaction of reactive quinone metabolites of various estrogens and of benzene with the major microtubular protein, tubulin, in a cell-free system. Covalent binding of the radioactively labeled metabolites to the a- and 13-subunit of tubulin was found to depend on the structure of the metabolite. When the adducted tubulins were tested in vitro for their ability to polymerize to microtubules, Inhibition of microtubule assembly was obsened in every case, although to varying extents. It is proposed that the fonnation of covalent tubulin adducts may impair the formation of mitotic spindies and thus contribute to chromosomal nondisjunction and aneuploidy induction.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1990
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-63478
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Epe, Bernd
A1  - Häring, Martin
A1  - Ramaiah, Danaboyina
A1  - Stopper, Helga
A1  - Abou-Elzahab, Mohamed M.
A1  - Adam, Waldemar
A1  - Saha-Möller, Chantu R.
T1  - DNA damage induced by furocoumarin hydroperoxides plus UV (360 nm)
N2  - Wben irradiated at 360 nm, furocoumarins with a hydroperoxide group in a side chain effciently give rise to a type of DNA damage that can best be explained by a photoinduced generation of hydroxyl radicals from the excited pbotosensitizers. The observed DNA damage profiles, i.e. the ratios of single-strand breaks, sites of base loss (AP sites) and base modifications sensitive to fonnamidopyrimidine-DNA glycosylase (FPG protein) and endonuclease m, are similar to the DNA damage profile produced by hydroxyl radicals generated by lonizing radiation or by xanthine and xanthine oxidase in the presence of Fe(III)-EDTA. No such damage is observed with the corresponding furocoumarin alcohols or in the absence of near-UV radiation. The damage caused by the photo-excited hydroperoxides is not influenced by superoxide dismutase (SOD) or catalase or by D2O as solvent. The presence of t-butanol, however, reduces both the formation of single-strand breaks and of base odifications sensitive to FPG protein. The cytotoxicity caused by one of the hydroperoxides in L5178Y mome lymphoma cells is found to be dependent on the near-UV irradiation and to be much higher than that of the corresponding alcohol. Therefore the new type of photoinduced damage occurs inside cells. Intercalating photosensitizers with an attached hydroperoxide group might represent a novel and versatile class of DNA damaging agents, e.g. for phototherapy.
KW  - DNS-Schädigung
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-86870
ER  - 
TY  - THES
A1  - Eppli, Nenad
T1  - Untersuchung des Einflusses der ERK1/2-Autophosphorylierung an Threonin 188 auf Mausherzen mittels transgener Mäuse mit ubiquitärer Überexpression von ERK2\(^{T188D}\)
T1  - Study on the effects of autophosphorylation of ERK1/2 at threonine 188 on murine hearts by means of transgenic mice ubiquitiously overexpressing ERK2\(^{T188D}\)
N2  - Die ERK2Thr188-Autophosphoylierung stellt einen regulatorischen Signalweg dar, der infolge einer hypertrophen Stimulation die kardiale Hypertrophie begünstigt. Eine Hemmung dieser Phosphorylierung in Kardiomyozyten verhindert die Ausbildung der kardialen Hypertrophie ohne Beeinflussung der kardioprotektiven Funktionen von ERK1/2. Demgegenüber führt die dauerhafte Simulation zu einem gain-of-function-Phänotypen mit ausgeprägter Hypertophie, Fibrose und einer reduzierten Herzfunktion. In dieser Arbeit wurde die dauerhafte Simulation ERK2Thr188-Phosphorylierung (T188D) in einem Mausmodell mit ubiquitärer Expression dieser Mutation untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich nach Stimulation durch TAC in diesen Tieren ein etwas stärkerer hypertropher Phänotyp mit vergrößerten Kardiomyozyten, gesteigerter interstitieller Fibrosierung und reduzierter Herzfunktion ausbildet als in Mäusen mit kardiomyozyten-spezifischer Überexpression diese Mutante. In Fibroblasten- und VSMC-Zelllinien wurde eine gesteigerte Proliferation der T188D-überexprimierenden Zellen im Vergleich zu Kontrollen festgestellt. Somit scheint die ERK2Thr188-Phosphorylierung auch in kardialen Nicht-Myozyten einen maladaptiven Einfluss auf das Herz auszuüben.
N2  - Autophosphorylation of ERK2 on threonine 188 is a regulatory signaling pathway facilitating cardiac hypertrophy due to a hypertrophic stimulation. The formation of cardiac hypertrophy can be impaired by inhibition of the phosphorylation without interfering with the cardioprotective functions of ERK1/2. In contrast, permanent stimulation of ERK2Thr188 phosphorylation leads to a gain-of-function phenotype with distinct hypertrophy fibrosis and a reduced cardiac function. Here, we examined a murine model with ubiquitous overexpression of ERK2Thr188 phosphorylation (T188D). We point out that mice showed an increased hypertrophic phenotype with augmented cardiomyocytes, enhanced interstitial fibrosis and reduced cardiac function in response to TAC compared to mice with overexpression of this mutant limited to cardiomyocytes. Fibroblasts and vascular smooth muscle cells overexpressing T188D showed an enhanced proliferation compared to controls. Taken together, the phosphorylation of ERK2 on threonine 188 exerts a maladaptive influence  on non-myocytes in the heart as well.
KW  - Herzhypertrophie
KW  - cardiac hypertrophy
KW  - ERK1/2-Autophosphorylierung
KW  - autophosphorylation of ERK1/2
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-216558
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Fathy, Moustafa
A1  - Fawzy, Michael Atef
A1  - Hintzsche, Henning
A1  - Nikaido, Toshio
A1  - Dandekar, Thomas
A1  - Othman, Eman M.
T1  - Eugenol exerts apoptotic effect and modulates the sensitivity of HeLa cells to cisplatin and radiation
JF  - Molecules
N2  - Eugenol is a phytochemical present in different plant products, e.g., clove oil. Traditionally, it is used against a number of different disorders and it was suggested to have anticancer activity. In this study, the activity of eugenol was evaluated in a human cervical cancer (HeLa) cell line and cell proliferation was examined after treatment with various concentrations of eugenol and different treatment durations. Cytotoxicity was tested using lactate dehydrogenase (LDH) enzyme leakage. In order to assess eugenol’s potential to act synergistically with chemotherapy and radiotherapy, cell survival was calculated after eugenol treatment in combination with cisplatin and X-rays. To elucidate its mechanism of action, caspase-3 activity was analyzed and the expression of various genes and proteins was checked by RT-PCR and western blot analyses. Eugenol clearly decreased the proliferation rate and increased LDH release in a concentration- and time-dependent manner. It showed synergistic effects with cisplatin and X-rays. Eugenol increased caspase-3 activity and the expression of Bax, cytochrome c (Cyt-c), caspase-3, and caspase-9 and decreased the expression of B-cell lymphoma (Bcl)-2, cyclooxygenase-2 (Cox-2), and interleukin-1 beta (IL-1β) indicating that eugenol mainly induced cell death by apoptosis. In conclusion, eugenol showed antiproliferative and cytotoxic effects via apoptosis and also synergism with cisplatin and ionizing radiation in the human cervical cancer cell line.
KW  - eugenol
KW  - HeLa cells
KW  - cisplatin
KW  - radiation
KW  - apoptosis
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-193227
SN  - 1420-3049
VL  - 24
IS  - 21
ER  - 
TY  - THES
A1  - Fazeli, Gholamreza
T1  - Signaling in the induction of genomic damage by endogenous compounds
T1  - Signalwege bei der Induktion von Genomschäden durch endogene Substanzen
N2  - Reactive oxygen species (ROS) are continuously generated in cells and are involved in physiological processes including signal transduction but also their damaging effects on biological molecules have been well described. A number of reports in the literature implicate excessive oxidative stress and/or inadequate antioxidant defense in the pathogenesis of cancer, atherosclerosis, chronic and age related disorders. Several studies have indicated that activation of the renin-angiotensin-aldosterone-system can lead to the formation of ROS. Epidemiological studies have revealed higher renal cell cancer incidences and also higher cancer mortalities in hypertensive individuals. Recently, our group has shown that perfusion of the isolated mouse kidney with Ang II or treatment of several cell lines with Ang II leads to formation of DNA damage and oxidative base modifications. Here, we tried to scrutinize the pathway involved in genotoxicity of Ang II. We confirmed the genotoxicity of Ang II in two kidney cell lines of human origin. Ang II treatment led to the production of superoxide anions which we could hinder when we used the membrane permeable superoxide dismutase (SOD) mimetic TEMPOL. One of the enzymes which is activated in the cells after Ang II treatment and is able to produce ROS is NADPH oxidase. We demonstrated the activation of NADPH oxidase in response to Ang II by upregulation of its p47 subunit using RT-PCR. Also, pPhosphorylation of p47 subunit of NADPH oxidase after Ang II treatment was enhanced. Using two inhibitors we showed that NADPH oxidase inhibition completely prevents DNA damage by Ang II treatment. To differentiate between Nox2 and Nox4 isoforms of NADPH oxidase subunits in the genotoxicity of Ang II, we performed siRNA inhibition and found a role only for Nox4, while Nox2 was not involved. Next, we investigated PKC as a potential activator of NADPH oxidase. We showed that PKC becomes phosphorylated after Ang II treatment and also that inhibition of PKC hinders Ang II from damaging the cells. Our results from using several inhibitors of different parts of the pathway revealed that PKC activation in this pathway is dependent on the action of PLC on membrane phospholipids and production of IP3. IP3 binds to its receptor at endoplasmic reticulum (ER), opening a channel which allows calcium efflux into the cytoplasm. In this manner, both ER calcium stores and extracellular calcium cooperate so that Ang II can exert its genotoxic effect. PLC is activated by AT1R stimulation. We could also show that the genotoxicity of Ang II is mediated via AT1R signaling using the AT1R antagonist candesartan. In conclusion, here we have shown that Ang II is able to damage genomic damage in cell lines of kidney origin. The observed damage is associated with production of ROS. A decrease in Ang II-induced DNA damage was observed after inhibition of G-proteins, PLC, PKC and NADPH oxidase and interfering with intra- as well as extracellular calcium signaling. This leads to the following preliminary model of signaling in Ang II-induced DNA damage: binding of Ang II to the AT1 receptor activates PLC via stimulation of G-proteins, resulting in the activation of PKC in a calcium dependent manner which in turn, activates NADPH oxidase. NADPH oxidase with involvement of its Nox4 subunit then produces reactive oxygen species which cause DNA damage. Dopamine content and metabolism in the peripheral lymphocytes of PD patients are influenced by L-Dopa administration. The PD patients receiving a high dose of L-Dopa show a significantly higher content of dopamine in their lymphocytes compared to PD patients who received a low dose of L-Dopa or the healthy control. Central to many of the processes involved in oxidative stress and oxidative damage in PD are the actions of monoamine oxidase (MAO), the enzyme which is responsible for the enzymatic oxidation of dopamine which leadsing to production of H2O2 as a by-product. We investigated whether dopamine oxidation can cause genotoxicity in lymphocytes of PD patents who were under high dose L-Dopa therapy and afterward questioned the occurrence of DNA damage after dopamine treatment in vitro and tried to reveal the mechanism by which dopamine exerts its genotoxic effect. The frequency of micronuclei in peripheral blood lymphocytes of the PD patients was not elevated compared to healthy age-matched individuals, although the formation of micronuclei revealed a positive correlation with the daily dose of L-Dopa administration in patients who received L-Dopa therapy together with dopamine receptor agonists. In vitro, we describe an induction of genomic damage detected as micronucleus formation by low micromolar concentrations in cell lines with of different tissue origins. The genotoxic effect of dopamine was reduced by addition of the antioxidants TEMPOL and dimethylthiourea which proved the involvement of ROS production in dopamine-induced DNA damage. To determine whether oxidation of dopamine by MAO is relevant in its genotoxicity, we inhibited MAO with two inhibitors, trans-2-phenylcyclopropylamine hydrochloride (PCPA) and Ro 16-6491 which both reduced the formation of micronuclei in PC-12 cells. We also studied the role of the dopamine transporter (DAT) and dopamine type 2 receptor (D2R) signaling in the genotoxicity of dopamine. Inhibitors of the DAT, GBR-12909 and nomifensine, hindered dopamine-induced genotoxicity. These results were confirmed by treatment of MDCK and MDCK-DAT cells, the latter containing the human DAT gene, with dopamine. Only MDCK-DAT cells showed elevated chromosomal damage and dopamine uptake. Although stimulation of D2R with quinpirole in the absence of dopamine did not induce genotoxicity in PC-12 cells, interference with D2R signaling using D2R antagonist and inhibition of G-proteins, phosphoinositide 3 kinase and extracellular signal-regulated kinases reduced dopamine-induced genotoxicity and affected the ability of DAT to take up dopamine. Furthermore, the D2R antagonist sulpiride inhibited the dopamine-induced migration of DAT from cytosol to cell membrane. Overall, the neurotransmitter dopamine causes DNA damage and oxidative stress in vitro. There are also indications that high dose L-Dopa therapy might lead to oxidative stress. Dopamine exerts its genotoxicity in vitro upon transport into the cells and oxidization oxidation by MAO. Transport of dopamine by DAT has the central role in this process. D2R signaling is involved in the genotoxicity of dopamine by affecting activation and cell surface expression of DAT and hence modulating dopamine uptake. We provided evidences for receptor-mediated genotoxicity of two compounds with different mechanism of actions. The involvement of these receptors in many human complications urges more investigations to reveal whether abnormalities in the endogenous compounds-mediated signaling can play a role in the initiation of new conditions like carcinogenesis.
N2  - Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) werden kontinuierlich in Zellen generiert und sind an physiologischen Prozessen wie der Signaltransduktion beteiligt. Aber auch ihre schädigenden Auswirkungen auf biologische Moleküle sind seit langem bekannt. Eine Reihe von Literaturberichten sieht einen Zusammenhang zwischen übermäßigem oxidativen Stress oder einer unzureichenden antioxidativen Verteidigung und Krebs, Atherosklerose und chronischen bzw. altersbedingten Erkrankungen. Mehrere Studien haben belegt, dass die Aktivierung des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems zur Bildung von ROS führen kann. Epidemiologische Studien haben gezeigt, dass Nierenkarzinom-Inzidenzen und -Mortalitäten bei Hypertonikern erhöht sind. Vor kurzem konnte unsere Gruppe zeigen, dass die Perfusion von isolierten Maäusen-Nieren und dieoder Behandlung mehrerer Zelllinien mit Angiotensin II (Ang II) zur Bildung von DNA-Schäden und oxidativen Basenmodifikationen führt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Signalwege der Genotoxizität von Ang II zu bestimmen. Wir bestätigten dDie Genotoxiziät von Ang II in zwei Nieren-Zelllinien humaner Herkunft konnte bestätigt werden. Wir zeigten, dass Ang II-Behandlung zur Produktion von Superoxid-Anionen führt, die durch das membrangängige Superoxid-Dismutase-Mimetikum TEMPOL verhindert werden kann. Eines der Enzyme, das in den Zellen nach Ang II-Behandlung aktiviert wird und ROS produzieren kann, ist die NADPH-Oxidase. Die mittels RT-PCR gemessene Hochregulierung von p47 beweist die Aktivierung der NADPH-Oxidase nach Ang II-Behandlung. Auch die Phosphorylierung von p47 nach Ang II-Behandlung wurde gesteigert. Mittels zweier Inhibitoren zeigten wir, dass NADPH-Oxidase-Hemmung DNA-Schäden durch Ang II-Behandlung vollständig verhindert. Wir versuchten, die Rolle der Nox2- und Nox4-Isoformen der NADPH-Oxidase-Untereinheiten bei der Genotoxizität von Ang II zu differenzieren. Hemmung mittels siRNA bestätigte nur eine Beteiligung der Nox4. Anschließend überprüften wir die Rolle der PKC als potentiellem Aktivator der NADPH-Oxidase. Wir zeigten, dass die PKC nach Ang II-Behandlung PKC phosphoryliert wird und durch die Hemmung der PKC Ang II-induzierten Schäden verhindert werdenird. Die Verwendung mehrerer Inhibitoren der verschiedenen Teile des Signalweges zeigte, dass die PKC-Aktivierung von der Reaktion der PLC mit Membranphospholipiden und der Produktion von IP3 und DAG abhängig ist. IP3 bindet an seinen Rezeptor am Endoplasmatischen Retikulum (ER)., dDie in der Folge auftretende Öffnung eines Kanals ermöglicht einen Calcium-Ausstrom in das Cytoplasma. Auf diese Weise sind sowohl ER-Calcium als auch extrazelluläres Calcium an der Ang II-induzierten genotoxische Wirkung beteiligt. PLC wird durch AT1R-Stimulation aktiviert. Wir konnten mit Hilfe des AT1R-Antagonisten Candesartan auch zeigen, dass die Genotoxizität von Ang II über AT1R-Signaltransduktion vermittelt wird. Zusammenfassend haben wir gezeigt, dass Ang II genomische Schäden in humanen Nieren-Zelllinien verursacht. Die Schäden sind mit der Produktion von ROS verbunden. Eine Reduktion der Ang II-induzierten DNA-Schäden wurde nach Hemmung vonder G-Proteinen, der PLC, PKC und NADPH-Oxidase und Beeinflussung intra- sowie extrazellulärer Calium-Signalgebung gezeigt. Dies führt zu folgendem vorläufigen Modell der Signaltransduktion der von Ang II-induzierten DNA-Schäden: Die Bindung von Ang II an den AT1-Rezeptor aktiviert die PLC durch Stimulationerung der G-Proteine und die PKC in Calcium-abhängiger Weise, dies wiederum aktiviert die NADPH-Oxidase. Die NADPH Oxidase unter Beteiligung ihrerseiner Nox4-Untereinheit erzeugt dann reaktive Sauerstoffspezies, die DNA-Schäden verursachen. Dopamingehalt und -stoffwechsel in peripheren Lymphozyten von Parkinson-Patienten werden durch L-Dopa-Gabe beeinflusst. Die Patienten, die eine hohe Dosis L-Dopa erhalten, zeigen einen signifikant höheren Gehalt an Dopamin in den Lymphozyten im Vergleich zu Patienten, die eine niedrige Dosis L-Dopa erhalten oder der gesunden Kontrollgruppe. Im Mittelpunkt vieler Prozesse bei der Entstehung von oxidativem Stress und oxidativer Schäden bei Parkinson-Patienten steht die Monoaminoxidase (MAO), die für die enzymatische Oxidation von Dopamin und in der Folge für die Entstehung von H2O2 verantwortlich ist. Wir untersuchten, ob die Oxidation von Dopamin genotoxische Wirkung in Lymphozyten von Parkinson-Patienten mit hochdosierter L-Dopa-Therapie induzieren kann. Danach überprüftenfragten wir, ob die Behandlung mit Dopamin in vitro DNA-Schäden induzieren kann und versuchten aufzuzeigen, durch welchen Mechanismus Dopamin seine genotoxische Wirkung entfaltet. Die Häufigkeit von Mikrokernen in peripheren Lymphozyten der Parkinson-Patienten war nicht erhöht im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe, allerdings zeigte die Mikrokernfrequenz eine positive Korrelation mit der täglichen L-Dopa-Dosis bei Patienten, die eine L-Dopa-Therapie zusammen mit einem Dopamin-Rezeptor-Agonisten erhielten. In vitro beobachteten wir bei niedrigen mikromolaren Konzentrationen eine Induktion des genomischen Schadens in Zelllinien, die aus verschiedenen Geweben stammten. Die genotoxische Wirkung von Dopamin wurde durch Zugabe der Antioxidantien TEMPOL und DMTU reduziert, wodurch die Beteiligung von ROS gezeigt werden konnte. Um festzustellen, ob die Oxidation von Dopamin durch MAO für die Genotoxizität relevant ist, hemmten wir MAO mit zwei Inhibitoren, trans-2-Phenylcyclopropylamin-Hydrochlorid (PCPA) und Ro 16-6491, die beide die Bildung von Mikrokernen in PC-12-Zellen reduzieren konnten. Wir untersuchten auch die Rolle des Dopamin-Transporters (DAT) und Dopamin-Typ-2-Rezeptor (D2R)-assoziierter Signalwege in der Genotoxizität von Dopamin. Die Inhibitoren des DAT, GBR-12909 und Nomifensin verhinderten die Dopamin-induzierte Genotoxizität. Diese Ergebnisse wurden durch Behandlung von MDCK- und MDCK-DAT- Zellen (die das humane DAT-Gen besitzen) mit Dopamin bestätigt. Nur MDCK-DAT-Zellen zeigten erhöhte chromosomale Schäden und Dopaminaufnahme. Obwohl die Stimulation mit dem D2R-Rezeptor-Agonisten Quinpirol in Abwesenheit von Dopamin keine Genotoxizität in PC-12-Zellen induzierte, reduzierten sowohl ein D2R-Antagonist, wie auch Inhibitoren des in der Signalkaskade involvierten G-Proteins, der Phosphoinositol-3-Kinase und der extrazellulären signalregulierten Kinasen die Aufnahme von Dopamin mittels DAT und die Dopamin-vermittelte Genotoxizität. Der D2R-Antagonist Sulpirid hemmte die Dopamin-induzierte Migration von DAT aus dem Cytosol zur Zellmembran. Insgesamt verursacht der Neurotransmitter Dopamin DNA-Schäden und oxidativen Stress in vitro. Es gibt Hinweise, dass eine hochdosierte L-Dopa-Therapie zu oxidativem Stress führt. In vitro führt Dopamin zu Genotoxizität durch den Transport in die Zellen und Oxidation durch MAO. Der Transport von Dopamin durch DAT spielt eine zentrale Rolle in diesem Prozess. Die D2R-Signalwege sind an der Genotoxizität von Dopamin durch Auswirkung auf die Aktivierung und Membranexpression von DAT und damit der Dopaminaufnahme beteiligt.
KW  - Angiotensin II
KW  - Mutagenität
KW  - DNS-Schädigung
KW  - DNA-Schaden
KW  - Genotoxizität
KW  - genotoxicity
KW  - DNA damage
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-55634
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Federico, Stephanie
A1  - Redenti, Sara
A1  - Sturlese, Mattia
A1  - Ciancetta, Antonella
A1  - Kachler, Sonja
A1  - Klotz, Karl-Norbert
A1  - Cacciari, Barbara
A1  - Moro, Stefano
A1  - Spalluto, Giampiero
T1  - The Influence of the 1-(3-Trifluoromethyl-Benzyl)-1H-Pyrazole-4-yl Moiety on the Adenosine Receptors Affinity Profile of Pyrazolo[4,3-e][1,2,4]Triazolo[1,5-c]Pyrimidine Derivatives
JF  - PLoS One
N2  - A new series of pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazolo[1,5-c]pyrimidine (PTP) derivatives has been developed in order to explore their affinity and selectivity profile at the four adenosine receptor subtypes. In particular, the PTP scaffold was conjugated at the C2 position with the 1-(3-trifluoromethyl-benzyl)-1H-pyrazole, a group believed to confer potency and selectivity toward the human (h) A\(_{2B}\) adenosine receptor (AR) to the xanthine ligand 8-(1-(3-(trifluoromethyl) benzyl)-1H-pyrazol-4-yl)-1,3-dimethyl-1H-purine-2,6(3H, 7H)-dione (CVT 6975). Interestingly, the synthesized compounds turned out to be inactive at the hA\(_{2B}\) AR but they displayed affinity at the hA\(_3\) AR in the nanomolar range. The best compound of the series (6) shows both high affinity (hA\(_3\) AR K\(_i\) = 11 nM) and selectivity (A\(_1\)/A\(_3\) and A\(_{2A}\)/A\(_3\) > 9090; A\(_{2B}\)/A\(_3\) > 909) at the hA\(_3\) AR. To better rationalize these results, a molecular docking study on the four AR subtypes was performed for all the synthesized compounds. In addition, CTV 6975 and two close analogues have been subjected to the same molecular docking protocol to investigate the role of the 1-(3-trifluoromethyl-benzyl)-1H-pyrazole on the binding at the four ARs.
KW  - drug
KW  - human A(3)
KW  - protein-coupled receptors
KW  - classification
KW  - subtypes
KW  - potent
KW  - antagonists
KW  - mast cells
KW  - targets
KW  - A(2B) receptors
KW  - international union
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-137133
VL  - 10
IS  - 12
ER  - 
TY  - THES
A1  - Fink, Kristin
T1  - Toxins in Renal Disease and Dialysis Therapy : Genotoxic Potential and Mechanisms
T1  - Toxine in Nierenerkrankung und Dialyse Therapie : Genotoxisches Potential und Mechanismus
N2  - In patients suffering from end-stage renal disease who are treated by hemodialysis genomic damage as well as cancer incidence is elevated. One possible cause for the increased genomic damage could be the accumulation of genotoxic substances in the blood of patients. Two possible sources for those toxins have to be considered. The first possibility is that substances from dialysers, the blood tubing system or even contaminated dialysis solutions may leach into the blood of the patients during dialysis. Secondly, the loss of renal filtration leads to an accumulation of substances which are normally excreted by the kidney. If those substances possess toxic potential, they are called uremic toxins. Several of these uremic toxins are potentially genotoxic. Within this thesis several exemplary uremic toxins have been tested for genotoxic effects (homocysteine, homocysteine-thiolactone,leptine, advanced glycated end-products). Additionally, it was analysed whether substances are leaching from dialysers or blood tubing and whether they cause effects in in vitrotoxicity testing. The focus of chemical analytisis was on bisphenol A (BPA), the main component of plastics used in dialysers and dialyser membranes.
N2  - Patienten, die an terminaler Niereninsuffizienz leiden und mittels Hämodialyse behandelt werden, weisen einen erhöhten Genomschaden auf. Dieser könnte ursächlich für die erhöhte Krebsinzidenz dieser Patientengruppe sein. Eine der möglichen Ursachen für den erhöhten Genomschaden stellt die Akkumulation genotoxischer Substanzen im Blut der Patienten dar. Diese Substanzen können prinzipiell aus zwei unterschiedlichen Quellen stammen. Erstens besteht die Möglichkeit, dass während der Dialyse Substanzen aus den Dialysatoren, dem Blutschlauchsystem oder gar aus verunreinigtem Dialysat in das Blut der Patienten übertreten. Zweitens führt der Verlust der Nierenfunktion zu einer stark verminderten Exkretion harnpflichtiger Substanzen. Diese Substanzen akkumulieren im Blut und bilden, sofern sie ein toxisches Potential besitzen, die Gruppe der so genannten urämischen Toxine. Einige dieser urämischen Toxine sind potentiell auch genotoxisch. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden exemplarische Vertreter der urämischen Toxine auf ihre genotoxische Wirkung hin untersucht (Homocstein, Homocystein-Thiolacton, Leptin, Advanced Glycation End-Products). Außerdem wurde analysiert, ob Substanzen aus Dialysatormembranen oder dem Blutschlauchsystem austreten und in in vitro-Toxizitätstests Effekte zeigen. Der Fokus der Analytik lag hierbei auf dem Nachweis von Bisphenol A, dem Hauptbestandteil verschiedener Kunststoffe die für Dialysatoren und Dialysatormembranen verwendet werden.
KW  - Bisphenol A
KW  - Homocystein
KW  - Extrakorporale Dialyse
KW  - Genomschaden
KW  - Urämische Toxine
KW  - bisphenol a
KW  - homocysteine
KW  - dialysis
KW  - genomic damage
KW  - uremic toxins
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-31082
ER  - 
TY  - THES
A1  - Fischer, Thomas Horst
T1  - Die transkriptionelle Regulation der microRNA-21 im Herzen
T1  - The transcriptional regulation of microRNA-21 in the heart
N2  - MicroRNAs sind kleine, nicht kodierende RNA-Moleküle, die posttranskriptionell die Genexpression regulieren. Sie binden hierfür spezifisch an 3’-UTRs von messenger-RNAs und führen entweder direkt zu deren Abbau oder inhibieren deren Translation. Über die Mechanismen, die die Expression von microRNAs regulieren, ist jedoch noch wenig bekannt. Die Tatsache, dass sie als lange Vorläufermoleküle (pri-microRNAs) durch die RNA-Polymerase-II transkribiert werden, legt die Existenz eines Promotorbereiches nahe, der dem proteinkodierender Gene ähnelt. Mit Hilfe von microRNA-Arrays konnten wir im linksventrikulären Myokard mehrere bei Herzinsuffizienz deutlich verändert exprimierte microRNAs identifizieren. Die microRNA-21 ist dabei bereits im Frühstadium der Herzinsuffizienz verstärkt exprimiert (Northern Blot). Auch in primären, kardialen Zellen (Fibroblasten, Kardiomyozyten) wird die microRNA-21 nach Induktion einer Hypertrophie verstärkt exprimiert. Weiterführendes Ziel dieser Arbeit war es nun, diejenigen Mechanismen aufzuklären, die der starken Induktion der microRNA-21 im erkrankten Myokard zu Grunde liegen. Durch bioinformatische Analyse des zugehörigen Promotorbereiches (Trans-Spezies-Konservierung) und Klonierung danach ausgerichteter Fragmente in Luciferase-basierte Reporter-Plasmide konnte ein 118 Basen langer Bereich identifiziert werden, der maßgeblich die Expression der microRNA-21 im Herzen bedingt. Durch Deaktivierung einzelner cis-Elemente konnte die kardiale Expression auf zwei essentielle Transkriptionsfaktorbindungsstellen zurückgeführt werden. Es handelt sich dabei um Erkennungssequenzen für die im Herz bedeutsamen Transkriptionsfaktoren CREB und SRF. Sie liegen in enger räumlicher Nachbarschaft ungefähr 1150 bp vor der Transkriptionsstartstelle. Die Suppression der Expression dieser beiden Transkriptionsfaktoren mittels geeigneter siRNAs führte jeweils zu einer signifikanten Aktivitätsminderung des microRNA-21-Promotors und konnte somit die vorangehenden Ergebnisse validieren. Durch Generierung einer transgenen Tierlinie, die lacZ unter der Kontrolle des microRNA-21-Promotors exprimiert, werden in naher Zukunft nähere Aufschlüsse über die gewebsspezifische Verteilung der microRNA-21-Expresssion in vivo möglich sein. Zusammenfassend beschreiben wir hier erstmals den Mechanismus der transkriptionellen Regulation der microRNA-21 im Herzen. Dieser Mechanismus bedingt wahrscheinlich die starke Induktion dieser microRNA bei kardialer Hypertrophie und Herzinsuffizienz.
N2  - MicroRNAs are small, non-coding RNA molecules that posttranscriptionally regulate gene expression. They specifically bind to 3’-UTRs of messenger RNAs and either directly lead to the degradation of the bound messenger-RNA or inhibit its translation. Only little is known, however, about the mechanisms that control the expression of microRNAs. The fact that they are being transcribed as long precursor-molecules (primary microRNAs, pri-microRNAs) by type-II-RNA-polymerase suggests that they have a promoter region similar to those of protein-coding genes. Using microRNA arrays, we were able to identify several differentially expressed microRNAs in the left ventricular myocardium of mice suffering from heart failure. MicroRNA-21 was found to be strikingly upregulated even in early stages of disease (Northern blot) and the induction of hypertrophy in vitro also elevated its expression. The aim of this study was to learn more about the molecular mechanisms that are responsible for the strong induction of microRNA-21 in the failing heart. Bioinformatic analysis of the microRNA-21 promoter region (trans species conservation) and cloning of several fragments into luciferase-based reporter plasmids revealed a 118 bp region to be fundamental to the activity of this promoter in cardiac cells. By deactivating single cis elements we were able to identify two transcription factor binding sites that are essential for microRNA-21 expression. These are recognition sites for the transcription factors CREB and SRF, both of which are known to be important in the heart. They are located in close proximity about 1150 bp upstream of the transcription start site. The suppression of these transcription factors through siRNAs lead to a strong reduction of the microRNA-21 promoter activity and thus validated the preceding results. Summing up we were able to describe the mechanisms that underlie the transcriptional regulation of microRNA-21 in the heart. This mechanism most likely leads to the strong induction of this microRNA in hypertrophy and heart failure.
KW  - Small RNA
KW  - Genregulation
KW  - microRNA-21
KW  - miR-21
KW  - Herz
KW  - Transkription
KW  - microRNA-21
KW  - miR-21
KW  - Herz
KW  - transcription
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-50702
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Fischer, W. H.
A1  - Beland, P. E.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - DNA adducts, cell proliferation and papilloma latency time in mouse skin after repeated dermal application of DMBA and TPA
N2  - 'lbe mouse skin tumor model was used to investigate whether the Ievel of DNA 8dducts and/or the rate of cell division in the epidermis are indicators of the risk of cancer formation for an individual in an outbred animal popul8tion. A high risk was considered to be reftected by 8 short latency period for the 8ppearance of 8 papilloma. Fernale NMRI mice were treated twice weekly with 2.5 nmol 7 ,12-dimethylbenz[a]antbracene (DMBA) and 3 nmoi12-0-tetradecanoylphorbol-13- 8cetate (TPA) and the appearance of papillomas was registered. The first papilloma 8ppeared after 7.5 weeks. After 17 weeks, when 12 of 14 mice bad 8t least one papilloma, an osmotic minipump deliverlog 5-bromo-2'deoxyuridine (BrdU) was implanted into eacb mouse for 24 h. The mice were killed after 24 h ~d the epidermis was analyzed for D:MBA-nucleotide 8dducts by 32p.postlabeling, for the cell number per unit skin length, and for the labeling index for DNA synthesls. Unexpectedly, D:MBA-nucleotide 8dduct Ievels were highest in those anima1s wbich showed the Iongest latency periods. Adduct Ievels were negatively correlated with the 18beling index, indicating that dilution of adducts by cell division was a predominant factor in determining average adduct concentrations. Individual tumor-latency time was not corTelated with either cell ntunber or labeling index. This could be due to the fact that the measurements only provided 8veraged data and gave no infonnation on the specific situation in clones of premalignant cells. Under the conditions of tbis assay, therefore, neither DNA adduct Ievels nor information on the average kinetics of cell division bad a predidive value for the individual amcer risk withln a group of outbred animals receiving the same treatment
KW  - Toxikologie
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60673
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Fischer, W. H.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - Short communication : Mouse skin papilloma formation by chronic dermal application of 7,12-dimethylbenz[a]anthracene is not reduced by diet restriction
N2  - No abstract available
KW  - Toxikologie
Y1  - 1994
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60644
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Frey, Anna
A1  - Gassenmaier, Tobias
A1  - Hofmann, Ulrich
A1  - Schmitt, Dominik
A1  - Fette, Georg
A1  - Marx, Almuth
A1  - Heterich, Sabine
A1  - Boivin-Jahns, Valérie
A1  - Ertl, Georg
A1  - Bley, Thorsten
A1  - Frantz, Stefan
A1  - Jahns, Roland
A1  - Störk, Stefan
T1  - Coagulation factor XIII activity predicts left ventricular remodelling after acute myocardial infarction
JF  - ESC Heart Failure
N2  - Aims Acute myocardial infarction (MI) is the major cause of chronic heart failure. The activity of blood coagulation factor XIII (FXIIIa) plays an important role in rodents as a healing factor after MI, whereas its role in healing and remodelling processes in humans remains unclear. We prospectively evaluated the relevance of FXIIIa after acute MI as a potential early prognostic marker for adequate healing.
Methods and results This monocentric prospective cohort study investigated cardiac remodelling in patients with ST-elevation MI and followed them up for 1 year. Serum FXIIIa was serially assessed during the first 9 days after MI and after 2, 6, and 12 months. Cardiac magnetic resonance imaging was performed within 4 days after MI (Scan 1), after 7 to 9 days (Scan 2), and after 12 months (Scan 3). The FXIII valine-to-leucine (V34L) single-nucleotide polymorphism rs5985 was genotyped. One hundred forty-six patients were investigated (mean age 58 ± 11 years, 13% women). Median FXIIIa was 118 % (quartiles, 102–132%) and dropped to a trough on the second day after MI: 109%(98–109%; P < 0.001). FXIIIa recovered slowly over time, reaching the baseline level after 2 to 6 months and surpassed baseline levels only after 12 months: 124 % (110–142%). The development of FXIIIa after MI was independent of the genotype. FXIIIa on Day 2 was strongly and inversely associated with the relative size of MI in Scan 1 (Spearman’s ρ = –0.31; P = 0.01) and Scan 3 (ρ = –0.39; P < 0.01) and positively associated with left ventricular ejection fraction: ρ = 0.32 (P < 0.01) and ρ = 0.24 (P = 0.04), respectively.
Conclusions FXIII activity after MI is highly dynamic, exhibiting a significant decline in the early healing period, with reconstitution 6 months later. Depressed FXIIIa early after MI predicted a greater size of MI and lower left ventricular ejection fraction after 1 year. The clinical relevance of these findings awaits to be tested in a randomized trial.
KW  - blood coagulation factor XIII
KW  - ST-elevation myocardial infarction
KW  - healing and remodelling processes
KW  - cardiac magnetic resonance imaging
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-236013
VL  - 7
IS  - 5
ER  - 
TY  - THES
A1  - Frölich, Nadine
T1  - Analyse der µ-Opiatrezeptoraktivierung und Signaltransduktion in lebenden Zellen mittels FRET-Mikroskopie
T1  - Analysis of µ-opioid receptor activation and signal transduction in living cells using FRET microscopy
N2  - Der Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer ist ein Phänomen, welches erstmals 1948 von Theodor Förster beschrieben wurde. Mit der Entwicklung von Fluoreszenzproteinen konnten in Kombination mit Mikroskopietechniken Einblicke in zellbiologische Vorgänge gewonnen werden, die durch biochemische oder physiologische Experimente nicht möglich sind. Dabei spielt die hohe zeitliche und räumliche Auflösung eine wichtige Rolle. Auf dem Forschungsgebiet der GPCR, welche die größte Gruppe von Membranproteinen bei den Säugetieren darstellen, wurden insbesondere Erkenntnisse über Konformationsänderungen der Rezeptoren, die Kinetik der Rezeptoraktivierung und die Interaktion mit intrazellulären Signalproteinen gewonnen. Der µ-Opioidrezeptor gehört zur Familie der GPCR und stellt aufgrund seiner analgetischen Wirkungen eine wichtige pharmakologische Zielstruktur dar. Das Ziel dieser Arbeit war sowohl den Rezeptor als auch seine Signalwege mittels FRET-Mikroskopie zu untersuchen. Zunächst sollte ein intramolekularer FRET-Sensor des µ-Opioidrezeptors entwickelt werden, dazu wurden basierend auf den Kenntnissen über die Tertiärstruktur und dem Aufbau bereits bekannter GPCR-Sensoren verschiedene Rezeptorkonstrukte kloniert. Bei den Konstrukten wurden entweder zwei Fluoreszenzproteine oder ein Fluoreszenzprotein und ein Fluorophor-bindendes Tetracysteinmotiv kombiniert. Auch die Positionen der eingefügten Sequenzen wurden in den intrazellulären Domänen variiert, da der Rezeptor auf die Modifikationen mit beeinträchtigter Membranlokalisation reagierte. Durch die Optimierung wurden Rezeptoren konstruiert, die an der Zellmembran lokalisiert waren. Jedoch zeigte keines der Rezeptorkonstrukte Funktionalität im Hinblick auf die Rezeptoraktivierung. Im zweiten Teil wurden die pharmakologischen Effekte der Metabolite von Morphin am humanen µ-Opioidrezeptor systematisch analysiert. Dazu wurde die Fähigkeit der Metabolite, Gi-Proteine zu aktivieren und β-Arrestin2 zu rekrutieren, mittels FRET-basierter Messungen an lebenden Zellen untersucht. Außerdem wurde die Affinität der Metabolite zum humanen µ Opioidrezeptor anhand der Verdrängung eines radioaktiven Liganden analysiert. Meine Experimente identifizierten eine Gruppe mit stark agonistischen und eine mit schwach agonistischen Eigenschaften. Die starken Partialagonisten aktivieren den Rezeptor bereits bei nanomolaren Konzentrationen, während die schwachen Metabolite den Rezeptor erst bei Konzentrationen im mikromolaren Bereich aktivieren. Die Metabolite Normorphin, Morphin-6-Glucuronid und 6-Acetylmorphin zeigen geringere Potenz als Morphin bei der Gi-Aktivierung aber überraschenderweise höhere Potenz und Effizienz für die β-Arrestin-Rekrutierung. Dies deutet auf eine bevorzugte Aktivierung von β-Arrestin2 hin. Die aus diesen Studien gewonnenen Ergebnisse liefern Hinweise darauf, welche Metabolite bei der Signalverarbeitung am µ Opioidrezeptor in vivo beteiligt sind.
N2  - Fluorescence resonance energy transfer was first described by Theodor Förster in 1948. The discovery and development of intrinsic fluorescent proteins revolutionized cell and molecular biology. The FRET-technique allows the analysis of protein-protein interactions and intramolecular conformational changes. In this method, its high temporal and spatial resolution plays a crucial role. Especially in the research field of GPCR, which are the largest family of membrane proteins in mammals, insights into receptor conformational changes, kinetics of receptor activation and the interaction with intracellular proteins were obtained. The µ-opioid receptor belongs to the GPCR family and is involved in analgesia. Therefore, the receptor is an important pharmacological target. Its pharmacological properties were extensively analyzed in the current thesis by FRET. Engineering of an intramolecular MOR-biosensor was initially planned. Based on the knowledge about the tertiary receptor structure and earlier GPCR-sensors, different receptor constructs were cloned. For each receptor construct either two fluorescent proteins or one fluorescent protein and one fluorophore binding tetracysteine motif were combined. The insertion of the additional amino acid sequences prevented the membrane localization for some constructs. Hence, the insertion site of the amioacid sequences was varied in the intracellular loops. Ultimately, the optimization resulted in some membrane localized receptor constructs with the tetracysteine motif in the third intracellular loop. Nevertheless, none of the receptor constructs was functional in terms of measurable conformational change upon receptor activation. In the second part of this thesis, the pharmacological effects of morphine and its metabolites were studied. The analgesic effects of morphine are mainly mediated via the activation of the µ opioid receptor. This receptor activates inhibitory G-proteins and induces the recruitment of β-arrestin2. Therefore I analyzed activation of these two pathways induced by morphine metabolites using FRET-microscopy in living cells. Furthermore, radioligand binding studies were used to determine the affinity of each compound to the human µ-opioid receptor. This approach identified two groups of metabolites, which were classified into strong and weak ligands. Strong partial agonists showed efficacies in the nanomalar range. In contrast, weak metabolites activated µ opioid receptor pathways in the micromolar range. Normorphine, morphine-6-glucuronide and 6 acetylmorphine had lower potencies regarding Gi-protein activation but higher potencies and efficacies for β-arrestin2 recruitment than morphine. These findings indicate that these metabolites are biased towards β-arrestin2 pathways.
KW  - Opiatrezeptor
KW  - G-Protein gekoppelte Rezeptoren
KW  - Morphin
KW  - Stoffwechsel
KW  - Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer
KW  - Mikroskopie
KW  - Metabolite von Morphin
KW  - Metabolismus
KW  - Metabolites of morphine
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-71009
ER  - 
TY  - THES
A1  - Förtsch, Christina
T1  - Pneumolysin: the state of pore-formation in context to cell trafficking and inflammatory responses of astrocytes
T1  - Pneumolysin: Einfluss der Porenbildung auf zelluläre Transportprozesse und inflammatorische Antworten in Astrozyten
N2  - Pneumolysin, a protein toxin, represents one of the major virulence factors of Streptococcus pneumoniae. This pathogen causes bacterial meningitis with especially high disease rates in young children, elderly people and immunosuppressed patients. The protein toxin belongs to the family of cholesterol-dependent cytolysins, which require membrane cholesterol in order to bind and to be activated. Upon activation, monomers assemble in a circle and undergo conformational change. This conformational change leads to the formation of a pore, which eventually leads to cell lysis. This knowledge was obtained by studies that used a higher concentration compared to the concentration of pneumolysin found in the cerebrospinal fluid of meningitis patients. Thus, a much lower concentration of pneumolysin was used in this work in order to investigate effects of this toxin on primary mouse astrocytes. Previously, a small GTPase activation, possibly leading to cytoskeletal changes, was found in a human neuroblastoma cell line. This led to the hypothesis that pneumolysin can lead to similar cytoskeletal changes in primary cells. The aim of this work was to investigate and characterise the effects of pneumolysin on primary mouse astrocytes in terms of a possible pore formation, cellular trafficking and immunological responses. Firstly, the importance of pore-formation on cytoskeletal changes was to be investigated. In order to tackle this question, wild-type pneumolysin and two mutant variants were used. One variant was generated by exchanging one amino acid in the cholesterol recognising region, the second variant was generated by deleting two amino acids in a protein domain that is essential for oligomerisation. These variants should be incapable of forming a pore and were compared to the wild-type in terms of lytic capacities, membrane binding, membrane depolarisation, pore-formation in artificial membranes (planar lipid bilayer) and effects on the cytoskeleton. These investigations resulted in the finding that the pore-formation is required for inducing cell lysis, membrane depolarisation and cytoskeletal changes in astrocytes. The variants were not able to form a pore in planar lipid bilayer and did not cause cell lysis and membrane depolarisation. However, they bound to the cell membrane to the same extent as the wild-type toxin. Thus, the pore-formation, but not the membrane binding was the cause for these changes. Secondly, the effect of pneumolysin on cellular trafficking was investigated. Here, the variants showed no effect, but the wild-type led to an increase in overall endocytotic events and was itself internalised into the cell. In order to characterise a possible mechanism for internalisation, a GFP-tagged version of pneumolysin was used. Several fluorescence-labelled markers for different endocytotic pathways were used in a co-staining approach with pneumolysin. Furthermore, inhibitors for two key-players in classical endocytotic pathways, dynamin and myosin II, were used in order to investigate classical endocytotic pathways and their possible involvement in toxin internalisation. The second finding of this work is that pneumolysin is taken up into the cell via dynamin- and caveolin-independent pinocytosis, which could transfer the toxin to caveosomes. From there, the fate of the toxin remains unknown. Additionally, pneumolysin leads to an overall increase in endocytotic events. This observation led to the third aim of this work. If the toxin increases the overall rate of endocytosis, the question arises whether toxin internalisation favours bacterial tissue penetration of the host or whether it serves as a defence mechanism of the cell in order to degrade the protein. Thus, several proinflammatory cytokines were investigated, as previous studies describe an effect of pneumolysin on cytokine production. Surprisingly, only interleukin 6-production was increased after toxin-treatment and no effect of endocytotic inhibitors on the interleukin 6-production was observed. The conclusion from this finding is that pneumolysin leads to an increase of interleukin 6, which would not depend on the endocytotic uptake of pneumolysin. The production of interleukin 6 would enhance the production of acute phase proteins, T-cell activation, growth and differentiation. On the one hand, this activation could serve pathogen clearance from infected tissue. On the other hand, the production of interleukin 6 could promote a further penetration of pathogen into host tissue. This question should be further investigated.
N2  - Das Protein-Toxin Pneumolysin ist einer der entscheidenden Virulenzfaktoren von Streptococcus pneumoniae. Dieses Protein-Toxin gehört zur Familie der cholesterinabhängigen Zytolysine, die Membrancholesterol für ihre Aktivierung und Bindung benötigen. Nach der Membranbindung ordnen sich die Toxinmonomere kreisförmig an und ändern ihre Konformation, wodurch eine Pore entsteht, die dann zu einer Lyse der Zelle führt. Vor kurzem wurde nach Pneumolysinbehandlung in einer humanen Neuroblastomzelllinie eine Aktivierung kleiner GTPasen gefunden, die für zytoskelettale Veränderungen entscheidend sind (z.B. Zellbewegungen). Deshalb wurde die Hypothese aufgestellt, dass Pneumolysin diese zytoskelettalen Veränderungen auch in primären neuronalen Zellen auslösen könnte. Das Ziel dieser Arbeit war, die Effekte von Pneumolysin auf primäre Mausastrozyten im Hinblick auf Porenbildung, zelluläre Transportprozesse und immunologische Antworten zu untersuchen. Im ersten Teil wird die Bedeutung der Porenbildung auf zytoskelettale Veränderungen untersucht. Hierbei wurden lytische Fähigkeiten, Membranbindung, Membrandepolarisation, Porenbildung im künstlichen Bilayer und Effekte auf das Zytoskelett untersucht. Sowohl der Wildtyp als auch die Varianten zeigten die gleiche Stärke an Membranbindung. Diese Untersuchungen weisen darauf hin, dass die Porenbildung für die Zell-Lyse, Membrandepolarisation und zytoskelettale Veränderungen in Mausastrozyten wichtig ist und führt zu der Schlussfolgerung, dass nicht die Membranbindung, sondern die Porenbildung entscheidend für die beobachteten zytoskelettalen Veränderungen ist. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde der Effekt des Pneumolysin auf zelluläre Transportprozesse untersucht. Erneut zeigten die Pneumolysinvarianten keine Wirkung, während der Wildtyp die Gesamtrate der Endozytose erhöhte. Weiterhin wurde nur der Wildtyp internalisiert. Um einen möglichen Mechanismus für die Internalisierung des Toxins vorschlagen zu können, wurde Pneumolysin als GFP-markiertes Toxin genutzt. Weiterhin wurden einige Marker für unterschiedliche endozytotische Transportprozesse genutzt um eine Ko-lokalisation mit Pneumolysin-GFP zu ermöglichen. Des Weiteren wurden Inhibitoren für zwei Schlüsselproteine endozytotischer Vorgänge, Dynamin und Myosin II, genutzt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigten, dass Pneumolysin wahrscheinlich durch dynamin- und caveolin-unabhängige Pinozytose in die Zelle aufgenommen wird. Dieser Mechanismus führt zu der Bildung von Caveosomen, deren weiterer Transport, und somit das Schicksal des internalisierten Toxins, bis heute noch nicht aufgeklärt ist. Die Beobachtung, dass Pneumolysin die Gesamtrate an Endozytose erhöht, führte zum dritten Teil dieser Arbeit. Wenn das Toxin die Gesamtrate an Endozytose erhöht, stellt sich die Frage, ob dieser Vorgang der Zerstörung des Toxins – also einer Abwehr der Zelle – dient, oder ob diese Internalisierung eine Strategie des Pathogens ist, um tiefer in das Wirtsgewebe einzudringen. Aktuelle Studien belegen, dass Pneumolysin einen Einfluss auf inflammatorische Antworten des Immunsystems hat. Aus diesem Grund wurden unterschiedliche proinflammatorische Zytokine untersucht. Überraschenderweise zeigte sich nur eine Erhöhung des Interleukin 6 nach der Toxinbehandlung. Weiterhin hatten die Endozytoseinhibitoren keinen Effekt auf die Produktion dieses proinflammatorischen Zytokins. Pneumolysin führt also zu einem Anstieg der Interleukin 6 Produktion, diese Produktion ist jedoch unabhängig von der Internalisierung dieses Toxins. Die Produktion dieses Interleukins würde zur Produktion der Akute-Phase Proteine, der Aktivierung der T-Zell Antwort, zu Wachstum und Zelldifferenzierung führen. Einerseits könnte diese Aktivierung die Infektion durch das Pathogen bekämpfen. Andererseits könnte S. pneumoniae die erhöhte Produktion durch PLY an Interleukin 6 nutzen um weiter in das Wirtsgewebe vordringen zu können. Diese Frage sollte noch durch weitere Experimente untersucht werden.
KW  - Streptococcus pneumoniae
KW  - Toxin
KW  - Hirnhautentzündung
KW  - Entzündung
KW  - Astrozyt
KW  - Pore
KW  - Pneumolysin
KW  - Meningitis
KW  - Inflammation
KW  - Zelltransport
KW  - Porenbildung
KW  - Pneumolysin
KW  - Meningitis
KW  - Inflammation
KW  - cellular-trafficking
KW  - Pore-formation
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-70892
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Förtsch, Christina
A1  - Hupp, Sabrina
A1  - Ma, Jiangtao
A1  - Mitchell, Timothy J.
A1  - Maier, Elke
A1  - Benz, Roland
A1  - Iliev, Asparouh I.
T1  - Changes in Astrocyte Shape Induced by Sublytic Concentrations of the Cholesterol-Dependent Cytolysin Pneumolysin Still Require Pore-Forming Capacity
N2  - Streptococcus pneumoniae is a common pathogen that causes various infections, such as sepsis and meningitis. A major pathogenic factor of S. pneumoniae is the cholesterol-dependent cytolysin, pneumolysin. It produces cell lysis at high concentrations and apoptosis at lower concentrations. We have shown that sublytic amounts of pneumolysin induce small GTPase-dependent actin cytoskeleton reorganization and microtubule stabilization in human neuroblastoma cells that are manifested by cell retraction and changes in cell shape. In this study, we utilized a live imaging approach to analyze the role of pneumolysin’s pore-forming capacity in the actin-dependent cell shape changes in primary astrocytes. After the initial challenge with the wild-type toxin, a permeabilized cell population was rapidly established within 20–40 minutes. After the initial rapid permeabilization, the size of the permeabilized population remained unchanged and reached a plateau. Thus, we analyzed the non-permeabilized (non-lytic) population, which demonstrated retraction and shape changes that were inhibited by actin depolymerization. Despite the non-lytic nature of pneumolysin treatment, the toxin’s lytic capacity remained critical for the initiation of cell shape changes. The non-lytic pneumolysin mutants W433F-pneumolysin and delta6-pneumolysin, which bind the cell membrane with affinities similar to that of the wild-type toxin, were not able to induce shape changes. The initiation of cell shape changes and cell retraction by the wild-type toxin were independent of calcium and sodium influx and membrane depolarization, which are known to occur following cellular challenge and suggested to result from the ion channel-like properties of the pneumolysin pores. Excluding the major pore-related phenomena as the initiation mechanism of cell shape changes, the existence of a more complex relationship between the pore-forming capacity of pneumolysin and the actin cytoskeleton reorganization is suggested.
KW  - Toxikologie
KW  - pneumolysin
KW  - pore formation
KW  - cytoskeleton
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69084
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gimpl, G.
A1  - Gerstberger, R.
A1  - Mauss, U.
A1  - Klotz, Karl-Norbert
A1  - Lang, R. E.
T1  - Solubilization and characterization of active neuropeptide-Y receptors from rabbit kidney
N2  - Active neuropeptide Y receptors were solubilized from rabbit kidney membranes using the zwitterionic detergent 3-[ (3-cholamidopropy l)dimethylammonio ]- 1-propanesulfonic acid (CHAPS). In membrane fragmentsandsoluble extracts neuropeptide Y bindingwas time dependent, saturable, reversible, and of high affinity. Scatchard analysis of equilibrium binding data indicated a single class of binding sites with respective Kn and Bmax values of 0.09 nM and 530 fmol/mg of protein for the membrane-bound receptors and 0.10 nM and 1585 fmol/mg of protein for the soluble receptors. Neuropeptide Y bindingwas specifically inhibited by the nonhydrolyzable GTP analog guanosine 5' -0- (3-thiotripbosphate) in a concentration-dependent manner, with IC\(_{50}\) values of 28 and 0.14 \(\mu\)M for membrane- bound and soluble receptors, respectively, suggesting that neuropeptide Y receptors are functionally coupled to GTP-binding regulatory proteins. CrossHoking studies were performed with the heterobifunctional N-hydroxysuccinimidyl-4-azidobenzoate and the monofunctional neuropeptide Y derivative, azidobenzoyl and led to the identification of a 100 kDa peptide that should represent the covalently labeled neuropeptide Y receptor.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1990
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60375
ER  - 
TY  - THES
A1  - Glaser, Nina
T1  - Influence of natural food compounds on DNA stability
T1  - Einfluss natürlicher Nahrungsbestandteile auf die DNA Stabilität
N2  - Cancer is one of the leading causes of death all over the world. Malnutrition and toxic contaminations of food with substances such as mycotoxins have been thought to account for a high percentage of cancers. However, human diet can deliver both mutagens and components that decrease the cancer risk. Genomic damage could be reduced by food components through different mechanisms such as scavenging of reactive oxygen species. In the first part of this study we tried to investigate the effects of patulin and resveratrol on DNA stability in V79 cells. Patulin is a mycotoxin, which is frequently found in spoiled apples and other fruits. The WHO has established a safety level of 50 µg/L, which is indeed not observed by all manufacturers. The acute toxicity of patulin in high concentrations is well known, however its potential carcinogenicity is still a matter of debate. Therefore we wanted to investigate further steps in the mechanism of patulin-induced genotoxicity. Patulin caused the formation of micronuclei and nucleoplasmic bridges in a dose-dependent manner. Further analysis revealed that patulin induced both kinetochore-negative and positive micronuclei. Time course of incubation indicate a new mechanism for patulin-induced nucleoplasmic bridge formation. We hypothized a mechanism via cross-linking of DNA, which was confirmed by a modified version of comet assay. Incubations of cells with patulin led to an increased number of multinucleated cells and multipolar mitoses. Cell cytometry revealed a G2 arrest by patulin, which might explain the amplification of centrosomes and patulin-induced aneuploidy. Patulin cause a dose-dependent DNA damage in comet assay which was influenced by the cellular GSH content. However, an induction of oxidative stress was just seen with higher concentrations of patulin. Levels of cellular glutathione were increased after 24 h incubation indicating an adaptive response to patulin-induced stress. There is growing interest in polyphenols such as resveratrol which have shown many positive effects on human health. The beneficial properties are partially attributed to their ability to scavenge reactive oxygen species. Co-incubation of V79 cells with patulin and 10 µM of the antioxidant resveratrol led to a slight reduction of micronucleus frequency compared to cells which were just treated with patulin. However, in higher concentrations resveratrol themselves caused the formation of micronuclei in V79 cells. Kinetochore analysis indicated only clastogenic properties for resveratrol but no disturbance of mitosis. The antioxidant properties of resveratrol were shown in ferric reducing antioxidant power (FRAP) assay. However, in cellular system resveratrol in higher concentrations revealed also prooxidative properties, as shown in 2,7-dichlordihydrofluorescein (DCF) assay. The increased level of glutathione after resveratrol treatment might reflect an adaptive response to resveratrol-induced oxidative stress. For the second part of this thesis we investigated the effects of an anthocyanin-rich grape extract on hypertensive Ren-2 rats. Ren-2 rats are an accepted genetically modified rat model for the investigation of hypertension and increased oxidative stress. We divided 23 female Ren-2 rats into three groups. One group was fed with an anthocyanin-rich Dacapo grape extract, one group was treated with the angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitor ramipril and the third group was kept without medication during the experiment. After one week untreated group showed a clear increase in systolic and diastolic blood pressure compared to the ramipril treated rats. This was in part attenuated in the animals fed with anthocyanin-rich Dacapo grape extract. Effects on blood pressure were also reflected in an increased thirst of untreated and extract fed animals. Comet assay with cells of kidney and liver revealed a slight protective impact of Dacapo extract on DNA damage compared to the other groups. Similar results were obtained after evaluation of ɣ-H2AX-staining of kidney and heart sections. However, in the small intestine oppositional effects were seen, indicating an increased number of double strand breaks probably due to the high local concentration of polyphenols after oral ingestion. Antioxidative properties of the extract were shown in FRAP assay. However, this effect was not reflected in an increased antioxidative capacity in serum or a protective impact in the dihydroethidium (DHE) assay. The extract showed protective effects on DNA damage in comet assay and ɣ-H2AX-staining, but was not able to reduce hypertension back to the control level of ramipril treated animals. High local concentrations could also result in an increased damage of the affected tissue. Therefore, the administration of such concentrated compounds should be handled with care.
N2  - Krebs ist eine der häufigsten weltweiten Todesursachen. Fehlernährung und Kontaminationen der Nahrungsmittel mit Toxinen wie Schimmelpilzgift tragen zu einem hohen Prozentsatz zu Krebserkrankungen bei. Allerdings enthält die Nahrung neben Mutagenen auch Bestandteile, die dazu beitragen das Krebsrisiko zu senken. Schäden am Genom können durch Nahrungsbestandteile über verschiedene Mechanismen, wie zum Beispiel das Abfangen von freien Radikalen reduziert werden. Im ersten Teil dieser Studie haben wir versucht die Effekte von Patulin und Resveratrol auf die DNA Stabilität von V79 Zellen zu untersuchen. Patulin ist ein Schimmelpilztoxin, welches häufig in verfaulten Äpfeln und anderen Früchten gefunden wird. Die WHO hat einen Grenzwert von 50 µg/L festgelegt, der jedoch nicht von allen Herstellern eingehalten wird. Die akute Giftwirkung von Patulin in hohen Dosen ist gut bekannt, wohingegen seine potentielle Kanzerogenität immer noch umstritten ist. Daher wollten wir weitere Schritte der Patulin induzierten Genotoxizität aufdecken. Patulin führte zu einer dosisabhängigen Bildung von Mikrokernen und Nucleoplasmic Bridges. Weitere Untersuchungen zeigten, dass Patulin sowohl kinetochor-positive wie auch kinetochor-negative Mikrokerne verursacht. Bei der Analyse des Zeitverlaufs einer Patulininkubation deutete sich ein neuer Mechanismus für die Patulin induzierte Bildung von Nucleoplasmic Bridges an. Wir haben die Hypothese einer Quervernetzung von DNA-Strängen aufgestellt, die durch eine modifizierte Version des Comet Assays bestätigt wurde. Die Inkubation mit Patulin führte zudem zu einer erhöhten Anzahl von vielkernigen Zellen und multipolaren Mitosen. Mittels Durchflusszytometrie konnten wir einen durch Patulin verursachten G2 Arrest nachweisen, der die Amplifikation von Centrosomen und die Patulin induzierte Aneuploidie erklären könnte. Patulin verursachte einen dosisabhängigen Schaden im Comet Assay, der durch den zellulären Glutathiongehalt beeinflusst ist. Eine Auslösung von oxidativem Stress wurde dagegen erst bei höheren Konzentrationen an Patulin beobachtet. Der zelluläre Gluathiongehalt war nach 24 h Inkubationszeit erhöht, was auf eine adaptive Antwort auf den durch Patulin verursachten zellulären Stress hindeutet. Polyphenole wie Resveratrol gewinnen zunehmend an Bedeutung, da zahlreiche positive Effekte auf die menschliche Gesundheit bewiesen wurden. Diese vorteilhaften Eigenschaften werden zum Teil ihrer Eigenschaft als Radikalfänger zugeschrieben. Die Co-Inkubation von V79 Zellen mit Patulin und Resveratrol führte zu einer leichten Reduktion der Mikrokernfrequenz im Vergleich zu Zellen, die nur mit Patulin inkubiert wurden. Allerdings löste Resveratrol in höheren Konzentrationen selbst die Bildung von Mikrokernen aus. Die Kinetochor-Analyse zeigte für Resveratrol clastogene Eigenschaften aber keine störende Effekte auf den Ablauf der Mitose. Die antioxidativen Eigenschaften von Resveratrol wurden im FRAP (ferric reducing antioxidant power) -Assay nachgewiesen. Im Gegensatz dazu wurden im zellulären System mittels DCF (2,7-Dichlordihydro-fluorescein) -Assay in höheren Konzentrationen auch prooxidative Eigenschaften festgestellt. Der erhöhte zelluläre Glutathionspiegel nach Resveratrol-Behandlung könnte dabei auf eine adaptive Anwort auf den durch Resveratrol ausgelösten oxidativen Stress hindeuten Im zweiten Teil dieser Doktorabeit haben wir die Effekte eines anthocyanreichen Traubenextrakts auf hypertensive Ren-2 Ratten untersucht. Ren-2 Ratten sind ein anerkanntes genetisch modifiziertes Rattenmodell zur Untersuchung von Bluthochdruck und erhöhtem oxidativem Stress. Wir haben 23 weibliche Ren-2 Ratten in 3 Gruppen geteilt. Eine Gruppe wurde mit einem anthocyan-reichen Dacapo Traubenextrakt gefüttert, eine Gruppe wurde mit dem ACE (angiotensin converting enzyme) Inhibitor Ramipril behandelt und eine dritte Gruppe wurde während dem Experiment nicht medikamentös behandelt. Nach einer Woche zeigte die nicht therapierte Gruppe einen deutlichen Anstieg des systolischen und diastolischen Blutdrucks. Dieser Anstieg war bei der mit anthocyanreichem Dacapo Traubenextrakt gefütterten Gruppe abgeschwächt. Die Effekte auf den Blutdruck spiegelten sich auch in einer erhöhten Trinkmenge der unbehandelten und mit Extrakt behandelten Tiere wider. Ein Comet Assay mit Nieren- und Leberzellen zeigte einen schwachen schützenden Einfluß des Dacapoextrakts auf den DNA Schaden im Vergleich zu den anderen Behandlungsgruppen. Ähnliche Ergebnisse wurden auch bei der Auswertung der ɣ-H2AX Färbung in Nieren- und Herzschnitten erzielt. Im Dünndarm wurden dagegen gegensätzliche Effekte beobachtet, die auf eine erhöhte Doppelstrangfrequenz durch die hohe lokale Konzentration an Polyphenolen nach oraler Aufnahme hindeuten. Die antioxidative Eigenschaften des Extrakts wurden im FRAP_Assay nachgewiesen. Diese Effekte spiegelten sich jedoch nicht in einer erhöhten antioxidativen Kapazität des Serums oder einem schützenden Effekt im DHE-Assay wider. Der Extrakt zeigte schützende Eigenschaften im Comet Assay und in der ɣ-H2AX-Färbung, war aber nicht in der Lage den Bluthochdruck auf das Kontrollniveau der Ramipril-behandelten Tiere herabzusenken. Hohe lokale Konzentrationen können auch zu einem erhöhten Schaden des betroffenen Gewebes führen. Daher sollte die Anwendung solcher hochkonzentrierter Präparate mit Vorsicht bedacht werden.
KW  - Patulin
KW  - Anthocyane
KW  - Resveratrol
KW  - Oxidativer Stress
KW  - Mutagenität
KW  - Genotoxizität
KW  - Patulin
KW  - anthocyanins
KW  - resveratrol
KW  - genotoxicity
KW  - oxidative stress
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72872
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gläser, Katharina
T1  - Einfluss hochfrequenter Felder des Mobilfunks auf das blutbildende System in vitro
T1  - Effects of radiofrequency radiation on the human hematopoietic system in vitro
N2  - Elektromagnetische Felder (EMF) sind in der Umwelt des Menschen allgegenwärtig. Unter Verwendung unterschiedlicher Frequenzen bilden sie die Grundlage zahlreicher Technologien und begegnen uns im Alltag in einer Vielzahl von Anwendungen. Eine sehr wichtige Anwendung von EMF ist die mobile Kommunikation. Die hierfür verwendeten Frequenzen liegen im hochfrequenten Bereich und variieren mit dem Mobilfunkstandard. Weit verbreitet ist die GSM- und UMTS-Modulation der zweiten (2G) und dritten Generation (3G). Zum neuesten Mobilfunkstandard zählt LTE (4G). 
Aus statistischen Daten geht hervor, dass derzeit weltweit mehr als sieben Milliarden Mobilfunk-Endgeräte existieren. Die weitverbreitete und stetig ansteigende Verwendung dieser Technologien verdeutlicht, dass viele Menschen, darunter auch zunehmend Kinder und Jugendliche, regelmäßig einer Exposition gegenüber EMF ausgesetzt sind. Die wichtigste Expositionsquelle stellt dabei das Mobiltelefon dar, da sich in diesem Szenario die Quelle sehr nah am menschlichen Körper befindet. In der Vergangenheit wurden zahlreiche in-vitro- und in-vivo-Untersuchungen sowie epidemiologische Studien durchgeführt, um potentielle, nicht-thermische Effekte von Mobilfunkstrahlung auf biologische Systeme beurteilen zu können. Ein vollständiger Konsens konnte auf der Basis der erhaltenen Ergebnisse jedoch nicht erzielt werden, sodass weiterhin Bedenken zum schädlichen Potential dieser nichtionisierenden Strahlung bestehen. Insbesondere wurden Fragestellungen zu Langzeiteffekten sowie zu Effekten, die speziell bei Kindern eine besondere Rolle spielen, bisher nicht ausreichend adressiert. Kinder können empfindlicher auf Umwelteinflüsse reagieren und sind im Vergleich zu Erwachsenen teilweise höher gegenüber EMF exponiert. Dies gilt vor allem für Kopfregionen, in denen sich das aktive, für die Hämatopoese verantwortliche Knochenmark befindet. 
Vor diesem Hintergrund war es das Ziel der vorliegenden Arbeit, den Einfluss von Mobilfunkstrahlung auf das humane blutbildende System zu untersuchen. Im Fokus standen dabei humane hämatopoetische Stammzellen, die mit Frequenzen der Mobilfunkstandards GSM (900 MHz), UMTS (1.950 MHz) und LTE (2.535 MHz) jeweils über einen kurzen (4 h) und einen langen (20 h) Zeitraum und mit unterschiedlichen Intensitäten (0 W/kg, 0,5 W/kg, 1 W/kg, 2 W/kg und 4 W/kg) exponiert wurden. Vergleichende Experimente erfolgten mit Zellen der Promyelozyten-Zelllinie HL-60. Mögliche Effekte wurden mit den Endpunkten Apoptose, oxidativer Stress, Zellzyklus, DNA-Schaden und –Reparatur sowie Differenzierung und Epigenetik in Form von Histonacetylierung bewertet. In keinem der genannten Endpunkte konnten klare Effekte durch Mobilfunkstrahlung ausgemacht werden, weder für die hämatopoetischen Stammzellen, noch für die Zelllinie HL-60. Die einzige Veränderung wurde bei der Quantifizierung von DNA-Schäden beobachtet. Hier zeigte sich nach der Kurzzeitexposition der Stammzellen mit der Modulation GSM eine kleine, aber statistisch signifikante Abnahme der DNA-Schäden verglichen mit der Scheinexposition. Diese Beobachtung ließ sich in weiteren Replikaten jedoch nicht reproduzieren und wurde daher als nicht biologisch relevant eingestuft.
Insgesamt konnte mit dieser Arbeit gezeigt werden, dass durch Mobilfunkstrahlung mit Frequenzen der verbreiteten Modulationen GSM, UMTS und LTE sowie SAR-Werten, die unterhalb und oberhalb des empfohlenen Sicherheitsstandards liegen und typischerweise bei Handytelefonaten auftreten, keine Effekte in Zellen des blutbildenden Systems unter den gegebenen Versuchsbedingungen induziert wurden. Ein besonderer Fokus lag hierbei auf der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Weiterhin wurden zum ersten Mal humane hämatopoetische Stammzellen für derartige Untersuchungen eingesetzt. Dies hat insofern eine besondere Bedeutung, als hämatopoetische Stammzellen aufgrund ihrer multipotenten Eigenschaften eine breitere Analyse mit Hinblick auf die Kanzerogenese und auf das Immunsystem ermöglichen.
Um über die Mobilfunk-Untersuchungen hinaus die hämatopoetischen Stammzellen besser charakterisieren zu können, sowie die Sensitivität von Blutzellen mit unterschiedlichem Differenzierungsstatus zu analysieren, wurden sie anderen Zellen des blutbildenden Systems (undifferenzierte und differenzierte HL-60-Zellen und TK6-Zellen) gegenübergestellt. Eine Behandlung der verschiedenen Zelltypen mit mutagenen Substanzen zeigte, dass sich die hämatopoetischen Stammzellen in den meisten der untersuchten Endpunkte von den Zelllinien unterschieden. Deutliche Abweichungen zeigten sich beim oxidativen Stress, der DNA-Reparatur und der Histonacetylierung; kein Unterschied konnte dagegen bei den DNA-Schäden beobachtet werden. Eine erste Interpretation der erhaltenen Ergebnisse ist auf der Grundlage der unterschiedlichen Eigenschaften von Zellen mit abweichendem Differenzierungsstatus möglich. Um jedoch eine eindeutige Aussage treffen zu können, müssten noch weitere Untersuchungen durchgeführt werden.
N2  - Electromagnetic fields (EMF) are ubiquitous in the human environment. By using different frequencies, they form a basis for numerous technologies and are present in multiple applications of our everyday life. One very important application of EMF is mobile communication, where the frequencies vary depending on the modulation standard. The most common standards are the second (2G) and the third (3G) generation standard GSM and UMTS, respectively. The latest modulation type is the fourth generation standard (4G) LTE.
Statistical data reveal that there are currently more than seven billion mobile phone subscriptions. With the widespread use of these technologies, many people, including an increasing number of children, are continuously exposed to EMF. Given its close proximity to the human body, the mobile phone is the main source of EMF exposure. A huge number of in vitro, in vivo and epidemiological studies have been performed in the past to investigate potential, non-thermal effects of mobile phone radiation on biological systems. However, no complete consensus has been reached, leading to ongoing concerns about the harmful potential of this type of non-ionizing radiation. Furthermore, two major concerns regarding long-term effects and children-specific effects were not thoroughly addressed so far. Children might react in a more sensitive way towards environmental influences and partially absorb more radiofrequency radiation than adults. This particularly applies to head regions where the active bone marrow, which is responsible for hematopoiesis, is located. 
The aim of the present study was to investigate effects of radiofrequency fields emitted by mobile phones on cells of the human hematopoietic system. The focus was on human hematopoietic stem cells which were exposed to modulated GSM (900 MHz), UMTS (1,950 MHz) and LTE (2,535 MHz) radiofrequency fields with SAR values ranging from 0 to 4 W/kg for short (4 h) and long (20 h) time periods. Comparative investigations were performed with cells of the promyelocytic cell line HL-60. Studied endpoints included apoptosis, oxidative stress, cell cycle, DNA damage and DNA repair, differentiation and epigenetics in terms of histone acetylation. In all but one of these end points, no clear effect of mobile phone radiation could be detected, neither in hematopoietic stem cells nor in HL-60 cells. The only alteration was observed when quantifying DNA damage. Compared to the sham exposure, a small but statistically significant decrease in DNA damage was found after exposure of hematopoietic stem cells to the GSM modulation for short time period. This observation could not be reproduced in subsequent replicate experiments, and was thus considered not biologically relevant. 
Overall, these investigations demonstrate that mobile phone radiation at frequencies used in the major technologies GSM, UMTS and LTE and with SAR values below and above the recommended safety limits did not induce effects in cells of the human hematopoietic system under the prevailing conditions. A particular focus was on the reproducibility of the results. Furthermore, for the first time human hematopoietic stem cells were subject for such investigations. This is of particular importance, since hematopoietic stem cells enable a broader analysis with respect to cancerogenesis and the immune system based on their multipotent characteristics. 
Moreover, in order to better characterize the hematopoietic stem cells as well as analyze the sensitivity of hematopoietic cells differing in their differentiation status, hematopoietic stem cells were compared to other cells of the hematopoietic system (i.e. undifferentiated and differentiated HL-60 cells and TK6 cells). Upon treatment with mutagenic substances, a clear distinction was observed between the stem cells and the other cell types for the majority of the investigated endpoints. Significant differences were revealed for oxidative stress, DNA repair and histone acetylation, whereas no difference was observed for DNA damage. A first interpretation of the results obtained can be made on the basis of the different characteristics of cells with a different differentiation status. However, in order to make a distinct statement, additional investigations need to be performed.
KW  - Mobilfunk
KW  - Elektromagnetische Felder
KW  - radiofrequency radiation
KW  - Nichtionisierende Strahlung
KW  - Hämatopoese
KW  - In vitro
KW  - Humane Hämatopoetische Stammzellen
KW  - Apoptose
KW  - Gentoxizität
KW  - Oxidativer Stress
KW  - Zellzyklus
KW  - Differenzierung
KW  - Epigenetik
KW  - human hematopoietic stem cells
KW  - apoptosis
KW  - genotoxicity
KW  - oxidative stress
KW  - differentiation
KW  - epigenetics
KW  - Hämatopoetische Stammzellen
KW  - Blutbildendes System
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-145733
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gmach, Philipp
A1  - Bathe-Peters, Marc
A1  - Telugu, Narasimha
A1  - Miller, Duncan C.
A1  - Annibale, Paolo
T1  - Fluorescence spectroscopy of low-level endogenous β-adrenergic receptor expression at the plasma membrane of differentiating human iPSC-derived cardiomyocytes
JF  - International Journal of Molecular Sciences
N2  - The potential of human-induced pluripotent stem cells (hiPSCs) to be differentiated into cardiomyocytes (CMs) mimicking adult CMs functional morphology, marker genes and signaling characteristics has been investigated since over a decade. The evolution of the membrane localization of CM-specific G protein-coupled receptors throughout differentiation has received, however, only limited attention to date. We employ here advanced fluorescent spectroscopy, namely linescan Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS), to observe how the plasma membrane abundance of the β\(_1\)- and β\(_2\)-adrenergic receptors (β\(_{1/2}\)-ARs), labelled using a bright and photostable fluorescent antagonist, evolves during the long-term monolayer culture of hiPSC-derived CMs. We compare it to the kinetics of observed mRNA levels in wildtype (WT) hiPSCs and in two CRISPR/Cas9 knock-in clones. We conduct these observations against the backdrop of our recent report of cell-to-cell expression variability, as well as of the subcellular localization heterogeneity of β-ARs in adult CMs.
KW  - GPCR
KW  - β-adrenergic receptors
KW  - hiPSC-CM
KW  - cardiomyocyte
KW  - fluorescence correlation spectroscopy
KW  - FCS
KW  - fluorescence
KW  - CRISPR/Cas9
KW  - differentiation
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-288277
SN  - 1422-0067
VL  - 23
IS  - 18
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Godbole, Amod
A1  - Lyga, Sandra
A1  - Lohse, Martin J.
A1  - Calebiro, Davide
T1  - Internalized TSH receptors en route to the TGN induce local G\(_{S}\)-protein signaling and gene transcription
JF  - Nature Communications
N2  - A new paradigm of G-protein-coupled receptor (GPCR) signaling at intracellular sites has recently emerged, but the underlying mechanisms and functional consequences are insufficiently understood. Here, we show that upon internalization in thyroid cells, endogenous TSH receptors traffic retrogradely to the trans-Golgi network (TGN) and activate endogenous Gs-proteins in the retromer-coated compartment that brings them to the TGN. Receptor internalization is associated with a late cAMP/protein kinase A (PKA) response at the Golgi/TGN. Blocking receptor internalization, inhibiting PKA II/interfering with its Golgi/TGN localization, silencing retromer or disrupting Golgi/TGN organization all impair efficient TSH-dependent cAMP response element binding protein (CREB) phosphorylation. These results suggest that retrograde trafficking to the TGN induces local G\(_{S}\)-protein activation and cAMP/PKA signaling at a critical position near the nucleus, which appears required for efficient CREB phosphorylation and gene transcription. This provides a new mechanism to explain the functional consequences of GPCR signaling at intracellular sites and reveals a critical role for the TGN in GPCR signaling.
KW  - G protein-coupled receptors
KW  - fluorescence imaging
KW  - hormone receptors
KW  - trans-Golgi network
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-170375
VL  - 8
IS  - 443
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gonzales-Calero, G.
A1  - Cubero, A.
A1  - Klotz, Karl-Norbert
T1  - G protein coupled A\(_1\) adenosine receptors in coated vesicles of mammalian brain. Characterization by radioligand binding and photoaffinity labeling
N2  - A\(_1\) adenosine receptors in coated vesicles have been characterized by radioligand binding and photoaflinity labelling. Saturation experiments with the antagonist 8-cyclopentyl-1 ,3-[\(^3\)H]dipropyl-xanthine ([\(^3\)H]DPCPX) gave a Kdvalue of 0.7 nM and a Bmax value of 82± 13 fmol/mg protein. For the highly A\(_1\)-selective agonist 2-chloro-N\(^6\)-[\(^3\)H]cyclopentyladenosine ([\(^3\)H]CCPA) a Kd value of 1.7 nM and a Bmax value of 72 ± 29 fmol/mg protein was estimated. Competition of agonists for [\(^3\)H]DPCPX binding gave a pharmacological profile with R-N\(^6\)-phenylisopropyladenosine (R-PIA) > CCPA > S-PIA > 5'-N-ethylcarboxamidoadenosine (NECA), which is identical to brain membranes. The competition curves were best fitted according to a two-site model, suggesting the existence of two affinity states. GTP shifted the competition curve for CCP A to the right and only one affinity state similar to the low affinity state in the absence of GTP was detected. The photoreactive agonist 2-azido-N\(^6\)- \(^{125}\)I-p-hydroxyphenylisopropyladenosine ([\(^{125}\)I]AHPIA) specifically labelled a single protein with an apparent molecular weight of 35,000 in coated vesicles, which is identical to A\(_1\) receptors labelled in brain membranes. Therefore, coated vesicles contain A\(_1\) adenosine receptors with similar binding characteristics as membrane-bound receptors, including GTP-sensitive high-affinity agonist binding. Photoaffinity labelling data suggest that A\(_1\) receptors in these vesicles are not a processed receptor fonn. These results confirm that A\(_1\) receptors in coated vesicles are coupled to a G-protein, and it appears that the A\(_1\) receptor systems in coated vesicles andin plasma membranes are identical.
KW  - Toxikologie
KW  - Adenosine receptors
KW  - coated vesicles
KW  - G-protein
KW  - radioligand
KW  - photoaffinity labelling
KW  - brain membranes
Y1  - 1992
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60435
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gonzalez-Calero, G.
A1  - Cubero, A.
A1  - Klotz, Karl-Norbert
T1  - Characterization and photoaffinity labeling of  A1 adenosine receptors in coated visicles form bovine brain
N2  - The antagonist (3 II ) DPCPX exhi bitcd a Kd of 0. 4 nM at coalcd vcsicles from bovine brain. Agonist compelition for ( 3 11) DPCPX bind in~ revcaled two affini ty slales for  gonists. The pholoaffinity probe I25 I -AHPIA specifically labelled a band with a molecular weight of 35 Kd.
KW  - Pharmakologie
Y1  - 1991
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-86004
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gregor, Caroline
T1  - Genomische Instabilität bei der humanen Ovarialtumorzellinie BG-1 durch hormonelle Proliferationsstimulierung
T1  - Genomic instability after hormonal stimulation of cell proliferation in human ovarian cancer cells.
N2  - Ergebnisse vieler epidemiologischer Studien über die Risikoabschätzungen von Tumoren hormonabhängiger Gewebe legen einen deutlichen Zusammenhang zwischen den Hormonen und dem Auftreten dieser Tumoren nahe. Dabei wird der zellproliferationssteigernde Effekt der Hormone im Rahmen des Mehrstufenkonzeptes der Kanzerogenese meist als Promotionsfaktor beschrieben. In der vorliegenden Arbeit soll gezeigt werden, dass die hormonelle Induktion einer erhöhten Zellteilungsrate auch primär zu einer genetischen Instabilität beiträgt, mit dem Ziel einen weiteren Mechanismus in der Pathogenese hormonabhängiger Tumoren aufzuklären. Die östrogenrezeptorpositive Ovarialtumorzellinie BG-1 und die rezeptornegativen UCI-107 Zellen wurden mit 17-ß Östradiol behandelt und anschließend mit Hilfe des Mikrokerntests auf chromosomale Schäden untersucht. Die Bestimmung der Mikrokernrate bei den östrogensensitiven BG-1 Zellen zeigte, dass mit steigender Proliferationsinduktion auch die Mikrokernfrequenz konzentrationsabhängig erhöht war. Bei der Behandlung der BG-1 Zellen mit 17-ß Östradiol in Kombination mit dem spezifischen Östrogenrezeptorantagonisten 4- Hydroxytamoxifen wurde die östradiolinduzierte rezeptorabhängige Proliferationsstimulation durch Hydroxytamoxifen gehemmt. Parallel dazu sank auch die Mikrokernrate. Bei vergleichbaren Versuchen mit der östrogeninsensitiven UCI-107 Zellinie, bei der keine Effekte auf die Proliferation bei Behandlung der Zellen mit 17-ß Östradiol alleine sowie in Kombination mit 4- Hydroxytamoxifen detektiert werden konnte, wurde auch keine Mikrokerninduktion beobachtet. Eine erhöhte Mikrokernfrequenz konnte wiederum ausschließlich in den östradiolstimulierten BG-1 Zellen festgestellt werden, als durch den Einsatz des Zytokineseinhibitors Cytochalasin B die Auswertung der Mikrokerne auf jene Zellen normiert wurde, die genau eine Zellteilung durchgeführt hatten. Die Ergebnisse machten deutlich, dass die östradiolstimulierten Zellen auf Grund der beschleunigten Proliferation eine „andere Art von Zellteilung“ durchführen. In einem weiteren Abschnitt der Arbeit wurde der Einfluss der Östradiolstimulierung auf den Zellzyklus untersucht. Mittels eines FACScans konnten die prozentualen Zellzyklusphasenanteile (G1/ G0-, S- und G2/ M- Phase) der BG-1 Zellen zu verschiedenen Zeiten des Wachstums bestimmt werden. Zum Beispiel war der Anteil an Zellen der östradiolstimulierten Zellpopulation in der G2/ M Phase durchgehend um 6-8 % geringer gegenüber dem Anteil an Zellen, die mit Lösungsmittel behandelt wurden. Möglicherweise ist dies ein Erklärungsansatz für das vermehrte Auftreten von Mikrokernen bei Östradiolstimulierung, da bekannt ist, dass es in der G2/ M-Phase einen wichtigen Kontrollpunkt innerhalb des Zellzyklus zur Detektion und Reparatur chromosomaler Schäden gibt. Bei Berechnung der Zellzyklusphasenzeiten ergab sich ebenso in der G2/M Phase eine deutlich verkürzte Verweildauer der östradiol-behandelten BG-1 Zellen. Zusammengefaßt leitet sich die Hypothese ab: „Die Zellen werden auf Grund der hormonellen Proliferationsstimulierung durch den Zellzyklus „gejagt“, demzufolge werden wichtige „Checkpoints“ im Zellzyklus überlaufen, wodurch eine genetische Instabilität entstehen.kann“.
N2  - Estrogen-related cancers are often associated with the hormone's tumor promoting activity. Recently, estradiol has also been demonstrated to induce gene mutations in the physiological concentration range. Mitotic disturbances are found at higher concentrations. In the present study we demonstrate data suggesting an additional mechanism for the induction of genetic damage, i.e. chromosomal breakage. The estrogen receptor-positive (BG-1) human ovarian cancer cell line was investigated for micronucleus formation after treatment with estradiol in the picomolar concentration range. The dose-dependent increase in cell proliferation correlated with an increased genomic damage as detected by the formation of micronuclei. Addition of the specific estradiol-receptor antagonist hydroxytamoxifen suppressed both estradiol-induced cell proliferation as well as formation of micronuclei in BG-1 cells Increased numbers of micronuclei were also seen after normalization of the data to the number of cell divisions by additional treatment of the cells with cytochalasin B. In control experiments with the estrogen insensitive ovarial cancer cells UCI-107 neither cell proliferation nor micronucleus formation was found. Furthermore, analysis of the cell cycle revealed decreased cell numbers in G(2)/M phase after treatment with picomolar concentrations. We hypothesize that hormone-specific forcing of responsive cells through cell cycle leads to an override of checkpoints operating under homeostatic control of the cell cycle, resulting in genomic instability.
KW  - Genomische Instabilität
KW  - Mikrokerne
KW  - BG-1 Zellen
KW  - Östrogene
KW  - Zellzykluskontrolle
KW  - Genetic instability
KW  - micronuclei
KW  - BG-1 cells
KW  - estrogens
KW  - control of the cell cycle
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8072
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Grilli, S.
A1  - Lutz, Werner K.
A1  - Parodi, S.
T1  - Possible implications from results of animal studies in human risk estimations for benzene: nonlinear dose-response relationship due to saturation of metabolism
N2  - To date, all risk assessment studies on benzene have been based almost exclusively on epiderniological data. Wehave attempted a more integrated and quantitative evaluation of carcinogenic risk for hurnans, trying to utilize, in addition to the epidemiological data, all data available, specifically data on metabolism, genotoxicity, and carcinogenicity in small rodents. An integrated evaluation of the globality of the available data seems to suggest a progressive saturation of metabolic capacity both for man and rodents between 10 and 100 ppm. The most susceptible target cells seem tobe different in humans (predominant induction of myelogenous leukemia) and small rodents (induction of a wide variety of tumors). Nevertheless, both epidemiological and experimental carcinogenicity data tend to indicate a flattening ofthe response for the highest dosages, again suggesting a general Saturation of mechanisms of metabolic activation, extended to different target tissues. From a quantitative point of view, the data suggest a carcinogenic potency at 10 ppm two to three times higher than that computable by a linear extrapolation from data in the 100 ppm range. These observations are in accord with the recent proposal of the European Economic Community of reducing benzene time-weighted average occupationallevels from 10 to 5 ppm.
KW  - Toxikologie
KW  - Benzene
KW  - Risk estimation
KW  - Carcinogenicity
KW  - Genotoxicity
KW  - Metabolism saturation
KW  - Dose-response relationship
Y1  - 1987
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60936
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gross, E.
A1  - Ruzicka, T.
A1  - Restorff, B. von
A1  - Stolz, W.
A1  - Klotz, Karl-Norbert
T1  - High-affinity binding and lack of growth-promoting activity of 12(S)-hydroxyeicosatetraenoic acid (12(S)-HETE) in a human epidermal cell line
N2  - No abstract available
KW  - Toxikologie
Y1  - 1990
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60358
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Grunicke, H.
A1  - Pyerin, W.
A1  - Eisenbrand, G.
A1  - Havemann, K.
A1  - Rabes, H. M.
A1  - Molling, K.
A1  - Schwab, M.
A1  - Lutz, Werner K.
A1  - Wahrendorf, J.
A1  - Schirrmacher, V.
T1  - 7th International Symposium of the Division of Experimental Cancer Research (AEK) of the German Cancer Society : [Meeting report]
N2  - No abstract available
KW  - Toxikologie
Y1  - 1994
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60651
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gruse, Tamara
T1  - Untersuchung der Rolle der ERK-Dimerisierung bei der ERK1/2- vermittelten Proliferation von Tumorzellen
T1  - Investigation of the role of ERK dimerization in the ERK1/2-mediated proliferation of tumor cells
N2  - Bei vielen Erkrankungen wie z.B. Herzhypertrophie, Diabetes und Entzündungen spielt die Raf-MEK-ERK-Signalkaskade eine wichtige Rolle. ERK1/2 ist in vielen zellulären Prozessen, u.a. Proliferation, Differenzierung, Wachstum, Hypertrophie und Apoptose involviert. Auch in der Tumorentstehung besitzt dieser MAPK-Signalweg eine signifikante Funktion, da er bei ca. 50% aller Krebsarten deutlich aktiviert ist. Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle einer neu entdeckten Phosphorylierungsstelle an Threonin188 an ERK2 bei der Entstehung und der möglichen Therapie von Tumoren zu erarbeiten. Dafür wurde ein Myc-ERK2309-357-Peptid verwendet, das 2013 in der Arbeitsgruppe Lorenz entwickelt wurde. Myc-ERK2309-357 zeigte in bisher unveröffentlichten Versuchen, dass es direkt an ERK2 bindet, eine Dimerisierung von ERK1/2 hemmen und eine vermehrte Lokalisation von ERK2 im Zellkern verhindern kann. Im Rahmen dieses Projekts konnten wir belegen, dass mit Hilfe des Myc-ERK2309-357-Peptids die Tumorzellproliferation von verschiedenen Krebszelllinien (Caco-2, SCC68, PC/1-1 und PC/13-1) um 60-80% vermindert werden konnte. Des Weiteren konnten wir zeigen, dass Myc-ERK2309-357 keinen Einfluss auf die  Phosphorylierung von ERK1/2 am TEY-Motiv besitzt. Die Aktivierung von ERK1/2 durch die Kinasen MEK1/2 wird somit nicht beeinflusst und die zytosolischen ERK-Funktionen, wie z.B. der anti-apoptotische Effekt, würden somit bestehen bleiben. Außerdem fanden wir heraus, dass Myc-ERK2309-357 im Vergleich zu den MEK-Inhibitoren U0126 und PD98059 und verglichen mit dem EGF-Rezeptor-Antikörper Cetuximab die Proliferation signifikant besser hemmt.
N2  - The Raf-MEK-ERK signaling cascade plays an important role in many diseases, such as cardiac hypertrophy, diabetes and inflammation. ERK1/2 is involved in many cellular processes, i.a. proliferation, differentiation, growth, hypertrophy and apoptosis. This MAPK signaling pathway also has a significant function in tumorigenesis because it is clearly activated in about 50% of all cancers. The aim of this work was to investigate the role of a newly discovered phosphorylation site on threonine188 in ERK2 in the genesis and possible therapy of tumors. For this, a Myc- ERK2309-357 peptide was used, which was developed in the research group Lorenz in 2013. It has previously been shown that Myc-ERK2309-357 binds directly to ERK2, inhibits ERK1/2 dimerization, and prevents increased localization of ERK2 in the nucleus. In this project we demonstrated that the Myc-ERK2309-357 peptide reduces the tumor cell proliferation of various cancer cell lines (Caco-2, SCC68, PC / 1-1 and PC / 13-1) by 60-80%. Furthermore, we could show that Myc-ERK2309-357 has no influence on the phosphorylation of ERK1/2 on the TEY motif. The activation of ERK1/2 by the kinases MEK1/2 is thus unaffected and the cytosolic ERK functions, e.g. the anti-apoptotic effect, would thus persist. In addition, we discovered that Myc-ERK2309-357 inhibits proliferation of the tumor cells significantly better compared to the MEK inhibitors U0126 and PD98059 and compared to the EGFR antibody Cetuximab.
KW  - Dimerisierung
KW  - MAP-Kinase
KW  - Carcinogenese
KW  - ERK1/2 Dimerisierung
KW  - Tumorzellproliferation
KW  - Krebs
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-159847
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gunz, D.
A1  - Shephard, S. E.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - Can nongenotoxic carcinogens be detected with the lacI transgenic mouse mutation assay?
N2  - No abstract available
KW  - Toxikologie
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60707
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Guth, Sabine
A1  - Hüser, Stephanie
A1  - Roth, Angelika
A1  - Degen, Gisela
A1  - Diel, Patrick
A1  - Edlund, Karolina
A1  - Eisenbrand, Gerhard
A1  - Engel, Karl-Heinz
A1  - Epe, Bernd
A1  - Grune, Tilman
A1  - Heinz, Volker
A1  - Henle, Thomas
A1  - Humpf, Hans-Ulrich
A1  - Jäger, Henry
A1  - Joost, Hans-Georg
A1  - Kulling, Sabine E.
A1  - Lampen, Alfonso
A1  - Mally, Angela
A1  - Marchan, Rosemarie
A1  - Marko, Doris
A1  - Mühle, Eva
A1  - Nitsche, Michael A.
A1  - Röhrdanz, Elke
A1  - Stadler, Richard
A1  - van Thriel, Christoph
A1  - Vieths, Stefan
A1  - Vogel, Rudi F.
A1  - Wascher, Edmund
A1  - Watzl, Carsten
A1  - Nöthlings, Ute
A1  - Hengstler, Jan G.
T1  - Contribution to the ongoing discussion on fluoride toxicity
JF  - Archives of Toxicology
N2  - Since the addition of fluoride to drinking water in the 1940s, there have been frequent and sometimes heated discussions regarding its benefits and risks. In a recently published review, we addressed the question if current exposure levels in Europe represent a risk to human health. This review was discussed in an editorial asking why we did not calculate benchmark doses (BMD) of fluoride neurotoxicity for humans. Here, we address the question, why it is problematic to calculate BMDs based on the currently available data. Briefly, the conclusions of the available studies are not homogeneous, reporting negative as well as positive results; moreover, the positive studies lack control of confounding factors such as the influence of well-known neurotoxicants. We also discuss the limitations of several further epidemiological studies that did not meet the inclusion criteria of our review. Finally, it is important to not only focus on epidemiological studies. Rather, risk analysis should consider all available data, including epidemiological, animal, as well as in vitro studies. Despite remaining uncertainties, the totality of evidence does not support the notion that fluoride should be considered a human developmental neurotoxicant at current exposure levels in European countries.
KW  - pharmacology/toxicology
KW  - occupational medicine/industrial medicine
KW  - environmental health
KW  - biomedicine, general
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-307161
SN  - 0340-5761
SN  - 1432-0738
VL  - 95
IS  - 7
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gärttner, Carola
T1  - Beta-adrenerge Signaltransduktion in kardial differenzierten embryonalen Stammzellen
T1  - beta-adrenergic signal transduction in embryonic stem cell-derived cardiomyocytes
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurden die kardial differenzierten embryonalen Stammzellen (ES-Zellen) mittels der von Wobus et al. entwickelten Tröpfchentechnik gewonnen. Eine Optimierung der kardialen Ausbeute konnte durch eine Selektionsmethode erreicht werden, die auf der Expression eines Resistenzgens in den kardial differenzierten ES-Zellen beruht. Hierdurch wurde eine reproduzierbar hohe Anreicherung von ES-Kardiomyozyten erzielt. Die erstmalig durchgeführte quantitative Bestimmung der endogenen &#946;-adrenergen Rezeptorexpression in ES-Kardiomyozyten zeigte eine Subtyp-Verteilung, die mit derjenigen in adulten Maus-Kardiomyozyten übereinstimmt, wobei eine höhere endogene Expression in ES-Kardiomyozyten vorlag. Ferner konnte durch eine &#946;-adrenerge Stimulation in 16 Tage alten ES-Kardiomyozyten eine positive chronotrope Reaktion sowie eine Aktivierung der Adenylatzyklase-Aktivität hervorgerufen werden. Diese Ergebnisse zeigen, dass ES-Kardiomyozyten am 16. Differenzierungstag einen vollständig ausgereiften &#946;-adrenergen Signalweg aufweisen und hinsichtlich der physiologischen Effekte vergleichbare Merkmale mit adulten Maus-Kardiomyoyzten haben. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es, die Fähigkeit eines adenoviralen Gentransfers in ES-Kardiomoyzten zu untersuchen. Dabei zeigte sich, dass der Gentransfer mittels rekombinanten Adenoviren eine sehr effiziente und durchführbare Methode zur Expression von Transgenen in ES-Kardiomyozyten ist. Weiterhin konnte die funktionelle Kopplung der adenoviral überexprimierten &#946;1-adrenergen Rezeptoren nachgewiesen werden. Die Überexpression hatte eine ausgeprägte Sensitivierung der Rezeptorantwort zur Folge, während die maximale Isoprenalin-induzierte cAMP-Produktion nur wenig erhöht wurde. Dies entspricht Befunden an transgenen Mausmodellen mit einer &#946;1-adrenergen Rezeptor-überexpression. Eine Sensitivierung des chronotropen Effektes konnte dagegen nicht gezeigt werden. Möglicherweise führte die Transfektion der ES-Kardiomyozyten-Zellverbände nur zu einem oberflächlich begrenzten Gentransfer, der keinen Einfluss auf die Gesamtheit des funktionellen Synzytiums hatte. Außerdem wurde in dieser Arbeit der Einfluss einer unterschiedlichen Phosducin-Expression auf die kardiale Differenzierungsfähigkeit in transgenen ES-Zellen untersucht. Dabei konnte kein signifikanter Unterschied in der kardialen Differenzierung sowie in der Basalfrequenz von homozygoten und heterozygoten Phosducin Knock-out Klonen beziehungsweise von Phosducin überexprimierenden Zellklonen festgestellt werden.
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurden die kardial differenzierten embryonalen Stammzellen (ES-Zellen) mittels der von Wobus et al. entwickelten Tröpfchentechnik gewonnen. Eine Optimierung der kardialen Ausbeute konnte durch eine Selektionsmethode erreicht werden, die auf der Expression eines Resistenzgens in den kardial differenzierten ES-Zellen beruht. Hierdurch wurde eine reproduzierbar hohe Anreicherung von ES-Kardiomyozyten erzielt. Die erstmalig durchgeführte quantitative Bestimmung der endogenen &#946;-adrenergen Rezeptorexpression in ES-Kardiomyozyten zeigte eine Subtyp-Verteilung, die mit derjenigen in adulten Maus-Kardiomyozyten übereinstimmt, wobei eine höhere endogene Expression in ES-Kardiomyozyten vorlag. Ferner konnte durch eine &#946;-adrenerge Stimulation in 16 Tage alten ES-Kardiomyozyten eine positive chronotrope Reaktion sowie eine Aktivierung der Adenylatzyklase-Aktivität hervorgerufen werden. Diese Ergebnisse zeigen, dass ES-Kardiomyozyten am 16. Differenzierungstag einen vollständig ausgereiften &#946;-adrenergen Signalweg aufweisen und hinsichtlich der physiologischen Effekte vergleichbare Merkmale mit adulten Maus-Kardiomyoyzten haben. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es, die Fähigkeit eines adenoviralen Gentransfers in ES-Kardiomoyzten zu untersuchen. Dabei zeigte sich, dass der Gentransfer mittels rekombinanten Adenoviren eine sehr effiziente und durchführbare Methode zur Expression von Transgenen in ES-Kardiomyozyten ist. Weiterhin konnte die funktionelle Kopplung der adenoviral überexprimierten &#946;1-adrenergen Rezeptoren nachgewiesen werden. Die Überexpression hatte eine ausgeprägte Sensitivierung der Rezeptorantwort zur Folge, während die maximale Isoprenalin-induzierte cAMP-Produktion nur wenig erhöht wurde. Dies entspricht Befunden an transgenen Mausmodellen mit einer &#946;1-adrenergen Rezeptor-überexpression. Eine Sensitivierung des chronotropen Effektes konnte dagegen nicht gezeigt werden. Möglicherweise führte die Transfektion der ES-Kardiomyozyten-Zellverbände nur zu einem oberflächlich begrenzten Gentransfer, der keinen Einfluss auf die Gesamtheit des funktionellen Synzytiums hatte. Außerdem wurde in dieser Arbeit der Einfluss einer unterschiedlichen Phosducin-Expression auf die kardiale Differenzierungsfähigkeit in transgenen ES-Zellen untersucht. Dabei konnte kein signifikanter Unterschied in der kardialen Differenzierung sowie in der Basalfrequenz von homozygoten und heterozygoten Phosducin Knock-out Klonen beziehungsweise von Phosducin überexprimierenden Zellklonen festgestellt werden
KW  - ß-adrenerge Signaltransduktion
KW  - Embryonalen Stammzellen
KW  - Kardiomoyzyten
KW  - beta-adrenergic signal transduction
KW  - embryonic stem cell
KW  - cardiomyocyt
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-18923
ER  - 
TY  - THES
A1  - Haake, Monika
T1  - Belastungen durch Passivrauchen im Kindesalter
T1  - The damage to children's health caused by environmental tobacco smoke
N2  - Hintergrund: Passivrauchen ist nicht nur als kanzerogen für den Menschen eingestuft, sondern verursacht auch verschiedene andere Erkrankungen. Oft wird dabei der Passivrauchbelastung von Kindern im häuslichen Bereich zu wenig Beachtung geschenkt. In dieser Arbeit wurde deswegen der Zusammenhang zwischen Passivrauchen auf der einen Seite und atopischen Erkrankungen, Erkrankungen der oberen Atemwege und Gentoxizität auf der anderen Seite untersucht. Methoden: Die Daten von über 100 Kindern zwischen 1 und 15 Jahren wurden mit Hilfe eines Fragebogens erhoben und zusammen mit den Krankenakten ausgewertet. Zur Prüfung der Gentoxizität wurden Mikrokernraten und Schwesterchromatidenaustausche in peripheren Lymphozyten bestimmt. Der Erfassung der inneren Exposition dienten Hämoglobinaddukte von 4-Aminobiphenyl, welches in Zigarettenrauch vorkommt und als krebserzeugend für den Menschen eingestuft ist. Ergebnisse: Bei Untersuchung der Mikrokernraten zeigten die rauchbelasteten Kinder höhere Mikrokernraten (Mittelwert: 12,7/1000 zweikernige Lymphozyten) als die unbelasteten (Mittelwert: 11,7 Mikrokerne/1000 zweikernige Lymphozyten). Der Unterschied war aber nicht signifikant (p = 0,344). Außerdem hatten die Vorschulkinder mit rauchenden Eltern signifikant höhere Mikrokernraten (Mittelwert: 14,2/1000 zweikernige Lymphozyten) als die Schulkinder (Mittelwert: 9,2/1000 zweikernige Lymphozyten; p = 0,031). Die Analyse der 4-Aminobiphenyl-Hämoglobinaddukte der 1,25- bis 4,0-Jährigen ergab leicht höhere Werte für Kinder mit rauchenden Eltern (Mittelwert: 66,52 pg/g Hb) als für Kinder, deren Eltern nicht zu Hause rauchten, und deren Werte (Mittelwert: 56,18 pg/g Hb) waren höher als die der unbelasteten Kinder (Mittelwert: 49,60 pg/g Hb). Der Unterschied war nicht signifikant. Bei Betrachtung der atopischen Erkrankungen war der Anteil der Atopiker bei der rauchexponierten Gruppe höher (31,3 %) als bei der nicht exponierten (16,3 %), obwohl die genetische Vorbelastung in der rauchbelasteten Gruppe etwas geringer war als in der unbelasteten. Bei den Kindern mit Erkrankungen der oberen Atemwege zeigte sich ein höherer Anteil rauchexponierter Kinder (61,3 %) als in der Gruppe der Kinder mit Erkrankungen, die wahrscheinlich nicht mit postnataler Passivrauchexposition in Zusammenhang stehen (44,8 %). Schlussfolgerung: Diese Arbeit unterstreicht die Bedeutung von Passivrauchen im Hinblick auf atopische Erkrankungen und Erkrankungen der oberen Atemwege bei Kindern. Gerade die häusliche Passivrauch-Belastung im Vorschulalter und ihre Auswirkung auf das Erbgut sollten hinsichtlich der erhöhten Mikrokernraten mehr Beachtung finden.
N2  - Background: Passive smoking is not only classified as carcinogenic in humans, but also causes different other diseases. In this context the exposure of children to environmental tobacco smoke (ETS) at home is often not considered well enough. Therefore the correlation between passive smoking on the one hand and atopic diseases, diseases of the upper airways and genotoxicity on the other hand has been analysed in this dissertation. Methods: The data of more than 100 children from 1 to 15 years of age were collected with the help of a questionnaire and analysed together with the children’s medical files. To test genotoxicity, micronucleus frequencies and sister chromatid exchanges were determined in peripheral lymphocytes. Hemoglobin adducts of 4-aminobiphenyl, which is contained in tobacco smoke and classified as carcinogenic in humans, were used to measure the internal exposure. Results: The examination of the micronucleus frequencies has shown that the ETS-exposed children had higher micronucleus frequencies (mean: 12,7/1000 binucleate lymphocytes) than the non-exposed children (mean: 11,7/1000 binucleate lymphocytes). However, the difference was not significant (p = 0,344). In addition to that, preschool-children with smoking parents had significantly higher micronucleus frequencies (mean: 14,2/1000 binucleate lymphocytes) than school-children (mean: 9,2/1000 binucleate lymphocytes; p = 0,031). The analysis of the 4-aminobiphenyl-hemoglobin adducts of the children from 1,25 to 4 years of age showed results a bit higher for the children with smoking parents (mean: 66,52 pg/g Hb) than for the children whose parents did not smoke at home. The results for these children (mean: 56,18 pg/g Hb) were higher than for those not exposed to environmental tobacco smoke (mean: 49,60 pg/g Hb). The difference was not significant. In regard to the atopic diseases the share of the atopic children in the ETS-exposed group was higher (31,3%) than in the non-exposed one (16,3 %) although the genetic disadvantage in the ETS-exposed group was less serious than in the non-exposed one. Looking at the children with diseases of the upper airways the share of ETS-exposed children was higher (61,3 %) than in the group of children with diseases probably not connected to postnatal exposure to ETS (44,8 %). Conclusion: This dissertation underlines the importance of passive smoking as far as atopic diseases and diseases of the upper airways of children are concerned. Especially the ETS exposure of preschool-children at home and its effects on the genom should be considered more than it is because of the increased micronucleus frequencies.
KW  - Passivrauchen
KW  - Kinder
KW  - Mikrokerne
KW  - Schwesterchromatidenaustausche
KW  - 4-Aminobiphenyl
KW  - Hämoglobinaddukte
KW  - Gentoxizität
KW  - atopische Erkrankungen
KW  - passive smoking
KW  - environm. tobacco smoke
KW  - children
KW  - micronuclei
KW  - sister chromatid exch.
KW  - 4-aminobiphenyl
KW  - hemoglobin adducts
KW  - genotoxicity
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-13952
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Hadi, Naji Said Aboud
A1  - Bankoglu, Ezgi Eyluel
A1  - Stopper, Helga
T1  - Genotoxicity of pyrrolizidine alkaloids in metabolically inactive human cervical cancer HeLa cells co-cultured with human hepatoma HepG2 cells
JF  - Archives of Toxicology
N2  - Pyrrolizidine alkaloids (PAs) are secondary plant metabolites, which can be found as contaminant in various foods and herbal products. Several PAs can cause hepatotoxicity and liver cancer via damaging hepatic sinusoidal endothelial cells (HSECs) after hepatic metabolization. HSECs themselves do not express the required metabolic enzymes for activation of PAs. Here we applied a co-culture model to mimic the in vivo hepatic environment and to study PA-induced effects on not metabolically active neighbour cells. In this co-culture model, bioactivation of PA was enabled by metabolically capable human hepatoma cells HepG2, which excrete the toxic and mutagenic pyrrole metabolites. The human cervical epithelial HeLa cells tagged with H2B-GFP were utilized as non-metabolically active neighbours because they can be identified easily based on their green fluorescence in the co-culture. The PAs europine, riddelliine and lasiocarpine induced micronuclei in HepG2 cells, and in HeLa H2B-GFP cells co-cultured with HepG2 cells, but not in HeLa H2B-GFP cells cultured alone. Metabolic inhibition of cytochrome P450 enzymes with ketoconazole abrogated micronucleus formation. The efflux transporter inhibitors verapamil and benzbromarone reduced micronucleus formation in the co-culture model. Furthermore, mitotic disturbances as an additional genotoxic mechanism of action were observed in HepG2 cells and in HeLa H2B-GFP cells co-cultured with HepG2 cells, but not in HeLa H2B-GFP cells cultured alone. Overall, we were able to show that PAs were activated by HepG2 cells and the metabolites induced genomic damage in co-cultured HeLa cells.
KW  - co-culture
KW  - micronuclei
KW  - mitotic disturbance
KW  - cytochrome P450s
KW  - membrane transporters
KW  - pyrrolizidine alkaloids
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-324708
VL  - 97
IS  - 1
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Harnoš, Jakub
A1  - Cañizal, Maria Consuelo Alonso
A1  - Jurásek, Miroslav
A1  - Kumar, Jitender
A1  - Holler, Cornelia
A1  - Schambony, Alexandra
A1  - Hanáková, Kateřina
A1  - Bernatík, Ondřej
A1  - Zdráhal, Zbynêk
A1  - Gömöryová, Kristína
A1  - Gybeľ, Tomáš
A1  - Radaszkiewicz, Tomasz Witold
A1  - Kravec, Marek
A1  - Trantírek, Lukáš
A1  - Ryneš, Jan
A1  - Dave, Zankruti
A1  - Fernández-Llamazares, Ana Iris
A1  - Vácha, Robert
A1  - Tripsianes, Konstantinos
A1  - Hoffmann, Carsten
A1  - Bryja, Vítězslav
T1  - Dishevelled-3 conformation dynamics analyzed by FRET-based biosensors reveals a key role of casein kinase 1
JF  - Nature Communications
N2  - Dishevelled (DVL) is the key component of the Wnt signaling pathway. Currently, DVL conformational dynamics under native conditions is unknown. To overcome this limitation, we develop the Fluorescein Arsenical Hairpin Binder- (FlAsH-) based FRET in vivo approach to study DVL conformation in living cells. Using this single-cell FRET approach, we demonstrate that (i) Wnt ligands induce open DVL conformation, (ii) DVL variants that are predominantly open, show more even subcellular localization and more efficient membrane recruitment by Frizzled (FZD) and (iii) Casein kinase 1 ɛ (CK1ɛ) has a key regulatory function in DVL conformational dynamics. In silico modeling and in vitro biophysical methods explain how CK1ɛ-specific phosphorylation events control DVL conformations via modulation of the PDZ domain and its interaction with DVL C-terminus. In summary, our study describes an experimental tool for DVL conformational sampling in living cells and elucidates the essential regulatory role of CK1ɛ in DVL conformational dynamics.
KW  - biological techniques
KW  - cell signalling
KW  - phosphorylation
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-227837
VL  - 10
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Hartmann, Nico
A1  - Knierim, Maria
A1  - Maurer, Wiebke
A1  - Dybkova, Nataliya
A1  - Hasenfuß, Gerd
A1  - Sossalla, Samuel
A1  - Streckfuss-Bömeke, Katrin
T1  - Molecular and functional relevance of Na\(_V\)1.8-induced atrial arrhythmogenic triggers in a human SCN10A knock-out stem cell model
JF  - International Journal of Molecular Sciences
N2  - In heart failure and atrial fibrillation, a persistent Na\(^+\) current (I\(_{NaL}\)) exerts detrimental effects on cellular electrophysiology and can induce arrhythmias. We have recently shown that Na\(_V\)1.8 contributes to arrhythmogenesis by inducing a I\(_{NaL}\). Genome-wide association studies indicate that mutations in the SCN10A gene (Na\(_V\)1.8) are associated with increased risk for arrhythmias, Brugada syndrome, and sudden cardiac death. However, the mediation of these Na\(_V\)1.8-related effects, whether through cardiac ganglia or cardiomyocytes, is still a subject of controversial discussion. We used CRISPR/Cas9 technology to generate homozygous atrial SCN10A-KO-iPSC-CMs. Ruptured-patch whole-cell patch-clamp was used to measure the I\(_{NaL}\) and action potential duration. Ca\(^{2+}\) measurements (Fluo 4-AM) were performed to analyze proarrhythmogenic diastolic SR Ca\(^{2+}\) leak. The I\(_{NaL}\) was significantly reduced in atrial SCN10A KO CMs as well as after specific pharmacological inhibition of Na\(_V\)1.8. No effects on atrial APD\(_{90}\) were detected in any groups. Both SCN10A KO and specific blockers of Na\(_V\)1.8 led to decreased Ca\(^{2+}\) spark frequency and a significant reduction of arrhythmogenic Ca\(^{2+}\) waves. Our experiments demonstrate that Na\(_V\)1.8 contributes to I\(_{NaL}\) formation in human atrial CMs and that Na\(_V\)1.8 inhibition modulates proarrhythmogenic triggers in human atrial CMs and therefore Na\(_V\)1.8 could be a new target for antiarrhythmic strategies.
KW  - Na\(_V\)1.8
KW  - iPSC-cardiomyocytes
KW  - late Na\(^+\) current (I\(_{NaL}\))
KW  - CRISPR Cas9
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-362708
SN  - 1422-0067
VL  - 24
IS  - 12
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Hegi, M. E.
A1  - Ulrich, D.
A1  - Sagelsdorff, P.
A1  - Richter, C.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - No measurable increase  in thymidine glycol or 8-hydroxydeoxyguanosine in liver DNA of rats treated with nafenopin or choline-devoid low-methionine diet
N2  - Male rats were treated for 2 months with 1000 ppm nafenopin in the diet or for 4 or 7 days with a choline-devoid low-methionine diet. DNA was isolated from the livers and analyzed for the presence of cis-thymidine glycol-3'-phosphate (cis-dTGp) by 32P-postlabeling and for the Ievel of 8-hydroxy-deoxyguanosine (8-0H-dG) by electrochemical detection (ECD). In no DNA sample was the Ievel of cis-dTGp above the Iimit of detection of 1 modified thymidine per 106 nucleotides. With 8-0H-dG, a background Ievel of this modification of 20 8-0H-dG per 106 nucleosides was found in liver DNA of control rats, which was not affected by either treatment. It is postulated for thymidine glycol that a potential increase was below the Iimit of detection or was rapidly repaired in vivo and that the steady-state Ievel of endogenous 8-hydroxydeoxyguanosine appears not tobe influenced by the treatments chosen.
KW  - Toxikologie
KW  - Oxygen radical
KW  - DNA
KW  - Genotoxicity
KW  - Rat liver peroxisome
KW  - Choline deficiency
KW  - Thymidine glycol
KW  - 8-Hydroxy-deoxyguanosine
Y1  - 1990
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60790
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Hegi, M.E.
A1  - Sagelsdorff, P.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - Detection by \(^{32}\)P-postlabeling of thymidine glycol in gamma-irradiated DNA
N2  - No abstract available
KW  - Toxikologie
Y1  - 1989
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60863
ER  - 
TY  - THES
A1  - Heinlein, U-Ju
T1  - Adenosinrezeptoren auf Ovarialkarzinomzellen
T1  - adenosine receptors in ovarian cancer cells
N2  - Seit der Entdeckung, dass Adenosin auch als Botenstoff dient, beschäftigen sich Forschungsgruppen mit Adenosinrezeptoren und ihrer möglichen therapeutischen Modulation, insbesondere in Zusammenhang mit Krebserkrankungen. Bislang sind die Rezeptoren auf diversen Krebszellen nachgewiesen worden. So konnten beispielsweise in einer Brustkrebszelllinie A2B Adenosinrezeptoren nachgewiesen werden, deren Stimulation zu einer Hemmung der wachstumsfördernden MAP Kinase führt. Pharmaka zur weitgehend selektiven Aktivierung oder Hemmung einzelner Adenosinrezeptor-Subtypen stehen ebenfalls zur Verfügung. Beim Ovarialkarzinom mit seiner leider meist erst spät auftretenden Symptomatik besteht derzeit noch keine Möglichkeit zur frühen Diagnosestellung, sodass die Prognose ausgesprochen ungünstig ausfällt und die Erkrankung bei Frauen eine der häufigsten krebsbedingten Todesursachen darstellt. Daher war es ein Ziel dieser Arbeit herauszufinden, ob Adenosinrezeptoren auf diesen Zellen einen möglichen therapeutischen Angriffspunkt bieten. Dazu untersuchten wir die vier Ovarialkarzinomzelllinien OVCAR-3, SK-OV-3, PA-1 und OAW-42 auf eine mögliche Expression von allen vier Adenosinrezeptorsubtypen. Zunächst wurden mit radioaktiv markierten Liganden ([3H]CCPA, [3H]NECA und [3H]HEMADO) Bindungsstudien für den A1-, A2A- und A3-Subtyp durchgeführt. Die Expression des A2B-Rezeptors wurde mithilfe eines funktionellen Nachweises, der Stimulation der Adenylylcyclase mithilfe von NECA (einem unspezifischen Adenosinrezeptoragonisten) analysiert. Im Anschluss daran untersuchten wir an OAW-42 und SK-OV-3 Zellen, ob sich ihr Proliferationsverhalten durch eine Stimulation mit NECA verändern ließe und ob sich das Ansprechen auf gängige Chemotherapeutika bzw. einen Todesliganden ändern würde. Trotz des erfolgreichen Nachweises von Adenosinrezeptoren auf allen Zelllinien waren die Ergebnisse der Proliferationsstudien aber nicht eindeutig. OAW-42 und SK-OV-3 Zellen reagierten zwar auf eine NECA-Stimulation mit sinkendem BrdU-Einbau, OAW-42 Zellen zeigten aber nach Behandlung mit NECA eine leicht erhöhte Resistenz gegenüber Cisplatin. NECA-behandelte SK-OV-3 Zellen reagierten hingegen etwas sensitiver auf Doxorubicin und Fas-Ligand. Die Unterschiede waren aber insgesamt sehr gering und wurden daher von uns als nicht entscheidender Effekt gewertet. Auch Untersuchungen zur Expression der Adenosin-generierenden Enzyme CD39 und CD73 vor und nach NECA-Stimulation blieben ohne erkennbare Veränderung. Insofern ergaben unsere Untersuchungen keine Hinweise darauf, dass Adenosinrezeptoren eine mögliche therapeutische Zielstruktur darstellen könnten. Zukünftige Studien können aber die gewonnenen Daten als Grundlage und Ausgangspunkt nützen, um auch andere Tumorzellarten zu untersuchen und im Kampf gegen den Krebs nach neuen potenziellen pharmakologischen Angriffspunkten zu suchen.
N2  - Purpose of the study: Adenosine and adenosine receptors are widely distributed throughout the human body. While they are thought to be involved in many diseases, they seem to play a particularly important role in cancer. Adenosine receptors were already identified in many different cancer tissues. Moreover, extracellular adenosine accumulates in solid tumor masses as a consequence of poor blood supply leading to hypoxia, cell death and concomitant adenine nucleotide breakdown. From a pharmacological point-of-view, numerous tools for activating or inhibiting adenosine receptors have been developed which could be used as therapeutics to combat cancer.One such strategy, for instance, might be based on the identification of A2B adenosine receptors in a breast cancer cell line which mediate the inhibition of growth-promoting MAP kinase activity. Among genuinely gynecological cancers, ovarian carcinoma is associated with the highest mortality rate. Its poor prognosis is mostly due to late primary diagnosis caused by the absence of early symptoms and by the lack of suitable screening programs. As current therapies show limited efficacy against late-stage ovarian cancer, there is an unmet medical need to be addressed by scientists and physicians. In this study we investigated if the human ovarian cancer cell lines OVCAR-3, SK-OV-3, PA-1 and OAW-42 express adenosine receptors on their surfaces. We used binding assays with the help of tritiated radioligands ([3H]CCPA , [3H]NECA und [3H]HEMADO) to identify the A1, A2A, A3 subtype and used a functional assay, namely the stimulation of the adenylylcyclase to detect A2B adenosine receptors with [32P]ATP and the nonselective adenosine receptor agonist NECA. Furthermore we investigated whether stimulation of adenosine receptors with NECA had any effect on the proliferation of OAW-42 and SK-OV-3 cells or on their sensitivity towards chemotherapeutic agents like cisplatin and doxorubicin. Results: We found adenosine receptors in all of the screened ovarian cancer cells, but their effects on proliferation and survival were ambiguous. OAW-42 and SK-OV-3 cells slightly reduced the incorporation of BrdU after treatment with 10 µM NECA. However, OAW-42 cells also became more resistant to cisplatin after treatment with NECA. SK-OV-3 cells, in contrast, were sensitized to doxorubicin and Fas ligand after incubation with NECA. Flow cytometry (FACS) further showed that the cell surface expression for the adenosine-generating ectonucleotidases CD39 and CD73 remained unaltered after stimulation of the cells with NECA. Taken together, the observed effects were quite small and it is questionable whether adenosine receptors represent suitable targets in ovarian cancer. Nevertheless, adenosine receptors remain interesting targets for cancer therapy. Our studies may thus stimulate future research on different tumor entities, with the purpose of finding the best application for the available adenosine receptor-specific drugs.
KW  - Eierstockkrebs
KW  - Adenosin
KW  - Adenosinrezeptor
KW  - ovarian cancer
KW  - adenosine
KW  - adenosine receptor
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-81920
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hintzsche, Henning
T1  - Gentoxizität nichtionisierender Strahlung - Auswirkungen von Mobilfunk- und Terahertzstrahlung auf das Genom
T1  - Genotoxicity of non-ionizing radiation - Effects of mobile phone and terahertz radiation on the genome
N2  - Ziel der vorliegenden Arbeit war es, zu untersuchen, ob nichtionisierende elektromagnetische Strahlung verschiedener Frequenzbereiche Genomschaden hervorrufen kann. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine Biomonitoring-Studie zu dieser Thematik konzipiert und durchgeführt. Es wurden 131 Probanden detailliert zu ihrer Mobilfunknutzung befragt. Anschließend wurden Mundschleimhautzellen entnommen und für eine mikroskopische Untersuchung aufbereitet und angefärbt. In den Zellen wurden Mikrokerne und andere Kernanomalien quantifiziert. Es zeigte sich keine Erhöhung der Mikrokernfrequenz in Abhängigkeit von der Dauer der Mobiltelefonnutzung. Auch die anderen abgefragten Parameter hatten keinen Einfluss auf die Höhe des Genomschadens. Als Positivkontrollen wurden vier Patienten, die eine lokale Strahlentherapie (ionisierende Strahlung) erhielten, eingeschlossen. Hier zeigte sich eine deutliche Erhöhung der Mikrokernfrequenz. Um festzustellen, ob die Mikrokerninduktion erst bei höheren Leistungsflussdichten als denen, die beim Mobilfunk verwendet werden, auftritt, wurden in-vitro-Versuche durchgeführt, bei denen verschiedene Zelllinien einer Strahlung von 900 MHz ausgesetzt wurden. Nach Exposition und einer Postinkubationsperiode wurden die Zellen fixiert und die Mikrokernfrequenz bestimmt. Neben den Leistungen wurden hier auch die Expositionszeiten und die Postinkubationsperioden variiert. In keinem Fall konnte eine Erhöhung der Mikrokernfrequenz festgestellt werden. Insgesamt konnte ein Einfluss elektromagnetischer Strahlung auf das Genom weder am Menschen im Rahmen einer Biomonitoring-Studie noch an verschiedenen Zelllinien im Rahmen von in-vitro-Versuchen festgestellt werden. Terahertzstrahlung ist elektromagnetische Strahlung im Bereich von 0,1 bis 10 THz, d. h. sie liegt zwischen Mikrowellen und Infrarotlicht. Derzeit wird sie hauptsächlich für spektroskopische Untersuchungen und zur Qualitätskontrolle im Herstellungs-prozess verschiedener Produkte verwendet. Anwendungen in der Sicherheitstechnik (z. B. Ganzkörperscanner) und in der Medizintechnik (z. B. Bildgebung) stehen kurz vor der Markteinführung bzw. sind bereits etabliert. Diese Anwendungen bringen eine Exposition der betroffenen Menschen mit sich. Außerdem wird an weiteren Techniken wie etwa der Datenübertragung gearbeitet. Die Wirkungen auf biologische Systeme sind im Gegensatz zum Mobilfunkbereich bisher nur unzureichend untersucht. Da bisher keine vollständigen Literaturübersichten vorlagen, wurde eine umfassende Literaturrecherche durchgeführt. Ziel war es, alle bisher durchgeführten Studien zu diesem Thema aufzulisten. Um diese Datenbasis zu verbreitern wurden in-vitro-Versuche bei verschiedenen Frequenzen durchgeführt. Als Strahlungsquellen wurden eine Frequenzvervielfacherkaskade (0,106 THz), ein Rückwärtswellen-Oszillator (0,380 THz) und ein Ferninfrarot-Laser (2,520 THz) eingesetzt. Die Strahlung wurde in einen modifizierten Inkubator geführt, so dass die Expositionen bei definierter Temperatur und konstantem CO2-Gehalt durchgeführt werden konnten. Da Terahertzstrahlung durch Wasser sehr stark absorbiert wird, sind bei einer Exposition des Menschen primär die obersten Hautschichten betroffen. Aus diesem Grund wurden primäre Hautfibroblasten und HaCaT-Zellen, eine Keratinozyten-Zelllinie, als biologische Systeme verwendet. Die Zellen wurden für unterschiedliche Zeitperioden mit verschiedenen Leistungsflussdichten exponiert. Anschließend wurden die Zellen für den Comet Assay aufbereitet und analysiert. Der Comet Assay ist eine Methode zur Quantifizierung von Einzel- und Doppelstrangbrüchen der DNA. Weiterhin wurden die Zellen nach einer Postinkubationsperiode für den Mikrokerntest aufbereitet. Neben unbehandelten Kontrollen und Sham-Expositionen wurden auch Positivkontrollen durchgeführt. Es konnte keine Erhöhung der Anzahl der DNA-Strangbrüche bzw. der Mikrokernfrequenz festgestellt werden. Da bekannt war, dass im Mobilfunkbereich unter bestimmten Bedingungen Störungen der Mitose, nicht aber Erhöhungen der Mikrokernfrequenz, auftreten, wurden Mitosestörungen nach Exposition bei 0,106 THz untersucht. Hierzu wurden AL-Zellen für 30 Minuten exponiert und anschließend ohne Postinkubation direkt fixiert. Analysiert wurden Störungen in allen Phasen der Mitose. Es zeigte sich, dass die Frequenz der Störungen in der Pro- und Metaphase unverändert blieb. Die Störungen in der Ana- und Telophase nahmen dagegen mit steigender Leistungsflussdichte zu. Insgesamt konnte im Terahertzbereich unter den gewählten Expositionsbedingungen kein DNA-Schaden beobachtet werden. Bei 0,106 THz konnten Mitosestörungen als Folge der Exposition gezeigt werden. Der Zusammenhang zwischen diesen Mitosestörungen und DNA-Schäden, insbesondere der Mikrokerninduktion, konnte bisher nicht abschließend geklärt werden und bleibt Gegenstand weiterer Untersuchungen.
N2  - The aim of the present study was to investigate whether non-ionizing radiation of different frequencies can cause genomic damage. Within the course of the present work, a biomonitoring study was designed and performed. 131 participants were interviewed and asked for their mobile phone use customs. Subsequently buccal mucosa cells were retrieved, prepared and stained for microscopy analysis. Micronuclei and other nuclear anomalies indicating genomic damage were quantified. No increase in micronucleus frequency depending on mobile phone use or other retrieved parameters were observed. Four patients receiving radiation therapy (ionizing radiation) were included as positive controls. A clear increase in micronucleus frequency was observed here. To determine whether micronucleus induction only occurs at higher power densities, in vitro investigations with different cell lines exposed to 900 MHz radiation were carried out. After exposition and post-incubation, cells were fixed and the micronucleus frequency was determined. Besides power density also exposition times and post-incubation periods were varied. In no case an increase in micronucleus frequency could be observed. 7. Summary 108 All in all, no influence of electromagnetic radiation on the genome could be observed, neither on humans in the biomonitoring study nor on cell lines in the in vitro study. Terahertz radiation is electromagnetic radiation in the range from 0.1 to 10 THz, i. e. between microwaves and infrared light. Currently it is used in spectroscopy and for quality control procedures in manufacturing processes. Application in security technology (e. g. full body scanners) and medical technology (e. g. medical imaging) have recently been established or are about to enter the market. These applications also involve exposure of humans. Furthermore, other technologies such as data transfer are being developed. So far the effects on biological systems of this frequency range are investigated only insufficiently. A thorough literature search was conducted because no comprehensive literature review was available. The aim was to completely list all available studies on this topic. To enlarge this data basis, in vitro studies at different frequencies were conducted. Radiation sources were a frequency multiplier chain (0.106 THz), a backward wave oscillator (0.380 THz) and a far infrared laser (2.520 THz). The radiation beam was led into a modified incubator in order to perform expositions under controlled temperature and CO2 concentration conditions. Terahertz radiation is strongly absorbed by water, thus in case of exposure of humans the skin will be affected primarily. This is the reason why primary dermal fibroblasts and HaCaT cells, a keratinocyte cell line, were used as biological systems. The cells were exposed to different power densities for different time periods. Subsequently cells were prepared and analyzed using the comet assay which quantifies DNA single and double strand breaks. Also, after a post-incubation period cells were prepared for the micronucleus test. Besides untreated controls and sham expositions also positive controls were 7. Summary 109 performed. No induction of DNA damage, neither as strand breaks nor as micronucleus frequency elevation, was observed. Because it was known that under certain experimental conditions mitotic disturbances but not micronucleus formation occur after exposition to mobile phone radiation, these mitotic disturbances were analyzed after terahertz exposition. AL cells were exposed for 30 minutes with 0.106 THz and fixed directly after the exposition. All phases of mitosis were analyzed, but it turned out that primarily ana- and telophase were affected. These disturbances increased with increasing power density. All in all, no DNA damage could be observed under the applied experimental conditions. After exposition to 0.106 THz mitotic disturbances occurred in AL cells. The link between these mitotic disturbances and the DNA damage, particularly the micronucleus formation, could not be resolved completely and remains subject of further investigations.
KW  - Mutagenität
KW  - Nichtionisierende Strahlung
KW  - Terahertzbereich
KW  - Mobiles Endgerät
KW  - Gentoxizität
KW  - Nichtionisierende Strahlung
KW  - Terahertzstrahlung
KW  - Mobilfunkstrahlung
KW  - Angewandte Toxikologie
KW  - genotoxicity
KW  - non-ionizing radiation
KW  - terahertz radiation
KW  - mobil phone radiation
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-57684
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Hintzsche, Henning
A1  - Jastrow, Christian
A1  - Kleine-Ostmann, Thomas
A1  - Kärst, Uwe
A1  - Schrader, Thorsten
A1  - Stopper, Helga
T1  - Terahertz electromagnetic fields (0.106 THz) do not induce manifest genomic damage in vitro
N2  - Terahertz electromagnetic fields are non-ionizing electromagnetic fields in the frequency range from 0.1 to 10 THz. Potential applications of these electromagnetic fields include the whole body scanners, which currently apply millimeter waves just below the terahertz range, but future scanners will use higher frequencies in the terahertz range. These and other applications will bring along human exposure to these fields. Up to now, only a limited number of investigations on biological effects of terahertz electromagnetic fields have been performed. Therefore, research is strongly needed to enable reliable risk assessment. Cells were exposed for 2 h, 8 h, and 24 h with different power intensities ranging from 0.04 mW/cm2 to 2 mW/cm2, representing levels below, at, and above current safety limits. Genomic damage on the chromosomal level was measured as micronucleus formation. DNA strand breaks and alkali-labile sites were quantified with the comet assay. No DNA strand breaks or alkali-labile sites were observed as a consequence of exposure to terahertz electromagnetic fields in the comet assay. The fields did not cause chromosomal damage in the form of micronucleus induction.
KW  - Toxikologie
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76268
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Hintzsche, Henning
A1  - Montag, Gracia
A1  - Stopper, Helga
T1  - Induction of micronuclei by four cytostatic compounds in human hematopoietic stem cells and human lymphoblastoid TK6 cells
JF  - Scientific Reports
N2  - For mutagenicity testing, primary lymphocytes or mammalian cell lines are employed. However, the true target for carcinogenic action of mutagenic chemicals may be stem cells. Since hematopoietic cancers induced by chemical agents originate at the hematopoietic stem cell (HSC) stage and since one of the side effects of chemotherapeutic cancer treatment is the induction of secondary tumors, often leukemias, HSC may be a suitable cell system. We compared the sensitivity of HSC with the genotoxicity testing cell line TK6 for chromosomal mutations. HSC were less sensitive than TK6 cells for the genotoxic effects of the model genotoxins and chemotherapeutic agents doxorubicin, vinblastine, methyl methanesulfonate (MMS) and equally sensitive for mitomycin C (MMC). However, loss of viability after mitomycin C treatment was higher in HSC than in TK6 cells. Among the factors that may influence sensitivity for genomic damage, the generation or response to reactive oxygen species (ROS) and the effectiveness of DNA damage response can be discussed. Here we show that HSC can be used in a standard micronucleus test protocol for chromosomal mutations and that their sensitivity was not higher than that of a classical testing cell line.
KW  - apoptosis
KW  - haematopoietic stem cells
KW  - TK6 cells
KW  - micronuclei
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-176210
VL  - 8
IS  - 3371
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hoffmann, Dana
T1  - Neue Biomarker zum Nachweis von Nierentoxizität
T1  - Novel Biomarker of Nephrotoxicity
N2  - Der Prozess von der Entdeckung und Entwicklung eines potentiellen Arzneistoffs bis zu dessen Zulassung ist extrem kosten&#8208; und zeitintensiv und eine Vielzahl dieser Stoffe kann aufgrund toxischer Nebenwirkungen in präklinischen Studien nicht weiterentwickelt werden. Dabei ist die Niere eines der Hauptziele von Xenobiotika&#8208;induzierter Organtoxizität, jedoch ist eine frühe Detektion von Nierenschäden schwierig. Den derzeitig verwendeten klinischen Parameter, wie Blutharnstoff (BUN) und Serumkreatinin fehlt es an Sensitivität und Spezifität, da sie Fremdstoff&#8208;induzierte Toxizität meist erst aufzeigen, wenn schon ein erheblicher Teil der Nierenfunktion beeinträchtigt ist. Daher ist es notwendig, empfindlichere und zuverlässigere Biomarker zu identifizieren und zu validieren, welche kleinste Nierenschädigungen früher als traditionelle Parameter erkennen. In den letzten Jahren wurden in der Literatur aber auch von verschiedenen Projekten eine Reihe neuer gen&#8208;basierender und Urinbiomarker (Kim&#8208;1, Clusterin, Lipocalin&#8208;2, Timp&#8208;1) identifiziert. Ziel dieser Dissertation war es die Aussagekraft dieser Marker im Vergleich zu traditionellen Endpunkten, einschließlich klinische Chemie und Histopathologie an Gewebe&#8208;, Urin&#8208; und Serumproben von männlichen Ratten, welche mit Modellsubstanzen für Nephrotoxizität (Aristolochiasäure und Gentamicin) oder nephrotoxischen Arzneistoffkandidaten (PredTox Projekt) behandelt wurden, mittels qRT&#8208;PCR, Immunhistochemie und ELISA zu untersuchen. Zusammenfassend kann man sagen, dass die Effekte auf Ebene der Gen&#8208; und Proteinexpression generell sehr gut mit den histopathologischen Veränderungen korrelieren. Sie konnten meist früher oder in niedrigeren Dosierungen als die traditionellen Nierenmarker BUN und Serumkreatinin detektiert werden. Eine erhöhte Expression und Exkretion von Kim&#8208;1 zeigte sich in allen Studien als eine der frühesten Antworten auf Schädigung der proximalen Tubuli und stellt somit den empfindlichsten Biomarker dar. Die erhöhte Ausscheidung von Clusterin konnte teilweise vor einer veränderten Gen&#8208; und Proteinexpression im Gewebe detektiert werden und unterstützen die Verwendung von Clusterin als nicht&#8208;invasiven Biomarker. Obwohl eine gesteigerte Exkretion von Lipocalin&#8208;2 sehr früh nach Schädigung des proximalen Tubulus detektiert werden konnte, ist diese nicht spezifisch für einen Nierenschaden. Dennoch könnte die vermehrte Expression/Ausscheidung von Lipocalin&#8208;2 als frühe Antwort auf eine Entzündung oder einen Gewebeschaden eine sinnvolle Ergänzung der routinemäßigen Testung auf Toxizität darstellen. Ebenfalls konnte ein dosis&#8208; und zeitabhängiger Konzentrationsanstieg von einem Großteil der potentiellen Biomarker des „WideScreen™ Rat Kidney Toxicity Panels 1 and 2“ im Urin beobachtet werden. Da jedoch die potentiellen Biomarker unterschiedliche Empfindlichkeiten besitzen und unter Umständen auch vom Mechanismus der Toxizität von Verbindungen abhängen, erscheint eine Kombination von verschiedenen Biomarkern zur frühzeitigen Erkennung von proximalen Nierenschäden sowie zur Verlaufskontrolle von Nierenerkrankungen sinnvoll. Durch die einfache Probenahme und leichte Bestimmung ist die Messung der neuen potentiellen Nierenbiomarker im Urin neben der Bestimmung der traditionellen Parameter der klinischen Chemie sowie der Histopathologie sinnvoll für die Identifizierung von Nierenschädigungen in präklinischen Studien.
N2  - The discovery and development of new drugs is very costly and time&#8208;consuming and the rate of drug failure due to late&#8208;breaking findings in preclinical toxicity studies is high. The kidney is a major target of xenobiotic induced organ toxicity but early detection of renal damage or minor effects on renal function is challenging due to the functional reserve of the kidney. Current clinical pathology parameters of nephrotoxicity such as blood urea nitrogen (BUN) and serum creatinine are relatively insensitive and non specific, revealing kidney damage not until 70&#8208;80 % of the renal epithelial mass has been lost. There is a clear need for the identification and validation of more sensitive and reliable biomarkers, which are indicators of minimal kidney damage rather than impaired kidney function. Recently a range of novel gene&#8208;based and urinary kidney biomarker (Kim&#8208;1, clusterin, lipocalin&#8208;2 and Timp&#8208;1) was identified from literature and various colloraborative projects. The aim of this work was to investigate the performance of these markers compared to traditional endpoints, such as clinical chemistry and histopathology in tissue, urine and serum samples collected from studies, in which male Wistar rats were treated either with model compounds of nephrotoxicity (aristolochic acid and gentamicin) or drug candidates (PredTox) using qRT&#8208;PCR, immunohistochemistry and ELISA. In summary, effects on marker gene and protein expression generally correlated well with the renal histopathology alterations and were frequently detected at earlier time&#8208;points or lower doses than the traditional clinical parameters BUN and serum creatinine. Overexpression and enhanced urinary excretion of Kim&#8208;1 was one of the earliest responses to proximal tubule damage and might be seen as the most sensitive marker of nephrotoxicity. Furthermore, urinary Clusterin was increased before changes in gene and protein expression or even histopathological alterations were evident, confirming urinary clusterin as a sensitive, non&#8208;invasive marker for renal injury. Although changes in urinary lipocalin&#8208;2 occurred very early after proximal tubule damage, lipocalin&#8208;2 may not specific for kidney injury. However, its rapid response to inflammation and tissue damage in general may reinforce its use in routine toxicity testing. A dose&#8208; and time&#8208;dependent increase in most of the novel urinary biomarkers was evident using the “WideScreen™ Rat Kidney Toxicity Panels 1 and 2”. Due to the the variable sensitivity of a single biomarker, a combination of many different biomarkers to detect kidney injury appears to be useful. Concerning of the easy sampling and measurement, the additional determination of potential urinary biomarkers of nephrotoxcity next to the traditional clinical chemistry parameters and histopathological changes is helpful to identify kidney damage at early time&#8208;points.
KW  - Biomarker
KW  - Nephrotoxizität
KW  - Niere
KW  - biomarker
KW  - nephrotoxicity
KW  - kidney
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-48562
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Hoffmann, Linda S
A1  - Schmidt, Peter M
A1  - Keim, Yvonne
A1  - Hoffmann, Carsten
A1  - Schmidt, Harald H H W
A1  - Stasch, Johannes-Peter
T1  - Fluorescence Dequenching Makes Haem-Free Soluble Guanylate Cyclase Detectable in Living Cells
JF  - PLOS ONE
N2  - In cardiovascular disease, the protective NO/sGC/cGMP signalling-pathway is impaired due to a decreased pool of NO-sensitive haem-containing sGC accompanied by a reciprocal increase in NO-insensitive haem-free sGC. However, no direct method to detect cellular haem-free sGC other than its activation by the new therapeutic class of haem mimetics, such as BAY 58-2667, is available. Here we show that fluorescence dequenching, based on the interaction of the optical active prosthetic haem group and the attached biarsenical fluorophor FlAsH can be used to detect changes in cellular sGC haem status. The partly overlap of the emission spectrum of haem and FlAsH allows energy transfer from the fluorophore to the haem which reduces the intensity of FlAsH fluorescence. Loss of the prosthetic group, e. g. by oxidative stress or by replacement with the haem mimetic BAY 58-2667, prevented the energy transfer resulting in increased fluorescence. Haem loss was corroborated by an observed decrease in NO-induced sGC activity, reduced sGC protein levels, and an increased effect of BAY 58-2667. The use of a haem-free sGC mutant and a biarsenical dye that was not quenched by haem as controls further validated that the increase in fluorescence was due to the loss of the prosthetic haem group. The present approach is based on the cellular expression of an engineered sGC variant limiting is applicability to recombinant expression systems. Nevertheless, it allows to monitor sGC's redox regulation in living cells and future enhancements might be able to extend this approach to in vivo conditions.
KW  - spontaneously hypersensitive-rats
KW  - nitric-oxide
KW  - down-regulation
KW  - energy-transfer
KW  - cyclic-gmp
KW  - protein
KW  - activation
KW  - identification
KW  - in-vivo
KW  - no
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-139631
VL  - 6
IS  - 8
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Holler, E.
A1  - Fischer, H.
A1  - Weber, C.
A1  - Stopper, Helga
A1  - Steger, H.
A1  - Simek, H.
T1  - A DNA polymerase with unusual properties from the slime mold Physarum polycephalum
N2  - Two forms of a DNA polymerase have been purified from microplasmodia of Physarum polycephalum by poly(ethyleneimine) precipitation and chromatography on DEAE-Sephacel, phosphocellulose, heparin Sepharose, hydroxyapatite, DNA-agarose, blue-Sepharose. They were separated from DNA polymerase cx on phosphocellulose and from each other on heparin-Sepharose. Form HS1 enzymewas 30-40% pure and form HS2 enzyme 60% with regard toprotein contents of the preparations. Form HS2 enzymewas generated from form HS1 enzyme on prolonged standing of enzyme preparations. The DNA polymerases were obtained as complexes of a 60-kDa protein associated with either a 135-kDa (HS1) or a 110-kDa (HS2) DNA-polymerizing polypeptidein a 1:1 molar stoichiometry. The biochemical function of the 60-kDa protein remained unknown. The complexes tended to dissociate during gradient centrifugation and during partition chromatography as weil as during polyacrylamide gradient gel electrophoresis under nondenaturing conditions at high dilutions of samples. Both forms existed in plasmodia extracts, their proportions depending on several factors including those which promoted proteolysis. The DNA polymerases resembled eucaryotic DNA polymerase ß by several criteria and were functionally indistinguishable from each other. It is suggested that lower eucaryotes contain repair DNA polymerases, which are similar to those of eubacteria on a molecular mass basis.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1987
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-63501
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Hommers, L. G.
A1  - Richter, J.
A1  - Yang, Y.
A1  - Raab, A.
A1  - Baumann, C.
A1  - Lang, K.
A1  - Schiele, M. A.
A1  - Weber, H.
A1  - Wittmann, A.
A1  - Wolf, C.
A1  - Alpers, G. W.
A1  - Arolt, V.
A1  - Domschke, K.
A1  - Fehm, L.
A1  - Fydrich, T.
A1  - Gerlach, A.
A1  - Gloster, A. T.
A1  - Hamm, A. O.
A1  - Helbig-Lang, S.
A1  - Kircher, T.
A1  - Lang, T.
A1  - Pané-Farré, C. A.
A1  - Pauli, P.
A1  - Pfleiderer, B.
A1  - Reif, A.
A1  - Romanos, M.
A1  - Straube, B.
A1  - Ströhle, A.
A1  - Wittchen, H.-U.
A1  - Frantz, S.
A1  - Ertl, G.
A1  - Lohse, M. J.
A1  - Lueken, U.
A1  - Deckert, J.
T1  - A functional genetic variation of SLC6A2 repressor hsa-miR-579-3p upregulates sympathetic noradrenergic processes of fear and anxiety
JF  - Translational Psychiatry
N2  - Increased sympathetic noradrenergic signaling is crucially involved in fear and anxiety as defensive states. MicroRNAs regulate dynamic gene expression during synaptic plasticity and genetic variation of microRNAs modulating noradrenaline transporter gene (SLC6A2) expression may thus lead to altered central and peripheral processing of fear and anxiety. In silico prediction of microRNA regulation of SLC6A2 was confirmed by luciferase reporter assays and identified hsa-miR-579-3p as a regulating microRNA. The minor (T)-allele of rs2910931 (MAFcases = 0.431, MAFcontrols = 0.368) upstream of MIR579 was associated with panic disorder in patients (pallelic = 0.004, ncases = 506, ncontrols = 506) and with higher trait anxiety in healthy individuals (pASI = 0.029, pACQ = 0.047, n = 3112). Compared to the major (A)-allele, increased promoter activity was observed in luciferase reporter assays in vitro suggesting more effective MIR579 expression and SLC6A2 repression in vivo (p = 0.041). Healthy individuals carrying at least one (T)-allele showed a brain activation pattern suggesting increased defensive responding and sympathetic noradrenergic activation in midbrain and limbic areas during the extinction of conditioned fear. Panic disorder patients carrying two (T)-alleles showed elevated heart rates in an anxiety-provoking behavioral avoidance test (F(2, 270) = 5.47, p = 0.005). Fine-tuning of noradrenaline homeostasis by a MIR579 genetic variation modulated central and peripheral sympathetic noradrenergic activation during fear processing and anxiety. This study opens new perspectives on the role of microRNAs in the etiopathogenesis of anxiety disorders, particularly their cardiovascular symptoms and comorbidities.
KW  - clinical genetics
KW  - psychiatric disorders
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-322497
VL  - 8
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hommers, Leif
T1  - Über die Interaktion aktivierter G-Proteine mit G-Protein gekoppelten Rezeptoren
T1  - Interaction of activated G Protein with activated G Protein coupled receptors
N2  - Aktivierte G-Protein gekoppelte Rezeptoren aktivieren heterotrimere GProteine, in dem sie den Austausch von GDP zu GTP am G-Protein katalysieren. Theoretische Untersuchungen mittels eines vereinfachten kinetischen Modells des Gi/o-Protein Zyklus legen nahe, dass nicht nur GDP-,sondern auch GTP-gebundene Gi/o-Proteine mit aktivierten α2A-adrenergen Rezeptoren (α2A-AR) interagieren können. Demgemäß sollten aktivierte Gi/o-Proteine mit aktivierten α2A-AR vermehrt interagieren, wenn mehr α2A-AR aktiviert werden als für eine maximale G-Protein Aktivierung nötig sind. Dies sollte zu einer paradoxen Deaktivierung von Gi/o-Proteinen und deren Effektorproteinen, z.B. dem G-Protein gekoppelten, einwärtsgleichrichtenden Kaliumkanal (GIRK-Kanal) führen. Mittels FRET lässt sich in lebenden und in permeabilisierten Zellen unter Kontrolle der intrazellulären Nukleotide die Aktivierung von α2A-AR, die Interaktion von Gi/o-Proteinen mit α2A-AR und die Aktivierung von Gi/o-Proteinen bestimmen. Die Arbeit zeigt auf mehreren Ebenen, dass Go-Proteine mit aktivierten α2A-AR interagieren und im nukleotidfreiem Zustand sequestriert werden können: (I) Go-Proteine,irreversibel durch GTPγS aktiviert werden abhängig von der Rezeptor Aktivierung in Abwesenheit von Nukleotiden deaktiviert, (II) Go-Proteine interagieren in Gegenwart niedriger Nukleotidkonzentrationen in wesentlich größer Fraktion mit aktivierten α2A-AR als in Gegenwart hoher Nukleotidkonzentrationen, (III) Go Proteine können in Gegenwart niedriger GTP und GTPγS-Konzentrationen bei Aktivierung des α2A-AR inaktiviert werden. Die Arbeit zeigt exemplarisch an der Signalkaskade des α2A-AR und Go, dass der G-Protein Zyklus in lebenden Zellen reversibel ist, woraus eine Deaktivierung aktivierter G-Proteine und aktivierter G-Protein Effektoren resultieren kann. Dies erklärt paradoxe Befunde zur Deaktivierung von GIRK-Kanälen in Myozyten durch A1-Rezeptoren.
N2  - G protein coupled receptors activate heterotrimeric G proteins by catalyzing the exchange of GDP with GTP at the Gα subunit. Kinetic modelling of the Gi/o protein cycle suggests, that both GDP- and GTP-bound Gi/o proteins interact with activated α2A-adrenergic receptors (α2A-AR). Consequently, upon activating more α2A-AR then required for maximal Gi/o protein activation, the interaction of activated Gi/o proteins with activated α2A-AR will become incresingly prominent and ultimately lead to a paradoxic deactivation of Gi/o proteins and their effectors such as G protein coupled inwardly rectifying potassium channels. Using means of FRET allows the detection of the receptor activation, receptor/G protein interaction and G protein activation in single living cells and in single permeabilized cells while controlling the intracellular nucleotide composition.Data suggest, that activated Go proteins may be sequestrated at activated α2A-AR in their nucleotide-free state: (I) Go proteins irreversibly activated by GTPγS become inactivated upon receptor stimulation in the absence of nucleotides, (II) Go proteins interact with activated α2A-AR to a large extent in the presence of low concentrations of nucleotide, (III) Go proteins may be inactivated upon activation of α2A-AR in the presence of low concentrations of GTP or GTPγS. Taken together, the data demonstrate the reversibility of the G protein cycle in living cells for the paradigm α2A-AR/Go pathway. The data thereby explain the paradoxic inactivation of G protein coupled inwardly rectifying potassium channels in myocytes upon activation of adenosine A1 receptors.
KW  - G-Protein gekoppelte Rezeptoren
KW  - G protein coupled receptor
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-56576
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hommers, Leif
T1  - Modulation der Einwärtsgleichrichrichtung von GIRK-Kanälen durch G-Protein Untereinheiten
T1  - Modulation of the rectification properties of GIRK channels by G Protein subunits
N2  - G-Protein-gekoppelte einwärtsgleichrichtende Kalium-Kanäle sind durch zwei Eigenschaften gekennzeichnet: (I) Die Leitfähigkeit für K+-Ionen ist positiv des Kalium-Gleichgewichtspotentials reduziert und (II) die Kanal-Aktivität wird durch Bindung von G betagamma-Dimere heterotrimerer Gi/o-Proteine reguliert. In der Literatur wurde die Aktivierung von GIRK-Kanälen als eine Zunahme ihrer Offenwahrscheinlichkeit unabhängig vom Membranpotential beschrieben. Die vorliegenden Untersuchungen zeigten, dass es bei starker Aktivierung des GIRK-Kanals durch G betagamma-Dimere auch zu einer Abschwächung der Einwärtsgleichrichtung kommt. Im heterologen Expressionssystem konnte bei Rezeptor-Stimulation mit Agonist die Einwärtsgleichrichtung von GIRK-Kanälen abhängig von der Stärke der Koexpression von G betagamma-Dimeren geschwächt werden. Dieser Effekt entstand nicht durch eine Veränderung der Affinität, mit der Polyamine und Mg2+-Ionen den GIRK-Kanal membranpotentialabhängig blockieren. Die Kinetik, mit der Polyamine den GIRK-Kanal blockieren, war nicht verändert; eine Erhöhung der intrazellulären Mg2+-Konzentration um den Faktor 20 konnte eine Abschwächung der Einwärtsgleichrichtung nicht mindern. Es wurde vermutet, dass eine Änderung der Konformation von Strukturen nahe des Selektivitätsfilters die Abschwächung der Einwärtsgleichrichtung verursacht. Gestützt wurde diese Vermutung zum einen dadurch, dass Ba2+- und Cs+-Ionen, die von extrazellulärer Seite her den Kanal an Strukturen nahe des Selektivitätsfilters blockieren können, unter schwach einwärtsgleichrichtenden Bedingungen eine geringere Bindungsaffinität hatten und zum anderen dadurch, dass das relative Ausmaß des GIRK-Kanal-Blocks durch Cs+-Ionen mit der Stärke der Einwärtsgleichrichtung korrelierte.
N2  - G Protein-coupled inwardly rectifying potassium channels (GIRK channels) conduct K+ ions at membrane potentials negative of the potassium reversal potential and are activated by binding of G betagamma subunits of heterotrimeric Gi/o proteins. Activation of GIRK channels was described to be a process, which results in an increase in open probabilty independent of the membrane potential. The investigations of this thesis enhance this modell by supoorting evidence, that the degree of rectification becomes weakened upon strong GIRK channel activation. The weakened inward rectification was not associated with a shift in Mg2+ or polyamine binding affinities towards GIRK. It was concluded, that structeres close to the selectivity filter may be involved in the process, as proposed by the finding, that Cs+ and Ba2+ block (which is considered to take place near the selectivity filter) is less efficient in weakly inward rectifying GIRK channels.
KW  - GIRK
KW  - Einwärtsgleichrichtung
KW  - G Protein
KW  - Gi/o
KW  - G beta gamma
KW  - GIRK
KW  - Einwärtsgleichrichtung
KW  - G Protein
KW  - Gi/o
KW  - G beta gamma
KW  - GIRK
KW  - Inward Rectification
KW  - G Protein
KW  - Gi/o
KW  - G beta gamma
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-40388
ER  - 
TY  - THES
A1  - Horn, Daniela
T1  - Kardiotoxizität von CTRPs und das Vorkommen der CTRP-Rezeptoren in Kardiomyozyten
T1  - Cardiotoxicity of CTRPs and the presence of CTRP receptors in cardiomyocytes
N2  - Die C1q/tumor necrosis factor-related proteins (CTRPs) sind eine Ligandenfamilie aus sezernierten Plasmaproteinen, welche sich in ihrem Grundbauplan ähneln.
Daten aus der Literatur deuten darauf hin, dass sie zum Teil positive Effekte auf den Stoffwechsel und das Herz-Kreislaufsystem besitzen und somit eine mögliche therapeutische Zielstruktur darstellen. Während für manche CTRPs bereits Rezeptoren identifiziert werden konnten, ist für andere immer noch nicht geklärt, an welche Rezeptoren sie binden oder über welche sie diese Wirkungen erzielen. Um die CTRPs zukünftig therapeutisch nutzen zu können, muss die Wirkung der CTRPs auf verschiedene Zellen weiter analysiert werden. Dafür wurden in dieser Arbeit Zellen, auf die Expression bereits bekannter CTRP-Rezeptoren hin, untersucht. Des Weiteren wurden die durch CTRP2, CTRP3, CTRP4, CTRP9A, CTRP10, CTRP11, CTRP13 und CTRP14 induzierten Änderungen in der ATP- und Laktatproduktion als Surrogatparameter für Kardiotoxizität in den Kardiomyozytenzelllinien H9c2 und AC16 getestet, um potenziell kardiotoxische Wirkungen frühzeitig erkennen zu können. Es konnte gezeigt werden, dass die CTRPs sicher für Kardiomyozyten zu sein scheinen, was eine wichtige Grundlage für die therapeutische Nutzbarkeit darstellt.
N2  - C1q/tumor necrosis factor-related proteins (CTRPs) are a ligand family of secreted plasma proteins that are similar in their basic structure.
Literature on the subject indicate that some of them have positive effects on the metabolism and the cardiovascular system and therefore represent a potential therapeutic target structure. While some receptors have already been identified for some CTRPs, for others it is still not clear which receptors they bind to or through which they achieve these effects. In order to be able to use the CTRPs therapeutically in the future, the effect of the CTRPs on different cells must be further analyzed. For that cells were examined in this study for the expression of already known CTRP receptors. Furthermore, CTRP2, CTRP3, CTRP4, CTRP9A, CTRP10, CTRP11, CTRP13 and CTRP14 were tested in the cardiomyocyte cell lines H9c2 and AC16 with respect to their effect on production of ATP and lactate as surrogate parameters for cardiotoxicity in order to be able to recognize potentially cardiotoxic effects at an early stage. It was shown that the CTRPs appear to be safe for cardiomyocytes, which is an important basis for therapeutic utility.
KW  - Herzmuskelzelle
KW  - Zelllinie
KW  - CTRP
KW  - C1q/tumor necrosis factor-related proteins
KW  - Kardiomyozyten
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-349029
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Huber, K. W.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - Methylation of DNA in stomach and small intestine of rats after oral administration of methylamine and nitrite
N2  - Young adult male Sprague-Dawley rats were given 30 \(\mu\)mol/kg body weight [\(^{14}\)C]methylamine hydrochloride and 700 \(\mu\)mol/ kg body weight sodium nilrite by oral gavage. DNA isolated from the stomach and from the first 15 cm of the smaß intestine was methylated, containing 7-methylguanine (7mG) at a level of one 7mG molecule per 5x10\8^6\) and lx10\(^7\) nucleotides, respectively. No 7mG was found fn the liver at a limit of detection of one 7mG molecule per 2xl0\(^8\) nucleotides. ln a second experiment, the excised stomachs were incubated with deoxyribonuclease before the isolation of the DNA in order to degrade DNA in the Iumen and in the uppermost lining cells. This treatment resulted in a 30% decrease in the yield of DNA and a 90% reduction in the level of 7mG formation. The results show that nitrosation of a primary alkylamine yields a precursor of an alkylating agent which has a long enough lifetime to diffuse towards and react with intracellular DNA. A correlation of DNA methylation in the stomach with the corresponding tumor formation by the methylating carcinogen N-methyi-N'-nitro-N-nitroso-guanidine was used to estimate the roJe of DNA damage resulting from endogenous nitrosation of dietary methylamine in man. It was concluded that the risk resulting from this single amine must be negligible bot that a similar evaluation of other primary amines is required before the over-aU role of primary amine nitrosation in the etiology of human gastric cancer can be assessed.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1984
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-60984
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Huber, K. W.
A1  - Lutz, Werner K.
T1  - Methylation of DNA by incubation with methylamine and nitrite
N2  - DNA was incubated in septum-closed reaction vials with [\(^{14}\)C]methylamine and nitrite. The DNA was purified, hydrolysed with hydrochloric acid, and the purines were analysed by h.p.l.c. 7-Methylguanine was detectable as a result of DN A methylation in experiments perfonned in 100 mM acetate at pH 4. Using different concentrations of amine and nitrite a first order reaction for total amine and a second order for total nilrite could be shown. A study on the pH dependence using 100 mM malonate buffer, pH 2.0-6.0, revealed a maximum rate at pH 3.5, with steep slopes above and below this pH value, in agreement with a mathematical analysis of the reaction equations. The data show that the alkylating agent fonned spontaneously by nitrosation and deamination of a primary amine has a long enough lifetime to react with DNA in vitro. Using the reactioil orders established here, an extrapolation to lower concentrations found in the stomach can now be perfonned. Future in vivo experiments on the methylation of gastro-intestinal DNA then would show to what extent DNA in a cell is protected from alkylation.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1984
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61011
ER  - 
TY  - THES
A1  - Humrich, Jan
T1  - G-Protein betagamma-Regulation durch Phosducin-like Proteine
T1  - G protein betagamma regulation by phosducin-like proteins
N2  - Phosducin-like Protein existiert in zwei Splicevarianten: PhLPLONG (PhLPL) und PhLPSHORT (PhLPS). Sie unterscheiden sich in der Länge ihres N-Terminus und in ihrem Expressionsmusters: Die lange Form (PhLPL) wird ubiquitär exprimiert und bindet G-Protein-betagamma-Untereinheiten (Gbetagama), was zur Hemmung von Gbetagamma-abhängigen Funktionen führt. Der um 83 Aminosäuren verlängerte N-Terminus besitzt ein hoch konserviertes Motiv, welches für die Gbetagamma-Bindung und Regulation von entscheidender Bedeutung ist. Im Gegensatz hierzu besitzt die kurzen Spliceform PhLPS, deren Expression in verschiedenen Gewebetypen deutlich geringer ist, diese hoch konservierte Region nicht. In der vorliegenden Arbeit wurde nun erstmals die Rolle von PhLPL und PhLPS bei der Gbetagamma-Regulation in intakten Zellen untersucht. Hierbei konnte überraschenderweise gefunden werden, dass PhLPS der potentere und effizientere Regulator für Gbetagamma-abhängige Signale war. PhLPL hingegen schien in seiner Gbetagamma-regulierenden Fähigkeit limitiert zu werden. Die Ursache dieser Limitierung von PhLPL in intakten Zellen wurde auf eine konstitutive Phosphorylierung seines verlängerten N-Terminus durch die ubiquitäre Casein Kinase 2 (CK2) zurückgeführt. Die verantwortlichen Phosphorylierungsstellen (S18, T19, S20) wurde identifiziert und die Mutation der CK2-Phosphorylierungsstellen (PhLPLA18-20) führte zu einer Verbesserung der hemmenden Funktion von PhLPL in Zellen. In vitro-Assays zur Bindungsfähigkeit von rekombinantem PhLPL (vor und nach CK2-Phosphorylierung) zeigten allerdings: die Phosphorylierung beeinflusste die Affinität nicht. Eine genaue Analyse der N-terminalen Strukuren von PhLPL zeigte indes, dass die Regulationsfähigkeit von PhLPL in intakten Zellen vor allem in dem konservierten Gbetagamma-Bindungsmotiv zu suchen war. Die Mutation einer einzigen Aminosäure (W66V) war ausreichend, um sowohl die Gbetagamma-Bindungsfähigkeit, als auch die Fähigkeit zur funktionellen Hemmung in intakten Zellen zu verlieren. Was war also der Mechanismus der Hemmung von Gbetagamma durch PhLPS und die phophorylierungsdefiziente Mutante von PhLPL? Ein erster Hinweis hierauf kam von der Beobachtung, dass die Gbeta- und Ggamma-Untereinheiten in Anwesenheit von PhLPS in ihrem Proteingehalt deutlich reduziert vorlagen (wie in Western Blots gezeigt). Dieser Mechanismus schien von proteasomalen Abbauwegen abzuhängen (gezeigt durch Effekte des spezifischen Proteasominhibitors Lactazystin). Allerdings schien eine Stabilisierung der Gbeta- und Ggamma-Untereinheiten (durch N-terminale Fusion mit einem Protein zur vitalen Proteinfärbung) nicht die Funktionsfähigkeit von Gbetagamma in Anwesenheit von PhLPS bewahren zu können. Ganz im Gegenteil, es wurde gezeigt, dass Gbeta und Ggamma hierbei nicht mehr zu einem funktionellen Dimer assoziierten. Dies war ein Hinweis darauf, dass möglicherweise Proteinfaltungsmechanismen bei der Regulation essentiell sein könnten. Eine postulierte Rolle bei der Faltung von WD40-Repeatproteinen wie der Gbeta-Untereinheit wurde dem Chaperonin-Komplex CCT (chaperonin containing TCP) zugedacht. Folgerichtig konnte PhLPS mit seinen funktionell aktiven Domänen an endogenes TCP-1alpha (einer Untereinheit von CCT) binden. Ferner konnte gezeigt werden, dass die Hemmung des CCT-Komplexes durch RNA-Interferenz mit TCP-1alpha ebenso wie PhLPS zur spezifischen Reduktion von Gbetagamma führte. In dieser Arbeit wurde also ein neuartiger Mechanismus der G-Protein-Regulation durch Hemmung der Proteinfaltung von Gbetagamma beschrieben. Ein Schaltmechanismus zwischen direkter Gbetagamma-Bindung (induziert durch CK2-Phosphorylierung von PhLPL) und Hemmung der Proteinfaltung von Gbetagamma (induziert durch alternatives Splicen oder durch Dephosphorylierung von PhLP) wird postuliert.
N2  - Phosducin-like protein (PhLP) exists in two splice variants PhLPLONG (PhLPL) and PhLPSHORT (PhLPS): They differ in the length of their N-termini and their expression pattern: The long form (PhLPL) is a ubiquitously expressed protein and binds G-protein betagamma-subunits (Gbetagamma) and thereby inhibits Gbetagamma-mediated function. The extended N-terminus of PhLPL (83 amino acids) contains a highly conserved Gbetagamma-binding motif which plays the crucial role in binding and regulating Gbetagamma-subunits. In contrast, the short splice variant PhLPS, which has a more restricted expression, lacks this motif and did not seem to exert a major Gbetagamma-inhibition, when tested with purified proteins. In the present work, for the first time, we investigated the Gbetagamma-inhibiting properties of PhLPL and PhLPS in intact cells. Surprisingly, PhLPS was the more potent and effective Gbetagamma inhibitor, while PhLPL was limited in this respect. The reason for the limited ability to inhibit Gbetagamma in intact cells was found in a constitutive phosphorylation by the ubiquitious kinase casein kinase 2 (CK2). The responsible phosphorylation sites could be identified (S18, T19, S20) and mutation of those sites into alanines could ameliorate the function of PhLPL. We therefore hypothesised that CK2 dependent phosphorylation of PhLPL should reduce binding affinity towards Gbetagamma subunits. But instead, direct phosphorylation of recombinant PhLPL by CK2 did not reduce its binding affinites. A thorough analysis of the N terminus of PhLPL revealed that a single mutation of the conserved N terminal binding motif (W66V) was sufficient to ablate Gbetagamma binding and Gbetagamma inhibition in intact cells. A first hint to an alternative mechanism came from the observation that - in the presence of PhLPS - the protein content of Gbeta and Ggamma subunits was dramatically reduced (as determined by Western blotting). This phenomenon seemed to be dependent on a proteasomal pathway (which was shown by effects of the specific proteasome inhibitor lactacystine). But a stabilization of the Gbeta and Ggamma subunits through N terminal fusion of a dye-labeling protein could not restore the function of Gbetagamma in the presence of PhLPS. Instead, it could be demonstrated that under these conditions Gbeta and Ggamma did not form functional dimers any more. This finding led to the conclusion that a protein folding mechanism was possibly involved. A postulated role in the folding of WD40 repeat proteins (like the Gbeta subunit) was assumed for the cytosolic chaperonin complex CCT in the literature. PhLPS was able to bind to TCP-1alpha, a subunit of CCT, as were the functionally active domains of PhLPS. We further demonstrated that the inhibition of CCT by RNA interference with TCP-1alpha also led to down-regulation of Gbeta and Ggamma subunits. So, in this thesis, a novel mechanism of G-protein regulation through inhibition of Gbetagamma protein folding was described. Further, a switch mechanism between direct Gbetagamm binding (induced by phosphorylation of PhLPL) and inhibition of Gbetagamm folding (induced by alternative splicing or dephosphorylation of PhLP) is postulated.
KW  - G-Proteine
KW  - Membranrezeptor
KW  - Regulation
KW  - Proteinfaltung
KW  - Phosphorylierung
KW  - Zellkultur
KW  - RNS-Interferenz
KW  - Proteinkinase A
KW  - Protein-Protein-Wechselwirkung
KW  - Proteinkinase CK2
KW  - Immunoblot
KW  - Phosducin
KW  - Phosducin-like Proteine
KW  - CCT
KW  - TCP-1 alpha
KW  - Proteasom
KW  - WD 40 Repeat Proteins
KW  - Inhibition
KW  - Protein Folding
KW  - Protein Interaction
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-40059
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hupp, Sabrina
T1  - Modulation of Actin Dynamics by the Cholesterol-Dependent Cytolysin Pneumolysin - a novel mechanism beyond pore formation
T1  - Einfluß des CDCs Pneumolysin auf die Aktin-Dynamik - neue Eigenschaften eines Poren-bildenden Toxins
N2  - Streptococcus pneumoniae is one of the major causes of bacterial meningitis, which mainly affects young infants in the developing countries of Africa, Asia (esp. India) and South America, and which has case fatality rates up to 50% in those regions. Bacterial meningitis comprises an infection of the meninges and the sub-meningeal cortex tissue of the brain, whereat the presence of pneumolysin (PLY), a major virulence factor of the pneumococcus, is prerequisite for the development of a severe outcome of the infection and associated tissue damage (e. g. apoptosis, brain edema, and ischemia). Pneumolysin belongs to the family of pore forming, cholesterol-dependent cytolysins (CDCs), bacterial protein toxins, which basically use membrane-cholesterol as receptor and oligomerize to big aggregates, which induce cell lysis and cell death by disturbance of membrane integrity. Multiple recent studies, including this work, have revealed a new picture of pneumolysin, whose cell-related properties go far beyond membrane binding, pore formation and the induction of cell death and inflammatory responses. For a long time, it has been known that bacteria harm the tissues of their hosts in order to promote their own survival and proliferation. Many bacterial toxins aim to rather hijack cells than to kill them, by interacting with cellular components, such as the cytoskeleton or other endogenous proteins. This study was able to uncover a novel capacity of pneumolysin to interact with components of the actin machinery and to promote rapid, actin-dependent cell shape changes in primary astrocytes. The toxin was applied in disease-relevant concentrations, which were verified to be sub-lytic. These amounts of toxin induced a rapid actin cortex collapse in horizontal direction towards the cell core, whereat membrane integrity was preserved, indicating an actin severing function of pneumolysin, and being consistent with cell shrinkage, displacement, and blebbing observed in live cell imaging experiments. In contrast to neuroblastoma cells, in which pneumolysin led to cytoskeleton remodeling and simultaneously to activation of Rac1 and RhoA, in primary astrocytes the cell shape changes were seen to be primarily independent of small GTPases. The level of activated Rac1 and RhoA did not increase at the early time points after toxin application, when the initial shape changes have been observed, but at later time points when the actin-dependent displacement of cells was slower and less severe, probably presenting the cell’s attempt to re-establish proper cytoskeleton function. A GUV (giant unilamellar vesicle) approach provided insight into the effects of pneumolysin in a biomimetic system, an environment, which is strictly biochemical, but still comprises cellular components, limited to the factors of interest (actin, Arp2/3, ATP, and Mg2+ on one side, and PLY on the other side). This approach was able to show that the wildtype-toxin, but not the Δ6 mutant (mutated in the unfolding domain, and thus non-porous), had the capacity to exhibit its functions through a membrane bilayer, meaning it was able to aggregate actin, which was located on the other side of the membrane, either via direct interaction with actin or in an Arp2/3 activating manner. Taking a closer look at these two factors with the help of several different imaging and biochemical approaches, this work unveiled the capacity of pneumolysin to bind and interact both with actin and Arp2 of the Arp2/3 complex. Pneumolysin was capable to slightly stabilize actin in an actin-pyrene polymerization assay. The same experimental setup was applied to show that the toxin had the capacity to lead to actin polymerization through activation of the Arp2/3 complex. This effect was additionally confirmed with the help of fluorescent microscopy of rhodamine (TRITC)-tagged actin. Strongest Arp2/3 activation, and actin nucleation/polymerization is achieved by the VCA domain of the WASP family proteins. However, addition of PLY to the Arp2/3–VCA system led to an enhanced actin nucleation, suggesting a synergistic activation function of pneumolysin. Hence, two different effects of pneumolysin on the actin cytoskeleton were observed. On the one hand an actin severing property, and on the other hand an actin stabilization property, both of which do not necessarily exclude each other. Actin remodeling is a common feature of bacterial virulence strategies. This is the first time, however, that these properties were assigned to a toxin of the CDC family. Cytoskeletal dysfunction in astrocytes leads to dysfunction and unregulated movement of these cells, which, in context of bacterial meningitis, can favor bacterial penetration and spreading in the brain tissue, and thus comprises an additional role of pneumolysin as a virulence factor of Streptococcus pneumonia in the context of brain infection.
N2  - S. pneumoniae gehört zur Gruppe der Pathogene, die bakterielle Meningitis verursachen, eine Infektion, die hauptsächlich bei Neugeborenen und Kleinkindern in den Entwicklungsländern von Afrika, Asien und Südamerika auftritt, und in diesen Regionen Sterblichkeitsraten von bis zu 50% aufweist. Meningitis ist eine Infektion der Hirnhäute und dem sich direkt darunter befindlichen Cortex-Gewebe. Pneumolysin (PLY), ein Haupt-Pathogenitätsfaktor des sog. Pneumococcus, ist hauptsächlich verantwortlich für einen schweren Verlauf der Infektion und für Gewebeschädigungen, wie Apoptose, Hirnödemen und Ischämie. Pneumolysin gehört zur Familie der Cholesterol-abhängigen Cytolysine (CDCs), bakteriellen Protein-Toxinen, die an Membran-Cholesterol binden, sich zu großen Aggregaten zusammenschließen und durch die Beeinträchtigung der Membranintegrität (Porenbildung) Zell-Lyse und Zelltod verursachen. Zahlreiche neuere Studien, darunter auch diese Arbeit, haben ein neues Bild von Pneumolysin aufgezeigt, dessen Eigenschaften weit über die Membranbindung, die Poren-Bildung und die Induktion von Zelltod und inflammatorischen Prozessen hinausgehen. Es ist weithin bekannt, dass Bakterien das Gewebe ihres Wirts schädigen, um ihre eigene Vermehrung und ihre Ausbreitung zu begünstigen. In diesem Zusammenhang fungieren bakterielle Toxine als Pathogenitätsfaktoren, die mit zellulären Komponenten, wie dem Zytoskelett und anderen Zytosol-Proteinen interagieren, was allerdings bevorzugt zu Zellveränderungen, und seltener zum Zelltod führt. Die vorliegende Arbeit konnte zeigen, dass Pneumolysin schnelle, und zum Teil gravierende, Aktin-abhängige Zellstruktur-Veränderungen in primären Astrozyten hervorruft. Hierbei wurde das Toxin in Konzentrationen appliziert, die im Liquor von Meningitis-Patienten detektiert werden können, und die zusätzlich als sub-lytisch für Astrozyten in Zellkultur verifiziert wurden. Diese Toxin-Mengen führten zu einem schnellen, horizontalen Aktinkortex-Kollaps, wobei die Membranintegrität erhalten blieb. Dies deutete auf eine „Severing“-Funktion (das Abtrennen oder Zerschneiden von Aktinfilamenten) von Pneumolysin hin, was mit den Beobachtungen übereinstimmt, die in Experimenten mit lebendigen Zellen gemacht wurden (Zellveränderungen, Zellbewegungen und „Blebbings“). Im Gegensatz zu Neuroblastoma Zellen, in denen Pneumolysin Zytoskelett-Veränderungen, und gleichzeitig die Aktivierung von Rac1 und RhoA verursachte, waren die Zell-Veränderungen bei Astrozyten primär unabhängig von der Aktivierung kleiner GTPasen. Obwohl gezeigt werden konnte, dass die Veränderungen vom Aktin-Zytosklett abhängig waren, war das Level an Rac1 und RhoA in den frühen Phasen nach der Toxin-Gabe nicht erhöht. Eine Aktivierung der GTPasen konnte dahingegen zu späteren Zeitpunkten detektiert werden, in denen die Zellbewegung abgeschwächt und verlangsamt war. Die späte Aktivierung kann als Reaktion der Zelle auf die vom Toxin ausgelösten Veränderungen gesehen werden, die zu einer Wiederherstellung der normalen Zytoskelett-Funktion führen soll. GUV-Experimente ermöglichten eine genauere Betrachtung der Pneumolysin-Effekte in einem biomimetischen, jedoch strikt biochemischen Ansatz, der alle zellulären Komponenten enthält, die untersucht werden sollen (Pneumolysin, Aktin, Arp2/3, ATP, und Mg2+). Im GUV-System befand sich das Toxin im Inneren der Vesikel, und Aktin in der extra-vesikulären Suspension, einem Verhältnis genau umgekehrt zum zellullären System. Zusätzlich wurden Arp2/3 und ATP/Mg2+, für die Aktin-Polymerisierung essentielle Faktoren, in der Aktin-Suspension zur Verfügung gestellt. Die GUV-Experimente konnten zeigen, dass Wildtyp-Pneumolysin, allerdings nicht seine Mutante Δ6-PLY (Mutation in der sog. unfolding domain, und deshalb nicht Poren-bildend), seine Effekte auf das Aktin-Zytoskelett durch die Membran-Barriere hindurch, in einer Membran-gebundenen Form ausüben kann. Aktin wurde an den Stellen höchster Toxinbindung aggregiert, was entweder über eine direkte Interaktion von PLY mit Aktin, oder über eine Aktivierung des Aktin-Effektors Arp2/3 durch Pneumolysin erklärt werden kann. Weitere biochemische Ansätze (wie enzyme-linked sorbent assays, ELSAs) und Mikroskopie-Techniken (Immunocyto-Chemie) konnten beweisen, dass Pneumolysin sowohl mit Aktin, als auch mit Arp2 (einer Komponente des heptameren Arp2/3 Proteinkomplexes) direkt interagieren kann. Aktin-Pyren Experimente und Fluoreszenzmikroskopie (von TRITC-markiertem Aktin) wiesen auf eine Kapazität von Pneumolysin hin, Aktin direkt zu stabilisieren, und über die Aktivierung von Arp2/3 eine Aktin-Polymerisierung hervorrufen zu können.
KW  - Hirnhautentzündung
KW  - Bakteriengift
KW  - Perforine
KW  - Actin
KW  - Meningitis
KW  - Meningitis
KW  - Bacterial Toxins
KW  - Pneumolysin
KW  - Actin
KW  - Pore formation
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-70889
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Hupp, Sabrina
A1  - Förtsch, Christina
A1  - Wippel, Carolin
A1  - Ma, Jiangtao
A1  - Mitchell, Timothy J.
A1  - Iliev, Asparouh I.
T1  - Direct Transmembrane Interaction between Actin and the Pore-Competent, Cholesterol-Dependent Cytolysin Pneumolysin
JF  - Journal of Molecular Biology
N2  - The eukaryotic actin cytoskeleton is an evolutionarily well-established pathogen target, as a large number of bacterial factors disturb its dynamics to alter the function of the host cells. These pathogenic factors modulate or mimic actin effector proteins or they modify actin directly, leading to an imbalance of the precisely regulated actin turnover. Here, we show that the pore-forming, cholesterol-dependent cytolysin pneumolysin (PLY), a major neurotoxin of Streptococcus pneumoniae, has the capacity to bind actin directly and to enhance actin polymerisation in vitro. In cells, the toxin co-localised with F-actin shortly after exposure, and this direct interaction was verified by Förster resonance energy transfer. PLY was capable of exerting its effect on actin through the lipid bilayer of giant unilamellar vesicles, but only when its pore competence was preserved. The dissociation constant of G-actin binding to PLY in a biochemical environment was 170–190 nM, which is indicative of a high-affinity interaction, comparable to the affinity of other intracellular actin-binding factors. Our results demonstrate the first example of a direct interaction of a pore-forming toxin with cytoskeletal components, suggesting that the cross talk between pore-forming cytolysins and cells is more complex than previously thought.
KW  - pore-forming toxin
KW  - cholesterol-dependent cytolysin
KW  - actin
KW  - membrane
KW  - pneumolysin
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-132297
VL  - 425
IS  - 3
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hümmert, Martin W.
T1  - Untersuchung einer monomeren Mutante der extrazellulär regulierten Kinase 2 (ERK2) bei kardialer Hypertrophie
T1  - Analysis of a monomeric mutant of extracellular signal-regulated kinase 2 (ERK2) on cardiac hypertrophy
N2  - Die Raf-MEK-ERK1/2-Kaskade spielt eine wichtige Rolle in der Vermittlung von kardialer Hypertrophie und Zellüberleben. Durch unsere Arbeitsgruppe konnte im Vorfeld gezeigt werden, dass die Dimerisierung von ERK2 eine Voraussetzung für dessen Autophosphorylierung an Thr188 darstellt, welche wiederum für die Übermittlung der hypertrophen Effekten von ERK1/2 erforderlich ist. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daraus abgeleitet die Fragestellung untersucht, ob mit Verhinderung der ERK2-Dimerisierung eine nützliche Strategie zur Inhibition von Hypertrophie vorliegt und welchen Einfluss diese auf das Zellüberleben hat.

Die Auswirkungen der Dimerisierungsdefizienz von ERK2 wurden in neonatalen Kardiomyozyten der Ratte und in transgenen Mäusen mithilfe einer ERK2-Mutante untersucht, der einige Aminosäuren in der ERK-ERK-Interaktionsfläche fehlen und daher keine Dimere bilden kann (ERK2Δ174-177). Eine Überexpression von ERK2Δ174-177 in neonatalen Kardiomyozyten verringerte signifikant die Antwort auf hypertrophe Stimuli (Phenylephrin, Endothelin 1). Im Anschluss daran wurden die Effekte der Dimerisierungsdefizienz von ERK2 in vivo an transgenen Mäusen mit kardialer Überexpression von ERK2Δ174-177 erforscht. Diese Mäuse zeigten unter basalen Bedingungen keine Unterschiede gegenüber Wildtyp-Mäusen hinsichtlich Kardiomyozytengröße, Ventrikelwanddicke und kardialer Funktion. Unter chronischer Druckbelastung mittels TAC ließ sich hingegen ein signifikant vermindertes Ausmaß an Hypertrophie im Vergleich zu Wildtyp quantifizieren. Da der ERK1/2-Signalweg auch am Überleben von Kardiomyozyten beteiligt ist, wurde die Apoptose an histologischen Schnitten von Mausherzen analysiert. Interessanterweise fand sich bei Herzen, die das dimerisierungsdefiziente ERK2-Protein überexprimierten, eine mit Wildtyp vergleichbare Anzahl TUNEL-positiver Zellen. Ein ähnliches Ergebnis konnte bei der Messung des Fibrosegrades an Sirius-Rot gefärbten histologischen Schnitten beobachtet werden. Zuletzt wurden die Folgen der ERK2-Dimerisierungsdefizienz auf physiologische Hypertrophie mit einem Laufrad-Versuchsaufbau evaluiert. Transgene ERK2Δ174-177- und Wildtyp-Mäuse zeigten unter diesem physiologischen Stimulus keine Unterschiede im Hinblick auf die Zunahme an kardialer Hypertrophie.

Da die Dimerisierungsdefizienz von ERK2 zu einer reduzierten pathologischen Hypertrophie, ohne negative Auswirkungen auf ERK1/2-vermittelte anti-apoptotische Effekte noch auf kardiale Funktion oder physiologische Hypertrophieprozesse führt, stellt die Hemmung der ERK-Dimerisierung ein attraktives Ziel zur Therapie pathologischer Hypertrophie sowie potentiell auch anderer auf den ERK1/2-Signalweg basierenden Krankheiten dar.
N2  - The Raf-MEK-ERK1/2 pathway plays a crucial role in signal transmission of cardiac hypertrophy and cell survival. In advance, we showed that dimerization of ERK2 is a prerequisite for autophosphorylation on Thr188, promoting cardial hypertrophic effects. In this study we therefore investigated the role of ERK2-dimerization in cardiac hypertrophy and cell survival.
Overexpression of the dimerization deficient mutant ERK2Δ174-177 in neonatal rat cardiomyocytes significantly attenuated the hypertrophic response on hypertrophic stimuli (phenylephrine, ET-1). Moreover mice with cardiac overexpression of ERK2Δ174-177 who underwent chronic pressure overload by transverse aortic constriction demonstrated significant lower cardiac hypertrophy compared to wild type mice in histological examination and echocardiography. No difference was found in the rate of apoptotic cells measured in histological sections by TUNEL assay. Interestingly, ERKΔ174-177-mice who underwent running-wheel experiments showed no difference in physiological hypertrophy compared to wild type mice. 
In conclusion, the dimerization deficiency of ERK2 lead to reduced pathological cardiac hypertrophy without negative impact neither on ERK1/2-mediated anti-apoptotic effects nor on physiological hypertrophic processes. Hence, inhibition of ERK-dimerization might be an attractive target to reduce pathological hypertrophy and potentially interferes with other diseases mediated by the ERK1/2 pathway.
KW  - ERK2d4
KW  - ERK1/2
KW  - ERK-Monomer
KW  - ERK Dimerisierungsdefizienz
KW  - kardiale Hypertrophie
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-155644
N1  - veröffentlicht am 01.07.2020
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ilin, Alexander
A1  - Kulmanov, Murat
A1  - Nersesyan, Armen
A1  - Stopper, Helga
T1  - Genotoxic activity of the new pharmaceutical FS-1 in Salmonella/microsome test and mouse lymphoma L5178Y cells
JF  - Journal of BUON
N2  - Purpose: 
The purpose of this study was to determine possible genotoxic effects of a new very promising antibacterial/ antiviral drug FS-1. 

Methods: 
The drug was tested in TA98, TA100, TA102, TA 1535 and TA1537 strains of Salmonella (Ames test) with and without metabolic activation, and also in mouse lymphoma L5178Y cells by means of micronucleus and comet assays. In microbes the drug was tested at concentrations up to 500 \(\mu\)g/plate and in mouse lymphoma cells up to 2,000 \(\mu\)g/ml. 

Results: 
In both test-systems in all experiments completely negative results were obtained although FS-1 was tested at maximum tolerated doses. 

Conclusions: 
The drug is not genotoxic. This is advantageous because many antibacterial/antiviral drugs possess such activity.
KW  - mutagenicity
KW  - antibacterial/antiviral drug
KW  - comet assay
KW  - mouse lymphoma L5178Y
KW  - Salmonella/microsome assay
KW  - micronucleus test
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-143769
VL  - 20
IS  - 2
ER  - 
TY  - THES
A1  - İşbilir, Ali
T1  - Localization and Trafficking of CXCR4 and CXCR7
T1  - Lokalisation und Verteilung von CXCR4 und CXCR7
N2  - G protein-coupled receptors (GPCRs) constitute the largest class of membrane proteins, and are the master components that translate extracellular stimulus into intracellular signaling, which in turn modulates key physiological and pathophysiological processes. Research within the last three decades suggests that many GPCRs can form complexes with each other via mechanisms that are yet unexplored. Despite a number of functional evidence in favor of GPCR dimers and oligomers, the existence of such complexes remains controversial, as different methods suggest diverse quaternary organizations for individual receptors. Among various methods, high resolution fluorescence microscopy and imagebased fluorescence spectroscopy are state-of-the-art tools to quantify membrane protein oligomerization with high precision. This thesis work describes the use of single molecule fluorescence microscopy and implementation of two confocal microscopy based fluorescence fluctuation spectroscopy based methods for characterizing the quaternary organization of two class A GPCRs that are important clinical targets: the C-X-C type chemokine receptor 4 (CXCR4) and 7 (CXCR7), or recently named as the atypical chemokine receptor 3 (ACKR3). The first part of the results describe that CXCR4 protomers are mainly organized as monomeric entities that can form transient dimers at very low expression levels allowing single molecule resolution. The second part describes the establishment and use of spatial and temporal brightness methods that are based on fluorescence fluctuation spectroscopy. Results from this part suggests that ACKR3 forms clusters and surface localized monomers, while CXCR4 forms increasing amount of dimers as a function of receptor density in cells. Moreover, CXCR4 dimerization can be modulated by its ligands as well as receptor conformations in distinct manners. Further results suggest that antagonists of CXCR4 display distinct binding modes, and the binding mode influences the oligomerization and the basal activity of the receptor: While the ligands that bind to a “minor” subpocket suppress both dimerization and constitutive activity, ligands that bind to a distinct, “major” subpocket only act as neutral antagonists on the receptor, and do not modulate neither the quaternary organization nor the basal signaling of CXCR4. Together, these results link CXCR4 dimerization to its density and to its activity, which may represent a new strategy to target CXCR4.
N2  - G protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) bilden die größte Klasse der Membranproteine und sind entscheidend an der Übersetzung extrazellulärer Reize in intrazelluläre Signale beteiligt, welche wiederum unzählige physiologische und pathophysiologische Prozesse regulieren. Die Forschungsergebnisse der letzten drei Jahrzehnte deutet darauf hin, dass viele GPCRs mittels noch weitgehend unbekannter Mechanismen miteinander Komplexe bilden können. Trotz vielfältiger Beobachtungen, die für die funktionelle Relevanz von GPCR-Dimeren und -Oligomeren sprechen, ist deren Existenz dennoch weiterhin umstritten, vor allem da verschiedene Methoden auf unterschiedliche quaternäre Anordnungen derselben Rezeptoren hinweisen. Von den derzeit verfügbaren Methoden zur genauen Untersuchung der GPCR Dimerisierung/-Oligomerisierung, stellen die hochauflösende Fluoreszenzmikroskopie sowie die bildbasierte Fluoreszenzspektroskopie die Techniken der Wahl dar. Die hier vorliegende Arbeit beschreibt die Anwendung der Einzelmolekül Fluoreszenzmikroskopie sowie zweier konfokalmikroskopischer
Methoden zur Messung der Fluoreszenzfluktuation, mit deren Hilfe die quaternäre Anordnung zweier klinisch hochattraktiver Klasse A GPCRs untersucht wurde: der C-X-C Typ Chemokinrezeptoren 4 (CXCR4) und 7 (CXCR7), letzterer auch bekannt als atypischer Chemokinrezeptor 3 (ACKR3). Der erste Teil der Ergebnisse legt anhand Untersuchungen an einzelnen Molekülen dar, dass CXCR4 überwiegend in Form monomerer Einheiten auftritt, die bei sehr geringen Expressionsleveln kurzlebige Dimere bilden können. Der zweite Teil beschreibt die Etablierung und Anwendung räumlicher und zeitlicher Brillanzmethoden, die auf der spektroskopischen Untersuchung der Fluoreszenzfluktuation beruhen. Die Ergebnisse dieses Abschnitts deuten darauf hin, dass ACKR3 sowohl in Form beständiger Rezeptor-Cluster, und monomere Einheit an der Oberfläche lebender Zellen auftritt. CXCR4 ist bei zunehmender Rezeptordichte hingegen vermehrt in Form von Dimeren zu finden. Zudem kann die Dimerisierung von CXCR4 von dessen Liganden, als auch von der drei dimensionalen Anordnung der Rezeptorteilstrukturen (Rezeptorkonformation)auf unterschiedliche Weise reguliert werden. Die weiteren Ergebnisse legen nahe, dass Antagonisten auf unterschiedliche Weise an CXCR4 binden können und dass der jeweilige Bindungsmodus entscheidend für den Einfluss des Liganden auf Oligomerisierung und basale Aktivität von CXCR4 ist: Während Liganden, die an eine kleinere Untertasche des Rezeptors binden, sowohl die Dimerisierung als auch die Basalaktivität unterdrücken, fungieren Verbindungen, die an eine andere, größere Untertasche binden, lediglich als neutrale Antagonisten und zeigen keinerlei Einfluss auf die quaternäre Anordnung und basale Aktivität von CXCR4. Zusammenfassend verknüpfen diese Ergebnisse CXCR4-Dimerisierung mit der Rezeptordichte in Zellen und seiner Aktivität, was die Grundlage für neue Strategien zur phamakologischen Modulation von CXCR4 darstellen könnte.
KW  - G-Protein gekoppelter Rezeptor
KW  - GPCR
KW  - Receptor
KW  - Chemokine
KW  - oligomerization
KW  - CXCR4
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-249378
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Jaggi, W.
A1  - Lutz, Werner K.
A1  - Lüthy, J.
A1  - Zweifel, U.
A1  - Schlatter, C.
T1  - In vivo covalent binding of aflatoxin metabolites isolated from animal tissue to rat-liver DNA
N2  - Ring-labelled [\(^{14}\)C)aflatoxin B\(_1\) (AFB\(_1\)), prepared by biosynthesis. or generally labelled [\(^3\)H]AFB\(_1\) was administered by oral gavage to young adult male rats. After 6 hr. the liver was removed and two fractions were isolated, namely macromolecules, which contamed about 3 % of the initial dose of AFB\(_1\) radioactivity. and water-soluble, low-molecular aftatoxin conjugates containing about0·2% of the administered radioactivity. These two fractions were administered orally to other rats in order to determine the potential of radioactive aftatoxin residues for covalent binding to DNA. Such binding can be used as an indicator for carcinogenic potency. Liver DNA was isolated 9-12 hr after admmistration of the aflatoxin derivatives and in no case was any radioactivity detected on the DNA. It can be deduced on the basis of the limit of detection of radioactivity on the DNA, that macromolecule bound AFB\(_1\) derivatives are at least 4000 times less active than AFB\(_1\) with respect to covalent binding to rat-liver DNA. and that the water-soluble conjugates are at least 100 times less potent than AFB, itself. It is concluded that the carcinogenic risk for humans who consume liver or meat. containing such aflatoxin residues is negligible when compared with the risk from intake of aftatoxins in other food items.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1980
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61101
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Jaggi, W.
A1  - Lutz, Werner K.
A1  - Schlatter, C.
T1  - Comparative studies on the covalent binding of the carcinogen benzo(a)pyrene to DNA in various model systems
N2  - The covalent binding of tritiated benzo(a)pyrene (BP) to DNA has been determined in rat liver in vivo, in rat liver perfused in situ, after incubation of BP with liver single cells, with liver homogenate, with liver microsomes and DNA, with fibroblasts from a rat granulorna pouch, and with · 2 cell lines. Li ver single cells were found to be a valuable compromise between the rnost sensitive system (microsomal incubation of BP with DNA) and the biologically most relevant system (in vivo ).
KW  - Toxikologie
Y1  - 1979
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61131
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Jaggi, W.
A1  - Lutz, Werner K.
A1  - Schlatter, C.
T1  - Covalent binding of ethinylestradiol and estrone to rat liver DNA in vivo
N2  - Thecovalent bindingof [6,7-\(^3\)H]ethinylestradiol (EE)and [6,7-\(^3\)H]estrone (E) to liver DNA of 200 g female ratswas measured 8 h after the administration of 80 \(\mu\)g (9.2 mCi) estrogen by gavage. The binding is 1.5 for EE and 1.1 for E, expressedas binding to DNA/dose, in units of \(\mu\)mol hormonefmol DNA phosphate/mmole honnone/kg body wt. It is in the same order of magnitude as for benzene and about 10 000 tim es below the binding of typical liver carcinogens, such as aflatoxin B\(_1\) or N,N-dimethylnitrosamine.
KW  - Toxikologie
Y1  - 1978
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-61162
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Janevski, J.
A1  - Choh, V.
A1  - Stopper, Helga
A1  - Schiffmann, D.
A1  - De Boni, U.
T1  - Diethylstilbestrol alters the morphology and calcium levels of growth cones of PC12 cells in vitro
N2  - Diethylstilbestrol (DES) is a synthetic estrogen with carcinogenic properties. DES is known to alter cytoskeletal components, including the organization of actin stress fibres in C6 rat glioma cells. ln a test of the hypothesis that DES disrupts actin Filaments of growth cones in neuron-like cells, DES-induced changes in filopodial lengths were quantified in rat pheochromocytoma (PC12) cells in vitro. DES significantly altered growth cone morphology, with collapse of growth cone filopodia and neurite retraction invariably occurring at a concentration of 10 MikroM. At 5 MikroM DES, transient reductions in total filopodiallengths occurred. At DES concentrations of 0.1 nM and 1 nM, reductions in total filopodiallengths occurred in a fraction of growth cones. Evidence exists which shows that growth cone activity and morphology are intimately linked to Ieveis of intracellular, free calcium and that DES increases such levels. Measurements of free intracellular calcium levels by fluorescence microscopy, at times concurrent with the DES-induced reduction in total filopodial lengths, showed that calcium levels were indeed significantly increased by 10 MirkoM DES. Labelling of filamentaus actin (f-actin) with FITC-phalloidin showed that the f-actin distribution in growth cones exposed to DES could not be differentiated from the distribution found in spontaneously retracting growth cones. Tagether with evidence which showed that growth cone motility was not affected, the results are taken to indicate that DES, rather than acting directly on the cytoskeleton, exerts its effects indirectly, by a calcium-induced destabilization of actin filaments in the growth cone.
KW  - Calcium
KW  - Zellskelett
KW  - Wachstumskonus
KW  - Diethylstilbestrol
KW  - Diethylstilbestrol
KW  - rat pheochromocytoma cells
KW  - growth cone
KW  - cytoskeleton
KW  - calcium
Y1  - 1993
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-86858
ER  -