@phdthesis{Gruse2020,
  author    = {Gruse, Tamara},
  title     = {Untersuchung der Rolle der ERK-Dimerisierung bei der ERK1/2- vermittelten Proliferation von Tumorzellen},
  doi       = {10.25972/OPUS-15984},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-159847},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Bei vielen Erkrankungen wie z.B. Herzhypertrophie, Diabetes und Entz{\"u}ndungen spielt die Raf-MEK-ERK-Signalkaskade eine wichtige Rolle. ERK1/2 ist in vielen zellul{\"a}ren 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 m{\"o}glichen Therapie von Tumoren zu erarbeiten. Daf{\"u}r wurde ein Myc-ERK2309-357-Peptid verwendet, das 2013 in der Arbeitsgruppe Lorenz entwickelt wurde. Myc-ERK2309-357 zeigte in bisher unver{\"o}ffentlichten 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, w{\"u}rden 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-Antik{\"o}rper Cetuximab die Proliferation signifikant besser hemmt.},
  subject      = {Dimerisierung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{MontaggebKukielka2018,
  author    = {Montag [geb. Kukielka], Gracia Anna},
  title     = {Rolle des Differenzierungszustandes f{\"u}r die Empfindlichkeit von S{\"a}ugerzellen gegen{\"u}ber genotoxischen Agenzien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-164670},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurden die Einfl{\"u}sse verschiedener genotoxischer Substanzen auf S{\"a}ugertierzellen untersucht. Da ein Organismus der Ontogenese unterliegt und sich Zellen aus Stamm- und Vorl{\"a}uferzellen entwickelt, gilt es diese urspr{\"u}nglichen Zellen vor {\"a}ußeren Einfl{\"u}ssen zu sch{\"u}tzen. Da bisher kaum Untersuchungen von Zellen in verschiedenen Differenzierungsstadien durchgef{\"u}hrt wurden, wurden unter Verwendung vieler unterschiedlicher biologischer Endpunkte Effekte auf die Vitalit{\"a}t, Proliferation, Mitose und Apoptose dieser Zellen untersucht. Zudem erfolgte eine Interpretation der Ausbildung von Mikrokernen, Entstehung von DNS-Sch{\"a}den und der zugrundeliegenden Reparaturmechanismen. So konnte mit Hilfe der Untersuchungen der h{\"a}matopoetischen Stammzellen und der TK6-Zellen postuliert werden, dass h{\"a}matopoetische Stammzellen weitestgehend weniger empfindlich gegen{\"u}ber Zytostatika (Doxorubicin, Vinblastin, Methylmethansulfonat und Mitomycin C) sind als die lymphoblastoide Zelllinie TK6, welche in der Entwicklungshierarchie den Stammzellen folgt. Die Bef{\"u}rchtung, dass der Mikrokerntest in immortalisierten TK6-Zellen als Grundlage f{\"u}r Genotoxizit{\"a}tsuntersuchungen nicht gen{\"u}gen w{\"u}rden, konnte mit Hilfe der Versuchsergebnisse dieser Arbeit widerlegt werden. Die Ergebnisse belegen, dass der Mikrokerntest in TK6-Zellen relevant ist, da TK6-Zellen empfindlicher auf genotoxische Agentien im Vergleich zu h{\"a}matopoetischen Stammzellen reagieren. Bei der Untersuchung der Leuk{\"a}miezelllinie HL-60 wurden die Effekte klassischer (Vinblastin, Vincristin, Vinflunin und Vinorelbin) mit neu synthetisierten Vinca-Alkaloiden (4-Chlorochablastin, 4-Chlorochacristin, 16a, 17b und 18a) verglichen. Vinca-Alkaloide werden sehr h{\"a}ufig mit Nebenwirkungen, wie Neuropathien assoziiert, welche w{\"a}hrend einer Chemotherapie oftmals zu Therapieabbr{\"u}chen durch die Patienten f{\"u}hren. Aus diesem Grund war es erstrebenswert, neuartige Vinca-Alkaloide zu entwickeln, welche weniger Nebenwirkungen aber zugleich eine {\"a}hnliche Wirksamkeit aufweisen. Obwohl die Potenz der neuen Substanzen niedriger war als bei Vinblastin, Vincristin und Vinorelbin, zeigte ein Teil eine {\"a}hnliche Wirkung wie das Vinca-Alkaloid Vinflunin auf die Krebszelllinie HL-60 auf. Die Ergebnisse diese Arbeit k{\"o}nnen als erste Indikation in vitro genommen werden, dass sich diese Substanzen in der Krebstherapie als wirksam erweisen k{\"o}nnten und nach weiteren Ergebnissen in vivo als therapeutische Alternativen in Betracht gezogen werden. Auch bei der vergleichenden Untersuchung von exponentiell wachsenden mit differenzierten Zelllinien konnten Unterschiede detektiert werden. Die Zelllinie HT-22, welche selbst keine Krebszelllinie ist, zeigte nach Differenzierung zu nicht exponentiell wachsenden Zellen eine erh{\"o}hte Empfindlichkeit gegen{\"u}ber dem Alkylanz Methylmethansulfonat, was auf einer verminderten Basenexzisionsreparatur beruhen k{\"o}nnte. Auch die differenzierte Form der Adenokarzinom-Zelllinie CaCo2 zeigte eine gesteigerte Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber dem Topoisomerase II-Inhibitor Etoposid auf, wohingegen der unselektive Topoisomerase II-Hemmer Doxorubicin keinen Effekt aufwies. Um den Sachverhalt zu kl{\"a}ren ob die festgestellten Unterschiede auf das Enzym Topoisomerase II zur{\"u}ckzuf{\"u}hren oder zellartspezifisch waren, wurden weitere Analysen der Zelllinien HL-60 und deren differenzierten Zellart durchgef{\"u}hrt. Auch hier konnten signifikante Unterschiede bei der Einzelzellgelelektrophorese nach Behandlung mit Doxorubicin und Etoposid festgestellt werden. Neben den in dieser Arbeit nachgewiesenen Unterschieden bei der Reparatur zwischen den Zelltypen, k{\"o}nnten aber auch weitere Faktoren zu Varianzen f{\"u}hren und die Mutagenit{\"a}tsforschung beeinflussen. Folglich ist davon auszugehen, dass zuk{\"u}nftige Testungen bei der pharmakologischen Substanzentwicklung in verschiedenen Zellsystemen von N{\"o}ten sind, bevor neue Substanzen zugelassen werden. Alles in allem konnte die Komplexit{\"a}t der Ergebnisse zwischen Zellen der verschiedenen Differenzierungsstadien in dieser Arbeit aufgezeigt werden. Deswegen sollte auch bei weiteren Forschungsvorhaben insbesondere ein Augenmerk auf den Differenzierungszustand der zu untersuchenden Zellpopulation geworfen werden.},
  subject      = {S{\"a}ugetiere},
  language  = {de}
}
@article{ArimanyNardiMinuesaPastorAngladaetal.2016,
  author    = {Arimany-Nardi, Cristina and Minuesa, Gerard and Pastor-Anglada, Mar{\c{c}}al and Keller, Thorsten and Erkizia, Itziar and Koepsell, Hermann and Martinez-Picado, Javier},
  title     = {Role of Human Organic Cation Transporter 1 (hOCT1) Polymorphisms in Lamivudine (3TC) Uptake and Drug-Drug Interactions},
  series = {Frontiers in Pharmacology},
  volume    = {7},
  journal   = {Frontiers in Pharmacology},
  number    = {175},
  doi       = {10.3389/fphar.2016.00175},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-165236},
  year      = {2016},
  abstract  = {Lamivudine (3TC), a drug used in the treatment of HIV infection, needs to cross the plasma membrane to exert its therapeutic action. Human Organic cation transporter 1 (hOCT1), encoded by the SLC22A1 gene, is the transporter responsible for its uptake into target cells. As SLC22A1 is a highly polymorphic gene, the aim of this study was to determine how SNPs in the OCT1-encoding gene affected 3TC internalization and its interaction with other co-administered drugs. HEK293 cells stably transfected with either the wild type form or the polymorphic variants of hOCT1 were used to perform kinetic and drug-drug interaction studies. Protein co-immunoprecipitation was used to assess the impact of selected polymorphic cysteines on the oligomerization of the transporter. Results showed that 3TC transport efficiency was reduced in all polymorphic variants tested (R61C, C88R, S189L, M420del, and G465R). This was not caused by lack of oligomerization in case of variants located at the transporter extracellular loop (R61C and C88R). Drug-drug interaction measurements showed that co-administered drugs [abacavir (ABC), zidovudine (AZT), emtricitabine (FTC), tenofovir diproxil fumarate (TDF), efavirenz (EFV) and raltegravir (RAL)], differently inhibited 3TC uptake depending upon the polymorphic variant analyzed. These data highlight the need for accurate analysis of drug transporter polymorphic variants of clinical relevance, because polymorphisms can impact on substrate (3TC) translocation but even more importantly they can differentially affect drug-drug interactions at the transporter level.},
  language  = {en}
}
@article{ProppingLorenzMicheletal.2016,
  author    = {Propping, Stefan and Lorenz, Kristina and Michel, Martin C. and Wirth, Manfred P. and Ravens, Ursula},
  title     = {beta-Adrenoceptor-mediated Relaxation of Urinary Bladder Muscle in beta 2-Adrenoceptor Knockout Mice},
  series = {Frontiers in Pharmacology},
  volume    = {7},
  journal   = {Frontiers in Pharmacology},
  number    = {118},
  doi       = {10.3389/fphar.2016.00118},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-165245},
  year      = {2016},
  abstract  = {Background and Objective: In order to characterize the β-adrenoceptor (AR) subtypes involved in agonist-stimulated relaxation of murine urinary bladder we studied the effects of (-)-isoprenaline and CL 316,243 on tonic contraction and spontaneous contractions in detrusor strips of wild-type (WT) and β2-AR knockout (β2-AR KO) mice. Materials and Methods: Urinary bladders were isolated from male WT and β2-AR KO mice. β-AR subtype expression was determined with quantitative real-time PCR. Intact muscle strips pre-contracted with KCl (40 mM) were exposed to cumulatively increasing concentrations of (-)-isoprenaline or β3-AR agonist CL 316,243 in the presence and absence of the subtype-selective β-AR blockers CGP 20712A (β1-ARs), ICI 118,551 (β2-ARs), and L748,337 (β3-ARs). Results: Quantitative real-time PCR confirmed lack of β2-AR expression in bladder tissue from β2-AR KO mice. In isolated detrusor strips, pre-contraction with KCl increased basal tone and enhanced spontaneous activity significantly more in β2-AR KO than in WT. (-)-Isoprenaline relaxed tonic tension and attenuated spontaneous activity with similar potency, but the concentrations required were two orders of magnitude higher in β2-AR KO than WT. The concentration-response curves (CRCs) for relaxation were not affected by CGP 20712A (300 nM), but were shifted to the right by ICI 118,551 (50 nM) and L748,337 (10 μM). The -logEC50 values for (-)-isoprenaline in WT and β2-AR KO tissue were 7.98 and 6.00, respectively, suggesting a large receptor reserve of β2-AR. (-)-CL 316,243 relaxed detrusor and attenuated spontaneous contractions from WT and β2-AR KO mice with a potency corresponding to the drug's affinity for β3-AR. L743,337 shifted the CRCs to the right. Conclusion: Our findings in β2-AR KO mice suggest that there is a large receptor reserve for β2-AR in WT mice so that this β-AR subtype will mediate relaxation of tone and attenuation of spontaneous activity under physiological conditions. Nevertheless, upon removal of this reserve, β3-AR can also mediate murine detrusor relaxation.},
  language  = {en}
}
@inproceedings{WernerWakabayashiJahnsetal.2017,
  author    = {Werner, Rudolf and Wakabayashi, Hiroshi and Jahns, Roland and Erg{\"u}n, S{\"u}leyman and Jahns, Valerie and Higuchi, Takahiro},
  title     = {PET-Guided Histological Characterization of Myocardial Infiltrating Cells in a Rat Model of Myocarditis},
  series = {European Heart Journal - Cardiovascular Imaging},
  volume    = {18},
  booktitle = {European Heart Journal - Cardiovascular Imaging},
  number    = {Supplement},
  publisher = {Oxford University Press},
  issn      = {2047-2404},
  doi       = {10.1093/ehjci/jex071},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-161127},
  pages     = {i1-i3},
  year      = {2017},
  abstract  = {No abstract available.},
  subject      = {Myokarditis},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Curtaz2019,
  author    = {Curtaz, Carolin Julia},
  title     = {\(In\) \(vitro\) Analysen der Wechselwirkung erh{\"o}hter Temperatur mit Zytostatika am Beispiel von Cisplatin},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-174543},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Neben der Chemotherapie ist heutzutage auch die Hyperthermie-Behandlung eine wichtige S{\"a}ule der antitumor{\"o}sen Therapie. W{\"a}hrend der sogenannten HIPEC Therapie (Hypertherme intraperitoneale Chemoperfusion) werden die beiden Arten der Therapieformen kombiniert und in der klinischen Praxis erfolgreich angewendet. Genauere Kenntnisse {\"u}ber die zu Grunde liegenden toxikologischen in-vitro Mechanismen k{\"o}nnten zu neuen M{\"o}glichkeiten in der klinischen Anwendung f{\"u}hren. 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, Vitalit{\"a}tstest und mikroskopischen Analysen. Unsere Ergebnisse f{\"u}hrten uns zu der Hypothese, dass Hyperthermie alleine zu einer sogenannte mitotic catastrophe f{\"u}hrt 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.},
  subject      = {Hyperthermie},
  language  = {de}
}
@article{BankogluTschoppSchmittetal.2016,
  author    = {Bankoglu, Ezgi Eyluel and Tschopp, Oliver and Schmitt, Johannes and Burkard, Philipp and Jahn, Daniel and Geier, Andreas and Stopper, Helga},
  title     = {Role of PTEN in Oxidative Stress and DNA Damage in the Liver of Whole-Body Pten Haplodeficient Mice},
  series = {PLoS One},
  volume    = {11},
  journal   = {PLoS One},
  number    = {11},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0166956},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-146970},
  pages     = {e0166956},
  year      = {2016},
  abstract  = {Type 2 diabetes (T2DM) and obesity are frequently associated with non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) and with an elevated cancer incidence. The molecular mechanisms of carcinogenesis in this context are only partially understood. High blood insulin levels are typical in early T2DM and excessive insulin can cause elevated reactive oxygen species (ROS) production and genomic instability. ROS are important for various cellular functions in signaling and host defense. However, elevated ROS formation is thought to be involved in cancer induction. In the molecular events from insulin receptor binding to genomic damage, some signaling steps have been identified, pointing at the PI3K/AKT pathway. For further elucidation Phosphatase and Tensin homolog (Pten), a tumour suppressor phosphatase that plays a role in insulin signaling by negative regulation of PI3K/AKT and its downstream targets, was investigated here. Dihydroethidium (DHE) staining was used to detect ROS formation in immortalized human hepatocytes. Comet assay and micronucleus test were performed to investigate genomic damage in vitro. In liver samples, DHE staining and western blot detection of HSP70 and HO-1 were performed to evaluate oxidative stress response. DNA double strand breaks (DSBs) were detected by immunohistostaining. Inhibition of PTEN with the pharmacologic inhibitor VO-OHpic resulted in increased ROS production and genomic damage in a liver cell line. Knockdown of Pten in a mouse model yielded increased oxidative stress levels, detected by ROS levels and expression of the two stress-proteins HSP70 and HO-1 and elevated genomic damage in the liver, which was significant in mice fed with a high fat diet. We conclude that PTEN is involved in oxidative stress and genomic damage induction in vitro and that this may also explain the in vivo observations. This further supports the hypothesis that the PI3K/AKT pathway is responsible for damaging effects of high levels of insulin.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmid2016,
  author    = {Schmid, Evelyn},
  title     = {Effekte des Raf Kinase Inhibitor Proteins (RKIP) auf β-adrenerge Signalwege, Herzfunktion und die Entwicklung der Herzinsuffizienz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142486},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Das Raf kinase inhibitor protein (RKIP) ist ein Kinaseregulator, der im Herzen eine Pr{\"a}ferenz f{\"u}r die G-Protein-gekoppelte Rezeptorkinase 2 (GRK2) zeigt. Die Regulation erfolgt durch direkte Interaktion beider Proteine, wird durch eine PKC-Phosphorylierung an Serin 153 des RKIP induziert und inhibiert die GRK2-vermittelte Phosphorylierung von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCR). Die GRK2 desensitiviert GPCR und eine Hemmung der GRK2-Aktivit{\"a}t wirkt sich so positiv auf die Ansprechbarkeit von GPCR aus. Die \textbeta-adrenergen Rezeptoren (\textbeta AR) sind im Herzen maßgeblich an der Regulation der kardialen Kontraktilit{\"a}t beteiligt. Erste Zusammenh{\"a}nge zwischen der RKIP-Expression und der kontraktilen Antwort von Kardiomyozyten wurden bereits in einer fr{\"u}heren Arbeit untersucht und best{\"a}tigt. Sie begr{\"u}nden die Fragestellung nach Effekten einer verst{\"a}rkten RKIP-Expression auf \textbeta-adrenerge Rezeptorsignale, Herzfunktion und die Entwicklung der Herzinsuffizienz. Im Rahmen dieses Projektes konnten die Effekte des RKIP auf \textbeta-adrenerge Signalwege detaillierter beschrieben werden. Dabei erwies sich die inhibitorische Funktion auf die GRK2 als rezeptorspezifisch ohne Einfluss auf zytosolische Angriffspunkte der GRK2 zu nehmen. Verst{\"a}rkte \textbeta-adrenerge Signale zeigten sich in neonatalen Kardiomyozyten an Hand der erh{\"o}hten cAMP-Level, PKA-Aktivit{\"a}t, sowie Kontraktionsrate und Relaxationsgeschwindigkeit nach \textbeta-adrenerger Stimulation. Im Einklang damit konnte eine erh{\"o}hte PKA- und CaMKII-Aktivit{\"a}t und eine positive Inotropie in transgenen Tieren, mit herzspezifischer {\"U}berexpression von RKIP, beobachtet werden. Durch Messung des Calcium-\textit{Cyclings} in Kardiomyozyten konnte der Ph{\"a}notyp auf eine verbesserte R{\"u}ckf{\"u}hrung des Calciums, einer daraus resultierenden erh{\"o}hten Calciumbeladung des sarkoplasmatischen Retikulums und einem gesteigerten systolischen Calciumspiegel, zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Die Untersuchung der Phosphorylierung von Calciumkan{\"a}len, L-Typ-Calciumkanal und Ryanodin-Rezeptor 2, die den einw{\"a}rtsgerichteten Calciumstrom vermitteln konnte ihre Beteiligung an der positiv inotropen Wirkung ausschließen. Neben dem kontraktilen Ph{\"a}notyp konnten zus{\"a}tzliche protektive Effekte beobachtet werden. In Modellen, die eine chronische \textbeta-adrenerge Stimulation imitieren, bzw. eine Nachlasterh{\"o}hung induzieren konnte eine Verringerung der interstitiellen Fibrose und der damit assoziierten Marker, gezeigt werden. Mit Hilfe von \textit{in vivo} EKG-Messungen konnte die Neigung zur Ausbildung von Arrhythmien untersucht werden. Auch im Hinblick auf die Anzahl der Extrasystolen waren RKIP-transgene Tiere gesch{\"u}tzt. Infolge der Untersuchung der Ph{\"a}notypen in Deletionshintergr{\"u}nden der einzelnen \textbeta AR-Subtypen (\textbeta\textsubscript{1}AR, \textbeta\textsubscript{2}AR) konnte die positive Inotropie mit den spezifischen Signalwegen des \textbeta\textsubscript{1}AR assoziiert und die protektiven Effekte gegen{\"u}ber den Umbauprozessen und der Arrhythmieneigung dem \textbeta\textsubscript{2}-adrenergen Signalen zugeschrieben werden. Zus{\"a}tzlich best{\"a}tigt sich eine besondere Rolle der G\textalpha\textsubscript{i}-Kopplung des \textbeta\textsubscript{2}AR, durch die er einen hemmenden Einfluss auf die \textbeta\textsubscript{1}AR-Singale nehmen kann. Die Untersuchung einiger Marker, die eine physiologische von einer pathologischen Hypertrophie unterscheiden, konnte das in den RKIP-transgenen M{\"a}usen auftretende Wachstum der Kardiomyozyten als kompensatorische und physiologische Hypertrophie charakterisieren. Zusammengenommen weisen diese Ergebnisse auf eine ausgeglichene Aktivierung der beiden Rezeptoren hin, die sich gegenseitig regulieren und durch die Inhibition der GRK2 in ihrer Anregbarkeit erhalten bleiben. Mittels einer AAV9-vermittelten Gentherapie konnte das therapeutische Potential dieses Prinzips weiter best{\"a}tigt werden, da es die prominentesten Ver{\"a}nderungen w{\"a}hrend der Herzinsuffizienzentwicklung, wie die Verschlechterung der linksventrikul{\"a}ren Funktion, die Dilatation des linken Ventrikels, die Ausbildung von Lungen{\"o}demen und interstitieller Fibrose sowie die Expression von Herzinsuffizienz-assoziierten Genen, verhindern konnte. Auch konnten die Auswirkungen der Deletion des RKIP, die sich durch eine beschleunigte und gravierendere Herzinsuffizienzentwicklung auszeichnet, durch Reexpression von RKIP verhindert werden. Diese Arbeit kann somit zeigen, dass das RKIP eine ausgeglichene Verst{\"a}rkung von \textbeta-adrenergen Signalwegen verursacht, die positiv inotrop und gleichzeitig protektiv wirkt. Dieses Wirkprinzip k{\"o}nnte ferner eine Strategie zur Erh{\"o}hung der Kontraktilit{\"a}t in der Herzinsuffizienz darstellen, die entgegen etablierter Theorien auf der Stimulation beider \textbeta AR basiert.},
  subject      = {Herzinsuffizienz},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kestler2017,
  author    = {Kestler, Christian},
  title     = {Untersuchungen {\"u}ber die Dimerisierung der HAD-Phosphatase Chronophin},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-149777},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Phosphatasen der HAD (haloacid dehalogenase)-Familie sind weit verbreitet in allen Dom{\"a}nen des Lebens und erf{\"u}llen die verschiedensten zellul{\"a}ren Aufgaben, beispielsweise in Metabolismus und Zellregulation. Die HAD-Phosphatase Chronophin zeigt Phosphataseaktivit{\"a}t unter anderem gegen{\"u}ber Pyridoxal-5'-Phosphat (PLP), einem essentiellen Kofaktor vieler biochemischer Prozesse, und Phosphocofilin, einem Regulator des Aktinzytoskeletts. Chronophin dimerisiert {\"u}ber die Interaktion zweier identischer Untereinheiten zu einem Homodimer. Ziel dieser Arbeit war, die Rolle dieser Dimerisierung, eines bei HAD-Phosphatasen weit verbreiteten Oligomerisierungszustandes, n{\"a}her zu untersuchen. Hierzu wurde die Dimerisierung erfolgreich durch den Austausch der Aminos{\"a}uren Alanin 194 und 195 zu Lysinen (Mutation A194K/A195K) gest{\"o}rt. Der Nachweis einer konstitutiv monomeren Chronophin-Mutante mittels Gr{\"o}ßenausschlusschromatographie, Rasterkraftmikroskopie, analytischer Ultra¬zentrifugation und Zellexperimenten wurde schließlich {\"u}ber die Struktur¬aufl{\"o}sung mittels R{\"o}ntgenstrukturanalyse best{\"a}tigt. Aktivit{\"a}tsmessungen der monomeren Mutante gegen{\"u}ber dem Substrat PLP zeigten eine deutliche Verminderung der Phosphataseaktivit{\"a}t. Die R{\"o}ntgenstrukturanalyse von Chronophin A194K/A195K im Vergleich mit Wildtyp-Chronophin enth{\"u}llte einen Mechanismus, wie die sogenannte Substratspezifit{\"a}tsschleife, die f{\"u}r die korrekte Positionierung des PLP sorgt, im Homodimer des Wildtyps durch Interaktionen mit dem zweiten Protomer stabilisiert wird. Diese Stabilisierung fehlt bei der monomeren Mutante und {\"a}ußert sich in einer ver{\"a}nderten Stellung der Substratspezifit{\"a}tsschliefe. Der Strukturvergleich von Chronophin mit weiteren HAD-Phosphatasen der selben strukturellen Untergruppe vom C2a-Typ l{\"a}sst eine allgemeine G{\"u}ltigkeit der hier beschriebenen allosterischen Kontrolle von Substratspezifit{\"a}t {\"u}ber Homodimerisierung bei HAD-Phosphatasen vermuten und k{\"o}nnte so neue Ansatzpunkte f{\"u}r m{\"o}glicherweise auch therapeutisch nutzbare Aktivit{\"a}tshemmungen liefern.},
  subject      = {Dimerisierung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Messerer2017,
  author    = {Messerer, Regina},
  title     = {Synthesis of Dualsteric Ligands for Muscarinic Acetylcholine Receptors and Cholinesterase Inhibitors},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-149007},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {The study is dealing with the synthesis and pharmacological investigation of newly designed dualsteric ligands of muscarinic acetylcholine receptors belonging to the superfamily of G protein-coupled receptors. Such bipharmacophoric ligands combine the advantages of the orthosteric binding site (high-affinity) and of the topographically distinct allosteric binding site (subtype-selectivity) resulting in compounds with reduced side effects. This opens the way to a new therapeutic approach in the treatment of e.g. chronic pain, drug withdrawal, Parkinson`s and Alzheimer`s disease. Furthermore, the newly synthesized dualsteric compounds were pharmacologically investigated in order to get a better understanding of the activation and signaling processes in muscarinic acetylcholine receptors, especially with regard to partial agonism. The development of the "dynamic ligand binding" concept offers new perspectives for ligand binding and signaling at G protein-coupled receptors. GPCRs are no longer considered as simple on/off switches. Dualsteric ligands can bind in a dualsteric pose, reflecting an active receptor state as well as in a purely allosteric binding pose, characterized by an inactive receptor state resulting in partial agonism. The degree of partial agonism depends on the ratio of active versus inactive receptor populations. On this basis, orthosteric/orthosteric hybrid ligands consisting of the antagonist atropine and scopolamine, respectively, as well as of the agonist iperoxo and isoxazole, respectively, linked via different alkyl chain length were synthesized in order to investigate partial agonism (Figure 1). Figure 1: Structures of the synthesized iperoxo/isoxazole-atropine/scopolamine-hybrids. Furthermore, different sets of quaternary and tertiary homodimers consisting either of two iperoxo or two acetylcholine units were synthesized in order to study their extent on partial agonism (Figure 2). The two agonists were connected by varying alkyl chain length. Binding studies on CHO-hM2 cells of the quaternary compounds revealed that dimerization of the agonist results in a loss of potency. The iperoxo-dimers reached higher maximum effects on the Gi- as well as on the Gs pathway in comparison to the acetylcholine-dimers. Besides the choice of the orthosteric building block (potency of the agonist), the alkyl chain length is also crucial for the degree of partial agonism. Figure 2: Structures of the synthesized quat./tert. iperoxo/acetylcholine-homodimers. Quinolone-based hybrids connected to the superagonist iperoxo and to the endogenous ligand acetylcholine, respectively, linked through an alkyl chain of different length were synthesized in order to develop further partial agonists (Figure 3). FRET studies confirmed M1 subtype-selectivity as well as linker dependent receptor response. The greatest positive FRET signal was observed with quinolone-C6-iper resulting from a positive cooperativity between the two separated moieties, alloster and orthoster. However, the corresponding hybrids with a longer linker led to an inverse FRET signal indicating a different binding mode, e.g. purely allosteric, in contrast to the shorter linked hybrids. Furthermore, the flexible alkyl spacer was replaced by a rigidified linker resulting in the hybrid quinolone-rigid-iperoxo (Figure 3). FRET studies on the M1 receptor showed reduced FRET kinetics, resulting from interactions between the bulky linker and the aromatic lid, located between the orthosteric and allosteric binding site. A bitopic binding mode of the rigidified hybrid is presumed. For further clarity, mutational studies are necessary. Figure 3: M1-selective hybrid compounds. Another aim of this work was the design and synthesis of new hybrid compounds, acting as agonists at the M1 and M2 receptor and as inhibitors for AChE and BChE in the context of M. Alzheimer. Several sets of hybrid compounds consisting of different pharmacophoric units (catalytic active site: phthalimide, naphthalimide, tacrine; peripheric anionic site: iperoxo, isoxazole) linked through a polymethylene chain of varying length were synthesized. Tac-C10-iper (Figure 4), consisting of tacrine and the superagonist iperoxo linked by a C10 polymethylene spacer, was found to have excellent anticholinesterase activity for both AChE (pIC50 = 9.81) and BChE (pIC50 = 8.75). Docking experiments provided a structural model to rationalize the inhibitory power towards AChE. Additionally, the tacrine related hybrids showed affinity to the M1 and M2 receptor. Such compounds, addressing more than one molecular target are favorable for multifactorial diseases such as Alzheimer. Figure 4: Structure of the most active compound regarding anticholinesterase activity. In summary, the choice of the pharmacophoric units, their connecting point as well as the nature, length, and flexibility of the linker play an important role for the activity of designed bivalent ligands. A shorter linker length cannot bridge both binding sites simultaneously in contrast to longer linker chains. On the other hand, too long linker chains can result in unwanted steric interactions. Further investigations with respect to structural variations of hybrid compounds, with or without quaternary ammonium groups, are necessary in the light of drug development.},
  subject      = {Cholinesteraseinhibitor},
  language  = {en}
}
@article{VoglLutzSchoenfelderetal.2015,
  author    = {Vogl, Silvia and Lutz, Roman W. and Sch{\"o}nfelder, Gilbert and Lutz, Werner K.},
  title     = {CYP2C9 genotype vs. metabolic phenotype for individual drug dosing - a correlation analysis using flurbiprofen as probe drug},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {10},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {3},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0120403},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-148783},
  pages     = {e0120403},
  year      = {2015},
  abstract  = {Currently, genotyping of patients for polymorphic enzymes responsible for metabolic elimination is considered a possibility to adjust drug dose levels. For a patient to profit from this procedure, the interindividual differences in drug metabolism within one genotype should be smaller than those between different genotypes. We studied a large cohort of healthy young adults (283 subjects), correlating their CYP2C9 genotype to a simple phenotyping metric, using flurbiprofen as probe drug. Genotyping was conducted for CYP2C9*1, *2, *3. The urinary metabolic ratio MR (concentration of CYP2C9-dependent metabolite divided by concentration of flurbiprofen) determined two hours after flurbiprofen (8.75 mg) administration served as phenotyping metric. Linear statistical models correlating genotype and phenotype provided highly significant allele-specific MR estimates of 0.596 for the wild type allele CYP2C9*1, 0.405 for CYP2C9*2 (68 \% of wild type), and 0.113 for CYP2C9*3 (19 \% of wild type). If these estimates were used for flurbiprofen dose adjustment, taking 100 \% for genotype *1/*1, an average reduction to 84 \%, 60 \%, 68 \%, 43 \%, and 19\% would result for genotype *1/*2, *1/*3, *2/*2, *2/*3, and *3/*3, respectively. Due to the large individual variation within genotypes with coefficients of variation >= 20\% and supposing the normal distribution, one in three individuals would be out of the average optimum dose by more than 20 \%, one in 20 would be 40\% off. Whether this problem also applies to other CYPs and other drugs has to be investigated case by case. Our data for the given example, however, puts the benefit of individual drug dosing to question, if it is exclusively based on genotype.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{PerpinaViciano2020,
  author    = {Perpi{\~n}{\´a} Viciano, Cristina},
  title     = {Study of the activation mechanisms of the CXC chemokine receptor 4 (CXCR4) and the atypical chemokine receptor 3 (ACKR3)},
  doi       = {10.25972/OPUS-19237},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-192371},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {The CXC chemokine receptor 4 (CXCR4) and the atypical chemokine receptor 3 (ACKR3) are seven transmembrane receptors that are involved in numerous pathologies, including several types of cancers. Both receptors bind the same chemokine, CXCL12, leading to significantly different outcomes. While CXCR4 activation generally leads to canonical GPCR signaling, involving Gi proteins and β-arrestins, ACKR3, which is predominantly found in intracellular vesicles, has been shown to signal via β-arrestin-dependent signaling pathways. Understanding the dynamics and kinetics of their activation in response to their ligands is of importance to understand how signaling proceeds via these two receptors. In this thesis, different F{\"o}rster resonance energy transfer (FRET)-based approaches have been combined to individually investigate the early events of their signaling cascades. In order to investigate receptor activation, intramolecular FRET sensors for CXCR4 and ACKR3 were developed by using the pair of fluorophores cyan fluorescence protein and fluorescence arsenical hairpin binder. The sensors, which exhibited similar functional properties to their wild-type counterparts, allowed to monitor their ligand-induced conformational changes and represent the first RET-based receptor sensors in the field of chemokine receptors. Additional FRET-based settings were also established to investigate the coupling of receptors with G proteins, rearrangements within dimers, as well as G protein activation. On one hand, CXCR4 showed a complex activation mechanism in response to CXCL12 that involved rearrangements in the transmembrane domain of the receptor followed by rearrangements between the receptor and the G protein as well as rearrangements between CXCR4 protomers, suggesting a role of homodimers in the activation course of this receptor. This was followed by a prolonged activation of Gi proteins, but not Gq activation, via the axis CXCL12/CXCR4. In contrast, the structural rearrangements at each step of the signaling cascade in response to macrophage migration inhibitory factor (MIF) were dynamically and kinetically different and no Gi protein activation via this axis was detected. These findings suggest distinct mechanisms of action of CXCL12 and MIF on CXCR4 and provide evidence for a new type of sequential signaling events of a GPCR. Importantly, evidence in this work revealed that CXCR4 exhibits some degree of constitutive activity, a potentially important feature for drug development. On the other hand, by cotransfecting the ACKR3 sensor with K44A dynamin, it was possible to increase its presence in the plasma membrane and measure the ligand-induced activation of this receptor. Different kinetics of ACKR3 activation were observed in response to CXCL12 and three other agonists by means of using the receptor sensor developed in this thesis, showing that it is a valuable tool to study the activation of this atypical receptor and pharmacologically characterize ligands. No CXCL12-induced G protein activation via ACKR3 was observed even when the receptor was re-localized to the plasma membrane by means of using the mutant dynamin. Altogether, this thesis work provides the temporal resolution of signaling patterns of two chemokine receptors for the first time as well as valuable tools that can be applied to characterize their activation in response to pharmacologically relevant ligands.},
  subject      = {G protein-coupled receptors},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Link2019,
  author    = {Link, Samuel},
  title     = {Aldosteron-vermittelte oxidative Nierensch{\"a}digung - Einfluss der antioxidativen Abwehr},
  doi       = {10.25972/OPUS-18603},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-186037},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Patienten mit erh{\"o}hten Aldosteronspiegeln zeigen eine gesteigerte Inzidenz f{\"u}r Malignome, insbesondere von Nierenzellkarzinomen. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Aldosteron-vermittelte oxidative Nierensch{\"a}digung n{\"a}her zu analysieren sowie die auf Zellebene gezeigte Beeinflussung der antioxidativen Schutzmechanismen im lebenden Organismus nachzuweisen und m{\"o}gliche therapeutische Ansatzpunkte zu identifizieren. Dazu wurde ein Interventions-versuch {\"u}ber 28 Tage durchgef{\"u}hrt. Neben einer Aldosterongabe wurden folgende Interventionen verwendet: Spironolacton zur Blockade des Mineralkortikoid-Rezeptors (MR), Apocynin als Hemmstoff der NADPH-Oxidasen (Nox), L-NAME zur Blockade der NO-Synthasen (NOS), PDTC, einen Hemmstoff des Transkriptionsfaktors NF-kB sowie Sulforaphan, ein nat{\"u}rlicher Nrf2-Induktor. Eine weitere Gruppe erhielt Sulforaphan ohne additive Aldosterongabe. Die Nierensch{\"a}den wurden mittels histopathologischer Sch{\"a}digungsscores und der Anzahl an DNA-Doppelstrangbr{\"u}che analysiert. Die Beeinflussung der antioxidativen Abwehr wurde durch die Aktivierung des Transkriptionsfaktors Nrf2 und durch die Quantifizierung antioxidativer Enzyme bestimmt. Im Nierengewebe f{\"u}hrte Aldosteron zu einer Zunahme von oxidativem Stress. Histologisch zeigte sich ein Anstieg von glomerul{\"a}ren Sch{\"a}den. Auch kam es zu einer deutlichen Zunahme von Doppelstrangbr{\"u}chen der DNA. Des Weiteren konnten wir zeigen, dass Aldosteron auch in vivo zu einer Zunahme der Nrf2-Aktivit{\"a}t f{\"u}hrte, wobei sich dies auf Proteinebene nicht in einer (dauerhaften) Synthesesteigerung von antioxidativen Enzymen wiederspiegelte und keinen ausreichenden Schutz des Nierengewebes bot. F{\"u}r die Interventionsgruppen konnte keine signifikante Auswirkung auf das Vorliegen von oxidativem Stress gezeigt werden. Dies k{\"o}nnte an der Versuchsdauer bzw. an der gew{\"a}hlten Nachweismethode gelegen haben. Nichtsdestotrotz zeigte die Blockade der Nox durch Apocynin bzw. der NOS durch L-NAME eine effektive Reduktion der histologischen und genomischen Sch{\"a}den. Die L-NAME-Gruppe wies dabei die h{\"o}chsten Blutdruckwerte auf, diese waren auch zur Aldosterongruppe signifikant gesteigert. Die beobachteten Effekte waren folglich nicht durch den in der Aldosterongruppe erfolgten Blutdruckanstieg, sondern vielmehr durch den Anstieg von oxidativem Stress zu erkl{\"a}ren. Ebenfalls blieb die Nrf2-Aktivit{\"a}t bei der Gabe von Apocynin und L-NAME weitgehend auf Kontrollniveau, was daf{\"u}rspricht, dass der in der Aldosterongruppe messbare Nrf2-Anstieg am ehesten als Reaktion auf chronisch erh{\"o}hten oxidativen Stress erfolgte, welcher durch die Interventionen ausblieb. Die Blockade von NF-κB mittels PDTC f{\"u}hrte zu vergleichbaren Effekten wie Apocynin und L-NAME. Das deutet darauf hin, dass Aldosteron {\"u}ber die Aktivierung von NF-κB die vermehrte Synthese von pro-oxidativen Enzymen wie Nox und NOS anregt. Die Gabe von Spironolacton hatte den st{\"a}rksten protektiven Effekt, sowohl auf histologische Ver{\"a}nderungen als auch auf das Entstehen von DNA-Doppelstrangbr{\"u}chen, wobei die Nrf2-Aktivit{\"a}t in dieser Gruppe ebenfalls auf Kontrollniveau blieb. Die Aldosteroneffekte wurden folglich {\"u}ber den MR vermittelt. Eine additive Nrf2-Induktion mittels Sulforaphan konnte auch keinen (dauerhaften) Effekt auf die Synthese antioxidativer Enzyme zeigen. Dennoch zeigte diese Gruppe einen {\"a}hnlich effektiven Schutz vor den oxidativen Nierensch{\"a}den wie die Gabe von Spironolacton. Vieles spricht daf{\"u}r, dass die Wirkung von Sulforaphan dabei {\"u}ber seine Wirkung als direktes Antioxidans bzw. Radikalf{\"a}nger und nicht {\"u}ber den Nrf2-Weg zu erkl{\"a}ren ist. Aldosteron f{\"u}hrt in der Niere {\"u}ber oxidativen Stress zu glomerul{\"a}rer Fibrose und DNA-Sch{\"a}den. Das k{\"o}nnte eine Erkl{\"a}rung f{\"u}r die gesteigerte Inzidenz von Nierenzellkarzinomen in Patienten mit erh{\"o}hten Aldosteronspiegeln darstellen. Unsere Ergebnisse sprechen daf{\"u}r, dass Aldosteron {\"u}ber eine Signalkaskade {\"u}ber den MR zu einer Aktivierung von Nox und NOS f{\"u}hrt. Der Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF-κB scheint dabei durch die Synthese pro-oxidativer Enzyme eine Art Verst{\"a}rker-Effekt zuzukommen. Als Reaktion auf den durch Aldosteron gesteigerten oxidativen Stress kommt es zu einer Aktivierung des antioxidativen Transkriptionsfaktors Nrf2, jedoch ohne dass dies zu einem ausreichenden Schutz des Nierengewebes f{\"u}hrt. M{\"o}gliche therapeutische Ansatzpunkte f{\"u}r einen Schutz vor den durch Aldosteron vermittelten oxidativen Nierensch{\"a}den scheinen eher innerhalb der Aldosteronsignalkaskade, insbesondere in der Blockade des MR, als in der antioxidativen Abwehr zu liegen.},
  subject      = {Aldosteron},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zundler2019,
  author    = {Zundler, Matthias},
  title     = {Einfluss der Phosphoglykolat-Phosphatase auf den Metabolismus von Signal-, Membran- und Speicherlipiden in murinen Embryonen und Lymphozyten},
  doi       = {10.25972/OPUS-16844},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-168442},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Die Phosphoglykolat-Phosphatase PGP (fr{\"u}her auch als AUM bezeichnet) wurde in unserem Labor als Mitglied der HAD-Typ-Phosphatasen identifiziert. Die genetische Inaktivierung des Enzyms im gesamten Mausorganismus f{\"u}hrt ab E8.5 zu einer Wachstumsverz{\"o}gerung muriner Embryonen und bis E12.5 schließlich zu deren Tod. Im Gegensatz dazu sind M{\"a}use mit einer PGP-Inaktivierung in h{\"a}matopoetischen Zellen und im Endothel lebensf{\"a}hig und ph{\"a}notypisch unauff{\"a}llig. Neue Erkenntnisse schreiben dem Enzym neben einer Aktivit{\"a}t gegen{\"u}ber Phosphoglykolat auch Aktivit{\"a}ten gegen{\"u}ber Glycerin-3-phosphat (G3P), P-Erythronat und P-Lactat zu. Da diese Phosphatase-Aktivit{\"a}ten Auswirkungen auf den Lipidstoffwechsel nahelegen, wurde in der vorliegenden Arbeit mittels massenspektrometrischer Methoden der Einfluss der Phosphoglykolat-Phosphatase auf den Metabolismus von Signal-, Membran- und Speicherlipiden in murinen Embryonen und Lymphozyten untersucht. Nach Inaktivierung der PGP im gesamten Organismus wurden in E8.5-Embryonen erh{\"o}hte Diacylglycerin (DG)-, Triacylglycerin (TG)- und Sphingomyelin (SM)-Spiegel gemessen, w{\"a}hrend niedrigere Phosphatidylcholin (PC)-Level vorlagen. In PGP-inaktivierten Lymphozyten waren G3P-, DG-, TG-, PC- und SM-Level nicht ver{\"a}ndert. Daf{\"u}r kam es zu signifikanten Erh{\"o}hungen der Phosphatidylglycerol (PG*)- und Cardiolipin (CL)-Spiegel. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die PGP in unterschiedlichen Geweben differenzielle Effekte auf die Spiegel verschiedener Lipide hat. Dies deckt neue Funktionen der PGP f{\"u}r die Regulation des Lipidmetabolismus auf. Die vorliegende Arbeit stellt somit die Grundlage f{\"u}r weitere Untersuchungen {\"u}ber die genauen Ursachen und Folgen dieser Regulation dar und l{\"a}sst auf eine wichtige Rolle der PGP als metabolische Phosphatase im Organismus schließen.},
  subject      = {Phosphoglykolatphosphatase},
  language  = {de}
}
@article{MambrettiKistnerMayeretal.2016,
  author    = {Mambretti, Egle M. and Kistner, Katrin and Mayer, Stefanie and Massotte, Dominique and Kieffer, Brigitte L. and Hoffmann, Carsten and Reeh, Peter W. and Brack, Alexander and Asan, Esther and Rittner, Heike L.},
  title     = {Functional and structural characterization of axonal opioid receptors as targets for analgesia},
  series = {Molecular Pain},
  journal   = {Molecular Pain},
  number    = {12},
  doi       = {10.1177/1744806916628734},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-145917},
  pages     = {1-17},
  year      = {2016},
  abstract  = {Background Opioids are the gold standard for the treatment of acute pain despite serious side effects in the central and enteric nervous system. µ-opioid receptors (MOPs) are expressed and functional at the terminals of sensory axons, when activated by exogenous or endogenous ligands. However, the presence and function of MOP along nociceptive axons remains controversial particularly in na{\"i}ve animals. Here, we characterized axonal MOPs by immunofluorescence, ultrastructural, and functional analyses. Furthermore, we evaluated hypertonic saline as a possible enhancer of opioid receptor function. Results Comparative immunolabeling showed that, among several tested antibodies, which all provided specific MOP detection in the rat central nervous system (CNS), only one monoclonal MOP-antibody yielded specificity and reproducibility for MOP detection in the rat peripheral nervous system including the sciatic nerve. Double immunolabeling documented that MOP immunoreactivity was confined to calcitonin gene-related peptide (CGRP) positive fibers and fiber bundles. Almost identical labeling and double labeling patterns were found using mcherry-immunolabeling on sciatic nerves of mice producing a MOP-mcherry fusion protein (MOP-mcherry knock-in mice). Preembedding immunogold electron microscopy on MOP-mcherry knock-in sciatic nerves indicated presence of MOP in cytoplasm and at membranes of unmyelinated axons. Application of [D-Ala\(^2\), N-MePhe\(^4\), Gly-ol]-enkephalin (DAMGO) or fentanyl dose-dependently inhibited depolarization-induced CGRP release from rat sciatic nerve axons ex vivo, which was blocked by naloxone. When the lipophilic opioid fentanyl was applied perisciatically in na{\"i}ve Wistar rats, mechanical nociceptive thresholds increased. Subthreshold doses of fentanyl or the hydrophilic opioid DAMGO were only effective if injected together with hypertonic saline. In vitro, using β-arrestin-2/MOP double-transfected human embryonic kidney cells, DAMGO as well as fentanyl lead to a recruitment of β-arrestin-2 to the membrane followed by a β-arrestin-2 reappearance in the cytosol and MOP internalization. Pretreatment with hypertonic saline prevented MOP internalization. Conclusion MOPs are present and functional in the axonal membrane from na{\"i}ve animals. Hypertonic saline acutely decreases ligand-induced internalization of MOP and thereby might improve MOP function. Further studies should explore potential clinical applications of opioids together with enhancers for regional analgesia.},
  language  = {en}
}
@article{OthmanNaseemAwadetal.2016,
  author    = {Othman, Eman M. and Naseem, Muhammed and Awad, Eman and Dandekar, Thomas and Stopper, Helga},
  title     = {The Plant Hormone Cytokinin Confers Protection against Oxidative Stress in Mammalian Cells},
  series = {PLoS One},
  volume    = {11},
  journal   = {PLoS One},
  number    = {12},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0168386},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-147983},
  pages     = {e0168386},
  year      = {2016},
  abstract  = {Modulating key dynamics of plant growth and development, the effects of the plant hormone cytokinin on animal cells gained much attention recently. Most previous studies on cytokinin effects on mammalian cells have been conducted with elevated cytokinin concentration (in the μM range). However, to examine physiologically relevant dose effects of cytokinins on animal cells, we systematically analyzed the impact of kinetin in cultured cells at low and high concentrations (1nM-10μM) and examined cytotoxic and genotoxic conditions. We furthermore measured the intrinsic antioxidant activity of kinetin in a cell-free system using the Ferric Reducing Antioxidant Power assay and in cells using the dihydroethidium staining method. Monitoring viability, we looked at kinetin effects in mammalian cells such as HL60 cells, HaCaT human keratinocyte cells, NRK rat epithelial kidney cells and human peripheral lymphocytes. Kinetin manifests no antioxidant activity in the cell free system and high doses of kinetin (500 nM and higher) reduce cell viability and mediate DNA damage in vitro. In contrast, low doses (concentrations up to 100 nM) of kinetin confer protection in cells against oxidative stress. Moreover, our results show that pretreatment of the cells with kinetin significantly reduces 4-nitroquinoline 1-oxide mediated reactive oxygen species production. Also, pretreatment with kinetin retains cellular GSH levels when they are also treated with the GSH-depleting agent patulin. Our results explicitly show that low kinetin doses reduce apoptosis and protect cells from oxidative stress mediated cell death. Future studies on the interaction between cytokinins and human cellular pathway targets will be intriguing.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Berisha2019,
  author    = {Berisha, Filip},
  title     = {Molekulare Wirkmechanismen von Sulfonylharnstoffen: Direkte Epac-Aktivierung oder Hemmung der Phosphodiesterasen},
  doi       = {10.25972/OPUS-17653},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-176535},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Diabetes mellitus ist die h{\"a}ufigste Stoffwechselerkrankung in Deutschland. Sulfonylharnstoffe (SH) stellen die {\"a}lteste und eine sehr prominente Gruppe in der oralen Therapie des Diabetes mellitus Typ II dar, die eine verst{\"a}rkte Insulinfreisetzung vorrangig durch die Hemmung eines ATP-sensitiven Kaliumkanals (K+ATPKanal) erreichen. Daneben konnten weitere Proteine identifiziert werden, die mit SH interagieren und zu deren Effekten beitragen. W{\"a}hrend bereits in fr{\"u}hen Arbeiten gezeigt werden konnte, dass SH Vertreter der Phosphodiesterasen (PDE)Familie in ihrer Funktion behindern k{\"o}nnen, wurde k{\"u}rzlich Epac2 (exchange protein directly activated by cAMP 2) als weiteres Zielprotein f{\"u}r SH angef{\"u}hrt. Insbesondere die F{\"a}higkeit von SH, direkt an Epac2 zu binden, wird in der Literatur kontrovers diskutiert und eine indirekte Aktivierung durch eine PDE-Hemmung und einen erh{\"o}hten cAMP-Spiegel als Mechanismus vermutet. Zur weiteren Untersuchung wurden in dieser Arbeit FRET-basierte Biosensoren verwendet, um die Wirkung von SH auf Epac und PDEs n{\"a}her zu untersuchen. Dabei konnte sowohl in einem photometrischen Ansatz als auch in lebenden Zellen, die einen Epac2-basierten Sensor enthalten, gezeigt werden, dass eine Aktivierung durch SH stattfindet. Da sowohl Epac2-camps, der von allen hier verwendeten Sensoren mit der h{\"o}chsten Sensitivit{\"a}t f{\"u}r cAMP, als auch CFP-Epac1δDEPYFP nicht auf SH reagieren, ist diese Aktivierung selektiv f{\"u}r die Isoform Epac2 und wird vorrangig nicht durch eine PDE-Hemmung verursacht. Die Verwendung weiterer Sensoren mit verschiedenen Varianten von Epac2 (verl{\"a}ngerte Version von Epac2-camps) zeigen mit zunehmender L{\"a}nge {\"u}ber die cAMP-Bindedom{\"a}ne hinaus eine beginnende Reaktion im Sinne einer instabilen FRET-Kurve (Epac2camps long) bzw. eine deutliche Aktivierung durch den SH (Epac2-camps superlong), wodurch eine direkte Aktivierung best{\"a}tigt wird, und suggerieren eine Bindestelle f{\"u}r SH, die sich von denen von cAMP unterschiedet und weiter eingeengt werden konnte (im n{\"a}heren Bereich von Q454 bzw. E460). Obwohl hierdurch eine direkte Aktivierung gezeigt werden konnte, ist die grunds{\"a}tzliche F{\"a}higkeit der SH, PDE zu beeinflussen, keineswegs gekl{\"a}rt. Daher wurden weitere Sensoren konstruiert bzw. verwendet, die basierend auf Epac1-camps und Epac2-camps verschiedene PDEs enthalten. Dabei konnte durch die Zugabe von SH eine deutliche Aktivierung des jeweiligen Sensors und somit eine PDEHemmung nachgewiesen werden. Dies konnte sowohl f{\"u}r PDE4A als auch f{\"u}r die in Inselzellen {\"u}berwiegend vorkommende PDE3B gezeigt werden. Dadurch ergeben sich einige (klinisch relevante) Implikationen. Zum einen stellt neben der direkten Epac-Aktivierung auch die direkte Hemmung der PDE einen wichtigen Mechanismus f{\"u}r die Sekretion von Insulin dar. Außerdem sind bei PDEHemmung und direkter Epac-Aktivierung außerhalb der Inselzellen auch Nebenwirkungen in anderen Organen zu erwarten wie z.B. die Entstehung lebensgef{\"a}hrlicher Rhythmusst{\"o}rungen in Herzmuskelzellen.},
  subject      = {Sulfonylharnstoffe},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Glaeser2017,
  author    = {Gl{\"a}ser, Katharina},
  title     = {Einfluss hochfrequenter Felder des Mobilfunks auf das blutbildende System in vitro},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-145733},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Elektromagnetische Felder (EMF) sind in der Umwelt des Menschen allgegenw{\"a}rtig. 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 hierf{\"u}r 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 z{\"a}hlt LTE (4G). Aus statistischen Daten geht hervor, dass derzeit weltweit mehr als sieben Milliarden Mobilfunk-Endger{\"a}te existieren. Die weitverbreitete und stetig ansteigende Verwendung dieser Technologien verdeutlicht, dass viele Menschen, darunter auch zunehmend Kinder und Jugendliche, regelm{\"a}ßig einer Exposition gegen{\"u}ber EMF ausgesetzt sind. Die wichtigste Expositionsquelle stellt dabei das Mobiltelefon dar, da sich in diesem Szenario die Quelle sehr nah am menschlichen K{\"o}rper befindet. In der Vergangenheit wurden zahlreiche in-vitro- und in-vivo-Untersuchungen sowie epidemiologische Studien durchgef{\"u}hrt, um potentielle, nicht-thermische Effekte von Mobilfunkstrahlung auf biologische Systeme beurteilen zu k{\"o}nnen. Ein vollst{\"a}ndiger Konsens konnte auf der Basis der erhaltenen Ergebnisse jedoch nicht erzielt werden, sodass weiterhin Bedenken zum sch{\"a}dlichen 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 k{\"o}nnen empfindlicher auf Umwelteinfl{\"u}sse reagieren und sind im Vergleich zu Erwachsenen teilweise h{\"o}her gegen{\"u}ber EMF exponiert. Dies gilt vor allem f{\"u}r Kopfregionen, in denen sich das aktive, f{\"u}r die H{\"a}matopoese 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 h{\"a}matopoetische Stammzellen, die mit Frequenzen der Mobilfunkstandards GSM (900 MHz), UMTS (1.950 MHz) und LTE (2.535 MHz) jeweils {\"u}ber einen kurzen (4 h) und einen langen (20 h) Zeitraum und mit unterschiedlichen Intensit{\"a}ten (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. M{\"o}gliche 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 f{\"u}r die h{\"a}matopoetischen Stammzellen, noch f{\"u}r die Zelllinie HL-60. Die einzige Ver{\"a}nderung wurde bei der Quantifizierung von DNA-Sch{\"a}den beobachtet. Hier zeigte sich nach der Kurzzeitexposition der Stammzellen mit der Modulation GSM eine kleine, aber statistisch signifikante Abnahme der DNA-Sch{\"a}den 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 h{\"a}matopoetische Stammzellen f{\"u}r derartige Untersuchungen eingesetzt. Dies hat insofern eine besondere Bedeutung, als h{\"a}matopoetische Stammzellen aufgrund ihrer multipotenten Eigenschaften eine breitere Analyse mit Hinblick auf die Kanzerogenese und auf das Immunsystem erm{\"o}glichen. Um {\"u}ber die Mobilfunk-Untersuchungen hinaus die h{\"a}matopoetischen Stammzellen besser charakterisieren zu k{\"o}nnen, sowie die Sensitivit{\"a}t von Blutzellen mit unterschiedlichem Differenzierungsstatus zu analysieren, wurden sie anderen Zellen des blutbildenden Systems (undifferenzierte und differenzierte HL-60-Zellen und TK6-Zellen) gegen{\"u}bergestellt. Eine Behandlung der verschiedenen Zelltypen mit mutagenen Substanzen zeigte, dass sich die h{\"a}matopoetischen 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-Sch{\"a}den beobachtet werden. Eine erste Interpretation der erhaltenen Ergebnisse ist auf der Grundlage der unterschiedlichen Eigenschaften von Zellen mit abweichendem Differenzierungsstatus m{\"o}glich. Um jedoch eine eindeutige Aussage treffen zu k{\"o}nnen, m{\"u}ssten noch weitere Untersuchungen durchgef{\"u}hrt werden.},
  subject      = {Mobilfunk},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ramm2012,
  author    = {Ramm, Susanne},
  title     = {Mechanismen idiosynkratischer Lebertoxizit{\"a}t - Einfluss von Arzneistoff-unabh{\"a}ngigen Stressfaktoren auf die Bildung reaktiver Metaboliten und zellul{\"a}ren Stress},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-74342},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Idiosynkratische Lebersch{\"a}digung durch Arzneimittel (z.B. Diclofenac) stellt trotz ihres seltenen Auftretens eine erhebliche Komplikation in der Arzneimittelentwicklung und -therapie dar. Die zu idiosynkratischen Reaktionen f{\"u}hrenden, komplexen chemischen und biologischen Abl{\"a}ufe sind noch weitgehend unklar. Inzwischen wird jedoch vermutet, dass die Toxizit{\"a}t eines Arzneimittels durch Arzneistoff-unabh{\"a}ngige Risikofaktoren, wie Krankheiten, Entz{\"u}ndungsreaktionen, Co-Medikation oder Alkohol, erh{\"o}ht werden kann. M{\"o}gliche Mechanismen k{\"o}nnten hierbei eine vermehrte Bildung reaktiver Metaboliten bzw. eine ver{\"a}nderte zellul{\"a}re Stress- und Immunantwort sein. Um tiefere Einblicke in die Bedeutung m{\"o}glicher Arzneistoff-unabh{\"a}ngiger Risikofaktoren zu erhalten, wurde in der vorliegenden Arbeit der Einfluss drei verschiedener Stressfaktoren auf die Toxizit{\"a}t von Diclofenac (Dcl) untersucht. Bei diesen Stressfaktoren handelte es sich um Lipopolysaccharid (LPS) und Poly I:C (PIC) zur Simulation einer bakteriellen bzw. viralen Entz{\"u}ndung sowie um Buthionin-Sulfoximin (BSO) zur Depletion zellul{\"a}ren Glutathions. Zus{\"a}tzlich wurde getestet, ob eine durch Stressfaktoren ausgel{\"o}ste Erh{\"o}hung der Toxizit{\"a}t von Dcl in Ratten mit Ver{\"a}nderungen in der Biotransformation bzw. mit einer Hochregulation co-stimulatorischer Faktoren (z.B. Zytokine oder Alarmsignale) einhergeht. Die Kombination einer einw{\"o}chigen therapeutisch dosierten Dcl-Behandlung mit einer einmaligen LPS-Dosis erzeugte in den Tieren eine ausgepr{\"a}gte Hepatotoxizit{\"a}t, die mit erh{\"o}hten Aktivit{\"a}ten der Aminotransferasen im Serum einherging. Diese adversen Effekte konnten jedoch nicht durch LPS oder Dcl alleine, bzw. in Kombination mit PIC oder BSO erzeugt werden. Es besteht die Annahme, dass die Bioaktivierung von Diclofenac zu 5-OH-Dcl oder Dcl-Acylglucuronid (AG) sowie die folgende Bildung kovalenter Proteinaddukte zur Entwicklung von Lebertoxizit{\"a}t beitr{\"a}gt. Mittels LC-MS/MS-Messungen konnten wir jedoch nachweisen, dass die Gabe von LPS + Dcl keine erh{\"o}hte Bildung reaktiver Metaboliten oder Dcl-AG-abh{\"a}ngiger Proteinaddukte ausl{\"o}st. Im Einklang damit wurden Enzyme, die f{\"u}r die Bio-aktivierung von Dcl zu reaktiven Metaboliten verantwortlich sind (z.B. Cyp2C11, Cyp2C7 und UGT2B1), sowie die MRP-Effluxtransporter der Leber durch die Co-Behandlung mit LPS in ihrer Genexpression gehemmt. Zus{\"a}tzliche qRT-PCR-Analysen Nrf2-abh{\"a}ngiger Gene, als Sensor f{\"u}r elektrophilen oder oxidativen Stress, zeigten keine Hochregulation zytoprotektiver Faktoren und unterst{\"u}tzen die Schlussfolgerung, dass Arzneistoff-unabh{\"a}ngige Stress-faktoren keine erh{\"o}hte Bildung toxischer Dcl-Metaboliten ausl{\"o}sen. Schließlich ergaben unsere Analysen, dass eine Aktivierung co-stimulatorischer NFκB- und MAPK-Signalwege mit Hochregulation co-stimulatorischer Faktoren (z.B. IL-1β, TNF-α, CINC-1, iNOS) und Akkumulation neutrophiler Granulozyten in der Leber sowohl durch Behandlung mit LPS + Dcl als auch mit PIC + Dcl induziert wurde. Nur die Kombination von LPS und Diclofenac bewirkte jedoch dar{\"u}ber hinaus eine massive Freisetzung pro-inflammatorischer Zytokine, Chemokine sowie toxizit{\"a}tsf{\"o}rdernder Alarmsignale (z.B. IL-1β, TNF-α, CINC-1, HMGB1, LTB4) ins Plasma. Zus{\"a}tzlich waren sch{\"u}tzende negative Feed-back-Mechanismen, wie die Hitzeschockreaktion, in den mit LPS und Dcl behandelten Tieren gehemmt. Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse, dass eine metabolische Aktivierung von Dcl bzw. eine Akkumulation reaktiver Dcl-Metaboliten an der Entwicklung idiosynkratischer Lebersch{\"a}digung nicht ausschlaggebend beteiligt ist. Im Gegensatz zu PIC oder BSO f{\"u}hrte in den verabreichten Dosen nur die Gabe von LPS als Stressfaktor zu einer Aktivierung co-stimulatorischer Signalwege sowie zu einer Hemmung protektiver Systeme, wodurch die lebersch{\"a}digende Wirkung von Dcl potenziert wurde.},
  subject      = {Leber},
  language  = {de}
}
@article{FoertschHuppMaetal.2011,
  author    = {F{\"o}rtsch, Christina and Hupp, Sabrina and Ma, Jiangtao and Mitchell, Timothy J. and Maier, Elke and Benz, Roland and Iliev, Asparouh I.},
  title     = {Changes in Astrocyte Shape Induced by Sublytic Concentrations of the Cholesterol-Dependent Cytolysin Pneumolysin Still Require Pore-Forming Capacity},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69084},
  year      = {2011},
  abstract  = {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.},
  subject      = {Toxikologie},
  language  = {en}
}