Refine
Is part of the Bibliography
- yes (156)
Year of publication
Document Type
- Doctoral Thesis (156) (remove)
Keywords
- Oxidativer Stress (16)
- DNS-Schädigung (11)
- genotoxicity (11)
- Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer (10)
- Mikrokerne (10)
- G-Protein gekoppelte Rezeptoren (9)
- micronuclei (9)
- GPCR (8)
- oxidative stress (8)
- Angiotensin II (7)
- Biomarker (7)
- DNA damage (7)
- Genotoxizität (7)
- Herzinsuffizienz (7)
- Adenosinrezeptor (6)
- FRET (6)
- Gentoxizität (6)
- Maus (6)
- Mutagenität (6)
- Aldosteron (5)
- Dimerisierung (5)
- Kleinkern (5)
- MAP-Kinase (5)
- Toxizität (5)
- biomarker (5)
- cAMP (5)
- genomic damage (5)
- Comet Assay (4)
- Cyclo-AMP (4)
- DNA-Schaden (4)
- Genomschaden (4)
- Herzhypertrophie (4)
- Inhibition (4)
- cardiac hypertrophy (4)
- toxicity (4)
- Adenosin (3)
- Adrenerger Rezeptor (3)
- Beta-Rezeptor (3)
- Biotransformation (3)
- Calcium (3)
- Chronophin (3)
- Dialyse (3)
- G-Protein (3)
- G-protein (3)
- Hypertonie (3)
- In vitro (3)
- Insulin (3)
- LC-MS (3)
- Leber (3)
- Magenchirurgie (3)
- Metabolismus (3)
- Mikrokern (3)
- Mikrokerntest (3)
- Muscarinrezeptor (3)
- NADPH-Oxidase (3)
- Nephrotoxizität (3)
- Nichtionisierende Strahlung (3)
- Niere (3)
- PDXP (3)
- Phosphatase (3)
- Phosphatasen (3)
- Phosphoglykolatphosphatase (3)
- Pneumolysin (3)
- Pyridoxalphosphat (3)
- Rezeptor (3)
- Signaltransduktion (3)
- bariatric surgery (3)
- carcinogenicity (3)
- heart failure (3)
- micronucleus test (3)
- mutagenicity (3)
- nephrotoxicity (3)
- Actin (2)
- Adipositas (2)
- Alpha-2-Rezeptor (2)
- Anthocyane (2)
- Apoptose (2)
- Apoptosis (2)
- Autoimmunerkrankung (2)
- BRET (2)
- Bakteriengift (2)
- Benfotiamin (2)
- Bestrahlung (2)
- Beta-1-Rezeptor (2)
- Brustkrebs (2)
- Carcinogenese (2)
- DNA Schaden (2)
- DNS-Schaden (2)
- DNS-Strangbruch (2)
- Dosis-Wirkungs-Beziehung (2)
- ERK1/2 (2)
- Fluoreszenz (2)
- Furan (2)
- Förster Resonanz Energie Transfer (2)
- G protein coupled receptor (2)
- G-Protein gekoppelter Rezeptor (2)
- HPLC-MS (2)
- Heart failure (2)
- Herz (2)
- Hirnhautentzündung (2)
- Huh6 (2)
- Hypertrophie (2)
- Hämatopoetische Stammzellen (2)
- Hämodialyse (2)
- Kanzerogenese (2)
- Kardiomyopathie (2)
- Kongestive Herzmuskelkrankheit (2)
- Lasiocarpin (2)
- Meningitis (2)
- Merkaptursäuren (2)
- Metabonomics (2)
- Micronuclei (2)
- Micronucleus (2)
- Mikroskopie (2)
- Noradrenalin (2)
- Paracetamol (2)
- Parathormon (2)
- Peptidtherapie (2)
- Pharmakokinetik (2)
- Phosducin (2)
- Pyrrolizidinalkaloide (2)
- Raf kinase inhibitor protein (2)
- Raf-Kinasen (2)
- Regulation (2)
- Risk Assessment (2)
- Sulforaphan (2)
- Terahertzbereich (2)
- Terahertzstrahlung (2)
- Toxicology (2)
- Toxikologie (2)
- Transgene Tiere (2)
- Zellkultur (2)
- Zellzyklus (2)
- adenosine receptor (2)
- bariatrische Chirurgie (2)
- beta-adrenerge Signalwege (2)
- cGMP (2)
- calcium (2)
- cancer (2)
- cell culture (2)
- comet assay (2)
- comet-assay (2)
- dialysis patients (2)
- estrogen (2)
- furan (2)
- hypertension (2)
- kidney (2)
- liver (2)
- mercapturic acids (2)
- metabonomics (2)
- non-ionizing radiation (2)
- oxidativer Stress (2)
- peripheral lymphocytes (2)
- pharmacokinetics (2)
- terahertz radiation (2)
- transgen (2)
- Östrogene (2)
- 1 (1)
- 1H-NMR-Spectroscopy (1)
- 2 (1)
- 3 (1)
- 3-pentafluoropropene (1)
- 3-tetrafluoropropene (1)
- 4-Aminobiphenyl (1)
- 4-aminobiphenyl (1)
- 4-dial (1)
- 7,8-Dihydroxyflavon (1)
- 7,8-dihydroxyflavone (1)
- 8-Oxo-2’-desoxyguanosin (1)
- 8-oxo-2'-deoxyguanosine (1)
- A2B adenosine receptor (1)
- A2BAR (1)
- AAF (1)
- ADHS (1)
- API-Massenspektrometrie (1)
- AUM (1)
- Acetaminophen (1)
- Acetylcysteinderivate (1)
- Acrylamid (1)
- Acrylamide (1)
- Actin cytoskeleton (1)
- Activation (1)
- Addition (1)
- Adenosine (1)
- Adenosine receptor (1)
- Adenosine receptors (1)
- Adenylatcyclaseassay (1)
- Adipositaschirurgie (1)
- Adrenalin (1)
- Adrenerger Neuronenblocker (1)
- Adrenergic Receptor (1)
- Adrenergic neurone blocking agent (1)
- Adrenergic receptor (1)
- Adrenergisches System (1)
- Adrenozeptor (1)
- Advanced glycosylation end products (1)
- Adverse Outcome Pathway (1)
- Adverse outcome pathway (AOP) (1)
- Aktionspotenzial (1)
- Aktivierung (1)
- Aldosteronantagonist (1)
- Alkylantien (1)
- Allosterie (1)
- Alternans (1)
- Alterung (1)
- Aneugene (1)
- Angewandte Toxikologie (1)
- Angiotensin (1)
- Angiotensin II Typ 1a-Rezeptor (1)
- Angiotensin-II-Blocker (1)
- Angst (1)
- Animal model (1)
- Antibodies (1)
- Antikörper (1)
- Antimutagen (1)
- Antioxidans (1)
- Anxiety (1)
- Arsen (1)
- Arzneimittel (1)
- Astrozyt (1)
- Atherosclerosis (1)
- Atherosklerose (1)
- Aufmerksamkeits-Defizit-Syndrom (1)
- Autofocus (1)
- Azole (1)
- Azoles (1)
- BG-1 Zellen (1)
- BG-1 cells (1)
- BMS-5 (1)
- Background DNA damage (1)
- Bacterial Toxins (1)
- Bacterial meningitis (1)
- Bakterielle Hirnhautentzündung (1)
- Bakterien (1)
- Bcl-2 (1)
- Beta- adrenergic receptors (1)
- Beta-1-receptor (1)
- Beta-Adrenergic Receptor (1)
- Beta-Adrenozeptor (1)
- Beta-Receptor subtypes (1)
- Beta-Rezeptor Subtypen (1)
- Beta-adrenerge Rezeptoren (1)
- Bilirubin (1)
- Bindungsassay (1)
- Bioluminescence resonance energy transfer (1)
- Biosensor (1)
- Biostatistik (1)
- Bisphenol A (1)
- Blutbildendes System (1)
- Blutgefäß (1)
- Blutstammzelle (1)
- Bombyx mori (1)
- BrdU (1)
- C1q/tumor necrosis factor-related proteins (1)
- CAMP production (1)
- CCT (1)
- CFC replacements (1)
- CFP (1)
- CHO-Zellen (1)
- CHO-cells (1)
- CMF-Therapie (1)
- CTRP (1)
- CXCR4 (1)
- CYP19 (1)
- CYP51 (1)
- Calcium-bindende Proteine (1)
- Calciumkanal (1)
- Carcinogen (1)
- Carcinogenität (1)
- Cardiomyocyte (1)
- Caseinkinase 2 (1)
- Caspase-1 (1)
- Caveolae (1)
- Celecoxib (1)
- Cell adhesion (1)
- Chemokine (1)
- Chemokine receptors (1)
- Chemometrie (1)
- Chemotherapie (1)
- Chlorfluorkohlenstoffe (1)
- Cholinesteraseinhibitor (1)
- Chronical renal failure (1)
- Clonidin (1)
- Coffein (1)
- Cofilin (1)
- Colon cancer (1)
- Comet assay (1)
- Comet-Assay (1)
- Cyclo-GMP (1)
- Cytochalasin-B micronucleus assay (1)
- Cytochrom P450 (1)
- Cytokine (1)
- Cytologie (1)
- DCM (1)
- DIPP2a (1)
- DIPP2a-Protein (1)
- DNA Damage (1)
- DNA adducts (1)
- DNA base excision repair (1)
- DNA-Addukte (1)
- DNA-Damage (1)
- DNA-Reparatur (1)
- DNA-Schäden (1)
- DNA-damage (1)
- DNS (1)
- DNS-Doppelstrangbruch (1)
- DNS-Reparatur (1)
- Datenanalyse (1)
- Depression (1)
- Di (1)
- Dialysepatienten (1)
- Dialysis (1)
- Diclofenac (1)
- Differenzierung (1)
- Differenzierungszustand (1)
- Dilatative Kardiomyopathie (1)
- Dilated cardiomyopathy (1)
- Diskriminanzanalyse (1)
- Dopamin-beta-Hydroxylase Promotor (1)
- Dose response relationships (1)
- Dualstere Liganden (1)
- Dualsteric Ligands (1)
- EAD (1)
- EGF-Rezeptor (1)
- EGF-receptor (1)
- ERK Dimerisierungsdefizienz (1)
- ERK-Kaskade (1)
- ERK-Monomer (1)
- ERK-cascade (1)
- ERK1/2 Dimerisierung (1)
- ERK1/2-Autophosphorylierung (1)
- ERK2d4 (1)
- ESDR (1)
- Ecdyson (1)
- Effekt-Modifizierung (1)
- Eierstockkrebs (1)
- Einwärtsgleichrichtung (1)
- Einzelzellgelelektrophorese (1)
- Elektrokardiogramm (1)
- Elektromagnetische Felder (1)
- Embryonalen Stammzellen (1)
- Embryonalentwicklung (1)
- Empfindlichkeit (1)
- Endokrinologie (1)
- Endothelzelle (1)
- Endozytose (1)
- Entzündung (1)
- Epac (1)
- Epigenetik (1)
- Erk1/2 (1)
- Ersatzstoff (1)
- Erythrozyt (1)
- Excitotoxicity (1)
- Expositionsmarker (1)
- Extrakorporale Dialyse (1)
- FACS (1)
- FCKW-Ersatzstoffe (1)
- FCS (1)
- FHK (1)
- FRAP (1)
- FRET sensors (1)
- Fettsucht (1)
- Fibromyalgie (1)
- Fibrose (1)
- Fl (1)
- FlAsH (1)
- Flugzeitmassenspektrometrie (1)
- Fluorescence (1)
- Fluorescence Correlation Spectroscopy (1)
- Fluorescence Microscopy (1)
- Fluorescence-resonance-energy-transfer (1)
- Fluoreszenz <Motiv> (1)
- Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie (1)
- Fluoreszenzmikroskopie (1)
- Fluorkohlenwasserstoffe (1)
- Fluoxetin (1)
- Fluoxetine (1)
- Folsäure (1)
- Frank-Starling-Gesetz (1)
- Fumonisin B1 (1)
- Fumonisine (1)
- Functional analyses (1)
- Fungizid (1)
- Förster Resonance Energy Transfer (1)
- G Protein (1)
- G Protein-Coupled Receptor (1)
- G beta gamma (1)
- G protein-coupled receptor kinase (1)
- G protein-coupled receptor kinase 2 (GRK2) (1)
- G protein-coupled receptors (1)
- G protein-gekoppelte Rezeptor Kinase 2 (GRK2) (1)
- G-Protein-gekoppelter-Rezeptor (1)
- G-Proteine (1)
- G-protein coupled receptor (1)
- G-protein-coupled receptors (1)
- GC-MS (1)
- GC/MS (1)
- GIRK (1)
- GPCR dimerisation (1)
- GPCR signaling (1)
- GTP-bindende Proteine (1)
- Gbetagamma-Untereinheiten (1)
- Gbetagamma-subunits (1)
- Gebärmutterhalskrebs (1)
- Gefäßentwicklung (1)
- Gegensatz (1)
- Genanalyse (1)
- Genetic instability (1)
- Genmutation (1)
- Genomische Instabilität (1)
- Genotoxicitiy (1)
- Genotoxicity (1)
- Genotyp (1)
- Genregulation (1)
- Gentoxikologie (1)
- Gi/o (1)
- Gilbert Syndrom (1)
- Gilbert´s Syndrome (1)
- Glatte Muskulatur (1)
- Glioblastom (1)
- Glucuronidation (1)
- Glukuronidierung (1)
- Glutathion S-Konjugat (1)
- Glycerin-3-phosphat (1)
- Glycerinphosphate (1)
- Gq-Protein (1)
- Grün fluoreszierendes Protein (1)
- Guanin Nukleotid Austauschfaktor (1)
- Guaninnucleotid-Austauschfaktoren (1)
- Guanylatcyclase (1)
- HAD-Phosphatasen (1)
- HCM (1)
- HCN channel (1)
- HCN-Kanal (1)
- HFC245fa (1)
- HIPEC therapy (1)
- Hals-Nasen-Ohren-Tumor (1)
- Harn (1)
- Hauptkomponentenanalyse (1)
- Hemmung der Proliferation schnell wachsender Krebszellen (1)
- Herzfrequenz (1)
- Herzmuskelzelle (1)
- Herzrhythmusstörung (1)
- Hietzeschockprotein (1)
- High-thropughput screening (1)
- Hintergrund-DNA-Schaden (1)
- Hochdurchsatz-Screening (1)
- Homocystein (1)
- Hormone (1)
- Hsp90 (1)
- Human (1)
- Humane Hämatopoetische Stammzellen (1)
- Hydroxylradikal (1)
- Hyperinsulinämie (1)
- Hypernephrom (1)
- Hypertension (1)
- Hyperthermie (1)
- Hypertrophische Herzmuskelkrankheit (1)
- Häm (1)
- Hämatopoese (1)
- Hämodiafiltration (1)
- Hämoglobinaddukte (1)
- I1 Imidazolin Bindungsstelle (1)
- I1 imidazoline binding site (1)
- Immunkardiomyopathie (1)
- Immunoblot (1)
- In vitro testing (1)
- In vivo (1)
- In-silico Modell (1)
- Inflammation (1)
- Inhalation (1)
- Inhibitor (1)
- Interferenz (1)
- Inward Rectification (1)
- Janus-Aktivität (1)
- Kaffee (1)
- Kalzium (1)
- Kandidatengene (1)
- Kaninchen (1)
- Kardiomoyzyten (1)
- Kardiomyozyt (1)
- Kardiomyozyten (1)
- Karzinogenese (1)
- Katecholamine (1)
- Kinase signaling (1)
- Kinder (1)
- Klassifizierung (1)
- Klastogene (1)
- Knockout (1)
- Kognitive Beeinträchtigung (1)
- Kombination (1)
- Konformationsänderung (1)
- Kopf-Hals-Tumor (1)
- Krebs (1)
- L5178Y cells (1)
- L5178Y-Zellen (1)
- LC-MS/MS (1)
- LIMK (1)
- LPS (1)
- Lebendzellmikroskopie (1)
- Ligand <Biochemie> (1)
- Liganden (1)
- Lipidom (1)
- Lipidomics (1)
- Liver (1)
- Lymphozyt (1)
- Lymphozyten (1)
- Lysosom (1)
- MAO-Hemmer (1)
- MAP (1)
- MAP-kinase (1)
- MDA-MB-231 breast cancer cells (1)
- MDA-MB-231-Brustkrebszellen (1)
- MIBG (1)
- MMR-Reparatur (1)
- Magenkrebs (1)
- Mammakarzinom (1)
- Map-kinase (1)
- Massenspektrometrie (1)
- Matrix-Metalloprotease (1)
- Matrix-Metalloproteinase (1)
- Mauslymphomtest (1)
- Mauslymphomzellen (1)
- Mauslymphomzellen L5178Y (1)
- Melanoma (1)
- Melanomzelllinien (1)
- Membranrezeptor (1)
- Merkaptolaktat (1)
- Merkaptursäure (1)
- Metabolism (1)
- Metabolite von Morphin (1)
- Metabolites of morphine (1)
- Metabolom (1)
- Metabolomics (1)
- Metabonomix (1)
- Methode der partiellen kleinsten Quadrate (1)
- Methylierung (1)
- Methylphenidat (1)
- Methymethansulfonat (1)
- Microscopy (1)
- Mikrokernfrequenz (1)
- Mikrokernfrequenzanalyse (1)
- Mikronukleus-Assay (1)
- Mineralokortikoidrezeptor (1)
- Mobiles Endgerät (1)
- Mobilfunk (1)
- Mobilfunkstrahlung (1)
- Monoaminoxidase (1)
- Morphin (1)
- Multivariate Analyse (1)
- Mundschleimhaut (1)
- Mundschleimhautzellen (1)
- Mutagen (1)
- Mutagenitätstest (1)
- Mutation (1)
- Mykotoxin (1)
- Myocard (1)
- Myofilament (1)
- Myosin (1)
- NADPH oxidase (1)
- NHERF (1)
- NOF (1)
- Na/H-Austauscher (1)
- Na/H-exchanger (1)
- Natrium-Calcium-Austauscher (1)
- Nebenniere (1)
- Nephrotoxicity (1)
- Nervennetz (1)
- Nervenzelle (1)
- Neuronale (1)
- Niereninsuffizienz (1)
- Nierenschädigung (1)
- Nierenschädigungsmarker (1)
- Nierenzellkarzinom (1)
- Nitrosativer Stress (1)
- No:cGMP-Signalling (1)
- No:cGMP-Signalweg (1)
- Nrf 2 (1)
- Opiatrezeptor (1)
- Ortspezifische Mutagenese (1)
- Oxidative Stress (1)
- PDE (1)
- PDE-Hemmung (1)
- PLCβ3 (1)
- PLP (1)
- PMCA (1)
- PTH1R (1)
- Paclitaxel (1)
- Partial Agonists (1)
- Partialagonismus (1)
- Passivrauchen (1)
- Patulin (1)
- Peptides (1)
- Perforine (1)
- PhD thesis pharmacology (1)
- Pharmakogenetik (1)
- Pharmakologie (1)
- Phenobarbital (1)
- Phosducin-like Proteine (1)
- Phosducin-ähnliches protein (PhLP) (1)
- Phosphodiesterase (1)
- Phosphodiesterasen (1)
- Phosphoglykolat (1)
- Phosphoglykolat-Phosphatase (1)
- Phospholipase C (1)
- Phosphorylierung (1)
- Physiologie (1)
- Phytohormone (1)
- Phänotyp (1)
- Phäochromozytomzellen (1)
- Plasmamembran-Kalzium-ATPase (1)
- Plazenta (1)
- Pore (1)
- Pore formation (1)
- Pore-formation (1)
- Porenbildung (1)
- Propenderivate (1)
- Proteasom (1)
- Protein (1)
- Protein Folding (1)
- Protein Interaction (1)
- Protein-Protein-Wechselwirkung (1)
- Proteinaddukte (1)
- Proteinbindung (1)
- Proteinfaltung (1)
- Proteinkinase A (1)
- Proteinkinase C (1)
- Proteinkinase CK2 (1)
- Proteintyrosinphosphatase (1)
- Proteolyse (1)
- Protonen-NMR-Spektroskopie (1)
- Pyridoxal phosphate phosphatase (1)
- Pyridoxalphosphat Phosphatase (1)
- QIVIVE (1)
- RAMP (1)
- RGS2 (1)
- RKIP (1)
- RNA degradation (1)
- RNS-Interferenz (1)
- Radiosensibilisierung (1)
- Raf Kinase Inhibitor Protein (RKIP) (1)
- Raf1 (1)
- Raucher (1)
- ReAsH (1)
- Reaktive Sauerstoffspezies (1)
- Reaktive Zwischenstufe (1)
- Real-Time quantitative PCR (1)
- Receptor (1)
- Receptor dynamics (1)
- Refraktärzeit (1)
- Regulator of G protein signaling 2 (1)
- Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (1)
- Renin-Angiotensin-System (1)
- Resistenzentwicklung (1)
- Resveratrol (1)
- Retinales S-Antigen (1)
- Rgs2 (1)
- Rho-GTPasen (1)
- Rho-Proteine (1)
- Riddelliin (1)
- Risikoanalyse (1)
- Risikobewertung (1)
- SUMO (1)
- Schwesterchromatidenaustausche (1)
- Sekunde (1)
- Selenmangel (1)
- Senecionin (1)
- Seneciphyllin (1)
- Sensor (1)
- Signal transduction (1)
- Signalkette (1)
- Small RNA (1)
- Species Differences (1)
- Spermatogenesis (1)
- Speziesunterschiede (1)
- Spironolacton (1)
- Src (1)
- Statin (1)
- Stickstoffmonoxid (1)
- Stickstoffoxidsynthase (1)
- Stoffwechsel (1)
- Strahlentherapie (1)
- Streptococcus pneumoniae (1)
- Stress (1)
- Substratspezifitätsschleife (1)
- Sudden Cardiac Death (1)
- Sulfonylharnstoffe (1)
- Sulforaphane (1)
- Sympathikus (1)
- Synergie (1)
- Synergismus (1)
- Systembiologie (1)
- Säugerzellen (1)
- Säugetiere (1)
- TCP-1 alpha (1)
- TIRF (1)
- Tabakrauch (1)
- Tetrachlormethan (1)
- Tetracystein-Motive (1)
- Tetracystein-Motivee (1)
- Thebain (1)
- Thrombin (1)
- Tiermodell (1)
- Time-of-flight (1)
- Toxicokinetics (1)
- Toxikokinetik (1)
- Toxin (1)
- Toxizitätstest (1)
- Transgene Mäuse (1)
- Transgenes Mausmodell (1)
- Transgenic mice (1)
- Transkription (1)
- Transkriptionsfaktoren (1)
- Trifluorpropionsäure (1)
- Troponin (1)
- Tumorpromotion (1)
- Tumorzelle (1)
- Tumorzellproliferation (1)
- Tyrosin (1)
- Tyrosin phosphatase (1)
- UCP2 (1)
- UCP2-Protein (1)
- UGT1A1 (1)
- Ubiquitin (1)
- Urämische Toxine (1)
- VASP (1)
- Validierung (1)
- Vitamin B12 (1)
- Vitamin B6 (1)
- Vitamin B6 Metabolismus (1)
- Vitamin E Mangel (1)
- Vitamin-B6-Stoffwechsel (1)
- WD 40 Repeat Proteins (1)
- Wachstum (1)
- Wirkstoff-Rezeptor-Bindung (1)
- YFP (1)
- Zell-Adhäsion (1)
- Zelladhäsion (1)
- Zelldifferenzierung (1)
- Zelle (1)
- Zelllinie (1)
- Zellproliferationssteigerung (1)
- Zelltransport (1)
- Zellzykluskontrolle (1)
- Zigarettenrauch (1)
- Zyklopeptid (1)
- adenosine (1)
- adrenal gland (1)
- adrenerg (1)
- adrenerge Rezeptoren (1)
- adrenergic (1)
- adrenergic receptors (1)
- adrenoceptor (1)
- adult ADHD (1)
- advanced glycosylation end product (1)
- aldosterone (1)
- alkylating agent (1)
- alkylating agents (1)
- allosteric modulation (1)
- alpha2 (1)
- alpha2-KO Maus (1)
- alpha2-KO mouse (1)
- alpha2-Rezeptor (1)
- alpha2-adrenerge Rezeptoren (1)
- alpha2-adrenergic receptors (1)
- alpha2-receptor (1)
- aneugens (1)
- angiotensin II (1)
- angiotensin II type 1a receptor (1)
- anthocyanins (1)
- antimutagenicity (1)
- apoptosis (1)
- arsenite (1)
- atopische Erkrankungen (1)
- autophosphorylation of ERK1/2 (1)
- benfotiamine (1)
- beta-adrenerge Rezeptoren (1)
- beta-adrenergic signal transduction (1)
- biosensor (1)
- biotransformation (1)
- bisphenol a (1)
- bombyx mori (1)
- buccal mucosa (1)
- caffeine (1)
- calcium channel (1)
- carcinogenesis (1)
- cardiomyocyt (1)
- cardiomyopathy (1)
- casein kinase 2 (1)
- catecholamines (1)
- caveolae (1)
- cell adhesion (1)
- cell-cycle (1)
- cellular-trafficking (1)
- checkpoints (1)
- children (1)
- cholinesterase (1)
- cholinesterase inhibitors (1)
- chromaffin granulas (1)
- chromaffine Granulas (1)
- chromosomal damage (1)
- chronical stress (1)
- chronischer Stress (1)
- cis-2-Buten-1 (1)
- cisplatin (1)
- classification (1)
- clastogens (1)
- clonidine (1)
- coffee (1)
- comet assay analysis (1)
- compartments (1)
- control of the cell cycle (1)
- coupled (1)
- cyclo-AMP (1)
- cytochrome p450 (1)
- cytogenetic effects (1)
- cytokinesis-block micronucleus assay (1)
- dialysis (1)
- differentiation (1)
- differentiation status (1)
- dna damage (1)
- dna strand break (1)
- dopamine-beta-hydroxylase-promotor (1)
- dose response (1)
- dualsteric ligands (1)
- ecdysone (1)
- embryonic stem cell (1)
- end-stage renal disease (1)
- endothelial cells (1)
- environm. tobacco smoke (1)
- epigenetics (1)
- estrogens (1)
- etox database (1)
- fibrosis (1)
- fluorescence (1)
- fluorescence resonance energy transfer (1)
- fluorocarbons (1)
- folic acid (1)
- fumonisin B1 (1)
- genetischer Schadens (1)
- genomprotektiv (1)
- genotoxic agents (1)
- genotoxisch (1)
- genotoxische Agenzien (1)
- genotyping (1)
- glutathion S-conjugate (1)
- gprotein (1)
- growth (1)
- guanine nucleotide exchange factor (1)
- halo olefines (1)
- head and neck cancer (1)
- heart (1)
- heart rate (1)
- heat shock protein (1)
- heme (1)
- hemodiafiltration (1)
- hemodialysis (1)
- hemodialysis patients (1)
- hemoglobin adducts (1)
- homocysteine (1)
- huh6 (1)
- human hematopoietic stem cells (1)
- hydrofluorocarbons (1)
- hypertrophy (1)
- idiosyncratic drug toxicity (1)
- idiosynkratische Arzneistofftoxizität (1)
- in vitro (1)
- in-silico model (1)
- inducible transgene (1)
- induzierbares Transgen (1)
- induzierte Mutation (1)
- induzierte Phosphatasen MKP-1 und MKP-2 (1)
- inhalation (1)
- inhibitor (1)
- inhibitors (1)
- intracellular calcium release (1)
- irradiation (1)
- kardiale Hypertrophie (1)
- lasiocarpine (1)
- ligandenselektive Konformationen (1)
- lignaselective conformations (1)
- lysosomaler Overload (1)
- lösliche Guanylylcyclase (1)
- mammalian cells (1)
- mao-inhibiters (1)
- markers of exposure (1)
- mass spectrometry (1)
- mercaptolactic acid (1)
- mercapturic acid (1)
- meta-Iodbenzylguanidin (1)
- meta-iodobenzylguanidine (1)
- metabolism (1)
- metabolites (1)
- metabolomics (1)
- methyl methanesulfonate (1)
- methylation (1)
- miR-21 (1)
- microRNA-21 (1)
- micronucleus (1)
- micronucleus assay (1)
- micronucleus frequency (1)
- micronucleus- assay (1)
- mismatch repair (1)
- mitotic catastrophe (1)
- mixture models (1)
- mobil phone radiation (1)
- monoamine oxidase (1)
- mouse (1)
- mouse lymphoma cells (1)
- multivariate analysis (1)
- muscarinic acetylcholine receptor (1)
- muscarinic aceylcholine receptor (1)
- mycotoxin (1)
- myocardium (1)
- myosin (1)
- neuronal (1)
- nicht additive Effekte (1)
- nitric oxide (1)
- nitrosative stress (1)
- non-additive effects (1)
- noradrenaline (1)
- obesity (1)
- oligomerization (1)
- opioid receptor (1)
- ovarian cancer (1)
- oxidative Stressmarker (1)
- oxidative stress marker (1)
- p53 (1)
- paclitaxel (1)
- parathyroid hormone (1)
- passive smoking (1)
- periphere Lymphozyten (1)
- pharmacogenetics (1)
- pharmacology (1)
- phenobarbitale (1)
- phenotyping (1)
- pheochromocytoma cells (1)
- phopohrylierungsdefizient (1)
- phosducin (1)
- phosducin-like protein (PhLP) (1)
- phosphoglycolatephosphatase (1)
- phytohormones (1)
- placenta (1)
- plasma membrane calcium ATPase (1)
- plötzlicher Herztod (1)
- pms2 (1)
- posttranslational modification (1)
- posttranslationale Modifikation (1)
- proliferation (1)
- protein adducts (1)
- psychosocial stress (1)
- psychosozialer Stress (1)
- pyridoxal phosphate (1)
- radiation (1)
- radiofrequency radiation (1)
- radiosensibilisation (1)
- rats (1)
- reactive metabolites (1)
- reaktive Metabolite (1)
- reaktive Sauerstoffspezies (1)
- receptor (1)
- receptors (1)
- red blood cells (1)
- reduction of ERK1/2 phosphorylation (1)
- reduction of cells proliferation (1)
- renal toxicity (1)
- repeated dose (1)
- resistance (1)
- resveratrol (1)
- rezeptorvermittelte Endozytose (1)
- sGC (1)
- second extracellular loop (1)
- senecionine (1)
- seneciphylline (1)
- sensor (1)
- signal transduction (1)
- single-molecule imaging (1)
- sister chromatid exch. (1)
- soluble guanylyl cyclase (1)
- stabile Transfektion (1)
- stable transfection (1)
- sublinear (1)
- sulfonylurea (1)
- synergism (1)
- terminale Niereninsuffizienz (1)
- tetrafluoropropene (1)
- thrombin (1)
- tierversuchsfrei (1)
- toxicity testing (1)
- trans-1 (1)
- transcription (1)
- transcription factors (1)
- transgene Ratten (1)
- transgene rats (1)
- transgenic (1)
- transgenic mice (1)
- trifluoropropionic acid (1)
- tumourpromotion (1)
- tyrosine phosphatase (1)
- ubiquitin (1)
- uremic toxins (1)
- vascular smooth muscle cells (1)
- vasculogenesis (1)
- vaskuläre glatte Muskelzellen (1)
- vav2 (1)
- vessel (1)
- vitamin b12 (1)
- zweite extrazelluläre Domäne (1)
- Östrogen (1)
- ß-adrenerge Rezeptoren (1)
- ß-adrenerge Signaltransduktion (1)
- ß-adrenergic Receptors (1)
- γ-H2AX (1)
Institute
- Institut für Pharmakologie und Toxikologie (156) (remove)
Sonstige beteiligte Institutionen
- Institut für Biopsychologie, Universität Dresden (1)
- Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften - ISAS - e.V. (1)
- Max Delbrück Center for Molecular Medicine (1)
- Max-Delbrück-Center für molekulare Medizin, Berlin (1)
- Pharmakologie, Universität Bonn (1)
- Pharmazie, Universität Mailand (1)
- Universitätsklinikum Düsseldorf, Institut für Toxikologie (1)
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.
In dieser Arbeit geht es um die Phosphoglykolatphosphatase (PGP), die als Phosphatase vom Haloazid Dehalogenase-Typ (HAD-Phosphatase) zu der ubiquitär vorkommenden Superfamilie der HAD-Hydrolasen gehört. In der Literatur ist eine in vitro Phosphatase-Aktivität gegenüber 2-Phospho-L-Laktat (2PL), 4-Phospho-D-Erythronat (4PE), Phosphoglykolat (PG) und Glycerol-3-Phosphat (G3P) beschrieben. 2PL und 4PE entstehen in Nebenreaktionen während der Glykolyse und hemmen bei Akkumulation die Glykolyse bzw. den Pentosephosphatweg. PG kann auch in einer Nebenreaktion während der Glykolyse oder im Rahmen der Reparatur von oxidativen DNA-Schäden entstehen. G3P entsteht aus Dihydroxyacetonphosphat und bildet das Kohlenhydratgerüst der Triacylglyceride (TAG). Zelluläre Studien konnten Hinweise auf die Regulierung des epidermalen wachstumsfaktor-(EGF-)induzierten Zytoskelettumbaus durch die PGP liefern und die Untersuchung von Mäusen mit PGP-Inaktivierung zeigte einen Einfluss auf die Zellproliferation und embryonale Entwicklung. Die Regulation der PGP-Expression führte zu Veränderungen im Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel.
Die Untersuchung der PGP-Funktionen erfolgte bislang ausschließlich mit genetischen Ansätzen. Aufgrund von möglichen Kompensationsmechanismen und Off-Target-Effekten müssen genetische und pharmakologische Methoden als sich ergänzende Ansätze verstanden werden. Um die Funktionen der PGP besser zu verstehen, fokussiert sich die vorliegende Arbeit auf die gezielte pharmakologische PGP-Inhibition. In Vorarbeiten wurden 41.000 Moleküle gescreent und fünf potentielle Inhibitoren identifiziert. Ziele dieser Arbeit waren zum einen die Implementierung der Inhibitor # 1-Behandlung in der Zellkultur, zum anderen die Charakterisierung der PGP-Hemmung durch Inhibitor # 48 und die Durchführung erster Selektivitätstestungen mit Inhibitor # 48.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass Inhibitor # 1 in der Lage ist, die endogene PGP in Zelllysaten der murinen spermatogonialen Zelllinie (GC1) zu hemmen. Unter bestimmten Bedingungen führte die Inhibitor # 1-Behandlung der GC1-Zellen zur Hemmung der PGP. Erste Analysen zellulärer Inhibitoreffekte konnten eine Steigerung der TAG-Konzentration in behandelten GC1-Zellen nachweisen. Die PGP-Hemmung durch Inhibitor # 48 wurde als unkompetitive Inhibition charakterisiert und es zeigten sich keine relevanten Inhibitoreffekte auf die HAD-Phosphatasen Magnesium-abhängige Phosphatase 1 (MDP1), Lysin-Histidin-Pyrophosphat-Phosphatase (LHPP) und Polynukleotidase 5'-Kinase/3'-Phosphatase (PnkP). Dagegen konnte eine Aktivitätssteigerung von Phospho 2 beobachtet werden. Die vorliegende Arbeit liefert somit erste Erkenntnisse über die Anwendung des PGP-Inhibitors # 1 in der Zellkultur und schafft die Grundlage für nachfolgende Untersuchungen mit Inhibitor # 48. Weitere Experimente sind notwendig, die die Inhibitorbehandlung in der Zellkultur optimieren und die Selektivität weiter charakterisieren, um mithilfe der Inhibitoren neue Erkenntnisse über die physiologische und pathophysiologische Rolle der PGP gewinnen zu können.
Ausgangspunkt der Arbeit ist die klinische Beobachtung, dass Patienten mit arteriellem Hypertonus vermehrt Nierenerkrankungen entwickeln. Dabei zeigten sich in der Subgruppenanalyse vor allem erhöhte Inzidenzen der Niereninsuffizienz und der Nierenzellkarzinome. Als möglicher Pathomechanismus steht das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS-System) im Vordergrund. Dabei wird postuliert, dass erhöhte Angiotensin II-Spiegel zu einem Missverhältnis zwischen den Oxidations- und Reduktionspartnern in der Zelle führen, wodurch sich das oxidative Potential der Zelle ändert, und es vermehrt zur Bildung von Radikalen (ROS) kommt, die meist ungepaarte Elektronen in der Valenzschale oder instabile Verbindungen enthalten, wodurch sie besonders reaktionsfreudig mit Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten und auch der DNA interagieren. In der Folge kommt es zu DNA-Veränderungen in Form von Doppel- oder Einzelstrangbrüchen, DNA-Protein-Crosslinks, Basenmodifikationen und Basenverlusten, wodurch sich ein hohes mutagenes Potential ergibt. Dieser Ansatz zur Pathophysiologie bestätigte sich auch an den hier verwendeten porkinen Nierenzellmodell. Dabei zeigte sich nicht nur eine Veränderung der genomischen Stabilität nach Exposition gegenüber erhöhten Angiotensin II-Spiegeln, sondern auch eine Veränderung der DNA in Abhängigkeit von der Expositionsdauer der Zellen. Als nächster Schritt konnte die Modulation der Transkriptionsfaktoren Nrf 2 und NF-κB durch die Behandlung mit Angiotensin II und Sulforaphan nachgewiesen werden. Bei der Behandlung mit Sulforaphan ließ sich eine Nrf 2-Induktion nachweisen mit vermehrter Expression von antioxidativen und detoxifizierender Enzyme. Weiterhin zeigte sich im Rahmen der Behandlung erniedrigte NF-κB-Level. Bei der Modulation durch Angiotensin II stellte sich zunächst ein signifikant erniedrigtes Level an Nrf 2 in den Zellen dar, das im Verlauf von 24 Stunden anstieg und konsekutiv ließ sich eine maximale Proteinexpression zwischen 24 und 48 Stunden messen. Weiterhin wiesen die Zellen, die mit Angiotensin II behandelt wurden, erhöhte NF-κB Mengen/Zelle auf. Zudem zeigte sich der Einfluss erhöhter Glucosekonzentrationen auf eine progrediente genomischen Instabilität, die Veränderung der Transkriptionsfaktoren mit erhöhter Nrf 2-Induktion und mit Deregulation des Transkriptionsfaktors NF-κB wurde durch die Behandlung mit Sulforaphan nachgewiesen. Aufgrund dieser Rolle in der Tumorgenese sind mittlerweile einige Bestandteile des NF-κB- und des Nrf 2-Signalweges und auch Nrf 2-Aktivatoren wie Sulforaphan wichtige Zielstrukturen für die Entwicklung neuer Medikamente und Therapieoptionen. Besonders zeigt sich hierbei die Wichtigkeit bei Diabetes induzierten kardiovaskulären Folgeschäden mit frühzeitiger medikamentöser Behandlung.
Zur Verbesserung der Prüfung und Risikobewertung der zunehmenden Menge von
Chemikalien und Arzneimitteln, gilt es neue Alternativen in Form von in vitro
Prüfmethoden mit mechanistisch relevanten Endpunkten zu finden. Einen solchen
Rahmen bietet das konzeptionelle Konstrukt des Adverse Outcome Pathway (AOP)-
Konzepts. Es erzeugt auf der Basis bestehenden Wissens einen mechanistischen und
kausalen Zusammenhang mit Hilfe von mehreren Schlüsselereignissen (Key Event [KE])
zwischen einem initierenden molekularen Ereignis (Molecular Initiating Event [MIE]) und
einem adversen Effekt (Adverse Outcome [AO]) auf biologischer Ebene. Im Rahmen
dieser Arbeit wurde der AOP „Rezeptorvermittelte Endozytose und lysosomaler
Overload führen zu Nephrotoxizität“ am Zellkulturmodell proximaler Nierentubuluszellen
weiterentwickelt. Es wurden in vitro Assays für die Zelllinien RPTEC/TERT1 (Mensch)
und NRK-52 E (Ratte) für jedes KE etabliert. In dem AOP wird die Initiierung der
Schädigung des Nierengewebes durch rezeptorvermittelte Endozytose der Substanzen
(MIE) mit folgendem lysosomalem Overload (KE 1) und der lysosomalen Membranruptur
(KE 2) beschrieben. Es kommt zur Zellschädigung (KE 3) und endet mit einem Schaden
auf Organebene (AO). Für KE 1 erfolgte die Visualisierung des lysosomal-assoziierten
Membranproteins (lysosomal-associated Membranprotein [LAMP]) und in KE 2 die
Darstellung der Protease Cathepsin D (CTSD) mittels Immunfluoreszenz. Für KE 3
wurden spezifische Toxizitätsdaten der Testsubstanzen mit dem CellTiter-Glo®
Lumineszenz-Zellviabilitätstest generiert. Gewählte Stressoren für den AOP war die
Gruppe der Polymyxin-Antibiotika (Polymyxin B, Colistin, Polymyxin B Nonapeptid), das
Aminoglykosid Gentamicin, das Glykopeptid Vancomycin sowie Cadmiumchlorid. In
Zusammenschau der Ergebnisse der drei KEs war die Rangfolge der Auswirkungen der
drei Polymyxin-Derivate über alle KEs konsistent. Polymyxin B erwies sich als aktivste
Substanz, während Polymyxin B Nonapeptid die geringsten Auswirkungen zeigte. Als
Ausblick in weiterführenden Analysen der Arbeitsgruppe konnten bei Cadmiumchlorid
trotz einer signifikanten Zytotoxizität (KE 3) nur geringe Auswirkungen in der LAMPExpression
(KE 1) aufgezeigt werden. Des Weiteren erfolgte die Erstellung von
Response-Response-Analysen, um mittels vorgeschalteter Schlüsselereignisse
nachfolgende Effekte vorhersagen zu können. Projektpartner der Universität Utrecht
entwickelten darüber hinaus eine quantitative in vitro in vivo Extrapolation (QIVIVE)
mittels eines physiologisch basierten pharmakokinetischen (PBPK) Modells.
PA sind natürliche Pflanzeninhaltsstoffe, die wegen ihres genotoxischen Potentials bekannt sind. Nach Applikation mikromolarer Konzentrationen können bei in vitro Untersuchungen von Leberzellen chromosomale Schäden detektiert werden. PA stehen im Verdacht nach Aufnahme bei Menschen hepatotoxische und kanzerogene Wirkungen nach sich zu ziehen. In dieser Studie wurden Lasiocarpin und Riddelliin an der humanen Leberkarzinomzelllinie Huh6 auf Genotoxizität getestet. Die ausgewählten Methoden waren der MK-Test, der alkalische und der FPG Comet Assay und die γ-H2AX-Färbung. In den Vorversuchen mit BaP und CPA wurde gezeigt, dass die Zellen durch Prodrugs genotoxisch geschädigt werden. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Riddelliin und Lasiocarpin im MK-Test eine dosisabhängige, genotoxische Wirkung auf die Huh6 Zellen haben. Der Einfluss von Lasiocarpin war im MK-Test im Vergleich zum Einfluss von Riddelliin bei geringerer Konzentration detektierbar. Nach einer simultanen Behandlung der Huh6 Zellen mit verschiedenen PA kann konkludiert werden, dass keine signifikante Erhöhung an DNA-Schäden im Vergleich zu Behandlungen mit den Einzelsubstanzen festgestellt werden konnte, was möglicherweise auf eine Erschöpfung der metabolischen Kapazität der Zellen zurückzuführen ist. Insgesamt ist es den Ergebnissen zufolge wahrscheinlich, dass die Entstehung von Crosslinks durch Lasiocarpin und Riddelliin eher eine Rolle in der Genotoxizitätsinduktion auf Huh6 Zellen spielen als oxidativer Stress. Doppelstrangbrüche konnten nicht als sicherer Induktor von Genotoxizität identifiziert werden. Die Besonderheiten der Stoffwechselwege einzelner PA und die Spezifizierung einzelner, für die Metabolisierung relevanter Enzyme sollte in Zukunft Gegenstand der Forschung sein, um die kumulativen Wirkungen von PA besser nachzuvollziehen und die für den Menschen entstehenden Risiken durch die Aufnahme von PA konkretisieren zu können.
The receptor activity-modifying proteins (RAMPs) are ubiquitously expressed membrane proteins that interact with several G protein-coupled receptors (GPCRs), the largest and pharmacologically most important family of cell surface receptors. RAMPs can regulate GPCR function in terms of ligand-binding, G-protein coupling, downstream signaling, trafficking, and recycling. The integrity of their interactions translates to many physiological functions or pathological conditions.
Regardless of numerous reports on its essential importance for cell biology and pivotal role in (patho-)physiology, the molecular mechanism of how RAMPs modulate GPCR activation remained largely elusive.
This work presents new insights that add to the common understanding of the allosteric regulation of receptor activation and will help interpret how accessory proteins - RAMPs - modulate activation dynamics and how this affects the fundamental aspects of cellular signaling. Using a prototypical class B GPCR, the parathyroid hormone 1 receptor (PTH1R) in the form of advanced genetically encoded optical biosensors, I examined RAMP's impact on the PTH1R activation and signaling in intact cells. A panel of single-cell FRET and confocal microscopy experiments as well canonical and non-canonical functional assays were performed to get a holistic picture of the signaling initiation and transduction of that clinically and therapeutically relevant GPCR. Finally, structural modeling was performed to add molecular mechanistic details to that novel art of modulation.
I describe here that RAMP2 acts as a specific allosteric modulator of PTH1R, shifting PTH1R to a unique pre-activated state that permits faster activation in a ligand-specific manner. Moreover, RAMP2 modulates PTH1R downstream signaling in an agonist-dependent manner, most notably increasing the PTH-mediated Gi3 signaling sensitivity and kinetics of cAMP accumulation. Additionally, RAMP2 increases PTH- and PTHrP-triggered β-arrestin2 recruitment to PTH1R and modulates cytosolic ERK1/2 phosphorylation. Structural homology modeling shows that structural motifs governing GPCR-RAMP interaction originate in allosteric hotspots and rationalize functional modulation. Moreover, to interpret the broader role of RAMP's modulation in GPCRs pharmacology, different fluorescent tools to investigate RAMP's spatial organization were developed, and novel conformational biosensors for class B GPCRs were engineered. Lastly, a high throughput assay is proposed and prototyped to expand the repertoire of RAMPs or other membrane protein interactors.
These data uncover the critical role of RAMPs in GPCR activation and signaling and set up a novel platform for studying GPCR modulation. Furthermore, these insights may provide a new venue for precise modulation of GPCR
function and advanced drug design.
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.
Die Pyridoxal-5‘-Phosphat Phosphatase (PDXP), auch bekannt als Chronophin (CIN), ist eine HAD-Phosphatase, die beim Menschen ubiquitär exprimiert wird und eine entscheidende Rolle im zellulären Vitamin-B6-Metabolismus einnimmt. PDXP ist in der Lage Pyridoxal-5‘-Phosphat (PLP), die co-enzymatisch aktive Form von Vitamin B6, zu dephosphorylieren. In-vivo Studien mit Mäusen zeigten, dass die Abwesenheit von PDXP mit verbesserten kognitiven Leistungen und einem verringerten Wachstum von Hirntumoren assoziiert ist. Dies begründet die gezielte Suche nach einem pharmakologischen Inhibitor für PDXP. Ein Hochdurchsatz-Screen legte nahe, dass 7,8-Dihydroxyflavon (7,8-DHF) hierfür ein potenzieller Kandidat ist. Zahlreiche Studien beschreiben bereits vielfältige positive neurologische Effekte nach in-vivo Administration von 7,8-DHF, allerdings bleibt der genaue Wirkmechanismus umstritten und wird bis dato nicht mit PDXP in Zusammenhang gebracht. Ziel dieser Arbeit ist es, die Inhibition von PDXP durch 7,8-DHF näher zu charakterisieren und damit einen Beitrag zur Beantwortung der Frage zu leisten, ob PDXP an den 7,8-DHF-induzierten Effekten beteiligt ist.
Hierzu wurde der Effekt von 7,8-DHF auf die enzymatische Aktivität von rekombinant hergestelltem, gereinigtem PDXP in in-vitro Phosphatase-Assays charakterisiert. Um die Selektivität von 7,8-DHF gegenüber PDXP zu untersuchen, wurden fünf weitere HAD-Phosphatasen getestet. Unter den analysierten Phosphatasen zeigte einzig die dem PDXP nah verwandte Phosphoglykolat Phosphatase (PGP) eine geringer ausgeprägte Sensitivität gegen 7,8-DHF. Ein Vergleich von 7,8-DHF mit sechs strukturell verwandten, hydroxylierten Flavonen zeigte, dass 7,8-DHF unter den getesteten Substanzen die höchste Potenz und Effektivität aufwies. Außerdem wurde eine Co-Kristallisation von PDXP mit 7,8-DHF durchgeführt, deren Struktur bis zu einer Auflösung von 2,0 Å verfeinert werden konnte. Die in der Kristallstruktur identifizierte Bindungsstelle von 7,8-DHF an PDXP wurde mittels verschiedener, neu generierter PDXP-Mutanten enzymkinetisch bestätigt. Zusammenfassend zeigen die hier beschriebenen Ergebnisse, dass 7,8-DHF ein direkter, selektiver und vorwiegend kompetitiver Inhibitor der PDXP-Aktivität ist, mit einer IC50 im submikromolaren Bereich.
Die Ergebnisse dieser in-vitro Untersuchungen motivieren zu weiterer Forschung bezüglich der 7,8-DHF-vermittelten Inhibition der PDXP-Aktivität in Zellen, um die Frage beantworten zu können, ob PDXP auch in-vivo ein relevantes Target für 7,8-DHF darstellt.
Einfluss des Gewichtsverlusts auf den oxidativen Stress und den DNS-Schaden in adipösen Patient*innen nach bariatrischer Chirurgie
Adipositas ist eine Erkrankung, die durch ein erhöhtes Krebsrisiko neben zahlreichen anderen Komorbiditäten mit weitreichenden Folgen für die Gesundheit adipöser Patient*innen einhergeht. In der Pathogenese der adipositas-assoziierten Krebsarten sind dabei ein erhöhter oxidativer Stress sowie die damit einhergehende Schädigung der DNS maßgeblich beteiligt. Im Umkehrschluss wurde in der vorliegenden Arbeit der Einfluss eines durch bariatrische Chirurgie induzierten Gewichtsverlusts auf den oxidativen Stress und DNS-Schaden in adipösen Patient*innen anhand von Blutproben präoperativ sowie 6 und 12 Monate postoperativ untersucht. In einer Subpopulation der Patient*innen konnte eine tendenzielle Verringerung des DNS-Schadens anhand des Comet-Assays in peripheren Lymphozyten beobachtet werden. Im Hinblick auf den oxidativen Stress wurde im Plasma die Eisenreduktionsfähigkeit als Maß für antioxidative Kapazität sowie Malondialdehyd als Surrogatmarker für das Ausmaß an Lipidperoxidation bestimmt. Weiterhin wurde in Erythrozyten das Gesamtglutathion und oxidierte Glutathion bestimmt. Die oxidativen Stressparameter zeigten insgesamt nach einer initialen Zunahme im oxidativen Stress 6 Monate postoperativ eine rückläufige Tendenz im oxidativen Stress am Studienende. Somit geben die Beobachtungen dieser Arbeit Anlass zur Hoffnung, dass adipöse Patient*innen durch einen bariatrisch induzierten Gewichtsverlust von einer Verringerung des Krebsrisikos profitieren könnten.
The US National Research Council (NRC) report "Toxicity Testing in the 21st Century: A Vision and a strategy (Tox21)", published in 2007, calls for a complete paradigm shift in tox-icity testing. A central aspect of the proposed strategy includes the transition from apical end-points in in vivo studies to more mechanistically based in vitro tests. To support and facilitate the transition and paradigm shift in toxicity testing, the Adverse Outcome Pathway (AOP) concept is widely recognized as a pragmatic tool. As case studies, the AOP concept was ap-plied in this work to develop AOPs for proximal tubule injuries initiated by Receptor-mediated endocytosis and lysosomal overload and Inhibition of mtDNA polymerase-. These AOPs were used as a mechanistic basis for the development of in vitro assays for each key event (KE). To experimentally support the developed in vitro assays, proximal tubule cells from rat (NRK-52E) and human (RPTEC/TERT1) were treated with model compounds. To measure the dis-turbance of lysosomal function in the AOP – Receptor-mediated endocytosis and lysosomal overload, polymyxin antibiotics (polymyxin B, colistin, polymyxin B nonapeptide) were used as model compounds. Altered expression of lysosomal associated membrane protein 1/2 (LAMP-1/2) (KE1) and cathepsin D release from lysosomes (KE2) were determined by im-munofluorescence, while cytotoxicity (KE3) was measured using the CellTiter-Glo® cell via-bility assay. Importantly, significant differences in polymyxin uptake and susceptibility be-tween cell lines were observed, underlining the importance of in vitro biokinetics to determine an appropriate in vitro point of departure (PoD) for risk assessment. Compared to the in vivo situation, distinct expression of relevant transporters such as megalin and cubilin on mRNA and protein level in the used cell lines (RPTEC/TERT1 and NRK-52E) could not be con-firmed, making integration of quantitative in vitro to in vivo extrapolations (QIVIVE) neces-sary. Integration of QIVIVE by project partners of the University of Utrecht showed an im-provement in the modelled biokinetic data for polymyxin B. To assess the first key event, (KE1) Depletion of mitochondrial DNA, in the AOP – Inhibition of mtDNA polymerase-, a RT-qPCR method was used to determine the mtDNA copy number in cells treated with mod-el compounds (adefovir, cidofovir, tenofovir, adefovir dipivoxil, tenofovir disoproxil fumarate). Mitochondrial toxicity (KE2) was measured by project partners using the high-content imaging technique and MitoTracker® whereas cytotoxicity (KE3) was determined by CellTiter-Glo® cell viability assay. In contrast to the mechanistic hypothesis underlying the AOP – Inhibition of mtDNA polymerase-, treatment with model compounds for 24 h resulted in an increase rather than a decrease in mtDNA copy number (KE1). Only minor effects on mitochondrial toxicity (KE2) and cytotoxicity (KE3) were observed. Treatment of RPT-EC/TERT1 cells for 14 days showed only a slight decrease in mtDNA copy number after treatment with adefovir dipivoxil and tenofovir disoproxil fumarate, underscoring some of the limitations of short-term in vitro systems. To obtain a first estimation for risk assessment based on in vitro data, potential points of departure (PoD) for each KE were calculated from the obtained in vitro data. The most common PoDs were calculated such as the effect concentra-tion at which 10 % or 20_% effect was measured (EC10, EC20), the highest no observed effect concentration (NOEC), the lowest observed effect concentration (LOEC), the benchmark 10 % (lower / upper) concentrations (BMC10, BMCL10, BMCU10) and a modelled non-toxic con-centration (NtC). These PoDs were then compared with serum and tissue concentrations de-termined from in vivo studies after treatment with therapeutic / supratherapeutic doses of the respective drugs in order to obtain a first estimate of risk based on in vitro data. In addition, AOPs were used to test whether the quantitative key event relationships between key events allow prediction of downstream effects and effects on the adverse outcome (AO) based on measurements of an early key event. Predictions of cytotoxicity from the mathematical rela-tionships showed good concordance with measured cytotoxicity after treatment with colistin and polymyxin b nonapeptide. The work also revealed uncertainties and limitations of the ap-plied strategy, which have a significant impact on the prediction and on a risk assessment based on in vitro results.
In the heart the β\(_1\)-adrenergic receptor (AR) and the β\(_2\)-AR, two prototypical G protein-coupled receptors (GPCRs), are both activated by the same hormones, namely adrenaline and noradrenaline. Both receptors couple to stimulatory G\(_s\) proteins, mediate an increase in cyclic adenosine monophosphate (cAMP) and influence the contractility and frequency of the heart upon stimulation. However, activation of the β\(_1\)-AR, not the β\(_2\)-AR, lead to other additional effects, such as changes in gene transcription resulting in cardiac hypertrophy, leading to speculations on how distinct effects can arise from receptors coupled to the same downstream signaling pathway.
In this thesis the question of whether this distinct behavior may originate from a differential localization of these two receptors in adult cardiomyocytes is addressed. Therefore, fluorescence spectroscopy tools are developed and implemented in order to elucidate the presence and dynamics of these endogenous receptors at the outer plasma membrane as well as on the T-tubular network of intact adult cardiomyocytes. This allows the visualization of confined localization and diffusion of the β\(_2\)-AR to the T-tubular network at endogenous expression. In contrast, the β\(_1\)-AR is found diffusing at both the outer plasma membrane and the T-tubules. Upon overexpression of the β\(_2\)-AR in adult transgenic cardiomyocytes, the receptors experience a loss of this compartmentalization and are also found at the cell surface. These data suggest that distinct signaling and functional effects can be controlled by specific cell surface targeting of the receptor subtypes.
The tools at the basis of this thesis work are a fluorescent adrenergic antagonist in combination of fluorescence fluctuation spectroscopy to monitor the localization and dynamics of the lowly expressed adrenergic receptors. Along the way to optimizing these approaches, I worked on combining widefield and confocal imaging in one setup, as well as implementing a stable autofocus mechanism using electrically tunable lenses.
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.
Adipositas ist eine Erkrankung, die durch ein erhöhtes Krebsrisiko neben zahlreichen anderen Komorbiditäten mit weitreichenden Folgen für die Gesundheit adipöser Patient*innen einhergeht. In der Pathogenese der adipositas-assoziierten Krebsarten sind dabei ein erhöhter oxidativer Stress sowie die damit einhergehende Schädigung der DNS maßgeblich beteiligt. Im Umkehrschluss wurde in der vorliegenden Arbeit der Einfluss eines durch bariatrische Chirurgie induzierten Gewichtsverlusts auf den oxidativen Stress und DNS-Schaden in adipösen Patient*innen anhand von Blutproben präoperativ sowie 6 und 12 Monate postoperativ untersucht. In einer Subpopulation der Patient*innen konnte eine tendenzielle Verringerung des DNS-Schadens anhand des Comet-Assays in peripheren Lymphozyten beobachtet werden. Im Hinblick auf den oxidativen Stress wurde im Plasma die Eisenreduktionsfähigkeit als Maß für die antioxidative Kapazität sowie Malondialdehyd als Surrogatmarker für das Ausmaß an Lipidperoxidation bestimmt. Weiterhin wurde in Erythrozyten das Gesamtglutathion und das oxidierte Glutathion bestimmt. Die oxidativen Stressparameter zeigten insgesamt nach einer initialen Zunahme im oxidativen Stress 6 Monate postoperativ eine rückläufige Tendenz im oxidativen Stress am Studienende. Somit geben die Beobachtungen dieser Arbeit Anlass zur Hoffnung, dass adipöse Patient*innen durch einen bariatrisch induzierten Gewichtsverlust von einer Verringerung des Krebsrisikos profitieren könnten.
Analysis of the Frequency of Kidney Toxicity in Preclinical Safety Studies using the eTOX Database
(2022)
This research aimed to obtain reliable data on the frequency of different
types of renal toxicity findings in 28-day oral gavage studies in Wistar rats, their
consistency across species and study duration, as well as the correlation between histopathological endpoints and routinely used clinical chemistry parameters indicative of kidney injury. Analysis of renal histopathological findings was
carried out through extraction of information from the IMI eTOX database.
Spontaneous renal histopathological findings in 28-day oral gavage studies in control Wistar rats and beagle dogs confirmed tubular basophilia and renal
dilation as the most frequent incidental findings in controls, whereas necrosis
and glomerulosclerosis were not identified at all or only rarely as a background
lesion.
Histopathological evidence of necrosis and glomerulosclerosis was associated with changes in clinical chemistry parameters in 28-day oral gavage
Wistar rat studies. Necrosis was frequently accompanied by a statistically significant rise in serum creatinine and serum urea, whereas serum albumin was
frequently found to decrease statistically significantly in treatment groups in
which necrosis was recorded. In contrast to necrosis, glomerulosclerosis was
not associated with statistically significant changes in serum creatinine and urea
in any of the 28-day oral gavage Wistar rat treatment groups, but appears to be
best reflected by a pattern of statistically significantly lowered serum albumin
and serum protein together with a statistically significant increase in serum cholesterol. As might have been expected based on the high background incidences
of tubular basophilia and dilation, no consistent changes in any of the clinical
chemistry parameters were evident in animals in which renal lesions were confined to renal tubular basophilia or dilation. In summary, the routinely provided
clinical chemistry parameters are rather insensitive - novel kidney biomarkers
such as Cystatin C, β-trace protein and Kidney injury molecule 1 should further
be evaluated and integrated into routine preclinical and clinical practice. However, evaluation of clinical chemistry data was limited by the lack of individual
animal data. Even though an extensive amount of preclinical studies is accessible
through the eTOX database, comparison of consistency across time was limited
by the limited number of shorter- and longer term studies conducted with the
compounds identified as causing renal histopathological changes within a 28-
day study in rats. A high consistency across time for both treatment-related tubular basophilia and treatment-related dilation cannot be confirmed for either of
the two effects as these two findings were both induced only rarely in studies
over a different treatment-duration other than 28 days after administration of the
compounds which provoked the respective effect in a 28-day study. For the
finding of necrosis consistency across time was low with the exception of
“AZ_GGA_200002321”, in which renal papillary necrosis was identified consistently throughout different treatment durations (2, 4, 26, 104 weeks). No shorter and longer-term studies were available for the compounds identified as causing
glomerulosclerosis within a 28-day study in rats.
No consistent findings of the selected histopathological endpoints were
identified in any of the corresponding 28-day oral gavage beagle dog studies
after treatment with the identical compounds, which caused the respective effect after 28-day treatment in rats. However, in the overwhelming majority of
cases, beagle dogs were administered lower doses in these studies in comparison to the corresponding 28-day Wistar rat studies.
Searching the eTOX database yielded no 28-day oral gavage studies in
Wistar and Wistar Han rats in which accumulation of hyaline droplets, tubular
atrophy or hyperplasia was recorded. Only one 28-day oral gavage Wistar rat
study was identified with the histopathological result of neutrophilic inflammation. Consequently, evaluation of these four renal findings in relation to clinical
chemistry parameters and consistency across time and species cannot be
made.
In summary, this work contributes knowledge through mining and evaluating the eTOX database on a variety of specific renal endpoints that frequently
occur after administration of trial substances in 28-day oral gavage studies in
Wistar rats in the field of preclinical toxicity with specific focus on their frequency relation to background findings, as well as consistency across time and species. Targeted statistical evaluation of in vivo data within joint research ventures
such as the eTOX project, presents an enormous opportunity for an innovative
future way of aiding preclinical research towards a more efficient research in the
preclinical stage of drug development. This could be achieved through the augmentation of methodological strategies and possibly novel software tools in order to predict in vivo toxicology of new molecular entities by means of information that is already available before early stages of the drug development
pipeline begin.
Cyclisches Adenosinmonophosphat ist ein ubiquitärer zweiter Botenstoff zahlreicher Signalwege im menschlichen Körper. Auf eine Vielzahl verschiedenster extrazellulärer Signale folgt jedoch eine Erhöhung desselben intrazellulären Botenstoffs - cAMP. Nichtsdestotrotz schafft es die Zelle, Signalspezifität aufrecht zu erhalten. Ein anerkanntes, wenn auch bisher unverstandenes Modell, um dieses zu ermöglichen, ist das Prinzip der Kompartimentierung. Die Zelle besitzt demnach Areale verschieden hoher cAMP-Konzentrationen, welche lokal begrenzt einzelne Signalkaskaden beeinflussen und somit eine differenzierte Signalübertragung ermöglichen. Eine mögliche Ursache für die Ausbildung solcher Bereiche geringerer cAMP- Konzentrationen (hier als Domänen bezeichnet), ist die hydrolytische Aktivität von Phosphodiesterasen (PDEs), welche als einzige Enzyme die Fähigkeiten besitzen, cAMP zu degradieren.
In dieser Arbeit wird der Einfluss der cAMP-Hydrolyse verschiedener PDEs auf die Größe dieser Domänen evaluiert und mit denen der PDE4A1 verglichen, welche bereits durch unsere Arbeitsgruppe aufgrund ihrer Größe als Nanodomänen definiert wurden. Der Fokus wird dabei auf den Einfluss von kinetischen Eigenschaften der Phosphodiesterasen gelegt. So werden eine PDE mit hoher Umsatzgeschwindigkeit (PDE2A3) und eine PDE mit hoher Substrataffinität (PDE8A1) verglichen. Mithilfe sogenannter Linker, Abstandshaltern definierter Länge, werden zusätzlich die Nanodomänen ausgemessen, um einen direkten Zusammenhang zwischen Größe und kinetischer Eigenschaft anzugeben. Die Zusammenschau der Ergebnisse zeigt, dass die maximale Umsatzgeschwindigkeit der Phosphodiesterasen direkt mit der Größe der Nanodomänen korreliert.
Durch den unmittelbaren Vergleich der gesamten PDE mit ihrer katalytischen Domäne wird zusätzlich der Einfluss von regulatorischen Domänen evaluiert. Es wird gezeigt, dass diese cAMP-Gradienten modulieren können. Bei der PDE2A3 geschieht die Modulation u.a. durch Stimulation mit cGMP, welche höchstwahrscheinlich dosisabhängig ist und somit graduell verläuft. Hiermit präsentieren sich die Domänen als dynamische Bereiche, d.h. sie können in ihrer Ausprägung reguliert werden. In dieser Arbeit wird die Hypothese bestätigt, dass Phosphodiesterasen eine wichtige Rolle in der Kompartimentierung von cAMP spielen, die Gruppe jedoch inhomogener ist, als bislang angenommen. Die Gradienten-Bildung lässt sich nicht bei jeder Phosphodiesterase darstellen (PDE8A1). Einige Phosphodiesterasen (PDE2A3) jedoch bilden Kompartimente, die durch externe Stimuli in ihrer Größe reguliert werden können.
Die Arbeit legt den Grundstein zur breiteren Charakterisierung des spezifischen Einflusses weiterer PDEs auf cAMP-Kompartimentierung, welches nicht nur das Verständnis der Kompartimentierungs-Strategien voranbringt, sondern auch essentiell für das Verständnis der Pathophysiologie zahlreicher Krankheitsbilder, aber auch für das Verständnis bereits angewandter aber auch potentiell neuer Medikamente ist.
Patienten mit arterieller Hypertonie haben ein erhöhtes Risiko eine Tumorerkrankung, insbesondere Nierenzellkarzinome, zu entwickeln. Die arterielle Hypertonie ist über die Entstehung von oxidativem Stress mit der Entwicklung von DNA-Schäden verknüpft, wobei ein hochreguliertes Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) eine entscheidende Rolle einnimmt. Das Ziel dieser Arbeit war es zum einen Hypertoniker (HypAll) und gesunde Kontrollen und zum anderen gut (HypGut) und schlecht (HypSch) eingestellte Hypertoniker unter Berücksichtigung der eingenommenen Antihypertensiva bezüglich ihrer Level an oxidativem Stress und DNA-Schäden zu vergleichen. Zusätzlich erfolgte im Rahmen einer Längsschnittanalyse der intraindividuelle Vergleich unter den Hypertonikern. Hierfür erfolgte die Bestimmung von SHp, D-ROM und 3-Nitrotyrosin als Marker für oxidativen Stress im Plasma, von 8-oxodG, 15-F2t-Isoprostan und Malondialdehyd als Marker für oxidativen Stress im Urin und von γ-H2AX und Mikrokernen als Marker für DNA-Schäden in Lymphozyten.
Dabei konnte ein erhöhter oxidativer Stress in der HypAll-Gruppe verglichen zu den Kontrollen anhand aller Marker für oxidativen Stress mit Ausnahme von Malondialdehyd festgestellt werden. Nach Altersadjustierung zeigte sich dieser Gruppenunterschied nur noch für die Proteinstressmarker SHp und 3-Nitrotyrosin signifikant. Bezüglich der Marker für DNA-Schäden ergab sich kein Unterschied zwischen HypAll und Kontrollen. Ebenso zeigte sich kein signifikanter Unterschied in den Leveln für oxidativen Stress und DNA-Schäden zwischen der HypGut- und HypSch-Gruppe. Zuletzt konnte im Rahmen der Längsschnittstudie ein positiver Zusammenhang zwischen der Entwicklung des Blutdrucks und des oxidativen Stresses anhand der Veränderung von D-ROM und des systolischen Blutdrucks beobachtet werden.
Die teils nicht-signifikanten und teils mangelnden Unterschiede zwischen HypAll und Kontrollen sowie zwischen HypGut und HypSch sind am ehesten durch das besondere Patientengut, welches sich auch grundlegend von dem anderer vergleichbarer Studien unterscheidet, erklärbar. Die Patienten mit therapieresistenter Hypertonie (TRH) zeichnen sich durch eine langjährige Einnahme zahlreicher Antihypertensiva aus. Diese, insbesondere die RAAS-wirksamen, besitzen eine über die reine Blutdrucksenkung hinausgehende antioxidative und antigenotoxische Wirkung, welche vermutlich zu einer Angleichung der Level für oxidativen Stress und DNA-Schäden geführt hat.
Um die Dynamik der Biomarker und den Einfluss der Antihypertensiva auf oxidativen Stress und DNA-Schäden besser zu verstehen, sind weitere Studien über einen längeren Beobachtungszeitraum sowie mit zusätzlich therapienaiven Hypertonikern sinnvoll. Die weitere Erforschung von Biomarkern, um sie im klinischen Alltag zur Verbesserung der Patientenbehandlung einsetzen zu können, ist notwendig.
Schicksal von Mikrokernen bzw. mikrokernhaltigen Zellen und Bedeutung von Mikrokernen als Biomarker
(2021)
Mikrokerne sind als wichtiger Biomarker in der Gentoxizitätsforschung seit langer Zeit etabliert und ihre Bildung ist mechanistisch gut verstanden, wohingegen das Mikrokernschicksal und die genaue Funktion von Mikrokernen in der Kanzerogenese unzureichend erforscht sind. Um das Schicksal von Mikrokernen und mikrokernhaltigen Zellen über einen längeren Zeitraum zu untersuchen, wurden HeLa-Zellen, die mit einem GFP-markierten Histon H2B transfiziert worden sind, mittels Lebendzellmikroskopie nach Behandlung mit verschiedenen gentoxischen Agenzien für 96 h untersucht. Parameter wie die Mitose- oder Zelltodrate wurden dabei ebenso wie das Schicksal der Mikrokerne dokumentiert. Während Persistenz und Reinkorporation von Mikrokernen häufig beobachtet wurden, waren Degradation und Auswurf von Mikrokernen selten bis gar nicht zu sehen. Auch konnte ein Teil der mikrokernhaltigen Zellen über mehrere Zellteilungen persistieren und proliferieren, wodurch die in Mikrokernen manifestierte chromosomale Instabilität unverändert bleiben kann. Ein eindeutiger Substanzeinfluss auf das Mikrokernschicksal konnte nicht ausgemacht werden. Extrusion sollte weiterhin durch Behandlung mit Hydroxyurea oder Cytochalasin B in Kombination mit gentoxischer Behandlung induziert werden, es wurde jedoch kein Effekt auf die Extrusionsrate beobachtet. Degradation wurde mittels γH2AX-Antikörperfärbung und transduziertem dsRed-markierten Autophagiemarker LC3B in HeLa-H2B-GFP-Zellen untersucht. Trotz erhöhter DNA-Degradation in Mikrokernen wurde nur selten eine Ko-Lokalisierung mit LC3B beobachtet. Dafür gab es in HeLa-H2B-GFP-Zellen, die zusätzlich mit dsRed markierten Kernmembranmarker Lamin B1 transduziert worden sind, Anzeichen für eine eingeschränkte Mikrokernmembranintegrität. Weiterhin wurden Zytokinese-Block Mikrokerntests nach Behandlung mit Thebain mit und ohne metabolische Aktivierung sowie Celecoxib und Celecoxibderivaten durchgeführt. Hierbei wurde nach Thebainbehandlung nur ohne metabolische Aktivierung und bei Anwesenheit von Zytotoxizität mehr Mikrokerne gefunden, während nach Behandlung mit Celecoxib und Celecoxibderivaten kein Anstieg beobachtet wurde. Zusätzlich wurde der Einfluss durch neurodegenerative Veränderungen auf Mundschleimhautzellen in zwei großen Kohorten untersucht, wobei keine Effekte auf die Häufigkeit von Mikrokernen oder mikrokernhaltigen Zellen zugeordnet werden konnten, während es teilweise bei Parametern, die auf Zytotoxizität hindeuten, zu Veränderungen kam. Es konnte insgesamt gezeigt werden, dass Mikrokerne und mikrokernhaltige Zellen zusätzlich zu ihrer Funktion als Biomarker über wenigstens mehrere Zellteilungen bestehen bleiben können. Auf diese Weise können sie z. B. über Chromothripsis zu einer beschleunigten Kanzerogenese führen, was zu einer schlechten Prognose für Krebspatienten führen kann.
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.
Die extrazellulär Signal-regulierten Kinasen 1 und 2 (ERK1/2) spielen eine zentrale Rolle bei der Vermittlung kardialer Hypertrophie und dem Zellüberleben. Hypertrophe Stimuli aktivieren ERK1/2, triggern deren Dimerisierung und in der Folge die ERK188-Autophosphorylierung. Diese neu entdeckte Autophosphorylierung ist eine Voraussetzung für den nukleären Import von ERK1/2 und führt zum Entstehen pathologischer kardialer Hypertrophie. Da das Dimer Interface von ERK eine mögliche Zielstruktur darstellt, um selektiv die nukleären Signalwege von ERK zu unterbrechen, wurde untersucht, ob man mit Hemmung der ERK-Dimerisierung eine therapeutische Möglichkeit hat, um pathologische kardiale Hypertrophie zu verhindern. Dazu wurden verschiedene ERK2 Mutanten und Peptide generiert, um die ERK-Dimerisierung zu verhindern. Die Effekte dieser Konstrukte auf die ERK-Dimerisierung und den Kernimport wurden in verschiedenen Zelltypen mittels Fluoreszenzmikroskopie, Co-Immunopräzipitationen und Duolink proximity ligation assays getestet. Es konnte gezeigt werden, dass die Peptide effektiv die ERK-ERK Interaktion nach Stimulation mit Phenylephrin und/oder Carbachol verhindern. Zusätzlich reduzierten die Peptide ERKT188-Phosphorylierung und in der Folge den ERK-Import in den Nukleus und Kardiomyozytenhypertrophie. Normale ERK-Aktivierung wurde jedoch durch die Peptide nicht verhindert. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass das ERK-Dimer Interface eine wertvolle Zielstruktur ist, mit dem man nukleäre ERK1/2 Signalwege selektiv unterbrechen und damit effektiv Kardiomyozytenwachstum reduzieren kann, ohne gleichzeitig das Zellüberleben zu gefährden.
Pyrrolizidinalkaloide (PA) sind sekundäre Pflanzenstoffe, welche über Nahrungsmittel in den menschlichen Organismus gelangen können. Zahlreiche Studien belegen, dass PA in der Leber verstoffwechselt und dabei in aktive genotoxische Metabolite umgewandelt werden. Diese verursachen vor allem in der Leber zelluläre Schäden, was sich klinisch in Form einer hepatischen venösen okklusiven Leberkrankheit, aber auch in der Entstehung von Tumoren zeigt. Die vorliegende Arbeit testet das genotoxische Potential der drei PA Lasiocarpin, Senecionin und Seneciphyllin anhand der Leberzelllinie Huh6 mit Hilfe des Mikrokerntests. Darüber hinaus wird die Wirkung von Lasiocarpin auf den intrazellulären Glutathion-Gehalt, die Superoxidproduktion und das mitochondriale Membranpotential analysiert. Zudem werden sowohl der eventuell negative Einfluss einer Glutathion Depletion, als auch die möglicherweise schützenden Effekte des pflanzlichen Antioxidans Delphinidin in Bezug auf die Genotoxizität von Lasiocarpin untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass alle drei ausgewählten PA einen signifikanten Anstieg der Mikrokernfrequenz bewirken.Unsere Messungen zeigten für Lasiocarpin eine dezente Reduktion des Glutathion Gehalts. Dagegen führte eine Glutathion-Depletion in den Huh6 Zellen zu keiner Steigerung der Genotoxizität von Lasiocarpin. In Kombination mit dem Antioxidans Delphinidin zeigte sich für Lasiocarpin eine signifikante Reduktion der Mikrokernfrequenz. Abschließend ist anzumerken, dass in Zukunft vor allem die Wechselwirkung der PA untereinander und mit anderen (Pflanzen-)bestandteilen für eine verbesserte Risikoabschätzung der PA-Exposition untersucht werden sollte.