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Sonstige beteiligte Institutionen
Background
Hematogenous tumor spread of malignant meningiomas occurs very rarely but is associated with very poor prognosis.
Case presentation
We report an unusual case of a patient with a malignant meningioma who developed multiple metastases in bones, lungs and liver after initial complete resection of the primary tumor. After partial hepatic resection, specimens were histologically analyzed, and a complete loss of E-cadherin adhesion molecules was found. No oncogenic target mutations were found. The patient received a combination of conventional radiotherapy and peptide receptor radionuclide therapy (PRRT). Due to aggressive tumor behavior and rapid spread of metastases, the patient deceased after initiation of treatment.
Conclusions
E-cadherin downregulation is associated with a higher probability of tumor invasion and distant metastasis formation in malignant meningioma. Up to now, the efficacy of systemic therapy, including PRRT, is very limited in malignant meningioma patients.
Die Critical-lllness-Polyneuropathie (CIP), eine Erkrankung des peripheren Nervensystems nach einer schweren intensivmedizinisch behandlungspflichtigen Erkrankung, ist bereits seit dem 19. Jahrhundert bekannt und lässt sich nur sehr schwer von einer Critical-Illness- Myopathie, die im gleichen Kontext auftreten kann, unterscheiden. Erschwert wird die Situation dadurch, dass beide Funktionsstörungen kombiniert auftreten können. Auf Grund der Weiterentwicklung in der Medizin ist in den letzten 2 Jahrzehnten eine Häufigkeitssteigerung zu verzeichnen mit der Forderung geeignete Maßnahmen zu finden, die häufig schwerwiegenden Folgeerscheinungen zu mindern. Mit Entwicklung eines bestimmten neurorehabilitativen Behandlungsregimes ergeben sich die Fragen, welche CIP Patienten profitieren, ergeben sich prognoserelevante Faktoren und welche Art und Dauer der Neurorehabilitation vorgehalten werden muss. In der vorliegenden Arbeit wurden retrospektiv die Entlassungsbriefe der Patienten mit einer CIP der Abteilung für neurologisch-neurochirurgisch Frührehabilitation der Jahre 2004-2008 ausgewertet. Die Beurteilung der Fähigkeitsstörungen erfolgte mit dem Frührehabilitations-Barthel-Index nach Schönle, dem Barthel-Index sowie dem FIM und das Handicap wurde mit der 8-stufigen Glasgow-Outcome-Scale bewertet. Zusätzliche Parameter waren das Alter und Geschlecht, die Ursache der CIP, die Zeit von Erkrankungsbeginn bis zur Aufnahme, die Behandlungsdauer, Komplikationen sowie die Entlassungsart. 200 Patienten, 67,5% Männer und 32,5% Frauen konnten ausgewertet werden. Eine Häufung des Erkrankungsbildes fand sich bei Patienten ab dem 60. Lebensjahr. Eine Ursachenpräferenz fand sich nicht, wobei im Wesentlichen kardiale, respiratorische und gastrointestinale Erkrankungen vorgefunden worden waren. Alle Patienten konnten, nach einer durchschnittlichen Behandlungsdauer von 40 Tagen, von der Frührehabilitationsbehandlung profitieren. So konnten 34% in weiterführende rehabilitative Behandlungsstufen und 17,5% der Patienten gebessert nach Hause entlassen werden. Die Sterblichkeit mit 11% muss der besonderen Schwere des Krankheitsbildes angelastet werden. Dies wird durch die Feststellung gestützt, dass die Komplikationsrate mit über 60% während der rehabilitativen Behandlung sehr hoch lag. Hervorzuheben ist, dass sich herausarbeiten ließ, dass sich eine längere Behandlung positiv auf die Behandlungsergebnisse, auch bei schwer Betroffenen auswirkte. Die auslösende Ursache scheint keinen wesentlichen Einfluss auf das outcome zu haben. Männer profitieren bei der Wiedererlangung motorischer Fähigkeiten etwas besser als Frauen. Die älteren Patienten zeigen gute Verbesserungen bei körperlichen Funktionsstörungen. Bezogen auf die kognitiven Fähigkeiten muss aber das Alter als negativer Prädiktor angesehen werden. Der Grad der Behinderung hat einen deutlichen Einfluss auf die Behandlungsdauer und Behandlungsergebnisse. Demgegenüber stellt eine primäre Intensivpflicht einen negativen Prädiktor, auch wenn auch diese Patienten von der Rehabilitation profitieren.
Medulloblastoma is the most common high-grade brain tumor in childhood. Medulloblastomas with c-myc amplification, classified as group 3, are the most aggressive among the four disease subtypes resulting in a 5-year overall survival of just above 50%. Despite current intensive therapy regimens, patients suffering from group 3 medulloblastoma urgently require new therapeutic options. Using a recently established c-myc amplified human medulloblastoma cell line, we performed an in-vitro-drug screen with single and combinatorial drugs that are either already clinically approved or agents in the advanced stage of clinical development. Candidate drugs were identified in vitro and then evaluated in vivo. Tumor growth was closely monitored by BLI. Vessel development was assessed by 3D light-sheet-fluorescence-microscopy. We identified the combination of gemcitabine and axitinib to be highly cytotoxic, requiring only low picomolar concentrations when used in combination. In the orthotopic model, gemcitabine and axitinib showed efficacy in terms of tumor control and survival. In both models, gemcitabine and axitinib were better tolerated than the standard regimen comprising of cisplatin and etoposide phosphate. 3D light-sheet-fluorescence-microscopy of intact tumors revealed thinning and rarefication of tumor vessels, providing one explanation for reduced tumor growth. Thus, the combination of the two drugs gemcitabine and axitinib has favorable effects on preventing tumor progression in an orthotopic group 3 medulloblastoma xenograft model while exhibiting a favorable toxicity profile. The combination merits further exploration as a new approach to treat high-risk group 3 medulloblastoma.
Die Ableitung Akustisch evozierter Potentiale (AEP) durch intraoperatives Monitoring wird regelhaft bei der Operation von Vestibularisschwannomen mit dem Ziel des Hörerhaltes durchgeführt.
Trotz AEP-Erhalt am Ende der Operation wurden Fälle mit postoperativer Taubheit beobachtet. Bisher ist es unklar, ob es sich um falsch positive AEP-Befunde oder Fälle von sekundärer Taubheit handelt.
Diese Pilotstudie, bei der zu definierten Zeitpunkten postoperativ AEP-Messungen durchgeführt wurden, zeigt erhebliche Veränderungen der AEP-Befunde im postoperativen Verlauf. Es fanden sich Patienten mit verbesserten AEP-Befunden, aber auch verschlechterten AEP bis zum vollständigen Verlust aller AEP-Komponenten.
Ob ein sekundärer Hörverlust durch frühzeitiges Erkennen von AEP-Veränderungen verhindert werden kann, wird Inhalt von weiteren Studien sein.
Das Kraniopharyngeom ist eine dysontogenetische Mittellinienfehlbildung mit raumforderndem Charakter. Die Ätiopathogenese ist noch ungeklärt. Bildgebende Verfahren (Sonographie, MRT) ermöglichen bereits pränatal eine Diagnostik. Das neonatale Kraniopharyngeom ist sehr selten. Bisher finden sich in der Literatur nur wenige Fallberichte von denen operative Verläufe sowie klinische Langzeitverläufe bekannt sind. Es bleibt eine Kontroverse hinsichtlich Radikalität und Zeitpunkt der Operation, nicht aber dahingehend, dass die operationsmikroskopische Versorgung die Therapie der Wahl des neonatalen Kraniopharyngeoms darstellt. Die Nähe zur hypophysären-hypothalamischen Achse bedingt eine hohe Komorbidität der Kinder prä- und postoperativ.
Background
The current notion that cortico-striato-thalamo-cortical circuits are involved in the pathophysiology of obsessive-compulsive disorder (OCD) has instigated the search for the most suitable target for deep brain stimulation (DBS). However, despite extensive research, uncertainty about the ideal target remains with many structures being underexplored. The aim of this report is to address a new target for DBS, the medial dorsal (MD) and the ventral anterior (VA) nucleus of the thalamus, which has thus far received little attention in the treatment of OCD.
Methods
In this retrospective trial, four patients (three female, one male) aged 31–48 years, suffering from therapy-refractory OCD underwent high-frequency DBS of the MD and VA. In two patients (de novo group) the thalamus was chosen as a primary target for DBS, whereas in two patients (rescue DBS group) lead implantation was performed in a rescue DBS attempt following unsuccessful primary stimulation.
Results
Continuous thalamic stimulation yielded no significant improvement in OCD symptom severity. Over the course of thalamic DBS symptoms improved in only one patient who showed “partial response” on the Yale-Brown Obsessive Compulsive (Y-BOCS) Scale. Beck Depression Inventory scores dropped by around 46% in the de novo group; anxiety symptoms improved by up to 34%. In the de novo DBS group no effect of DBS on anxiety and mood was observable.
Conclusion
MD/VA-DBS yielded no adequate alleviation of therapy-refractory OCD, the overall strategy in targeting MD/VA as described in this paper can thus not be recommended in DBS for OCD. The magnocellular portion of MD (MDMC), however, might prove a promising target in the treatment of mood related and anxiety disorders.
Die Forschung mit induzierten pluripotenten Stammzellen (ipS) wurde in den letzten Jahren ein wichtiger Bestandteil der Stammzellforschung. Bisher sind nur wenige Möglichkeiten bekannt, wie man die unspezifische Proliferation der aus ipS differenzierten pan neuralen Progenitorzellen kontrollieren kann. Um dies weiter zu untersuchen, wurden murine induzierte Stammzellen, die mit den 4 Faktoren Oct4, Klf4, Sox2 und c-Myc reprogrammiert wurden, untersucht.
In diversen Forschungsreihen konnte zudem gezeigt werden, dass Erythropoetin (EPO) einen Einfluss auf das Zellüberleben, die Proliferation und die Differenzierung neuronaler Zellen hat. Ob dieser Einfluss auch bei induzierten pan neuralen pluripotenten Progenitorzellen zu beobachten ist, wird in dieser Arbeit untersucht.
Anhand eines Zellviabilitätsversuchs (MTT-Assay) wurde untersucht, ob die Stoffwechselaktivität durch EPO (0,1U/ml, 1 U/ml und 10 U/ml) im Vergleich zur Kontrollgruppe gesteigert werden kann. Dabei zeigte sich eine deutliche Zunahme nach 24 Stunden bei 1 und 10 U/ml EPO. Der Einfluss von EPO auf die Proliferation der Zellen wurde an Neurosphären unter Einsatz verschiedener EPO-Konzentrationen (0,1U/ml, 1U/ml und 10U/ml) sowie ohne EPO (Kontrollgruppe) untersucht. Dabei zeigte sich eine Reduzierung der Sphärenanzahl mit einem Durchmesser von >100µm bei zunehmender EPO-Konzentration. Im Gegensatz hierzu stieg die Anzahl der Sphären mit einem Durchmesser von 50-100µm. Die neuronale Differenzierung wurde durch den Zellfortsatz-Versuch mit Tuj1 positiven Zellfortsätzen in einer Monolayer-Kultur beobachtet. Dabei zeigte sich unter EPO eine Zunahme der Zellen mit einem Fortsatz. Ebenso wurde eine Durchflusszytometrie zum Nachweis der Proliferationshemmung durch EPO durchgeführt. Dazu wurden die Zellen mit CFSE markiert und mit einer EPO- oder Kontrolllösung versetzt. Dabei zeigte sich bei zunehmender EPO-Konzentration eine deutliche Zunahme der CFSE-Konzentration nach 48 und 72 Stunden. Der Nachweis, dass die Zellen auf EPO reagieren, wurde durch einen Western Blot erbracht. Dieser zeigte, dass die verwendeten 4F induzierte pan neurale Progenitorzellen (4F ipNP-Zellen) einen funktionellen EPO-Rezeptor besitzen, dessen Expression durch EPO deutlich gesteigert werden kann.
Es konnte gezeigt werden, dass EPO die Proliferation der Zellen vermindert, gleichzeitig aber auch die Zellviabilität und die Zelldifferenzierung erhöht. Diese Ergebnisse sind jedoch von vielen Faktoren abhängig, sodass noch einiges auf diesem Gebiet zu erforschen bleibt.
In der vorliegenden Arbeit wurde das biologische Verhalten von Medulloblastomen unter dem Einfluss neurotropher Faktoren untersucht. Diese verwendeten Neurotrophine wirken innerhalb der untersuchten Medulloblastom-Zellinien und –Primärkulturen in unterschiedlicher Weise auf Proliferation, Migration und das Invasionsverhalten der Tumorzellen. Dies geschieht in Abhängigkeit der exprimierten Neurotrophin-Tyrosinkinase-Rezeptoren auf der Zelloberfläche. Der brain-derived neurotrophic factor (BDNF) konnte in den Zellinien MHH-Med 2 und MHH-Med 4 das Wachstumsverhalten hemmen. Desweiteren wurde die Apoptoserate der ZL 4 unter BDNF-Behandlung gesteigert. Die Wirkung dieses neurotrophen Faktors wird über den Rezeptor Trk B vermittelt. Durch den Nachweis der aktivierten Form der MAP-Kinase unter BDNF-Stimulation, sowohl in der ZL MHH-Med 4 und auch in MEB-Med 8S zeigt, dass BDNF in Medulloblastomen ebenfalls über Trk B wirkt. Im Gegensatz zu BDNF, welcher die Zellmotilität nicht beeinflusste, konnte das neurotrophin-3 (NT-3) das Wanderungsverhalten der ZL 4 hemmen. Dieser Effekt ließ sich durch Zugabe des blockierenden Antikörpers gegen NT-3 wieder aufheben. Die für die Vermittlung des Effektes notwendige Rezeptortyrosinkinase Trk C konnte auf der Oberfläche dieser Zellinie nachgewiesen werden. Über den Nachweis der phosphorylierten Form der MAP-Kinase nach NT-3-Stimulation wurde auch hier die Wirkvermittlung über den zugehörigen Rezeptor bestätigt. Somit konnte gezeigt werden, dass die neurotrophen Faktoren in Abhängigkeit der zugehörigen Rezeptor-Tyrosinkinasen unterschiedlichste physiologische Zellreaktionen bewirken. Durch den inkonstanten Rezeptorbesatz der untersuchten ZL und auch die gegenseitige Beeinflussung der verschiedenen Aktivitätszustände der jeweiligen Rezeptoranteile ebenso wie durch die Hinweise auf autokrine Loops durch die Medulloblastomzellen kann eine einfache Faktor-Wirkung-Beziehung nicht aufgestellt werden und bleibt somit Bestandteil weiterer Untersuchungen.
Das Glioblastom ist der häufigste hirneigene Tumor des Erwachsenen. Es ist hoch invasiv, stark proliferierend und mit einer schlechten Prognose assoziiert. Heutige Therapiean-sätze zielen, neben der möglichst vollständigen Resektion des Tumorgewebes, vor allem auf Apoptoseinduktion durch DNA-Schäden in Tumorzellen. Daher ist die Aufklärung der molekularen Grundlagen dieser Prozesse essentiell, um Verbesserungen bei den Behandlungsmöglichkeiten erzielen zu können. Der Proteasomenaktivator PA28γ wird im Hirngewebe stark exprimiert, über seine Funktion ist jedoch nur wenig bekannt. Er wurde als Interaktionspartner des Zellzyklus- und DNA-Schadensregulators Mad2b in einem Hefe Two-Hybrid Screen identifiziert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde diese Wechselwirkung mittels eines GST-Pulldown Experimentes be-stätigt. Obwohl PA28γ in Verbindung mit der Zellproliferation gebracht wird, konnte in GBM-Zelllinien keine signifikante Änderung der Zellteilungsraten beobachtet werden. Allerdings unterstützte die vermehrte Expression von PA28γ die Apoptose. Um durch neue Interaktionspartner von PA28γ Hinweise auf dessen Funktion zu erhalten, wurde ein Hefe Two-Hybrid Screen durchgeführt: PA28gamma steuert den Abbau von p53 und verweist über die hier neu beschriebene Interaktion mit HIPK1 ebenfalls auf den programmierten Zelltod. Dieser pro-apoptotische Zusammen-hang wird unterstützt durch die Interaktion mit 1A6/DRIM-interacting protein. Die Inter-aktion der Sumo E2 Ligase Ubc9 mit PA28gamma war ein erster Hinweis für eine Sumoylierung des Proteasomenaktivators, die die PA28gamma Aktivität regulieren könnte. Gleichzeitig ist Ubc9, wie auch die E3-Ligase PIAS, im Zusammenhang mit Apoptose beschrieben worden. Diese Fragestellungen wurden in weiterführenden Arbeiten erforscht. Einen anderen Aspekt beleuchtet die Interaktion von PA28gammamit Catenin alpha. Durch diese Wechselwirkung könnte PA28gamma Einfluß auf Interzellulärkontakte nehmen. Gerade im Hin-blick auf das GBM, charakterisiert durch ausgeprägtes Migrations- und Invasionsverhal-ten, könnte die Regulation von Interzellulärkontakten von besonderer Bedeutung sein. Aufgrund der oben beschriebenen Eigenschaften von PA28gammasollte dieses Protein für eine Therapie mittels DNA-Schäden induzierter Apoptose erforscht werden. PA28gamma könnte bei diesen Vorgängen ein zentraler Faktor sein, dessen Manipulation die etablierten Therapieformen unterstützen und deren Wirkung verbessern.
Tyr-o-Arg\(^2\)-Phe-sarcosine\(^4\) (TAPS), a mu-selective tetrapeptide analog of dermorphin, induced sustained antinociception and stimulated ventilatory minute volume (MV) at the doses of 3 to 100 pmol i.c.v. The doses of 30 and 100 pmol i.c.v. induced catalepsy. The effect of TAPS on MV was in negative correlation with the dose and the maximal response was achieved by the lowest (3 pmol) dose (+63 ± 23%, P < .05). Morphine, an agonist at both mu\(_1\) and mu\(_2\) sites, at a dose of 150 nmol i.c.v. (equianalgetic to 100 pmol of TAPS decreased the MV by 30%, due to a decrease in ventilatory tidal volume. The antinociceptive effect of TAPS was antagonized by naloxone and the mu, receptor antagonist, naloxonazine. Naloxonazine also attenuated the catalepsy produced by 1 00 pmol of TAPS i.c. v. and the respiratory Stimulation produced by 3 pmol of TAPS i.c.v. Pretreatment with 30 pmol of TAPS antagonized the respiratory depression induced by the mu opioid agonist dermorphin (changes in MV after dermorphin alone at 1 or 3 nmol were -22 ± 1 0% and -60 ± 9% and, after pretreatment with TAPS, +44 ± 11 % and -18 ± 5%, respectively). After combined pretreatment with naloxonazine and TAPS, 1 nmol of dermorphin had no significant effect on ventilation. In contrast, pretreatment with a low respiratory stimulant dose (10 pmol i.c.v.) of dermorphin did not modify the effect of 1 nmol of dermorphin. ln conclusion, the antinociceptive, cataleptic and respiratory stimulant effects of TAPS appear to be a related to its agonist action at the mu, opioid receptors. TAPS did not induce respiratory depression (a mu\(_2\) opioid effect) but antagonized the respiratory depressant effect of another mu agonist. Thus, in vivo TAPS appears to act as a mu\(_2\) receptor antagonist.
Das Glioblastoma multiforme (GBM) ist der primäre maligne Hirntumor mit der höchsten Prävalenz bei Erwachsenen. Dieser astrozytäre Tumor ist durch ein besonders schnelles Wachstum und ein äußerst invasives Verhalten charakterisiert. Deshalb beträgt das mediane Überleben nach Diagnose trotz interdisziplinärer Therapie nur ungefähr 14,6 Monate.
Metastasis Associated in Colon Cancer-1 (MACC1) ist ein neuer prognostischer Marker für Metastasierung im kolorektalen Karzinom. Es ist ein transkriptioneller Regulator von Met, dem Rezeptor des Hepatocyte Growth Factor (HGF). Überexpression von MACC1 führt zur Induktion von Migration und Proliferation. Es wurde gezeigt, dass MACC1 auch in anderen Tumorentitäten wie dem Magenkarzinom, Bronchialkarzinom und hepatozellulärem Karzinom verstärkt exprimiert ist. Jedoch gab es bisher noch keine Daten über die Rolle von MACC1 in astrozytären Tumoren. Obwohl GBM nur selten metastasieren, ist ihr aggressives und invasives Verhalten mit dem von metastasierenden Tumoren vergleichbar. Deshalb war das Ziel dieser Arbeit zu zeigen, dass MACC1 auch eine wichtige Rolle in der Pathogenese von Glioblastomen spielen könnte.
Die MACC1-Expression von Glioblastomen wurde zunächst in silico mit frei zugänglichen Microarray-Platformen analysiert. Von Gewebeproben humaner niedergradiger Astozytome (LGA) und GBM wurde die MACC1- und Met-Expression mittels PCR bestimmt. Die Analyse der Expression auf Proteinebene wurde durch Immunhistochemie (IHC) von Patientengewebe durchgeführt. Funktionelle Analysen folgten in Form eines Sphäroidmigrationsassays von primären GBM Zellkulturen. Weiterhin wurde MACC1 in zwei GBM-Zelllinien stabil überexprimiert und deren Migration und Proliferation in Echtzeit gemessen. Komplettiert wurden die funktionellen Versuche durch einen Koloniebildungsassay.
Die Expression von MACC1 stieg mit zunehmendem WHO-Grad auf mRNA- und Proteinebene an. Die Analyse von MACC1 durch IHC erlaubte eine Differenzierung nicht nur zwischen ruhenden LGA und LGA welche später ein Rezidiv bildeten, bzw. Progress zeigten, sondern auch zwischen primären und sekundären GBM. Eine hohe MACC1-Expression war mit einer ungünstigen klinischen Prognose der Patienten assoziiert. Die endogene Expression von MACC1 korrelierte mit der Migrationsaktivität primärer GBM-Zellkulturen. Die Überexpression von MACC1 in GBM-Zelllinien induzierte Proliferation, Migration und Koloniebildung und korrelierte somit mit Schlüsseleigenschaften maligner Zellen.
Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit zum ersten Mal eine essentielle Rolle von MACC1 für die Pathogenese von Glioblastomen. Deshalb könnte MACC1 ein potentielles neues therapeutisches Ziel für die Behandlung von Glioblastomen sein und eventuell sogar als neuer prognostischer Marker dienen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde anhand von Tumorzelllilien und Nativ-Material untersucht, ob und in welchem Masse Medulloblastome verschiedene Matrix-Metalloproteasen exprimieren. Diese Enzyme spielen bei der Gewebeumstrukturierung und Neoangiogenese im Rahmen der Tumorinvasivität eine wesentliche Rolle. Über das Verteilungsmuster bei Medulloblastomen ist im Vergleich zu anderen Hirntumoren wie das Glioblastom bisher wenig bekannt. Dies ist ein erster Ansatz, um mittels Vergleich mit dem Vorkommen in Glioblastomen mehr über die MMP-Expression und -verteilung im MDB zu erfahren. Die Analyse erfolgte mittels PCR auf RNA-Ebene und über immunhistochemische Färbungen sowie Zymografie auf Proteinebene.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Daten von Patienten ausgewertet, die an einem Vestibularisschwannom erkrankt sind. Dabei wurde der Einfluss einer Facialisparese auf die Lebensqualität untersucht. Die Auswertung der Daten zeigte statistisch signifikante Zusammenhänge zwischen verschiedenen Domänen der Lebensqualität und einer postoperativen Facialisparese.
Die Immunabwehr des Patienten stellt eine Schlüsselrolle bei der spontanen Tumorregression dar. Bisher zählten zytotoxische CD8-positive T Zellen und natürliche Killerzellen zu den wichtigsten zellulären Vertretern der Tumorkontrolle. Im Tierversuch konnte jedoch kein signifikanter Einfluss dieser Zellen auf die spontane Regression nachgewiesen werden. Allerdings fand sich eine hohe Anzahl an Makrophagen im Tumorgewebe. In vorangegangenen Untersuchungen zeigte sich bei der Depletion der Makrophagen mittels Clodronate im Tiermodell der Ratte ein deutlich gesteigertes Tumorwachstum. In der hier durchgeführten Versuchsreihe wurde nun der Einfluss von Makrophagen auf das Tumorwachstum orthotop implantierter C6-Glioblastomsphäroide betrachtet. Dabei wurden die Makrophagen durch den Granulozyten-Makrophagen Kolonie-stimulierenden Faktor (rhGM-CSF, Leukine) aktiviert.
29 SD-Ratten wurden C6-Gliom-Sphäroide orthotop implantiert. 20 der Tiere wurden jeden zweiten Tag mit 1µg/100g Körpergewicht rhGSM-CSF s. c. behandelt. Neun Tiere dienten als Kontrollgruppe. Zur Verlaufsbeurteilung wurden an den Tagen 7, 14, 21, 28, 32 und 42 nach Implantation MRT-Untersuchungen (T1, T2 und 3D CISS-Sequenzen) durchgeführt. Die Tumorvolumina wurden mit Hilfe dieser MRT-Untersuchungen ermittelt. Die histologische Aufarbeitung beinhaltete HE-, CD68-Makrophagen-, CD8-positive T Zellen- sowie Ki-67 Proliferations- Färbungen in Paraffinschnitten von Gehirn, Tumor und Milz.
In 15 der 20 behandelten Tiere entwickelten sich solide Tumoren. Am Tag 7 konnte lediglich bei zwei Tieren mittels MRT ein minimales Tumorwachstum nachgewiesen werden. In der Kontrollgruppe war bereits bei drei von neun Tieren minimales Tumorwachstum zu verzeichnen. Am Tag 14 zeigten sich bei 11 von 17 (65%) Tieren der Versuchsgruppe solide Tumoren. Drei der verbleibenden 15 Tiere zeigten am Tag 21 erstmalig Tumorwachstum. Im Gegensatz dazu konnte in der Kontrollgruppe bereits an Tag 14 bei allen Tieren ein Tumorwachstum nachgewiesen werden. In der GM-CSF Gruppe entwickelten sich die Tumoren später und erreichten mit einem Median von 134mm³ ein geringeres Volumen als in der Kontrollgruppe (262mm³). Das mediane Überleben war mit 35 Tagen in der Gruppe der behandelten Tiere signifikant länger als in der Kontrollgruppe mit 24 Tagen. Zudem wurden in der histologischen Aufarbeitung der Tumoren signifikant mehr Makrophagen im Tumorgewebe nachgewiesen.
Die Stimulation der Makrophagen durch GM CSF im orthotopen C6 Glioblastommodell der Ratte führte zu einem beachtlich reduzierten und verzögerten Tumorwachstum. Die behandelten Tiere überlebten signifikant länger als die Tiere der Kontrollgruppe. Die aktuelle Datenlage bestätigt die bedeutende Rolle der angeborenen Immunabwehr durch Makrophagen in der Kontrolle des Tumorwachstums bei experimentellen Glioblastomen. Die Aktivierung der Makrophagen hatte einen deutlichen Einfluss auf das Tumorwachstum, wohingegen eine T Zell-Depletion nur einen geringen Einfluss darauf hatte. Makrophagen als Vertreter des angeborenen Immunsystems wurden bisher in ihrer Rolle der Tumorkontrolle unterschätzt. Es bedarf noch weiterer Untersuchungen, ob die Makrophagen in Zukunft, ohne die körpereigenen Zellen anzugreifen, zur wirkungsvollen Tumorbekämpfung herangezogen werden könnten.
In Nervensystemen bedürfen Informationsweitergabe und Gedächtnisformation eines präzisen Zusammenspiels von Synapsen in Zeit und Raum. Synaptische Transmission basiert strukturell auf mesoskopischen cytosolischen Kompartimenten an der präsynaptischen Membran, sogenannten Aktiven Zonen (AZ). Ihre Cytomatrix, bestehend aus zentralen Gerüstproteinen wie Rab3 interacting molecule (RIM), ermöglicht eine schnelle Freisetzung synaptischer Vesikel. Die Defizienz der lokal häufigsten Isoform RIM1α resultiert an einer komplexen zentralen Säugersynapse, die des hippocampalen Moosfaserboutons (MFB) zu im Cornu ammonis (CA)3 befindlichen Pyramidalzellen, in einer dezimierten Langzeitplastizität. Auf Verhaltensebene zeigen diese Mäuse eine reduzierte Lernfähigkeit.
Die vorliegende Dissertation widmet sich grundlegend der bisher unbekannten dreidimensionalen (3D) AZ-Ultrastruktur des MFB in akuten Hippocampusschnitten der adulten Wildtyp- und RIM1α-Knock-Out-Maus (RIM1α\(^{-/-}\)). In einer methodischen Entwicklungsphase wurde ein neuartiges, anspruchsvolles Protokoll der nahezu artefaktfreien (near to native) Synapsenpräparation am MFB mittels Hochdruckgefrierung und Gefriersubstitution sowie der 3D-Modellierung mittels Elektronentomographie etabliert. In einer zweiten Experimentier- und Analysephase ermöglichte die hochwertige synaptische Gewebeerhaltung in beiden Genotypen eine standardisierte, auf Programmierskripten basierte Quantifizierung der AZ-Ultrastruktur bis auf die Ebene eines individuell gedockten synaptischen Vesikels.
Dieser Dissertation gelingt der Nachweis, dass eine Defizienz von RIM1α zu einer multidimensionalen ultrastrukturellen Veränderung der AZ und ihres Vesikelpools am MFB führt. Neben einer Reduktion, Dezentralisierung und strukturellen Veränderung (eng) gedockter Vesikel – der ultrastrukturellen Messgrößen von unmittelbar freisetzungsfähigen Vesikeln – verdichtet sich der distaler lokalisierte Vesikelpool auf zugleich größeren, heterogenen AZ-Flächen mit erweitertem synaptischem Spalt. Vorliegende Untersuchungen tragen zum Verständnisgewinn über eine zentrale Rolle von RIM1α für das Docking und die Organisation von Vesikeln der AZ im MFB bei. Darüber hinaus stellen die präzisen ultrastrukturellen Analysen eine morphologische Grundlage für weiterführende Studien mit Hilfe modernster Techniken dar, beispielsweise über die Auswirkungen der geänderten RIM1α\(^{-/-}\) AZ-Ultrastruktur auf die präsynaptische Plastizität sowie in Korrelation zum Gedächtnis und Lernen der Tiere.
Prostag1andin F\(_{2\alpha}\) (PGF\(_{2\alpha}\)) is one of the most common metabo1ites of arachidonic acid (M) in rat brain. When administered intracerebroventricularly (i.c.v.) to rats, both AA and PGFal exert dose-related hypertensive, tachycardic and hyperthermic effects. Metabolie alterations in the endogenaus formation of some prostaglandins in the brain-stem of spontaneously hypertensive rats (SHR) have been reported. Therefore the central effects of AA and PGF \(_{2\alpha}\) on blood pressure, heart rate and body temperature were studied both in SHR and nonootensive Wistar rats (NR) under urethane-anaesthesia. The hypertensive effect of AA i.c.v. (0.01-100 \(\mu\)g/rat) was larger in magni tude in SHR than in NR, but there was no significant difference in the M-induced changes of heart rate and body temperature between the groups. Pretreatment of NR wi th soditm1 :meclofenamate (1 mg/rat i.c.v.) antagonised the central effects of M indicating that these effects are not due to M itself but to its conversion to prostaglandins. Unlike the effects of AA, the central hypertensive, tachycardic and hyperthennic responses to PGF\(_{2\alpha}\) (0.5-50 l-lg/rat i.c.v .) were significantly attenuated in SHR. The present results obtained with M are conpatible with the previous assumption that the synthesis of prostaglandins in the brain of SHR might differ from that in NR. The results also demonstrate that the central effects of PGF\(_{2\alpha}\) are reduced in SHR.
Differences in stem cell marker and osteopontin expression in primary and recurrent glioblastoma
(2022)
Background
Despite of a multimodal approach, recurrences can hardly be prevented in glioblastoma. This may be in part due to so called glioma stem cells. However, there is no established marker to identify these stem cells.
Methods
Paired samples from glioma patients were analyzed by immunohistochemistry for expression of the following stem cell markers: CD133, Musashi, Nanog, Nestin, octamer-binding transcription factor 4 (Oct4), and sex determining region Y-box 2 (Sox2). In addition, the expression of osteopontin (OPN) was investigated. The relative number of positively stained cells was determined. By means of Kaplan–Meier analysis, a possible association with overall survival by marker expression was investigated.
Results
Sixty tissue samples from 30 patients (17 male, 13 female) were available for analysis. For Nestin, Musashi and OPN a significant increase was seen. There was also an increase (not significant) for CD133 and Oct4. Patients with mutated Isocitrate Dehydrogenase-1/2 (IDH-1/2) status had a reduced expression for CD133 and Nestin in their recurrent tumors. Significant correlations were seen for CD133 and Nanog between OPN in the primary and recurrent tumor and between CD133 and Nestin in recurrent tumors. By confocal imaging we could demonstrate a co-expression of CD133 and Nestin within recurrent glioma cells. Patients with high CD133 expression had a worse prognosis (22.6 vs 41.1 months, p = 0.013). A similar trend was seen for elevated Nestin levels (24.9 vs 41.1 months, p = 0.08).
Conclusions
Most of the evaluated markers showed an increased expression in their recurrent tumor. CD133 and Nestin were associated with survival and are candidate markers for further clinical investigation.
Introduction
A novel neurostimulation system allows steering current in horizontal directions by combining segmented leads and multiple independent current control. The aim of this study was to evaluate directional DBS effects on parkinsonian motor features and adverse effects of subthalamic neurostimulation.
Methods
Seven PD patients implanted with the novel directional DBS system for bilateral subthalamic DBS underwent an extended monopolar review session during the first postoperative week, in which current thresholds were determined for rigidity control and stimulation-induced adverse effects using either directional or ring-mode settings.
Results
Effect or adverse effect thresholds were modified by directional settings for each of the 14 STN leads. Magnitude of change varied markedly between leads, as did orientation of optimal horizontal current steering.
Conclusion
Directional current steering through chronically implanted segmented electrodes is feasible, alters adverse effect and efficacy thresholds in a highly individual manner, and expands the therapeutic window in a monopolar review as compared to ring-mode DBS.
Background
Early inflammatory processes may play an important role in the development of early brain injury (EBI) after subarachnoid hemorrhage (SAH). Experimental studies suggest that anti-inflammatory and membrane-stabilizing drugs might have beneficial effects, although the underlying mechanisms are not fully understood. The aim of this study was to investigate the effect of early treatment with methylprednisolone and minocycline on cerebral perfusion and EBI after experimental SAH.
Methods
Male Sprague-Dawley rats were subjected to SAH using the endovascular filament model. 30 minutes after SAH, they were randomly assigned to receive an intravenous injection of methylprednisolone (16mg/kg body weight, n=10), minocycline (45mg/kg body weight, n=10) or saline (n=11). Mean arterial blood pressure (MABP), intracranial pressure (ICP) and local cerebral blood flow (LCBF) over both hemispheres were recorded continuously for three hours following SAH. Neurological assessment was performed after 24 hours. Hippocampal damage was analyzed by immunohistochemical staining (caspase 3).
Results
Treatment with methylprednisolone or minocycline did not result in a significant improvement of MABP, ICP or LCBF. Animals of both treatment groups showed a non-significant trend to better neurological recovery compared to animals of the control group. Mortality was reduced and hippocampal damage significantly attenuated in both methylprednisolone and minocycline treated animals.
Conclusion
The results of this study suggest that inflammatory processes may play an important role in the pathophysiology of EBI after SAH. Early treatment with the anti-inflammatory drugs methylprednisolone or minocycline in the acute phase of SAH has the potential to reduce brain damage and exert a neuroprotective effect.
The endogenous opioid system has been reported to depress the cardiovascular system during shock states, since naloxone, a potent opiate antagonist, enhances recovery of hemodynamic variables in various shock states. However, the effect of naloxone on long-term survival of experimental animals exposed to hypovolemic hypotension is not clear. The present studies tested the capacity of various doses of naloxone to protect conscious rats from mortality following various bleeding paradigms. In addition, the effect of morphine on survival of rats exposed to hemorrhage was also examined. In the six different experimental protocols tested, naloxone treatments failed to improve short- or long-term survival; in fact, naloxone treatment reduced short-term survival in two of the experimental protocols. Morphine injection, however, enhanced the mortality of rats exposed to hemorrhage in a dose-dependent manner. It is concluded that while opiates administered exogenously decrease survival after acute bleeding, naloxone has no protective action in such states and, like morphine, it may decrease survival in some situations.
The acute effect ofT-2 toxemia on local blood flow and vascular resistance in hindquarter. mesenteric. and renal vascular beds was continuously measured by the directional pulsed Doppler technique in conscious, male Sprague-Dawley rats. Intravenous injection ofT-2 toxin (I mg/kg) in the conscious rat reduced blood flow and increased vascular resistance in all blood vessels studied but had no significant effect on mean arterial pressure or heart rate. The blood flow in hindquarters gradually decreased to a minimum of -77 ± 9% (mean ±SE) 6 hr after the toxin injection. The hindquarter vascular resistance concomitantly increased to a maximum value of + 323 ± 69% above thc resistance before toxin administration. Mesenteric and renal blood flow initially increased (slightly) and then gradually decreased. The maximum drop of blood flow, -90 ± 13% and -76 ± 13% for the mesenteric and renal vascular beds, respectively, was achieved 4 hr after T-2 toxin injection and the blood flow values remained low for up to 6 hr. Simultaneously with the impairment of
The cardiovascular and endocrine activity of three analogs of thyrotropin releasing hor.mone (TRH), 4-nitro-imidazole TRH (4-nitroTRH), 2-trifluoro-methyl-imidazole TRH (2-TFM-TRH) and 4-trifluoromethyl- imidazole TRH (4-TFM-TRH), was compared to TRH in conscious rats. Injection of TRH or the three analogs (1 mg/kg or 5 mg/kg) into the arterial line induced increases in mean arterial pressure, pulse pressure and heart rate and raised plasma prolactin (PRL). None of the analogs were more potent than TRH in inducing cardiovascular changes. The 4-TFM-TRH was significantly less potent than the 2-TFM-TRH in increasing blood pressure, while the nitro-TRH was more potent than the 2-TFM-TRH in producing tachycardia. TRH induced a two-fold increase in PRL at the 5 mg/kg dose, while both the fluorinated analogs elici ted a 4 to 5 fold increase in PRL at the higher dose. The present results suggest that the receptors for TRH-elicited PRL release differ from TRH-receptors involved in its cardiovascular actions.
Owing to a high response rate, deep brain stimulation (DBS) of the ventral striatal area has been approved for treatment-refractory obsessive-compulsive disorder (tr-OCD). Many basic issues regarding DBS for tr-OCD are still not understood, in particular, the mechanisms of action and the origin of side effects. We measured prepulse inhibition (PPI) in treatment-refractory OCD patients undergoing DBS of the nucleus accumbens (NAcc) and matched controls. As PPI has been used in animal DBS studies, it is highly suitable for translational research. Eight patients receiving DBS, eight patients with pharmacological treatment and eight age-matched healthy controls participated in our study. PPI was measured twice in the DBS group: one session with the stimulator switched on and one session with the stimulator switched off. OCD patients in the pharmacologic group took part in a single session. Controls were tested twice, to ensure stability of data. Statistical analysis revealed significant differences between controls and (1) patients with pharmacological treatment and (2) OCD DBS patients when the stimulation was switched off. Switching the stimulator on led to an increase in PPI at a stimulus-onset asynchrony of 200 ms. There was no significant difference in PPI between OCD patients being stimulated and the control group. This study shows that NAcc-DBS leads to an increase in PPI in tr-OCD patients towards a level seen in healthy controls. Assuming that PPI impairments partially reflect the neurobiological substrates of OCD, our results show that DBS of the NAcc may improve sensorimotor gating via correction of dysfunctional neural substrates. Bearing in mind that PPI is based on a complex and multilayered network, our data confirm that DBS most likely takes effect via network modulation.
Glioblastoma leads to a fatal course within two years in more than two thirds of patients. An essential cornerstone of therapy is chemotherapy with temozolomide (TMZ). The effect of TMZ is counteracted by the cellular repair enzyme O\(^6\)-methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT). The MGMT promoter methylation, the main regulator of MGMT expression, can change from primary tumor to recurrence, and TMZ may play a significant role in this process. To identify the potential mechanisms involved, three primary stem-like cell lines (one astrocytoma with the mutation of the isocitrate dehydrogenase (IDH), CNS WHO grade 4 (HGA)), and two glioblastoma (IDH-wildtype, CNS WHO grade 4) were treated with TMZ. The MGMT promoter methylation, migration, proliferation, and TMZ-response of the tumor cells were examined at different time points. The strong effects of TMZ treatment on the MGMT methylated cells were observed. Furthermore, TMZ led to a loss of the MGMT promoter hypermethylation and induced migratory rather than proliferative behavior. Cells with the unmethylated MGMT promoter showed more aggressive behavior after treatment, while HGA cells reacted heterogenously. Our study provides further evidence to consider the potential adverse effects of TMZ chemotherapy and a rationale for investigating potential relationships between TMZ treatment and change in the MGMT promoter methylation during relapse.
An 12 intubierten, kontrolliert-beatmeten Patienten mit aneurysmatischer Subarachnoidalblutung (aSAB) wurde an Tag 4 bis 14 nach Ereignis eine tägliche, stufenweise Hyperkapnie bis zu einem arteriellen Kohlendioxidpartialdruck (PaCO2) von 60 mmHg erzeugt. Ziel der Studie war zu evaluieren, ob und in welchem Umfang die cerebrovaskuläre PaCO2-Reaktivität nach aSAB erhalten ist. Primärer Studienendpunkt waren die cerebralen Blutflusswerte (CBF) erfasst mit der intraparenchymalen Thermodilutionstechnik. Sekundäre Endpunkte waren die cerebrale Gewebesauerstoffsättigung (StiO2) erfasst mit der Nah-Infrarot-Spektroskopie und die mittleren Flussgeschwindigkeiten (MFV) der basalen Hirngefäße in der transkraniellen Dopplersonographie. Durch die stufenweise Hyperkapnie konnte bei allen 12 Studienpatienten eine dosisabhängige und reproduzierbare Steigerung des CBF, der StiO2 und der MFV in den basalen Hirngefäßen induziert werden. Dies zeigt den Erhalt der cerebrovaskulären PaCO2-Reaktivität auch bei kritisch kranken aSAB-Patienten und auch während der Phase der kritischsten Hirnperfusion an. Es ergaben sich keine Hinweise auf ein Steal-Phänomen oder einen Rebound-Effekt. Die Daten zeigen an, dass die stufenweise Hyperkapnie auch bei kritisch kranken aSAB-Patienten sicher und einfach durchführbar ist, wenn eine externe Ventrikeldrainage zum kontinuierlichen Liquorablass vorhanden ist.
TTFields sind eine zugelassene Therapie für die Behandlung von Glioblastom IDH-Wildtyp. Es handelt sich dabei um elektrische Wechselfelder niedriger Intensität und mittlerer Frequenz, die therapeutisch aus zwei Richtungen durch ein tragbares, nicht-invasives Gerät appliziert werden. Sie verhindern die Spindelfaserbildung während der Mitose.
Die Wirkung vieler effektiver Chemotherapeutika ist im ZNS durch die Blut-Hirn-Schranke (BHS) eingeschränkt. Die BHS wird nach TTFields Applikation bei 100 kHz in einem murinen cerebEND-Zell-Modell vorübergehend geöffnet. Dieser Effekt wurde in dieser Arbeit zunächst mit Hilfe von Immunfluoreszenzmikroskopie und dann durch einen fraktionierten Western-Blot bestätigt, dass der mutmaßliche Wirkungsmechanismus von TTFields in der Delokalisierung des tight junction Proteins Claudin-5 von der Membran in das Zytoplasma liegt. TEER-Messungen zeigten, dass sich die Integrität der BHS durch 100 kHz TTFields nach 72 h verringerte und 48 h - 72 h nach Ende der Behandlung wieder normalisierte, auch wenn statt eines Behandlungsendes auf 200 kHz TTFields umgeschaltet wurde. Der zweite Teil der Untersuchung bestand darin, ein BHS-Modell aus humanen HBMVEC Zellen zu etablieren, um die Auswirkungen von TTFields im humanen System verifizieren zu können. Zunächst konnten keine Effekte von TTFields unterschiedlicher Frequenz auf eine HBMVEC-Monokultur festgestellt werden. In einer Kokultur mit Perizyten gab es eine erhöhte Expression von Claudin-5, Occludin und PECAM-1. Allerdings zeigten die TEER-Messungen und ein Permeabilitätsassay keine Unterschiede zwischen den Mono- und Kokultur-Modellen der BHS auf.
Durch eine transiente Öffnung der BHS könnte eine höhere Dosis von Therapeutika, die normalerweise die BHS nicht überwinden können, im ZNS erreicht werden. Damit könnten TTFields eine innovative Methode zur Behandlung von Hirntumoren und anderen Erkrankungen des ZNS darstellen. Die hier präsentierten Daten geben erste Hinweise in diese Richtung, müssen aber noch optimiert und verifiziert werden.
In Anbetracht der Tatsache, dass das SHT weltweit mit steigender Inzidenz die häufigste Todesursache für junge Erwachsene darstellt, in einer Vielzahl davon mit langfristigen Folgen assoziiert ist und dabei mit großen ökonomischen Kosten verbunden ist, spielt die Erforschung der pathophysiologischen Vorgänge bei einem SHT sowie die Entwicklung effektiver Therapiestrategien akuter und chronischer Natur eine große Rolle.
Da sich in den letzten Jahren gezeigt hat, dass die Reaktion des Immunsystems nach akuten Traumata ebenfalls eine bedeutsame Rolle spielt und somit in der Modulation der Immunantwort ein hilfreicher therapeutischer Ansatz liegen könnte, wurde in dieser Arbeit der als MS-Immuntherapeutikum zugelassene S1P Rezeptor Modulator FTY720 auf seine potentiellen neuroprotektiven Effekte im Rahmen eines murinen fokalen SHT-Modell untersucht.
So wurde das in unserer Arbeitsgruppe bereits seit langem etablierte Modell der fokalen kortikalen Kälteläsion genutzt um bei jungen adulten männlichen Mäusen die Effekte von FTY720 in Bezug auf die Akutphase 24 h nach lokalen SHT festzustellen. Hierbei konnte kein positiver Einfluss auf das Ausmaß des lokalen Schadens, gemessen anhand von TTC-Läsionsvolumen und neuronalem Zelltod, sowie für die Störung der BHS mit konsekutiver Ödembildung beobachtet werden. Dabei wurden keine funktionellen Parameter als Korrelat für die erhaltenen Ergebnisse getestet.
In Bezug auf die Immunzellinfiltration konnte eine signifikante Reduktion der immunhistochemisch untersuchten Zellpopulationen von Neutrophilen, Makrophagen und aktivierten Mikroglia 24 h nach Trauma festgestellt werden und somit zumindest die korrekte Applikation des Medikaments in adäquater Dosierung und die therapeutische Wirkung als Blockierer des Abwehrzell-Ausstroms von den lymphatischen Organen in die Blutbahn belegt werden.
Einfluss des VEGFRezeptor-2 spezifischen RTK-Inhibitors PTK 787/ ZK 222584 auf Angiogenese und somit Wachstum maligner Gliome in einem Tiermodell. Verwendet wurden hierbei C6-Rattengliomzellen aus denen durch retrovirale Transfektion von VEGF cDNA in sense Richtung ein stark VEGF exprimierender Zellklon generiert wurde.
Im Rahmen dieser Dissertation wurde geprüft, welchen Verlauf die kognitiven Leistungen von Patienten nach der operativen Resektion eines intrakraniellen Meningeoms nahmen und ob hierbei Unterschiede zwischen den Personen bestanden, die eine anschließende Rehabilitation absolvierten, sowie jenen, die keine weiteren Maßnahmen erhielten.
Mit der ersten Hypothese wurde angenommen, dass Patienten ohne Rehabilitation drei Monate nach der Operation ihre kognitiven Fähigkeiten im Vergleich zu einer Woche nach dem Eingriff verbessern. Dies konnte nicht eindeutig bestätigt werden, da eine Steigerung der Leistungen in dieser Patientengruppe nur in fünf der sechzehn Teilgebiete erreicht wurde. Die zweite Hypothese basierte auf der Annahme, dass Patienten mit einer Rehabilitationsmaßnahme Leistungssteigerungen in den getesteten Gebieten zeigten. Der Vergleich fand eine Woche nach dem operativen Eingriff und drei Monate nach der Operation statt. Diese Hypothese kann durch die vorliegenden Ergebnisse im Rahmen der Konzentrationsleistung zumindest eingeschränkt bejaht werden. Es ließen sich zwei signifikante Unterschiede der Ergebnisse der Patienten mit anschließender Rehabilitation beobachten. Hier konnte im ergänzend zur ANOVA berechneten t-Test ein signifikanter Unterschied bei der Leistungssteigerung der Patienten mit anschließender Rehabilitation nachgewiesen werden. Des Weiteren kam es in dieser Patientengruppe zu gesteigerten Leistungen in vierzehn von sechzehn Teilgebieten. Im Falle der dritten Hypothese sollte exploriert werden, ob die Patientengruppe mit anschließender Rehabilitationsmaßnahme im Vergleich zur Patientengruppe ohne weitere Maßnahmen eine größere Leistungssteigerung erfuhr. Dabei konnte eine leichte Tendenz beobachtet werden. Es wurden Verbesserungen der Patientengruppe mit Rehabilitation gegenüber den Patienten ohne weitere Maßnahmen in neun von sechzehn Kategorien beobachtet. Somit lässt sich die Annahme stützen, dass eine postoperative Rehabilitationsmaßnahme sich positiv auf die kognitiven Leistungen bei Meningeom-Patienten auswirkt.
Ziel der Arbeit war es, dichte Neuronenkulturen in kleinere Untereinheiten zu unterteilen, welche durch ihre Neuriten miteinander in Kontakt standen. Zu diesem Zweck wurden auf MEAs zellbindende Kreisareale mittels Mikrostempeltechnik auf die zellabweisende Schicht aus Polyethylenglykol übertragen. Dudurch wurde gewährleistet, dass scharf abgegrenzte Neuronenareale für mehrere Wochen auf dem MEA wuchsen und nach Ausbildung der neuritischen Verbindungen untereinander, die elektrische Aktivität zwischen den Kreiskammern gemessen werden könnte. Das sollte Auskunft über Informationsausbreitung in Neuralnetzen geben und die Theorien über Synchronität und Synfirechains prüfbar machen.
Die endovaskuläre Behandlung (EVAR) des abdominellen Aortenaneurysmas (AAA) hat sich den vergangenen Jahren zur Standardtherapie etabliert. Die Vielzahl an verfügbaren Stentgrafts wird in der Regel in Zulassungsstudien und Registern, die die Gefahr eines Selektionsbias beinhalten, evaluiert und spiegelt oftmals den klinischen Nutzen nur unzureichend wider. Ziel dieser Arbeit war es zu evaluieren, ob unter klinischen Alltagsbedingungen die kurz- und mittelfristigen Ergebnisse nach Endurant® Stentgraftimplantation mit denen des 1262 Patienten umfassenden ENGAGE-Registers vergleichbar sind.
Diese Arbeit beinhaltet die Daten der ersten, konsekutiven 100 Patienten (91,0 % Männer und mittleres Patientenalter von 73,1 ± 8,4 Jahren), die im Zeitraum Februar 2009 bis August 2014 mit dem Endurant® Stentgraft (Medtronic, Inc., Minneapolis, MN, USA) an der Universitätsklinik Würzburg unter klinischen Alltagsbedingungen behandelt wurden. Präoperativ wies das Patientenkollektiv einen mittleren Aortenaneurysmadurchmesser von 57,2 mm ± 11,9 mm, eine mittlere proximale Aortenhalslänge von 27,8 mm ± 13,7 mm und einen mittleren proximalen Aortenhalsdurchmesser von 24,0 mm ± 3,4 mm auf. Die infrarenale Angulation betrug 22,0 ± 15,6 Grad und war signifikant unterschiedlich zu ENGAGE. Die klinische Alltagssituation, die diese Studie im Gegensatz zum großen, weltweiten ENGAGE-Register bietet, ergibt sich durch den Einschluss von Notfalleingriffen bei rupturierten AAA (5 %) und der Durchführung von operativen Ausbildungseingriffen an einer Universitätsklinik. Bezüglich der technischen und klinischen Erfolgsrate, sowie der Operationsdauer resultierten somit signifikante Unterschiede. Intraoperativ zeigten sich in 24 % ein Endoleak-Typ-II und in jeweils 3 % ein Endoleak-Typ-I bzw. Endoleak-Typ-III. Im Nachbeobachtungszeitraum verkleinerte sich der maximale Aneurysmadurchmesser in 43,9 % der Fälle um mehr als 3 mm und 7,3 % der Patienten dagegen wiesen eine Zunahme des Aneurysmadurchmessers auf. Die Reinterventionsrate lag im Patientenkollektiv bei 13,4 %. Die 30-Tages-Letalitätsrate lag mit 2 % über der des ENGAGE-Registers mit 1,3 %. EVAR mit dem Endurant®-Stentgraft ist bei sorgfältiger Einhaltung der „instruction for use“ auch außerhalb von prospektiven Studien und großen Registern eine sichere und effektive Behandlung. Große Register wie ENGAGE sind wichtig, jedoch nicht in allen Aspekten „real world“. Eine Überprüfung der Ergebnisse im klinischen Alltag ist somit weiterhin erforderlich.
The possibility that \(\mu\)Opioid-induced tachycardia and bradycardia could be mediated by different subtypes of the \(\mu\)·receptor was studied in conscious Sprague-Dawley rats. The selective \(\mu\)·receptor agonist dermorphin and its analog, TAPS (Tyr-o-Arg-Phe-sarcosine), a putative \(\mu _1\)-receptor agonist, were given centrally. Tyr-o-Arg-Phe-sarcosine increased the heart rate, the response being inversely correlated to the dose (an increase of 71 ± 22, 49 ± 14 and 30 ± 17 beats/min at doses of 0.3, 3 and 30 pmol, respectively). Dermorphin induced less clear changes in heart rate (maximum increase of 39 ± 14 beats/min at the dose of 1 pmol). Aftertreatment with the Jl 1-selective antagonist naloxonazine (NAZ), TAPS 30 pmol and dennorphin I pmol decreased heart rate by -22 ± 10 and -24 ± 7 bpm, respectively. The bradycardic effect oflarger doses of dennorphin was potentiated by NAZ (from -25 ± 8 to -97 ± 22 bpm) but abolished by the non-selective antagonist naloxone. These data suggest that the high affinity \(\mu _1\)-opioid receptors mediate tachycardic responses and \(\mu _2\)-receptors mediate bradycardic responses.
Background: Depression and anxiety are common and independent outcome predictors in patients with chronic heart failure (CHF). However, it is unclear whether CHF causes depression. Thus, we investigated whether mice develop anxiety- and depression-like behavior after induction of ischemic CHF by myocardial infarction (MI).
Methods and Results: In order to assess depression-like behavior, anhedonia was investigated by repeatedly testing sucrose preference for 8 weeks after coronary artery ligation or sham operation. Mice with large MI and increased left ventricular dimensions on echocardiography (termed CHF mice) showed reduced preference for sucrose, indicating depression-like behavior. 6 weeks after MI, mice were tested for exploratory activity, anxiety-like behavior and cognitive function using the elevated plus maze (EPM), light-dark box (LDB), open field (OF), and object recognition (OR) tests. In the EPM and OF, CHF mice exhibited diminished exploratory behavior and motivation despite similar movement capability. In the OR, CHF mice had reduced preference for novelty and impaired short-term memory. On histology, CHF mice had unaltered overall cerebral morphology. However, analysis of gene expression by RNA-sequencing in prefrontal cortical, hippocampal, and left ventricular tissue revealed changes in genes related to inflammation and cofactors of neuronal signal transduction in CHF mice, with Nr4a1 being dysregulated both in prefrontal cortex and myocardium after MI.
Conclusions: After induction of ischemic CHF, mice exhibited anhedonic behavior, decreased exploratory activity and interest in novelty, and cognitive impairment. Thus, ischemic CHF leads to distinct behavioral changes in mice analogous to symptoms observed in humans with CHF and comorbid depression.
Traumatic brain injury, a leading cause of death and disability, is a result of an outside force causing mechanical disruption of brain tissue and delayed pathogenic events which collectively exacerbate the injury. These pathogenic injury processes are poorly understood and accordingly no effective neuroprotective treatment is available so far. Experimental models are essential for further clarification of the highly complex pathology of traumatic brain injury towards the development of novel treatments. Among the rodent models of traumatic brain injury the most commonly used are the weight-drop, the fluid percussion, and the cortical contusion injury models. As the entire spectrum of events that might occur in traumatic brain injury cannot be covered by one single rodent model, the design and choice of a specific model represents a major challenge for neuroscientists. This review summarizes and evaluates the strengths and weaknesses of the currently available rodent models for traumatic brain injury.
Frühe entzündliche Vorgänge scheinen eine große Rolle in der Entstehung der globalen Hirnschädigung in der Frühphase nach einer Subarachnoidalblutung (SAB) zu spielen.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es den Effekt der anti-inflammatorischen Medikamente Methylprednisolon und Minozyklin auf die Gehirndurchblutung und frühe Hirnschädigung nach SAB zu untersuchen.
Hierzu wurde ein randomisiertes und kontrolliertes Tierexperiment durchgeführt. Mit Hilfe des endovaskulären Perforationsmodells wurde bei männlichen Sprague-Dawley-Ratten eine SAB ausgelöst. Den Tieren wurde 30 Minuten nach Auftreten der SAB Methylprednisolon, Minozyklin oder Kochsalzlösung intraperitoneal verabreicht.
Sowohl Methylprednisolon als auch Minozyklin verminderten den Anteil Caspase 3 positiver Zellen in immunhistochemischen Färbungen der Hippocampie der Versuchstiere signifikant. In Bezug auf die klinische Untersuchung, den intrakraniellen Druck und die Hirndurchblutung der Ratten ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen. Die Ergebnisse suggerieren, dass Methylprednisolon und Minozyklin den akuten Zellschaden nach SAB reduzieren. Daher könnten sich beide Mittel als geeignet für die Therapie der „Early Brain Injury“ nach SAB erweisen. Weitere Studien zum besseren Verständnis der zugrunde liegenden Wirkmechanismen von Methylprednisolon und Minozyklin auf die Frühphase der SAB sind nötig.
Die zunehmende Bedeutung der Molekularbiologie zeigt sich in der neuen WHO-Klassifikation von 2016 für ZNS-Tumoren und insbesondere astrozytäre Tumoren. Dabei gehört das Glioblastoma multiforme (GBM) mit einer äußerst ungünstigen Prognose zu den hoch-malignen Astrozytomen (WHO °IV) und ist durch eine ausgeprägte chromosomale Instabilität (CIN) gekennzeichnet. Der mitotische Spindelkontrollpunkt (SAC) und die zeitlich korrekte Auflösung der Schwesterchromatidkohäsion sorgen normalerweise für den fehlerfreien Ablauf der Mitose. Um der Ursache der CIN nachzugehen, wurden die Regulatorproteine des SAC Mad2A und Mad2B sowie der Schwesterchromatidkohäsion Pds5A und Pds5B in einem Patientenpanel immunhistochemisch untersucht. Alle vier Proteine wiesen eine hohe Expression in Proliferationszentren auf, die durch Ki67-Expression definiert wurden. Zusätzlich wurden Unterschiede in der Expressionsstärke bzw. der subzellulären Lokalisation detektiert. Pds5A könnte für die Ausbildung von Rezidiven niedriggradiger Astrozytome (low-grade astrozytoma, LGA) °II bzw. von sekundären GBM wichtig sein. Sein Ortholog war in allen Tumorentitäten gleichmäßig hoch exprimiert. Eine starke Mad2A-Expression war in allen GBM im Vergleich zu allen LGA °II signifikant vermindert und könnte durch den in GBM häufig vorkommenden Verlust von Chromosomenarm 4q bedingt sein, der das Mad2A-Gen enthält. Für sein Homolog Mad2B konnte ein signifikanter Anstieg in der Gesamt- bzw. Zytoplasmaexpression mit steigendem WHO-Grad ermittelt werden. Eine niedrige Gesamtexpression von Mad2A bzw. von Mad2B in Kern- und Zytoplasma könnte mit einem Überlebensvorteil für GBM-Patienten verbunden sein. Je nach Entität, Expressionsstärke und Expressionslokalisation gab es Korrelationen zwischen der Expression von Ki67, Pds5A, Pds5B, Mad2A und Mad2B.
Die Expressionswerte dieser mitotischen Regulatorproteine könnten einerseits der Grund für, andererseits aber auch eine Konsequenz von CIN sein und eine Anpassung der Tumorzellen zur Ausbalancierung der Vor- und Nachteile genetischer Veränderungen darstellen, die ihr Überleben sichert (Rimkus et al., 2007).
Damit könnten diese Regulatorproteine als neue Angriffspunkte einer noch spezifischeren Therapie in der Behandlung von astrozytären Tumoren und für die Prognose von Patienten Bedeutung erlangen.
Background
The human endogenous retrovirus K (HERV-K) has been acquired by the genome of human ancestors million years ago. It is the most complete of the HERVs with transcriptionally active gag, pol and env genes. Splice variants of env, which are rec, 1.5 kb transcript and Np9 have been suggested to be tumorigenic. Transcripts of HERV-K have been detected in a multitude of human cancers. However, no such reports are available concerning glioblastomas (GBM), the most common malignant brain tumor in adults. Patients have a limited prognosis of 14.6 months in median, despite standard treatment. Therefore, we elucidated whether HERV-K transcripts could be detected in these tumors and serve as new molecular target for treatment.
Findings
We analyzed human GBM cell lines, tissue samples from patients and primary cell cultures of different passages for HERV-K full length mRNA and env, rec and 1.5 kb transcripts. While the GBM cell lines U138, U251, U343 and GaMG displayed weak and U87 strong expression of the full length HERV-K, the splice products could not be detected, despite a weak expression of env mRNA in U87 cells. Very few tissue samples from patients showed weak expression of env mRNA, but none of the rec or 1.5 kb transcripts. Primary cells expressed the 1.5 kb transcript weakly in early passages, but lost HERV-K expression with extended culture time.
Conclusions
These data suggest that HERV-K splice products do not play a role in human malignant gliomas and therefore, are not suitable as targets for new therapy regimen.
The effect of 6-chloro-2,3,4,5-tetrahydro-3-methyi-1-H-3-benzazepine (SKF 86466), a selectlve nonimldazoline alpha-2 adrenoceptor antagonlst, on hippocampal re1ease of norepinephrine and dopamlne in conscious rats was lnvestigated by /n vlvo mlcrodialysis and high-pressure liquid chromatography. Additionally, extracellular concentrations of hippocampal dopamine (DA) and norepinephrtne (NE), durtng Infusion of selective monoamine uptake Inhibitors, were determined in freely moving rats. The basal concentration of NE in the dialysate was 4.9 ± 0.3 pg/20 pl. lntravenous admlnistratlon of 5 or 10 mgJkg of SKF 86466 was associated wlth a transierlt inc:rease (30 min) of 2-fold (12 ± 1 pg/20 ,d; p < .05) and 8-fold (39 ± 3 pg/20 pl; p < .05), respectlvely, in dlalysate NE, whereas a 1-mgfkg dose had no effect. DA was not detected in basal dlalysates, but after the adminlstratlon of 5 or 10 mgJkg of SKF 86466, 3.9 ± 0.4 and 6.4 ± 0.6 pg/20 pl, respectlvely, was present in the dialysates. The rnaxlmum increase in dialysate DA was reached 60 to 90 min after SKF 86466. The DA was not derived from plasma because plasma NE was elevated after the 5 mgJkg dose of SKF 86466 whereas no plasma DA was detected. ln order to determlne whether DA was present in noradrenergic nerve termlnals, the dopamine ß-hydroxylase Inhibitor SKF 1 02698 was administered (50 mgJkg i.p.). The Inhibitor decreased dialysate NE but DA was stin not detected in the dialysate. When SKF 86466 (5 mgJkg t.v.) was adminlstered 4 hr after SKF 102698, DA appeared in the dialysate but there was no lncrease in dialysate NE. Administration through the dialysis probe of the DA uptake Inhibitor, GBR-12909 (0.1 and 1 pM), dose-dependently lnaeased DA Ieveis to 5.7 ± 1.2 and 9.6 ± 2.8 pg/20 pl, respectively. GBR-12909 had no effect on hippocampal NE. Desipramine (5 and 10 pM) lncreased dose-dependently dialysate NE and lncreased DA concentrations to detectable Ieveis (2.7 ± 0.5 and 3.5 ± 0.7 pg/20 ,d, respectively). These results suggest that the a/pha-2 adrenoceptors modulate both NE and DA release in the rat hlppocampus and that DA detected in the hlppocampal dialysate might be released from dopaminergic neurons.
Highlights
• Beta-Guided programming is an innovative approach that may streamline the programming process for PD patients with STN DBS.
• While preliminary findings from our study suggest that Beta Titration may potentially mitigate STN overstimulation and enhance symptom control,
• Our results demonstrate that beta-guided programming significantly reduces programming time, suggesting it could be efficiently integrated into routine clinical practice using a commercially available patient programmer.
Background
Subthalamic nucleus deep brain stimulation (STN-DBS) is an effective treatment for advanced Parkinson's disease (PD). Clinical outcomes after DBS can be limited by poor programming, which remains a clinically driven, lengthy and iterative process. Electrophysiological recordings in PD patients undergoing STN-DBS have shown an association between STN spectral power in the beta frequency band (beta power) and the severity of clinical symptoms. New commercially-available DBS devices now enable the recording of STN beta oscillations in chronically-implanted PD patients, thereby allowing investigation into the use of beta power as a biomarker for DBS programming.
Objective
To determine the potential advantages of beta-guided DBS programming over clinically and image-guided programming in terms of clinical efficacy and programming time.
Methods
We conducted a randomized, blinded, three-arm, crossover clinical trial in eight Parkinson's patients with STN-DBS who were evaluated three months after DBS surgery. We compared clinical efficacy and time required for each DBS programming paradigm, as well as DBS parameters and total energy delivered between the three strategies (beta-, clinically- and image-guided).
Results
All three programming methods showed similar clinical efficacy, but the time needed for programming was significantly shorter for beta- and image-guided programming compared to clinically-guided programming (p < 0.001).
Conclusion
Beta-guided programming may be a useful and more efficient approach to DBS programming in Parkinson's patients with STN-DBS. It takes significantly less time to program than traditional clinically-based programming, while providing similar symptom control. In addition, it is readily available within the clinical DBS programmer, making it a valuable tool for improving current clinical practice.
Object:
Several previous studies reported metabolic derangements and an accumulation of metabolic products in the early phase of experimental subarachnoid hemorrhage (SAH), which may contribute to secondary brain damage. This may be a result of deranged oxygen utilization due to enzymatic dysfunction in aerobic glucose metabolism. This study was performed to investigate, if pyruvate dehydrogenase enzyme (PDH) is affected in its activity giving further hints for a derangement of oxidative metabolism.
Methods:
Eighteen male Sprague-Dawley rats were randomly assigned to one of two experimental groups (n = 9): (1) SAH induced by the endovascular filament model and (2) sham-operated controls. Mean arterial blood pressure (MABP), intracranial pressure (ICP), and local cerebral blood flow (LCBF; laser-Doppler flowmetry) were continuously monitored from 30 min before until 3 h after SAH. Thereafter, the animals were sacrificed and PDH activity was measured by ELISA.
Results:
PDH activity was significantly reduced in animals subjected to SAH compared to controls.
Conclusion: The results of this study demonstrate for the first time a reduction of PDH activity following SAH, independent of supply of substrates and may be an independent factor contributing to a derangement of oxidative metabolism, failure of oxygen utilization, and secondary brain damage.
Parent of origin imprints on the genome have been implicated in the regulation of neural cell type differentiation. The ability of human parthenogenetic (PG) embryonic stem cells (hpESCs) to undergo neural lineage and cell type-specific differentiation is undefined. We determined the potential of hpESCs to differentiate into various neural subtypes. Concurrently, we examined DNA methylation and expression status of imprinted genes. Under culture conditions promoting neural differentiation, hpESC-derived neural stem cells (hpNSCs) gave rise to glia and neuron-like cells that expressed subtype-specific markers and generated action potentials. Analysis of imprinting in hpESCs and in hpNSCs revealed that maternal-specific gene expression patterns and imprinting marks were generally maintained in PG cells upon differentiation. Our results demonstrate that despite the lack of a paternal genome, hpESCs generate proliferating NSCs that are capable of differentiation into physiologically functional neuron-like cells and maintain allele-specific expression of imprinted genes. Thus, hpESCs can serve as a model to study the role of maternal and paternal genomes in neural development and to better understand imprinting-associated brain diseases.
Hirntumoren werden nach histologischen und molekulargenetischen Gesichtspunkten unterteilt. Neben dem Krankheitsverlauf unterscheiden sich LGA auch genetisch von GBM. Wie die mRNA der Proteine ATF5, KiSS1, RPS27, BRMS1 und TTK in LGA exprimiert ist bzw. sich im Verlauf verändert, war in dieser Form noch nicht in einem Patientenpanel untersucht worden. Ziel dieser Arbeit war es, die mRNA-Expressionsraten zu bestimmen sowie Korrelationen und Kointegrationen mit klinischen Daten zu analysieren. Außerdem wurden Besonderheiten der Verteilung innerhalb des Patientenpanels beschrieben. Quantitative-PCR-Analysen wurden durchgeführt. Die Expressionswerte wurden auf die Expression des Haushaltsgens GAPDH normalisiert. Die resultierenden ∆CTm - bzw. ∆∆CT-Werte sowie die klinischen Patientendaten waren Basis für Kointegrations-, Korrelations-, Expressions-, Ähnlichkeits- und Verlaufsanalysen. KiSS1 schien generell kaum oder nicht in der Vielzahl der Tumoren exprimiert zu sein, Aussagen zur klinischen Korrelation erwiesen sich als schwierig. Für RPS27 konnten tendenziell niedrigere Werte in den Verlaufstumoren im Vergleich zu den LGA gefunden werden. Auch für BRMS1 war in der Mehrzahl der Fälle die mRNA der Vorläufertumoren in Relation zu den Rezidiven stärker exprimiert. ATF5 korrelierte nach Kendall RE und PFS (-0,324; p=0,077) in der Gruppe der IDH1-mutierten LGA, für TTK nach Kendall OS und RE (-0,444; p=0,097) im Gesamtpanel und nach Pearson auch RE und PFS (-0,43; p=0,096) in der Gruppe der IDH1-mutierten LGA.
Simple Summary
In glioblastoma, tumor recurrence is inevitable and the prognosis of patients is poor, despite multidisciplinary treatment approaches involving surgical resection, radiotherapy and chemotherapy. Recently, Tumor Treating Fields (TTFields) have been added to the therapeutic set-up. These alternating electric fields are applied to glioblastoma at 200 kHz frequency via arrays placed on the shaved scalp of patients. Patients show varying response to this therapy. Molecular effects of TTFields have been investigated largely in cell cultures and animal models, but not in patient tissue samples. Acquisition of matched treatment-naïve and recurrent patient tissues is a challenge. Therefore, we suggest three reliable patient-derived three-dimensional ex vivo models (primary cells grown as microtumors on murine organotypic hippocampal slices, organoids and tumor slice cultures) which may facilitate prediction of patients’ treatment responses and provide important insights into clinically relevant cellular and molecular alterations under TTFields.
Abstract
Glioblastoma (GBM) displays a wide range of inter- and intra-tumoral heterogeneity contributing to therapeutic resistance and relapse. Although Tumor Treating Fields (TTFields) are effective for the treatment of GBM, there is a lack of ex vivo models to evaluate effects on patients’ tumor biology or to screen patients for treatment efficacy. Thus, we adapted patient-derived three-dimensional tissue culture models to be compatible with TTFields application to tissue culture. Patient-derived primary cells (PDPC) were seeded onto murine organotypic hippocampal slice cultures (OHSC), and microtumor development with and without TTFields at 200 kHz was observed. In addition, organoids were generated from acute material cultured on OHSC and treated with TTFields. Lastly, the effect of TTFields on expression of the Ki67 proliferation marker was evaluated on cultured GBM slices. Microtumors exhibited increased sensitivity towards TTFields compared to monolayer cell cultures. TTFields affected tumor growth and viability, as the size of microtumors and the percentage of Ki67-positive cells decreased after treatment. Nevertheless, variability in the extent of the response was preserved between different patient samples. Therefore, these pre-clinical GBM models could provide snapshots of the tumor to simulate patient treatment response and to investigate molecular mechanisms of response and resistance.
Tbe mechanisms mediating the etl'ects ofthyrotropin-releasing hormone (TRH) on the cardiovascular system were studied in the conscious rat. Intracerebroventricolar (i.c. v.) injection of TRH (8 pmol-80 nmollkg) induced dose-dependent lncreases in mean arterial pressure, heart rate, and cardiac index. Rindquarter blood Oow increased due to vasodilation, while an lncrease in renal and mesenteric vascular resistance caused a decrease in blood Oow in the respective organs. The plasma Ievels of norepinephrine a~d epinephrine were increased by TRH, while there was no change in plasma renin activity or vasopressin. Tbe cardiovascular actions of i.c. v. TRH were not in.fluenced by blockade of the renin-angiotensin system or vasopressin receptors. Tbe ganglion blocker chlorisondamine and the a 1- aod al-adrenoreceptor antagooist phentolamlne (2 mg/kg i.v.) abolished the increase in blood pressure and mesenteric vasoconstriction after i.c. v. TRH. Propranolol (2 mg/kg i. v.) blocked the TRH-ioduced increase in cardiac index, heart rate, and hindquarter blood flow. The hindquarter vasodllatlon lnduced by TRH was also blocked by the selective ß1-adrenocept9r antagonist ICI 188,551 (1 or 2 mg/kg i.v.), while tbe ,8,-adrenoceptor blocker practolol (10 mg/kg i.v.) had no eft'ect on the hindquarter vasodiJation produced by TRH but totally blocked the increase in cardiac Index. In adrenal demedullated rats, the systemic hemodynamic eft'ects ofi.c. v. TRH were dimlnished along with the decrease in renal blood flow and lncrease in renal vascular resistance; however, the iocrease in hfndquarter blood flow was attenuated only in adrenal demedullated rats pretreated with the sympathetlc blocker bretylium. The renal vasoconstriction induced by i.c. v. TRH was not abolished by renal denervation. In sinoaortic debufl'ered rats, the pressor, tachycardic, and mesenteric vasoconstrictor responses to centrally administered TRH were significantly potentiated. Taken together, these data soggest that the putative rieurotransmitter TRH may play a role in central regulation of cardiac functions and organ blood flow distribution through both tbe sympathetic nerves and the adrenal medulla. A pivotal roJe for ß1-adrenoceptors in mediation ofhindquarter vasodilation ls also demonstrated.
The effect of the selective \(\mu\)-opioid agonist o-Ala\(^2\)-Me-Phe\(^4\)-Gly-ol'-enkephalin (DAGO), injected into the medial preoptic nucleus of hypothalamus, on cardiac output and regional blood flow was studied in the conscious rat and the effect of DAGO on renal sympathetic nerve activity and renal blood flow was studied in anesthetized rats. In conscious rats, injections of DAGO (1 or 10 nmol) into the preoptic nucleus increased the blood pressure in a dose-related manner. The maximum rises of mean arterial pressure and pulse pressure after the larger dose were +23 ± 5 mmHg (mean ±SEM, P < 0.01) and + 17 ± 3 mmHg(P < 0.01), respectively. A small dose (0.1 nmol) increased heart rate ( +47 ± 13 bpm, P < 0.05); thc 1 nmol dosc produced bradycardia (- 39 ± 11 bpm, P < 0.05), while the 10 nmol dose initially decreased heart rate ( -68 ± 15 bpm (P < 0.01) and then gradually increased heart rate to a maximum of + 74 ± 13 bpm, (P < 0.0 1). A long-lasting increase in cardiac output was also elicited by DAGO, with maximum changes after 1 and 10 nmol of + 14 ± 6% and +22 ± 7% (P < 0.01), respectively. B1ood flow in the hindquarters increascd after DAGO but the mesenteric and renal blood ftow decreased in a dose-related manner. Significant responscs in hindquarter and mesenteric blood fl.ow after DAGO were independent of systemic hemodynamic responses at the dose ofO.l nmol. The vascular resistance in the hindquarters significantly decreased after a small dose of DAGO while the larger doses dose-dependently increased mesenteric and renal vascular resistance. A crucial role of the sympathetic nervous system in the hemodynamic effects of DAGO was demonstrated: (1) by the profound activation of renal sympathetic nerve activity after injections of DAGO (I nmol/100 nl) into the preoptic nucleus, (2) by blockade of the pressor, tachycardic and regional hemodynamic effects of DAGO (I nmol) by the ganglion blocker ch1orisondamine (5 mg/kg i.v.). The results suggest that the pressor effect of DAGO in preoptic nucleus is due primarily to an increase in cardiac output. The differential changes in blood ftow in organs further suggest that the opioid \(\mu\)-receptors in the preoptic nucleus might be involved in the integration of peripheral blood ftow in the hypothalamus during affective behavior.