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Amplification of N-MYC is a poor prognostic and survival marker of neuroblastoma. To broaden the scope of knowledge in N-MYC cancer biology, interactors of N-MYC should be investigated. TFIIIC complex was identified as a new protein interacting partner of N-MYC. TFIIIC is a core component of RNAPIII transcription machinery which is important for the synthesis of tRNA genes. TFIIIC recognizes and binds to B-box located internal of tRNA genes which subsequently initiate the RNAPIII transcription process. Apart from the role in RNAPIII transcription machinery, TFIIIC is an architectural protein. TFIIIC binds to thousands of sites across the genome without RNAPIII and TFIIIB. These binding loci are known as Extra TFIIIC (ETC) sites at which TFIIIC perform its role in genome organization. However, knowledge of TFIIIC is mostly restricted to studies conducted in yeasts, the exact function of TFIIIC and how it regulates N-MYC remains to be elucidated. To obtain a better overview about TFIIIC functions, two TFIIIC subunits (TFIIIC5 and TFIIIC2) which represent sub-complexes A and B were chosen for investigation. ChIP-seq experiment of RNAPIII transcription machinery was performed. It showed that both TFIIIC subunits functioned together as a complex. Next, joint binding sites of two TFIIIC subunits and N-MYC were identified. The data revealed that co-occupancies between N-MYC and TFIIIC subunits had different preference on genomic distribution. Furthermore, TFIIIC5 exhibited strong binding association with architectural proteins RAD21 and CTCF whereas TFIIIC2 was only modestly enriched with these two proteins. Both TFIIIC subunits showed equal but weak enrichment with accessory protein CAPH2. Despite the weak association with other architectural proteins, TFIIIC2 binds preferentially to repetitive elements SINE. In order to understand how TFIIIC5 affects other architectural proteins in chromatin binding, cells were depleted of TFIIIC protein upon doxycycline induction of shRNA. N-MYC binding was not affected. Yet, 50% reduction of RAD21 binding to joint N-MYC/TFIIIC sites was noticed. CAPH2 binding was increased at some joint sites while some did not respond. Lastly, CTCF did not show changes in binding under the effect of TFIIIC5 knockdown. In summary, the data indicated TFIIIC subunits from different sub-complexes diverge in functions other than tRNA synthesis. The association of TFIIIC5 with architectural proteins and TFIIIC2 with SINE elements were suggested to be distinct mechanisms to regulate N-Myc directly or indirectly.
In dieser Studie wird die biomechanische Stabilität des anterioren subkutanen Fixateur Interne (USS II Polyaxiales- bzw. Click’X System) zur Stabilisierung der vorderen Beckenringverletzung mit der des supraacetabulären Fixateur Externe verglichen.
An 36 Beckenmodellen aus Polyurethanschaum wurden instabile Beckenringverletzungen generiert. Diese wurden zunächst posterior mit je zwei sakroiliakalen Schrauben und anterior jeweils mit einem der drei genannten Fixateure versorgt und dann im Einbeinstand für je 1000 Zyklen mit 300, 400 und 500 N be- und entlastet.
Statistisch zeigt sich zwischen den drei Gruppen kein signifikanter Unterschied für die Stabilität.
Mit geringeren Komplikationsraten und vergleichbarer Stabilität bietet der anteriore subkutane Fixateur Interne klinisch sowie biomechanisch eine Alternative zum Fixateur Externe.
Zudem besteht die Forderung nach einem für die Beckenringfixation konzipierten subkutanen Fixations-System, das unerwünschte Bewegungsfreiheiten des Titanbügels verhindert und damit Risiken für die Patienten minimiert.
This thesis contributes to the understanding of the labor market effects of international trade, with a focus on the effects on wage and earnings inequality. The thesis draws on high-quality micro data and applies modern econometric techniques and theoretical concepts to improve our understanding of the distributional effects of international trade. The thesis focuses on the effects in Germany and the USA.
Die primäre Nebenniereninsuffizienz stellt ein seltenes Krankheitsbild dar, welches mit einem Mangel an Kortisol in Folge eines defekten bzw. fehlenden Nebennierenrindengewebes einhergeht. Im Rahmen eines autoimmun polyglandulären Syndroms Typ 2 (APS 2) können, neben anderen Kombinationsmöglichkeiten, eine primäre Nebenniereninsuffizienz (NNRI) zusammen mit einem Diabetes mellitus Typ 1 vorliegen. Bisher wenig bis gar nicht beleuchtet ist der Einfluss dieser Erkrankungen auf die kardiopulmonale Leistungsfähigkeit aus sportmedizinischer Sicht. Mit Kortisol als ein komplexer Modulator verschiedenster Stoffwechselprozesse und Anpassungen des Körpers an physische wie psychische Belastung ist ein entsprechender Einfluss auf kardiopulmonale Belastungsgrößen zu vermuten.
In der hier vorgestellten Arbeit wurde ein Testprotokoll zur standardisierten und vergleichbaren körperlichen Belastung auf einem Fahrradergometer erstellt und Patienten mit primärer NNRI, APS 2, Diabetes Typ 1 sowie gesunde Kontrollprobanden mittels dieses Protokolls körperlich belastet. Dabei wurden unter kontinuierlicher spirometrischer und elektrokardiographischer Überwachung verschiedene Parameter der Herzfrequenzvariabilität sowie die Slow Component der Sauerstoffaufnahme (SCVO2) beleuchtet und zwischen den einzelnen Gruppen verglichen.
Bei den im Rahmen dieser Arbeit erhobenen HRV-Parametern in Ruhe, bei körperlicher Belastung und in der anschließenden Erholungsphase konnte kein signifikanter Unterschied zwischen den Probandengruppen gesehen werden.
Für die SCVO2 zeigte sich ein signifikanter (p<0,05) Unterschied zwischen Diabetikern und Nicht-Diabetikern. Probanden mit Diabetes wiesen dabei signifikant niedrigere Werte der SCVO2 auf im Vergleich zu Probanden ohne Diabetes. Darüber hinaus zeigte sich eine negative Korrelation zwischen dem HbA1c und der SCVO2.
Ursächlich hierfür könnte ein verändertes Rekrutierungsverhalten von Skelettmuskelfasern sein, wobei zur genaueren Beleuchtung weitere Untersuchungen notwendig sind.
The present dissertation aims to shed light on different mechanisms of socio-emotional feedback in social decision-making situations. The objective is to evaluate emotional facial expressions as feedback stimuli, i.e., responses of interaction partners to certain social decisions. In addition to human faces, artificial emojis are also examined due to their relevance for modern digital communication. Previous research on the influence of emotional feedback suggests that a person's behavior can be effectively reinforced by rewarding stimuli. In the context of this dissertation, the differences in the feedback processing of human photographs and emojis, but also the evaluation of socially expected versus socially unexpected feedback were examined in detail in four studies. In addition to behavioral data, we used the electroencephalogram (EEG) in all studies to investigate neural correlates of social decision-making and emotional feedback.
As the central paradigm, all studies were based on a modified ultimatum game. The game is structured as follows: there is a so-called proposer who holds a specific amount of money (e.g., 10 cents) and offers the responder a certain amount (e.g., 3 cents). The responder then decides whether to accept or reject the offer. In the version of the ultimatum game presented here, different types of proposers are introduced. After the participants have accepted or rejected in the role of the responder, the different proposers react to the participant’s decision with specific emotional facial expressions. Different feedback patterns are used for the individual experiments conducted in the course of this dissertation.
In the first study, we investigated the influence of emotional feedback on decision-making in the modified version of the ultimatum game. We were able to show that a proposer who responds to the acceptance of an offer with a smiling face achieves more accepted offers overall than a control proposer who responds to both accepted and rejected offers with a neutral facial expression. Consequently, the smile served as a positive reinforcement. Similarly, a sad expression in response to a rejected offer also resulted in higher acceptance rates as compared to the control identity, which could be considered an expression of compassion for that proposer. On a neuronal level, we could show that there are differences between simply looking at negative emotional stimuli (i.e., sad and angry faces) and their appearance as feedback stimuli after rejected offers in the modified ultimatum game. The so-called feedback-related negativity was reduced (i.e., more positive) when negative emotions appeared as feedback from the proposers. We argued that these findings might show that the participants wanted to punish the proposers by rejecting an offer for its unfairness and therefore the negative feedback met their expectations. The altered processing of negative emotional facial expressions in the ultimatum game could therefore indicate that the punishment is interpreted as successful. This includes the expectation that the interaction partner will change his behavior in the future and eventually make fairer offers.
In the second study we wanted to show that smiling and sad emojis as feedback stimuli in the modified ultimatum game can also lead to increased acceptance rates. Contrary to our assumptions, this effect could not be observed. At the neural level as well, the findings did not correspond to our assumptions and differed strongly from those of the first study. One finding, however, was that the neural P3 component showed how the use of emojis as feedback stimuli particularly characterizes certain types of proposers. This is supported by the fact that the P3 is increased for the proposer who rewards an acceptance with a smile as well as for the proposer who reacts to rejection with a sad emoji compared to the neutral control proposer.
The third study examined the discrepancy between the findings of the first and second study. Accordingly, both humans and emojis representing the different proposers were presented in the ultimatum game. In addition, emojis were selected that showed a higher similarity to known emojis from common messenger services compared to the second study. We were able to replicate that the proposers in the ultimatum game, who reward an acceptance of the offer with a smile, led to an increased acceptance rate compared to the neutral control proposers. This difference is independent of whether the proposers are represented by emojis or human faces. With regard to the neural correlates, we were able to demonstrate that emojis and human faces differ strongly in their neural processing. Emojis showed stronger activation than human faces in the face-processing N170 component, the feedback-related negativity and the P3 component. We concluded that the results of the N170 and feedback-related negativity could indicate a signal for missing social information of emojis compared to faces. The increased P3 amplitude for emojis might imply that emojis appear unexpectedly as reward stimuli in a social decision task compared to human faces.
The last study of this project dealt with socially unexpected feedback. In comparison to the first three studies, new proposer identities were implemented. In particular, the focus was on a proposer who reacted to the rejection of an offer unexpectedly with a smile and to the acceptance with a neutral facial expression. According to the results, participants approach this unexpected smile through increased rejection, although it is accompanied by financial loss. In addition, as reported in studies one and three, we were able to show that proposers who respond to the acceptance of an offer with a smiling face and thus meet the expectations of the participants have higher offer acceptance rates than the control proposer. At the neuronal level, especially the feedback from the socially unexpected proposer led to an increased P3 amplitude, which indicates that smiling after rejection is attributed a special subjective importance.
The experiments provide new insights into the social influence through emotional feedback and the processing of relevant social cues. Due to the conceptual similarity of the studies, it was possible to differentiate between stable findings and potentially stimulus-dependent deviations, thus creating a well-founded contribution to the current research. Therefore, the novel paradigm presented here, and the knowledge gained from it could also play an important role in the future for clinical questions dealing with limited social competencies.
Leckagen im oberen Gastrointestinaltrakt sind mit zahlreichen und schwerwiegendsten Komplikationen verbunden. Mortalität, Morbidität und die Liegezeit im Krankenhaus konnten, trotz verbesserter chirurgischer Technik, bislang nicht wesentlich gesenkt werden. Inzwischen gibt es ein weites Spektrum an Therapiemöglichkeiten, die die konservativ-zuwartende Therapie unter Breitbandantibiose und Drainage bis hin zur operativen Revision, umfassen. Die chirurgische Intervention galt früher als Goldstandard, ist aber mit Operationsrisiken und verlängerter Rekonvaleszenz, insbesondere bei septischen und multimorbiden Patienten, verbunden. Bedingt durch eine unzureichende Studienlage kann das therapeutische Vorgehen bei einer Leckage im oberen Gastrointestinaltrakt nicht leitliniengerecht und evidenzbasiert erfolgen, sondern beruft sich auf situative Entscheidungen und die Erfahrungswerte der behandelnden Ärzte. In dem letzten Jahrzehnt haben die endoskopischen Therapieoptionen als Alternative zunehmend an Bedeutung gewonnen.
Primäres Studienziel war es, die endoskopische Vakuumtherapie als eine Therapiemöglichkeit bei Leckagen im oberen Gastrointestinaltrakt zu beschreiben, Ergebnisse zu bewerten und in den Kontext derzeitiger Studien in der Literatur zu setzen. Es wurden 45 Patienten retrospektiv, die im Zeitraum von 2012-2017 in dem Universitätsklinikum Würzburg mit der endoskopischen Vakuumtherapie behandelt wurden, untersucht. 31 Patienten mit einer Anastomoseninsuffizienz, 6 Patienten mit einer Perforation, 4 Patienten mit einer iatrogenen Perforation, 2 Patienten mit einer Nahtinsuffizienz und 2 Patienten mit einem Ulcus wurden endoskopisch vakuumtherapeutisch behandelt. Die Behandlungsdauer betrug im Durchschnitt 20 Tage und die Liegezeit 36 Tage. Die Abheilungsrate lag bei 91,1% bei einer Gesamtmortalität von 6,67%.
Mit der Studie gelang es zu zeigen, dass sich die endoskopische Unterdrucktherapie, trotz langer stationärer Behandlungsdauer, zur Therapie der Wahl bei Leckagen im oberen Gastrointestinaltrakt entwickeln kann. Es ist eine suffiziente und komplikationsarme Behandlungsmethode mit einer niedrigen Mortalitäts- und Morbiditätsrate. Es zeigt sich als eine vielversprechende Alternative zu primärverschließenden endoskopischen Interventionen (Fibrinkleber und Over-the-scope-Clips).
Detaillierte radio-morphologische Analyse der Sternumanatomie an einem chirurgischen Patientengut
(2020)
Hintergrund: Nach einer Sternotomie müssen die beiden Sternumhälften postoperativ wieder suffizient miteinander verbunden werden. Etablierte Sternum-Verschluss-Systeme fangen longitudinale Scherkräfte zwischen den beiden Sternumhälften nur eingeschränkt ab. Für die Entwicklung stabilerer Verschlusssysteme sind zusätzliche Informationen über die Sternumanatomie erforderlich.
Methode: Single-Center Kohortenanalyse von Patienten, die sich einer Sternotomie für einen elektiven chirurgischen Eingriff unterzogen haben. Datengrundlage waren die präoperativ angefertigten CT-Thorax-Aufnahmen sowie der postoperative klinische Verlauf. Mittels definierter Messpunkte wurden Länge, Wölbung, Breite und Dicke des Sternums sowie die Ausdehnung der angrenzenden Rippen und Interkostalräume erfasst. Weitere statistische Untersuchungen umfassten die Suche nach Korrelationen der einzelnen Sternummesswerte untereinander, die Überprüfung möglicher Einflussfaktoren auf die Sternumausdehnung (Geschlecht, Körpergröße, Alter, COPD-Erkrankung, BMI) sowie das Auftreten einer sternalen Wundheilungsstörung.
Ergebnis: Von insgesamt 120 Patienten lag eine CT-Bildgebung vor Sternotomie vor. Patienten mit vorbestehenden anatomischen Variationen und von einer longitudinalen medianen Sternotomie abweichendem Zugangsweg wurden ausgeschlossen, sodass 83 Patienten in die Analyse eingingen (51% weiblich; 73 ± 10 Jahre; 167 ± 9 cm). Aus jedem CT-Datensatz wurden 40 Messpunkte für jedes Sternum erhoben. Höhergradige Korrelationen der einzelnen Sternumparameter untereinander konnten nicht festgestellt werden. Den größten Einflussfaktor auf die Sternumanatomie stellt das Geschlecht dar. Körpergrößen-, alters- und gewichtsspezifische Modulationen der Sternumanatomie sowie ein Einfluss durch eine COPD-Erkrankung konnten nicht nachgewiesen werden. 5 Patienten (6%) entwickelten postoperativ eine oberflächliche oder tiefe Wundheilungsstörung. Eine Aussage über Anatomie-bedingte Risikofaktoren für eine postoperative sternale Wundheilungsstörung kann aufgrund der kleinen Fallzahl nicht gemacht werden.
Schlussfolgerung: Die Größenausdehnung des Sternums in allen drei Raumebenen ist sehr individuell ausgeprägt. Die anhand der klinischen CT-Bildgebung erarbeitete Datenmatrix ist Grundlage für die Konfektionierung neuer Verschluss-Systeme für den operativen Sternumverschluss.
Die bipolare Störung ist eine schwere und weit verbreitete psychiatrische Erkrankung, die durch wiederkehrende Manien und Depressionen gekennzeichnet ist. Eine Manie zeichnet sich unter anderem durch eine situationsinadäquat aufgehellte Stimmung, Hyperaktivität und Verlust sozialer Hemmungen aus, während die Depression durch gedrückte Stimmung, Interessenverlust, Freudlosigkeit, Antriebsverminderung und Konzentrationsstörungen gekennzeichnet ist. Zwischen diesen Episoden durchlaufen Patienten Phasen mit Stimmungsnormalisierung („Euthymie“), oft ohne schwere kognitive Defizite oder andere residuelle Symptome. Bisherige Studien über zugrunde liegende neuronale Mechanismen haben ein Konsens-Modell zur Krankheitsentstehung hervorgebracht, welches von einer Störung in der Frühentwicklung von an der Emotionsregulation beteiligten Strukturen ausgeht, was in eine verminderte Konnektivität zwischen präfrontalen Strukturen und Strukturen des limbischen Systems mündet. Dies wiederum führt zu einer gestörten präfrontalen Regulation limbischer Gehirnareale und somit zu einem Verlust der emotionalen Homöostase, was die Patienten der Gefahr aussetzt, extreme Stimmungszustände zu entwickeln und zwischen diesen zu wechseln. Auch weil Zusammenhänge zwischen genetischen Veränderungen und funktioneller Neuroanatomie noch unklar bleiben, fokussiert sich ein Teil der Forschung auf verschiedene exekutive und kognitive Gehirnfunktionen, deren Einschränkung entscheidend zum heterogenen Erscheinungsbild der Erkrankung beitragen kann. Ein Beispiel einer exekutiven Funktion stellt der multidimensionale Persönlichkeitsfaktor Impulsivität mit seiner Operationalisierung Antworthemmung dar. Dem gegenüber kann beispielsweise das Arbeitsgedächtnis als zentrale kognitive Funktion herangezogen werden. Dabei steht die Frage im Zentrum, ob Defizite solcher Funktionen eher phasenabhängig (engl. „state“) oder vielmehr als überdauernder Wesenszug (engl. „trait“) der Erkrankung vorhanden sind.
Das Ziel dieser Studie war, Unterschiede in Antworthemmung und Arbeitsgedächtnis zwischen akut kranken Patienten, gesunden Kontrollen und denselben Patienten im remittierten Zustand zu erfassen. Um die Antworthemmung zu untersuchen, wurde ein kombiniertes Go-/NoGo- und Stopp-Signal-Paradigma angewandt und Unterschiede in den abhängigen Variablen Reaktionszeit, Stopp-Signal-Reaktionszeit (SSRT), Auslassungsfehler und Aktionsfehler ausgewertet. Für das Arbeitsgedächtnis wurde eine verbale N-Back-Aufgabe mit den Schwierigkeitsstufen 1-, 2- und 3-Back angewandt und ebenfalls Unterschiede in den abhängigen Variablen Reaktionszeit, Auslassungsfehler und Aktionsfehler ausgewertet. Während beider Paradigmen wurde die Frontalhirnaktivität mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie untersucht und verglichen. Es wurden 36 bipolare Patienten in Depression während eines stationären Aufenthaltes auf unserer Schwerpunktstation für bipolare Störungen rekrutiert und gemessen, von denen 15 Patienten für eine Wiederholungsmessung in Remission rekrutiert werden konnten. Die Kontrollgruppe umfasste 30 Probanden.
Beim Blick auf die Ergebnisse zeigten die Patienten in der akuten depressiven Krankheitsepisode signifikant schwächere Leistungen in Form von langsameren Reaktionszeiten und höheren Fehlerquoten in den Aufgaben sowohl zur Antworthemmung als auch zum Arbeitsgedächtnis. In Remission hingegen zeigten sich unterschiedliche Ergebnisse. Während in der Antworthemmung kein Unterschied zu den Kontrollen mehr messbar war, zeigten die Patienten in der N-Back-Aufgabe zwar eine verbesserte Leistung als in Depression im Hinblick auf Auslassungsfehler, verglichen mit den Kontrollen dennoch signifikant langsamere Reaktionszeiten. Die Auswertung der Bildgebungsdaten brachte folgende Ergebnisse hervor: In der Untersuchung der Patienten in Depression konnten in der Antworthemmung keine und im Arbeitsgedächtnis nur geringe Unterschiede festgestellt werden. Dagegen wiesen die Patienten in Remission deutliche Defizite in der präfrontalen Gehirnaktivierung auf.
Werden alle Ergebnisse im Gesamtzusammenhang und auch vor dem Hintergrund vorhandener Studien interpretiert, ergibt sich folgendes Bild: Defizite in der Antworthemmung als exekutive Funktion und als ein objektiv gemessenes Maß der Impulsivität stellen eher ein State-Merkmal sowohl der bipolaren Manie als auch der bipolaren Depression dar und erreichen in Remission wieder den Normalzustand. Umgekehrt können Defizite im Arbeitsgedächtnis als kognitive Funktion bei zwar verbesserter Fehlerrate, jedoch weiterhin erhöhter Reaktionszeit in Remission eher als Trait-Merkmal angesehen werden. Dabei ist es möglich, dass kognitive Funktionen negativ durch einen längeren, insgesamt schwereren Krankheitsverlauf beeinträchtigt werden. Für die Bildgebungsdaten kann keine eindeutige Interpretation formuliert werden, dennoch geben insbesondere die Ergebnisse der Patienten in Remission Hinweise darauf, dass eine verringerte präfrontale Aktivierung ein Trait-Merkmal der Erkrankung darstellen könnte.
MC ist eine seltene, lebensbedrohliche Erkrankung mit einer bisher unvollständig verstandenen Pathogenese. Die zugrundeliegenden ACTH-produzierenden Adenome beherbergen in 35-62% somatische Mutationen imUSP8 Gen. Die aktivierenden Mutationen machen USP8 hyperaktiv und verhindern damit den Abbau von Zielproteinen. Ziel dieser Studie war es, den Einfluss von USP8-Mutationen auf Proteine, die in MC dereguliert sind, zu identifizieren. Zudem wird untersucht, ob es Zusammenhänge der klinischen Daten bei Patienten mit bekanntem Mutationsstatus gibt. Für die Analyse der klinischen Daten wurden Patienten eingeschlossen, die sich zwischen 1997 und 2016 einer transsphenoidalen Operation in der Uniklinik Hamburg, Würzburg oder Erlangen unterzogen haben. Die Daten wurden von 125 unterschiedlichen Patienten mit 127 corticotropen Tumoren ausgewertet (34 USP8 mutiert, 93 USP8 WT). Von dem obengenannten Patientenkollektiv der ACTH-produzierenden Tumore für die Auswertung der klinischen Daten, lagen uns insgesamt Proben von 78 dieser Tumore zur immunhistochemischen Färbung vor. Zudem wurde weitere Proben von Hypophysenadenomen und normalen Hypophysen als Vergleichsgruppe gefärbt und untersucht. Insgesamt wurden 111 Hypophysenadenome sowie 5 normale Hypophysen untersucht. Die bereits mit MC assoziierten deregulierten Proteine (USP8, EGFR, P27/Kip1, Cyclin E, CRHR1,AVPR1b, TR4, HSP90, CREB, pCREB, PKA) wurden immunhistochemisch untersucht. Während bei den USP8 mutierten Tumoren die Patienten zu 100% weiblich waren, ergab die relative Häufigkeit der Frauen bei den WT Tumoren nur 62%.Die Patienten mit USP8 Mutation waren bei der ED des MC im Schnitt 10 Jahre jünger als die vom WT Der basale präoperative Cortisolspiegel zeigte sich signifikant höher in mutierten Tumoren und die ACTH-Spiegel ergaben ähnliche Werte bei WT und mutierten Hypophysenadenomen. Die Tumorgröße war signifikant kleiner in den USP8mutierten Adenomen. Während die Invasivitätsrate der Tumore sich ähnlich zeigte, lag bei den WT Adenomen signifikant häufiger eine subtotale Resektion des Tumors vor als bei den mutierten Tumoren vor. Die Rezidivrate ergab keinen signifikanten Unterschied. Während die meisten der mittels Immunhistochemie untersuchten Proteine keinen Unterschied in der Expression zwischen USP8 mutierten und WT Tumoren zeigten, war der Zellzyklusinhibitor p27/Kip1 signifikant reduziert in mutierten Tumoren Im Gegensatz dazu, zeigte sich das Chaperon HSP90 im Nukleus stärker exprimiert und die Phosphorylierung des Transkriptionsfaktor CREB war erhöht in mutierten Tumoren im Vergleich zum WT .Das lässt vermuten, dass p27/Kip1, HSP90 und pCREB direkte oder indirekte Zielproteine von USP8 sind und daher potenzielle Ziele für therapeutische Ansätze bei Patienten mit MC sein könnten.
Die Calcineurin/NFAT-Signalkaskade spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung einer kardialen Hypertrophie. Im Zytoplasma von Kardiomyozyten wird die Phosphatase Calcineurin nach Stimulierung der Zellen, z. B. durch Dehnungsreize, Angiotensin II (Ang II) oder Endothelin I (ET-1), und einen daraus folgenden intrazellulären Ca2+-Strom aktiviert. Dies führt zur Dephosphorylierung von NFAT und zu dessen nukleärer Translokation. In früheren Arbeiten von Ritter et al. wurden sowohl eine nukleäre Lokalisationssequenz (NLS) als auch eine nukleäre Exportsequenz (NES) innerhalb von Calcineurin identifiziert, die den Transport von Calcineurin zwischen dem Zytoplasma und dem Nukleus ermöglichen. Basierend auf diesen Ergebnissen wurde das Import Blocking Peptid (IBP) entwickelt. Dieses Peptid entspricht der NLS von Calcineurin und blockiert die Calcineurin-Bindungsstellen des Shuttleproteins (Karyopherins) Importin β1. So wird die Translokation von Calcineurin in den Nukleus unterbunden und die Signalkaskade zur Aktivierung von Hypertrophie-Genen in Kardiomyozyten unterbrochen. Dabei blieb die Phosphatase-Aktivität von Calcineurin unbeeinflusst. Eines der Ziele dieser Arbeit war, IBP weiter zu optimieren und den „proof of principle“ auch in vivo zu führen. Hierfür wurden u. a. ein geeignetes Lösungsmittel bestimmt (biokompatibel und an die Peptidcharakteristika angepasst), die Peptidstruktur modifiziert (Erhöhung der Spezifität/Wirksamkeit) und die erforderliche Dosis weiter eingegrenzt (Belastungs- und Kostenreduktion). Unter Verwendung einer TAMRA-markierten Wirkstoffvariante konnten der Weg des Peptids in Mäusen nachverfolgt und die Ausscheidung quantifiziert werden.
Aufbauend auf den Ergebnissen von Burkard et al., die die Entstehung einer konstitutiv-aktiven und nukleären Calcineurin-Isoform nach proteolytischer Spaltung durch Calpain nachwiesen, wurde die Rolle von Calcineurin im Zellkern genauer untersucht. Außerdem sollte die Frage beantwortet werden, wie (über Calcineurin?) die Herzmuskelzelle zwischen Calciumschwankungen im Zuge der Exzitations-Kontraktions-Kopplung (ECC) und vergleichsweise schwachen Calciumsignalen zur Transkriptionsteuerung unterscheidet. Mit Hilfe von nukleären Calcineurin-Mutanten, die einen Defekt in der Ca2+-Bindung aufwiesen, konnte die Bedeutung von Calcineurin als Calciumsensor für die NFAT-abhängige Transkription nachgewiesen werden. Im Mausmodell waren unter Hypertrophie-Bedingungen die Ca2+-Transienten in der nukleären Mikrodomäne signifikant stärker als im Zytosol, wodurch die Hypothese, dass die Aktivierung der Calcineurin/NFAT-Signalkaskade unabhängig von zytosolischem Ca2+ erfolgt, gestützt wird. Messungen von nukleären und zytosolischen Ca2+-Transienten in IP3-Sponge-Mäusen zeigten im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen keine Erhöhung des Ca2+-Spiegels während der Diastole, was auf eine Rolle von Inositoltrisphosphat (IP3) in der Signalkaskade deutet. Außerdem zeigten isolierte Zellkerne ventrikulärer adulter Kardiomyozyten eine erhöhte Expression des IP3-Rezeptors 2 (IP3R2) nach Ang II-Stimulierung. Diese gesteigerte Expression war abhängig von der Calcineurin/NFAT-Kaskade und bestand sogar
3 Wochen nach Entfernung des Ang II-Stimulus fort. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass nukleäres Calcineurin als ein Ca2+-Sensor agiert, dass die lokale Ca2+-Freisetzung im Kern über IP3-Rezeptoren detektiert wird und dass dies im Zusammenspiel mit NFAT die Transkription von Hypertrophiegenen initiiert.
