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Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem aktuellen Stand der Forschung in Bezug auf den Vergleich der bildgebenden Modalitäten der fetalen Magnetresonanztomographie (MRT) und der Neurosonographie (NSG). Zu Beginn wird ein Überblick über den Mutter- Kind- Pass sowie den wichtigsten fetalen Anomalien des zentralen Nervensystems (ZNS) gegeben. Im Hauptteil werden die beiden Untersuchungen erläutert, die ausgewählten Studien ausgearbeitet und deren Ergebnisse tabellarisch präsentiert. Ziel der Arbeit: Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist einerseits die Beantwortung beider Forschungsfragen, inwiefern die MRT vorhergegangene neurosonographische Befunde bestätigen, widerlegen oder erweitern kann und was diese Ergebnisse für die MRT in Bezug auf die klinische Anwendung bedeuten. Des Weiteren soll über beide Modalitäten informiert und etwaige Herausforderungen aufgezeigt werden. Methode und Material: Um die Forschungsfragen zu beantworten, wurde eine umfassende Studienrecherche vorgenommen. Dabei wurde die Internetdatenbank PubMed verwendet. Als Filter dienten der Zeitraum von 2013 bis 2022 und das Schlagwort „fetal neurosonography“. Einschlusskriterien waren das Publikationsjahr, die Verwendung eines 1,5T- Tomographen und das Vorhandensein eines Vergleichs der Ergebnisse beider Modalitäten. Ergebnisse: Die Übereinstimmung von MRT und NSG sowie der ergänzende Wert der MRT variieren in den Studien und scheinen pathologieabhängig zu sein. Nichtsdestotrotz hat die MRT in allen Studien entweder Befunde geändert oder zusätzliche Pathologien aufgedeckt. Diskussion: Die NSG stellt den momentanen Goldstandard für Untersuchungen des ZNS beim Feten dar. Da die Sonographie bei bestimmten Einflüssen an ihre Grenzen gelangt, wird in diesen Fällen und zusätzlich bei unsicherem Befund eine ergänzende MRT- Untersuchung empfohlen. This thesis deals with the current state of research regarding the comparison of two imaging modalities of fetal magnetic resonance imaging (MRT) and neurosonography (NSG). At the beginning, an overview of the mother-child booklet and the most important fetal central nervous system (CNS) anomalies is given. In the main part, the two examinations are explained, the selected studies are elaborated and their results are presented in tabular form. Aim: The aim of the present work is on the one hand to answer the two research questions to what extent MRI can confirm, refute or extend previous neurosonographic findings and what these results mean for MRI in terms of clinical application. Furthermore, information on both modalities will be provided and potential challenges identified. Methods and materials: To answer the research questions, a comprehensive study search was conducted. The internet database PubMed was used for the study search. The period from 2013 to 2022 and the keyword "fetal neurosonography" served as filters. Inclusion criteria were year of publication, use of a 1.5T- tomograph, and presence of a comparison of results from both modalities. Results: The agreement of MRI and NSG, as well as the additional value of MRI, vary across studies and appear to be pathology dependent. Nevertheless, MRI either changed findings or revealed additional pathology in all studies. Discussion: NSG represents the current gold standard for CNS examinations in the fetus. Since sonography reaches its limits in certain conditions, complementary MRI is recommended in these cases and additionally in cases of uncertain findings.

Die vorliegende Arbeit behandelt im ersten Teil die theoretischen Grundlagen der Neuritis Nervi Optici (NNO) sowie den Zusammenhang der NNO mit chronisch entzündlichen, demyelinisierenden Erkrankungen des Zentralen Nervensystems (ZNS) in Form eines freien Literatur-Reviews. Besonderes Augenmerk des Theorieteils liegt dabei auf der Multiplen Sklerose (MS), den Neuromyelitis Optica Spektrumerkrankungen (NMOSD) und der Myelin-Oligodendrozyten-Glykoprotein Antikörpererkrankung (MOGAD) mit Bezug auf klinische, radiologische und laborchemische Unterschiede sowie Gemeinsamkeiten der einzelnen, mit der NNO assoziierten Entitäten. Die NNO tritt sowohl als monophasisches Ereignis, als auch im Rahmen chronisch neurologischer Erkrankungen auf. Die sorgfältige Abklärung im Rahmen des Erstereignis ist somit wichtig, um frühzeitig rezidivierende Formen bzw. Grunderkrankungen der NNO aufzudecken und diese zu behandeln. Die neuen Krankheitsentitäten NMOSD und MOGAD, welche mit der NNO in Verbindung stehen, sowie die veränderten Diagnosekriterien der MS sind nur unzureichend in bisherigen Publikationen berücksichtigt und erschweren somit die Prognoseeinschätzung einer individuell auftretenden NNO. In der vorliegenden Arbeit wurden dazu die Krankheitsverläufe von 119 Patient:innen mit initialer NNO ausgewertet, welche im Zeitraum von 01.01.2009 bis 31.07.2020 am Kepler Universitätsklinikum (KUK) behandelt wurden. Dabei wurden die Daten der Patient:innen über einen durchschnittlichen Beobachtungszeitraum von 8,44 Jahren mittels retrospektiver Datenanalyse ausgewertet. Primäres Ziel war es zu eruieren, wie häufig eine NNO als monophasisches, isoliertes Ereignis auftritt und wie häufig eine chronisch entzündliche, demyelinisierende Erkrankung des ZNS der NNO zugrunde liegt. Es wurden im Beobachtungszeitraum 67 Fälle einer MS diagnostiziert. In 11 weiteren Fällen konnten Vorstufen der MS ohne die vollständige Erfüllung der MS-Kriterien, wie ein klinisch isoliertes Syndrom (CIS) oder ein demyelinisierendes Ereignis unklarer Signifikanz (DEUS), festgestellt werden. In 2 Fällen trat eine NMOSD und in 6 Fällen eine MOGAD auf. Zudem wurde je ein Fall einer Chronic Relapsing Inflammatory Optic Neuropathy (CRION) und einer Neurosarkoidose identifiziert. In 31 Fällen blieb die Diagnose einer isoliert aufgetretenen NNO im Beobachtungszeitraum bestehen. Mittels deskriptiver Statistik wurden zudem Daten zur neurologischen Bildgebung, zu Liquorbefunden, zu serologischen Antikörperbestimmungen und zum klinischen Krankheitsverlauf ausgewertet. Anhand der gewonnenen Daten soll eine individuelle Risikobewertung und Prognoseabschätzung für die Entwicklung einer chronisch entzündlichen, demyelinisierenden Erkrankung des ZNS nach Auftreten einer initialen NNO ermöglicht werden. Bei Vorliegen negativer Oligoklonaler Banden (OKB) und initial unauffälliger Bildgebung blieb die Diagnose einer isolierten NNO in 46,51% der Fälle über den Beobachtungszeitraum bestehen. The following master thesis is composed of the NNO-KUK-2021-Study and a literature review covering the theoretical basics of Optic Neuritis (ON) and its relation to chronic inflammatory, demyelinating diseases of the Central Nervous System (CNS). The main focus of the review is on Multiple Sclerosis (MS), Neuromyelitis Optica Spectrum Disease (NMOSD) and the Myelin-Oligodendrocyte-Glycoprotein Antibody Disease (MOGAD) concerning clinical, radiological and laboratory differences and similarities. ON is observed as a monophasic, idiopathic episode but can also be associated to chronic, neurological diseases. A profound diagnostic verification is necessary to diagnose relapsing ON or an underlying disease. Recently discovered entities associated to ON like NMOSD and MOGAD, as well as the updated diagnostic criteria for MS are not yet included in scientific literature all through. Therefore, the prognosis of an individual ON exhibits a lack of accuracy. The NNO-KUK-2021-Study was conducted between 2021 and 2022 at the Kepler Universitätsklinikum (KUK). Data from 01/01/2009 to 07/31/2020 of 119 patients was collected, the average observational period was 8,44 years. The collected data was analyzed with descriptive statistics. The primary issue of the study was to evaluate the current number of patients with ON at the KUK and furthermore to evaluate the frequency of ON as a monophasic, idiopathic incident as well as the frequency of ON occurring on basis of an associated chronic, neurological disease. During the observational period, 67 cases of MS and 11 cases of patients with conditions related to MS but without fulfilling the diagnostic criteria of MS were reported. Two cases of NMOSD, six cases of MOGAD, one Chronic Relapsing Inflammatory Optic Neuropathy (CRION) and one Neurosarcoidosis were reported in the study. In 31 cases the diagnosis remained an isolated ON. Furthermore, data of neurological imaging, findings on cerebrospinal fluid, serological antibody status and reports of the clinical disease course were analyzed with descriptive statistics. The outcome should provide data to assess the individual risk of developing chronic inflammatory, demyelinating disease of the CNS in patients with ON. There was a 46,51% probability that an ON occurred as a monophasic event when a normal MRI scan was performed and negative Oligoclonal Bands were detected in a patient at onset. eingereicht von Manuel Weinmann, BSc Masterarbeit Universität Linz 2022

Die Inzidenz von ZNS-Metastasen steigt und ihre Diagnose stellt sowohl Patienten als auch Ärzte vor viele Herausforderungen. Zu den häufigsten Primärtumoren gehören das Bronchialkarzinom, das Mammakarzinom, das Nierenzellkarzinom, das gastrointestinale Karzinom und das maligne Melanom. Die ZNS-Metastasen bleiben asymptomatisch oder äußern sich durch verschiedenste klinisch neurologische Symptome oder Syndrome. Goldstandard in der bildgebenden Diagnostik ist die kontrastmittelgestützte MRT, eine endgültige Diagnose liefert die histopathologische Untersuchung des Gewebes. Die Prognose der Patienten lässt sich derzeit mit Hilfe des unterschiedlicher Scores einschätzen. Die Therapieoptionen der ZNS-Metastasen umfassen die Chirurgie, die Radiotherapie, die systemische Therapie und die supportive symptom-orientierte Therapie. Aufgrund der limitierten Prognose der Patienten spielt die Lebensqualität, hier unter anderem der Erhalt der Neurokognition, eine wichtige Rolle aus der Patienten-Perspektive. Das Ziel dieser Arbeit war eine Darstellung des Patientenkollektivs, das im Zeitraum 2005-2012 an der Universitätsklinik Tübingen wegen einer ZNS-Metastase neurochirurgisch resiziert wurde mit einer Analyse der prä- und postoperativen Behandlungspfads. Diese Erkenntnis soll dazu dienen, die vorhandenen interdisziplinären Strukturen zu analysieren und Optimierungswege zu identifizieren. Es wurde eine retrospektive Erfassung und deskriptive Analyse der Daten durchgeführt. Im besagten Zeitraum wurden 348 Patienten an einer oder mehreren ZNS-Metastasen operiert und in die Untersuchung eingeschlossen. Die häufigsten Primärtumoren in unserer Kohorte waren das maligne Melanom, das Mammakarzinom und das Bronchialkarzinom. Die meisten Patienten hatten eine singuläre Metastase. 87,8% der Patienten hatten einen Karnofsky-Index von mindestens 70%. 18,1% der Patienten erhielt die Diagnose der ZNS-Metastase zeitgleich mit der des Primarius und bei 92,0% wurden eine MRT durchgeführt. Bei 61,5% der Patienten war keine neurologische oder neuroonkologische Vorstellung dokumentiert, 12,3% wurden im Tumorboard des Zentrums für Neuroonkologie vorgestellt und 9,5% erhielten eine psychoonkologische Beratung. Keine neurokognitive Diagnostik wurde bei 93,9% der Patienten. Keine Liquorpunktion bei 81,9% durchgeführt. Einen epileptischen Anfall erlitten 20,1% der Patienten im Krankheitsverlauf. Patienten ohne epileptischen Anfall wurden zu 18,0% mittels EEG untersucht, Patienten mit generalisiertem Anfall zu 77,1% und Patienten mit fokalem Anfall zu 52,2%. Mehr Patienten wurde erst operiert und anschließend durch Bestrahlung oder Systemtherapie behandelt. Die Patientencharakteristika verdeutlichen die Heterogenität der malignen Tumorerkrankungen mit ZNS-Metastasen. Bei der Analyse zeigte sich, dass die Pfade äußerst heterogen waren. Einige Aspekte der Arbeit waren durch den retrospektiven Ansatz nur eingeschränkt aussagekräftig. Die rückwirkend häufig sehr schwierig nachzuvollziehenden Behandlungswege aufgrund der fehlenden Dokumentation trugen hierzu bei. Für eine Optimierung der Behandlungsqualität wird es wichtig sein, standardisierte Patienten-zentrierte Abteilungs-übergreifende Abläufe (vergleichbar zu den Abläufen für primäre ZNS-Tumoren) am Zentrum für Neuroonkologie zu implementieren und deren Einhaltung auch zu monitorieren. Ferner ist eine systematische Erhebung des Patient-reported outcome empfehlenswert. Als zentrale interdisziplinäre Kommunikationsplattform könnte auch für diese Patientinnen und Patienten das Tumorboard des Zentrums für Neuroonkologie dienen.

Psychiatrische Erkrankungen aus dem affektiven Formenkreis verursachen neben erheblichem individuellem Leid ebenso immense gesamtgesellschaftliche Schäden. Zur weiteren Erforschung dieser multifaktoriell verursachten Störungen werden im Rahmen der DFG geförderten Marburg-Münster Affective Disorder Cohort Studie (MACS) diverse genetische und molekulare Entstehungs- und Aufrechterhaltungsmechanismen untersucht. Zusätzlich zu neuen Behandlungsansätzen verfolgt die Forschungsgemeinschaft die Ziele, messbare Bioparameter als Ansatz für diagnostische Klassifizierungen sowie zur Therapiekontrolle zu entwickeln. Diese Dissertation verfolgt die Ziele, veränderte immunologische Parameter und hirnmorphologische Unterschiede zwischen gesunden und erkrankten Teilnehmern nachzuweisen und diese in einen statistischen Zusammenhang zu bringen. Hierzu wurden bei 609 Teilnehmern der MACS periphervenöse Blutproben mit Lipopolysaccharid (LPS) und anti-CD3/CD28-Antikörpern inkubiert. LPS induziert eine allgemeine proinflammatorische Immunantwort, wohingegen antiCD3/CD28-Antikörper eine T-Zell-spezifische Reaktion hervorrufen. Die ausgeschütteten Zytokine konnten via Durchflusszytometrie (Cytometric Bead Array, CBA) quantifiziert werden und spiegeln die allgemeine Kapazität und Reagibilität des Immunsystems wieder. Zusätzlich wurden Volumendaten diverser Zielstrukturen des zentralen Nervensystems, die mithilfe eines 3-Tesla-Magnetresonanztomographen bestimmt wurden, für diese Dissertation zur Verfügung gestellt. Während gesunde und erkrankte Männer nahezu identische Immunantworten zeigen, exprimieren gesunde Frauen signifikant höhere Konzentrationen der proinflammatorischen Zytokine (IL1-β, TNF-α, IFN-γ, IL17-α und IL12p70) als affektiv erkrankte Frauen. Hirnmorphologische Unterschiede lassen sich in bei den Seitenventrikeln, dem Thalamus und der Amygdala beidseits, dem linken Nucleus caudatus, dem rechten Nucleus accumbens und dem linken Hippocampus berechnen. Bei diesen Regionen stellen sich die Interaktionsfaktoren, die sich aus der Diagnose, dem Alter und/oder dem Geschlecht zusammensetzen, als signifikant dar. Ferner erweisen sich die Zytokine IL10 und TNF-α in der logistischen Regressionsanalyse als signifikante Einflussvariablen im Bezug auf die Zielvolumina: das Putamen beidseits, der linke Nucleus accumbens und der rechte Globus pallidus. Diese Ergebnisse unterstützen die Vermutung einer Schlüsselrolle des Immunsystems in der Ätiopathogenese affektiver Erkrankungen, die von vielen Forschergruppen bereits formuliert wurde. So konnten bereits Ursachen erhöhter Immunparameter, diverse Mechanismen der Interaktion mit dem ZNS und vielseitige Effekte der Zytokine auf die Hirnfunktion und die Hirnstruktur nachgewiesen werden. Diese Arbeit kann bedingt durch ihr Querschnittsdesign zwar keine Kausalbeziehung zwischen Zytokinen und Hirnvolumen nachweisen, liefert durch die signifikanten Assoziationen jedoch deutliche Anhaltspunkte für volumenreduzierende Effekte der Zytokine. Follow-Up-Untersuchungen oder andere longitudinale Studien sollten die immunmodulierenden Effekte der antidepressiven Medikation sowie des Rauchens mitberücksichtigen. Möglicherweise finden die in dieser Arbeit gemessenen Bioparameter zukünftig in Diagnostik und Therapie affektiver Erkrankungen Verwendung. Die heutzutage noch aufwendig zu therapierenden Leiden könnten dadurch effektiver geheilt und somit großer Schaden abgewendet werden., Psychiatric disorders of the affective spectrum not only cause serious individual suffering, but also tremendous socio-economic costs. Further research of the multifactorial genesis of these illnesses is provided by the DFG funded Marburg-Münster Affective Disorder Cohort Study (MACS). It focuses on the diverse genetical and molecular mechanisms underlying the genesis and maintaining of these disorders. Beside development of new treatment approaches, the research foundation strives to detect measurable biological parameters as a basis for diagnostical classification or as therapy control. This dissertation pursues the goal of detecting immunological and brain morphometric differences between healthy and ill subjects. Furthermore a statistically significant association between these parameters shall be detected. For this purpose peripheral venal blood of 609 participants of the MACS was incubated with lipopolysaccharide (LPS) and antiCD3/CD28-antibodies. LPS induces a general proinflammatory immune response, whereas antiCD3/CD28 gives rise to a specific T-cell response. The released cytokines were then quantified by a Cytometric Bead Array System (CBA). They reflect the general capacity and responsiveness of the immune system. Additionally, this dissertation incorporates volume data of multiple brain regions measured by a 3-tesla MRI. This data was provided by other members of the MACS. While healthy men and affected men show almost identical immune responses, healthy women show significantly higher concentrations of proinflammatory cytokines (IL1-β, TNF-α, IFN-γ, IL17-α und IL12p70) than their ill counterparts. Brain morphometric differences can be detected at the lateral ventricles, the thalamus, the amygdala, the left nucleus caudatus, the right nucleus accumbens und the left hippocampal region. The interaction factors related to the diagnoses, the age and/or the gender show significant values for these brain regions. Furthermore, in logistic regression model IL10 and TNF-α show significant influence on the target variables: Putamen, left nucleus accumbens and the right globus pallidus. These results strengthen the widely held assumption about a key role of the immune system in the etiopathogenesis of affective disorders. It goes in line with the findings of previous studies indicating various causes of elevated immune parameters, their diverse mechanisms of interaction with the brain and their broad effects on brain function and structure. The cross-sectional design of the present study does not allow for assuming a causal relationship between cytokines and brain volume. However, the results showing that cytokines are associated with the decreased brain volume are of great importance for the follow-up investigations or new longitudinal studies. In future research, it would be interesting to take into account the immune regulatory effects of antidepressant medication or smoking. Bioparameters measured in this work may contribute to the improvement of diagnostics and therapeutics of affective disorders in the future and thereby reduce the individual and social burden of this disease.

Vorgeschichte: Eine 55-jährige Patientin mit SLE wurde wegen einer fokal-proliferativen Lupusnephritis mit Cyclophosphamid nach dem Euro-Lupus-Schema, Prednison in absteigender Dosis und Hydroxychloroquin behandelt. Der Verlauf der Therapie war kompliziert durch eine Pneumonie, die sich aber unter[zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL], 44. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Rheumatologie (DGRh); 30. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädische Rheumatologie (DGORh); 26. Jahrestagung der Gesellschaft für Kinder- und Jugendrheumatologie (GKJR)

In dieser Arbeit wurden homoepitaktische stickstoffdotierte Zinkoxidschichten auf polaren und unpolaren Zinkoxid-Substraten, sowie homo- und heteroepitaktische Zinksulfidschichten auf ihre Photolumineszenzeigenschaften hin untersucht. Das Ziel war es den Einfluss des eingebauten Stickstoffs auf die Photolumineszenz von homoepitaktischen Zinkoxidschichten (ZnO) in Abhängigkeit von der Orientierung der verwendeten Zinkoxidsubstrate zu untersuchen. Während die Untersuchungen an Zinksulfid (ZnS) im Wesentlichen dazu dienten, die Herstellungsparameter im Sinne der Photolumineszenz zu optimieren, sowie die Photolumineszenzeigenschaften von homo- und heteroepitaktischen ZnS-Schichten zu vergleichen.Durch die Verwendung von ZnO-Einkristallsubstraten wurde erhofft, eine verbesserte Qualität der Epitaxieschichten und einen höheren Stickstoffeinbau zu erreichen als es bei früheren Arbeiten mit Saphirsubstraten auf GaN-Zwischenschichten der Fall war.Das Auftreten einer stickstoffabhänigen Donator-Akzeptor-Paar-Rekombination (DAP) mit einer Nullphonon-Lage bei 3,24 eV konnte bei den homoepitaktischen Proben bestätigt werden.Allerdings konnten die Erwartungen nicht erfüllt werden: Nach wie vor dominieren verschiedenste Donator-gebundene-Exzitonen die Photolumineszenzspektren. Die Donator-Akzeptor-Paar-Rekombination tritt nur sporadisch auf. Es konnten Hinweise darauf gewonnen werden, dass diese vorwiegend in Probenbereichen schlechter kristalliner Qualität zu finden sind. Zusätzlich konnte eine weitere, niederenergetischere DAP-Rekombination bei Verwendung a-planaren ZnO-Substrats beobachtet werden, was auf Komplexbildungen mit der Beteiligung von Stickstoff hindeutet.Ursprünglich wurde erwartet, dass sich die Gitteranpassung und die gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Substrat und der Epitaxieschicht bei der Homoepitaxie in einer besseren kristallinen Qualität der Schichten äußeren. Dies sollte sich auch positiv auf den Stickstoffeinbau auswirken. Eine Ursache dafür, dass dies nicht der Fall ist könnte darin gesehen werden, dass die höhere thermische Stabilität und Reinheit der bei der Heteroepitaxie verwendeten Substratmaterialien einen größeren Einfluss hat als die Gitterfehlanpassung und die thermische Ausdehnung. So liegt der Schmelzpunkt von GaN bei 2500 °C, der von ZnO jedoch bei 1970 °C. Eine stärkere Fehlstellendiffusion und Versetzungsbewegung vom Substrat in die Epitaxieschicht wären somit die Folge. Die in dieser Arbeit beschriebenen Experimente geben einen Hinweis darauf. Für eine vollständige Klärung der Situation müssten aber noch weitere Untersuchungsmethoden hinzugezogen werden. Andererseits belegt die Beobachtung der Polaritonen-Effekte und der Fabry-Perot-Interferenzen, dass es durchaus möglich ist, ZnO-Schichten in exzellenter Qualität durch die Molekularstrahlepitaxie herzustellen.Bei der Prozessierung von epitaktischen ZnS-Schichten wurde ein guter Schritt in die richtige Richtung gemacht - Auf der hetero- wie der homoepitaktischen Seite. Jedoch bleibt die Katalogisierung der Lumineszenzen in ZnS-Schichten weiterhin eine Aufgabe. Eine Korrelation zu Defekten und Verunreinigungen ist oft noch nicht eindeutig. Hierzu fehlen Dotierexperimente mit verschiedenen Elementen und in der Folge stöchiometrische Untersuchungen.

Trefoil peptide 3 (TFF3) reduces the expression of pro-inflammatory mediators in cultivated microglia Ann-Kristin Helmers, Jessica Spreu, Ralph Lucius, Uta Rickert Institutes of Anatomy Christian-Albrechts-University of Kiel Introduction: Trefoil factor 3 (TFF3) is a member of the trefoil peptide family characterized by a highly conserved motif containing 38-39 amino acids with 6 cysteine residues. Previous studies suggest an important role of the trefoil peptide family members in regeneration and the modulation of immune response of the gut (Hoffmann, 2009). Furthermore members support catabolic functions in diseased articular cartilage, activates matrix metalloproteinases and enhances apoptosis of articular cartilage chondrocytes (Rosler et al., 2010). TFF members have also been detected in the central nervous system by immunohistochemistry, especially in the cerebellum, the temporal cortex and the hippocampus (Hoffmann, 2009). In this study, we especially examied the function of TFF3 in cells of the central nervous system. Methods: Using RT-PCR and immunohistochemistry we investigated whether primary astrocytes or microglia express TFF3 and explored a possible regulation of TFF3-mRNA synthesis in inflamed microglia cells and astrocytes via quantitative PCR. To induce inflammation we utilized an in-vitro model of brain inflammation using lipopolysaccharide (LPS). Furthermore, we showed the influence of TFF3 on inflamed microglia. Therefore we measured the activation of microglia via quantification of mRNA synthesis of inducible NO synthase (iNOS) and cyclooxygenase 2 (Cox-2) and pro-inflammatory cytokines as interleukin-1β (Il-1β) and Interleuki-6 (Il-6) and tumornecrosisfactor-α (TNF-α). In addition we explored the influence of TFF3 on the quantitative Il-6 and TNF-α protein synthesis in inflamed microglia via ELISA. Finally, we investigated the intracellular signaling mechanisms triggered by TFF3 in inflamed microglia using Western blotting and immunocytochemistry. Results: RT-PCR and immunohistochemistry revealed expression and regulation by LPS of TFF3 in astrocytes, but expression in microglia was missing. Quantification of mRNA synthesis of iNOS, Cox-2 and pro-inflammatory cytokines such as Il-1β, Il-6 and TNF-α showed an inhibitory effect of TFF3 on inflamed microglia. Additionally, ELISA data demonstrated inhibition of protein synthesis of Il-6 and TNF-α. Signal transduction analysis data suggest a participation of NF-κB-signaling and a MAP-kinase pathway. Conclusion: Our results indicate that (i) cultivated astrocytes produce TFF3, which is able to (ii) decrease pro inflammatory mediators and cytokines of activated microglia cells. A major unanswered question is wether pharmacological inhibition of neuroinflammation, e.g. via TFF3, will be able to slow neurodegenerative diseases. Key words: TFF3, microglia, astrocytes, cytokines, inflammation, neuroprotection

Bacterial meningitis is the most severe and frequent infection of the central nervous system with a very high mortality rate and an adverse neurological outcome of the survivors. Antimicrobial peptides are an evolutionarily conserved component of the innate immune system of many species. Among others they play an important role in combating bacterial infection of the CNS. Treatment with antimicrobial peptides as adjuvant drugs could be a possible form of therapy after infections in the central nervous system (CNS). Antimicrobial peptides are expressed by glial cells, which play an important role in the innate immune system. The aim of this research was to investigate the antimicrobial protein psoriasin after a bacterial or viral infection in the CNS. The expression and function of psoriasin in glial cells were examined, because it was characterized insufficiently. Here it was shown the induction of psoriasin expression in the central nervous system after bacterial and viral stimuli. We used a pneumococcal meningitis in vivo model that revealed a S100A15 expression in astrocytes and meningeal cells. These results were confirmed by a cell based in vivo assay using primary rat glial and meningeal cell cultures. We investigate the S100A15 expression in glial and meningeal cells after a viral infection. In the next step the immunmodulatory functions of psoriasin were proofed. Microglia cells treated with recombinant psoriasin change their phenotype to an enlarged shape. Furthermore microglia and meningeal cells, treated with recombinant Psoriasin, showed an activation of the ERK signal transduction pathway. This study demonstrates that this activation of ERK depends on RAGE, the receptor for advanced glycation end products. An activation of astrocytes after a bacterial stimulation or a treatment with psoriasin occurred via the NFκB signaling pathway. This research indicates an occurrence of Psoriasin in CNS. Astrocytes and meningeal cells are able to express psoriasin after an infection in the CNS. But psoriasin has also immunmodulatory functions in the CNS. A possible involvement of Psoriasin as an antimicrobial protein that modulates the innate immune system after bacterial or viral stimuli was shown.

Das Proteasom ist das zentrale proteolytische System in eukaryontischen Zellen, welches die Mehrzahl der intrazellulären Proteine abbaut. Da viele essentielle Prozesse in der Zelle proteolytisch reguliert werden, besitzt das Proteasom eine außerordentliche biologische Bedeutung. Die Erforschung des Proteasoms im ZNS steht erst am Anfang, dennoch zeigen zahlreiche Untersuchungen, dass Inhibition bzw. Störung des Ubiquitin-Proteasom-Systems mit vielen neurologischen oder neurodegenerativen Erkrankungen einhergeht. Deshalb wurde in der vorliegenden Arbeit nach Veränderungen des Proteasoms in Entzündungsprozessen im ZNS am Beispiel der experimentellen autoimmunen Encephalomyelitis (EAE) in der Maus gesucht. Schwerpunkt der Untersuchungen war das Proteasom in Astrozyten. Astrozyten stellen die größte Gruppe unter den Gliazellen dar und besitzen vielfältige Funktionen, zu denen neben klassischen housekeeping Funktionen auch Aufgaben bei der Immunantwort zählen. Der enge und für Neurone essentielle Kontakt prädestiniert Astrozyten, neuronale Erkrankungen mit auszulösen und zu modulieren. In dieser Arbeit wurden in primär isolierten Astrozyten Immunproteasomen (IP) detektiert. Durch Experimente mit der Astrozytenzelllinie TSA-3 konnte gezeigt werden, dass Astrozyten im unstimulierten Zustand nur Standardproteasom besitzen, auf Stimulation jedoch mit der Bildung von IP reagieren. Das Fehlen von IP in Astrozyten unter in vivo Bedingungen deckte sich mit den Strukturanalysen von Proteasomen aus dem Großhirn von Mäusen verschiedener Altersstufen, den mRNA-Expressionsanalysen sowie immunhistologischen Untersuchungen von Hirngewebe aus EAE Mäusen. Die aus dem Großhirn isolierten Proteasomen nach Induktion einer EAE durch Myelin-Oligodendrocyten-Glycoprotein (MOG) enthielten keine IP. Dennoch erfolgt eine Aktivitätsveränderung im Proteasom vor dem Auftreten der ersten EAE Symptome, die in vitro zu einer effizienteren Epitopgenerierung aus einem MOG-Peptid führt. The proteasome is the central proteolytic system in all eukaryotic cells catalysing the degradation of the majority of intracellular proteins. Since many essential processes are proteolytically controlled, the proteasome is of crucial biological importance. Yet numerous investigations show that many neurological or neurodegenerative diseases go along with inhibition and/or changes of the ubiquitin-proteasome-system. Therefore the present thesis investigates the proteasome system during inflammatory processes in the CNS, namely during experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), a widely used animal model for human multiple sclerosis. Main focus of the investigations was the proteasome in astrocytes. Astrocytes embody the largest group of glial cells in the CNS and possess various functions. Apart from classical housekeeping functions astrocytes take part in the immune reaction in the CNS. Their close and essential contact to neurons predestines astrocytes to cause and modulate neural diseases. In the present work immune proteasome subunits were detected in primary astrocytes isolated from newborn mice. On the other hand, when grown under resting conditions the murine astrocyte cell line, TSA-3, contains standard proteasome only, however, when treated with interferon gamma, these cells produce immune proteasomes, too. Subunit analyses of proteasomes isolated from the cerebrum of mice of different age, measurement of the mRNA expression level of proteasome subunits as well as immune-histological investigations of brain tissue from mice confirmed the absence of immune proteasome in astrocytes under in vivo conditions. Proteasomes isolated from mouse brain after induction of EAE by active immunization with myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG) did not contain immune subunits. Nevertheless an activity change in the proteasomes isolated from brains before onset of EAE was observed, which lead to a more efficient epitope generation from MOG peptide.

Die Wirkung von EPO auf die axonale Regeneration im ZNS der Ratte wird in vitro (Retinastanzen-assay) und in vivo (Opticus-Crush-Modell)untersucht. The influence of EPO on the axonal regeneration in the roden CNS is examined in vitro (retinal-explant-assay) and in vivo (opticus-crush-model).

Die VEGF-Familie besteht aus sieben Wachstumsfaktoren, wovon VEGF-C und VEGF-D in Hinblick auf ihre Funktionen im Zentralen Nervensystem bisher kaum untersucht sind. VEGF-C und VEGF-D ähneln sich in Stuktur und Funktion und binden beide an die Rezeptoren VEGFR-2 und VEGFR-3. Während der Wachstumsfaktor VEGF-A ausschließlich für die Gefäßangiogenese verantwortlich ist, schreibt man VEGF-C und VEGF-D eine induktive Wirkung in Bezug auf die Lymphangiogenese zu. Über die Rolle des VEGF-A während der Gehirnentwicklung ist bekannt, dass es neben der Angiogeneseinduktion auch andere vielfältige Effekte im ZNS aktiviert, wie zum Beispiel die Chemotaxis und Proliferation in Microgliazellen. Im Gegensatz zu VEGF-A ist bisher erst wenig über die Funktionen von VEGF-C und insbesondere VEGF-D bekannt. Le Bras et al. untersuchten im Jahr 2006 Oligodendrozyten-Vorläuferzellen auf ihren Gehalt an VEGF-C und VEGFR-3. Sie fanden heraus, dass sowohl VEGF-C als auch der Rezeptor VEGFR-3 im embryonalen Gehirn des Xenopus laevis und der Maus produziert wird. Auch die Proliferation von neuralen Progenitorzellen wurde durch die Anwesenheit von VEGF-C/VEGFR-3 erhöht. Um ein umfassenderes Bild darüber zu bekommen, beschäftigt sich diese Arbeit vorwiegend mit VEGF-D und VEGFR-3 und deren Vorkommen und Funktionen in Zellen des Zentralen Nervensystems. Beginnend wurden mehrere Zellen, wie z.B. Neuronen, Oligodendrozyen, Microgliazellen und Glial precursor cells auf ihren Gehalt an VEGF-D und den Rezeptor untersucht. Die Untersuchungen ergaben die höchste Expression in den A2B5+- Glial precursor cells (GPC). Die Glial precursor cells entwickeln sich ebenso wie die Neurone aus den Neuralen Stammzellen. Da sie nur ein Zwischenstadium darstellt, nennt man sie auch frühe Progenitorzelle. Aus ihr entwickeln sich einerseits die Astrozyten, andererseits die Oligodendrozyten, deren Reifung über die späte Progenitorzelle und den nicht-myelinisierten Oligodendrozyt mit dem myelinisierten Oligodendrozyt abgeschlossen ist. Für die weiteren Experimente wurden die Glial precursor cells verwendet, da sie ein stabiles Zellmodell repräsentieren. Um herauszufinden, über welchen Signaltransduktionsweg VEGF-D nach der Bindung an seinen Rezeptor VEGFR-3 die Information weitergeleitet wird, wurden Western Blot-Versuche durchgeführt, deren Ergebnisse eine Aktivierung des Erk 1/2- Signalkaskade waren. Die funktionellen Studien im Rahmen diser Arbeit umfassten die proliferative und chemotaktischen Induktion des VEGF-D. Ein deutliche Zunahme der Migrationsfähigkeit, sowie eine signifikante Proliferationssteigerung unter experimentellen Voraussetzungen zeigen, dass VEGF-D erhebliche Effekte auf die Glial precursor cells hat.

In Europa stellt die Multiple Sklerose (MS) die häufigste neuroimmunologische Erkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS) dar. Relevante Daten zum Krankheitsverlauf der MS wurden durch Untersuchungen im Tiermodell der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelits (EAE) gewonnen. Nach gegenwärtigem Kenntnisstand wandern autoreaktive T-Zellen vom T-Helfer-1 (Th-1) Typ in das ZNS ein und lösen eine gegen Bestandteile der Markscheide gerichtete Entzündung aus. Diese Zellen exprimieren große Mengen des für sie typischen Zytokin Interferon-gamma (IFN-gamma), was in zahlreichen Zelltypen die Expression des Tryptophan degradierenden Enzyms Indolamin 2,3-Dioxygenase (IDO) induziert. Seit 1998 ist bekannt, dass die Inhibition der IDO zu einer durch T-Zellen vermittelten Abstoßung allogener Feten führt. Diese immunregulatorische Funktion von IDO konnte auf den schnellen Abbau der essentiellen Aminosäure Tryptophan und der im folgenden Abbauweg synthetisierten T-Zell-toxischen Metabolite zurückgeführt werden. Da im entzündeten ZNS-Gewebe während der MS und der EAE das IDO induzierende Zytokin IFN-gamma ebenfalls exprimiert wird, sollte in der vorliegenden Arbeit untersucht werden in wie weit die IDO an der Immunregulation des ZNS unter autoimmuner Neuroinflammation während EAE, beteiligt ist. Mittels HPLC konnte gezeigt werden, dass die relative IDO Aktivität im ZNS während der akuten und der Erholungsphase der Erkrankung signifikant gesteigert ist. Erfolgte ab dem Ausbruch der Erkrankung die systemische Inhibition der IDO Aktivität mit dem spezifischen IDO-Inhibitor 1-Methyl-Tryptophan, so führte dies zu einem signifikant schwereren Krankheitsverlauf im Vergleich zu Kontrolltieren. Mittels Immunzytochemie wurde gezeigt, dass aktivierte Mikroglia IDO im entzündeten ZNS und in Zellkultur nach IFN-gamma Stimulation exprimieren. Aufgrund von RT-PCR Analysen weiterer Enzyme des Kynureninweges konnte dessen Regulation während EAE nachgewiesen werden Entlang dieses Stoffwechselweges werden T-zell-toxische Tryptophanmetabolite gebildet die an der Eliminierung autoreaktiver T-Zellen im ZNS während der Erholungsphase der EAE beteiligt sein könnten und somit die aktivierten Th1 Zellen im ZNS einen antiinflammatorischen Rückkopplungsmechanismus auslösen. Multiple sclerosis (MS) is the most widespread neuroimmunological disease of the central nervous system (CNS) in Europe. By applying the animal model of MS, experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), important insights into the disease course of MS have been gained. At present it is accepted that at the onset of the disease myelin-reactive T helper type 1 (Th1) cells infiltrate the CNS and induce autoimmune neuroinflammation. Activated Th1 cells express high amounts of the cytokine interferon-gamma (IFN-gamma). This pro-inflammatory signaling molecule is known to induce the expression of the tryptophan-degrading enzyme Indolmaine 2,3- Dioxygenase (IDO) in several cell types. Since 1998 it is known that inhibition of IDO induces the T cell-mediated rejection of allogeneic concepti in mice. The mechanism of this immunregulatory function of IDO was shown to be due to the degradation of the essential amino acid tryptophan and the subsequent synthesis of T cell toxic metabolites. Since the IDO-inducing cytokine IFN-gamma is also expressed within inflamed CNS tissue during MS and EAE, the present work investigated the role of IDO in immunregulation of the CNS during autoimmune neuroinflammation in the EAE model. A significant increase in relative IDO activity within the CNS during the acute and remission phases of EAE was identified by HPLC analysis. Systemic inhibition of IDO activity by the specific IDO inhibitor 1-methyl-tryptophan reduced the remission and exacerbated the progression of the disease in comparison to control animals. Activated microglia were identified by immunocytochemistry as IDO-expressing cells within the acute inflamed CNS and in cell culture after IFN-gamma stimulation. Enzymes following IDO in the kynurenine pathway were shown by RT-PCR to be up-regulated in the disease course. The analyzed enzymes are known to produce T cell toxic tryptophan metabolites and might therefore be involved in the elimination of autoreactive T cells from CNS tissue. In conclusion, the presented data support the view that autoreactive Th1 cells in the CNS induce a self-limiting negative feedback mechanism which limits the spread of inflammation, thereby reducing bystander damage in the CNS.

Morphologische Veränderungen der Mikroglia sind eine wichtige Begleiterscheinung bei fast allen Formen der Gehirnpathologie. In der vorliegenden Arbeit wurden die molekulare Signale untersucht, die diese morphologischen Veränderungen in vivo, im Fazialisaxotomiemodell der Maus, und in vitro, in der Astrozyten-Mikroglia Kokultur, steuern. In vivo führte die genetische Abwesenheit von MCSF zu einer Blockade der Anheftung der Mikroglia an die Oberfläche der verletzten Neurone, und die Defizienz von IL6 zu einer Hemmung der daraufhin einsetzenden Anschwellung des Mikroglia-Zellkörpers. Die reversible Transformation von ramifizierter Mikroglia in amoeboid-phagozytotische Makrophagen beruhte auf dem Vorkommen des Zelldebris. Diese Transformation konnte in vitro durch Hirn-Membranen oder durch Substanzen, die zu einer Erhöhung des intrazellulärem Kalzium und cAMP, oder zu einer Hemmung der Phosphatasen oder Gi-Proteine führen, reproduziert werden. Morphologic changes of the Mikroglia are an important accompaniment in nearly all forms of brain pathology. In the existing work, the molecular signals were examined, that these morphological changes in vivo, in the facial motor nucleus model of the mouse, and in vitro, in the microglia-astrocyte coculture drive. In vivo MCSF deficiency led to a failure of microglia to show a normal increase in early activation markers, to spread on the surface of axotomized motoneurons, and to proliferate after injury. Transgenic deletion of IL6 caused a massive decrease in the early microglial activation during the first 4 days after injury. In vitro the addition of brain cell membranes and their phagocytosis led to a rapid and reversible loss of ramification. The addition of agents causing intracellular elevation of calcium and cAMP or inhibition of Gi-proteins and phosphatases led to a rapid loss of microglial branching. Signaling cascades controlled by these molecules may play an important role in the regulation of this common physiological process in the injured brain.

Die vorliegende Arbeit zeigt am Beispiel von C17.2 NS Zellen, die CD1 Mäusen im Alter von 19 bis 100 Tagen über eine laterale Schwanzvene verabreicht worden waren, die Möglichkeit des Gentransfers ins ZNS auf. Anhand des lacZ-Reportergens und seiner Genprodukte konnten injizierte NS Zellen im gesamten Untersuchungszeitraum von 2 bis 38 Tagen nach der i.v. Injektion im murinen Gehirn wiedergefunden werden. Der Nachweis der injizierten Zellen erfolgte mittels X-Gal-Färbung, PCR Amplifikation und Western Blot Analysen. Durch eine Inhalationsanästhesie mit Diethyläther konnte die Permeabilität der Blut-Hirn-Schranke und somit die Migrationsrate der i.v. injizierten Zellen ins ZNS erhöht werden. Der Transplantationserfolg war unabhängig von der Anzahl der injizierten Zellen und vom Geschlecht der Rezipienten-Mäuse. Es fielen signifikant erniedrigte Nachweisraten für die i.v. injizierten Zellen am Tag 14 nach i.v. Injektion sowie bei der Gruppe der 26 bis 28 Tage alten Versuchstiere auf. Diese signifikant erniedrigten Nachweisraten konnten bei einer kritischen Betrachtung der vorliegenden Arbeit durch den Versuchsaufbau erklärt werden und weisen auf Schwachpunkte beim experimentellen Aufbau und der Durchführung der Analysen hin. Aufgrund der geringen Gesamtzahl an Versuchstieren (n = 96) ergab sich eine Abhängigkeit der verschiedenen untersuchten Parameter und somit eine nur beschränkte Aussagekraft der statistischen Untersuchungen. Bei den durchgeführten Analysen wurde die regionale Verteilung der nach i.v. Injektion in die zentralnervöse Substanz integrierten C17.2 NS Zellen berücksichtigt. Es ergab sich eine Verteilung der Zellen auf die kortikalen, oberflächlichen Abschnitte von Großhirn, Kleinhirn und Hirnstamm. Verglichen mit den Organen Lunge und Milz des murinen Organismus und dem Verweilen im Blut war der Nachweis der i.v. injizierten Zellen im ZNS erhöht. In einem in vitro Modell konnte anhand von Proteinextrakten aus dem murinen ZNS eine erhöhte Affinität von C17.2 NS Zellen zu zentralnervösem Gewebe nachgewiesen werden. Zusammenfassend konnte die vorliegende Studie am Beispiel der C17.2 NS Zellen zeigen, dass eine Integration transplantierter NS Zellen in die zentralnervöse Zytoarchitektur möglich ist. Hierbei stellt die i.v. Injektion eine einfache und effektive Methode der Transplantation dar. Durch genetische Modifikation der i.v. verabreichten Zellen wird der Transfer fremder Gene in das Gehirn möglich, was künftig im Rahmen der ZNS Pathogenese von therapeutischer und wissenschaftlicher Relevanz sein dürfte. C17.2 neural stem cells (NS cells) were detected in murine brains 2 to 38 days after intravenous (i.v.) injection via the lateral tail vein of 19 to 100 days old mice. The NS cells were marked by the lacZ reporter gene. They were detected in X-Gal stained whole mounts of murine brains, by western blot analysis of murine brain lysates and by PCR amplification of DNA isolated from murine brains. Migration of i.v. injected NS cells into the brain was increased in animals treated with diethylether. The number of injected cells or the sex of the recipient mice had no influence on transplantation efficiency. A significant decrease of migration of i.v. injected cells into the brain was seen on day 14 after injection. The same effect was shown in the group of 26 to 28 days old recipients. Both are circumstantial effects and are a result of experimental conditions and performance of the analyses. The small number of experimental animals (n = 96) caused an interdependence of different investigated parameters. The reliability of statistical calculations was limited. I.v. injected C17.2 NS cells were detected in the cerebrum, the cerebellum and the brain stem of investigated brains. They were localised in the superficial, cortical areas of the CNS. In comparison to tissue from lung or spleen or the blood of the recipients detection of i.v. injected NS cells was significantly higher in brain tissue. The increased affinity of C17.2 NS cells to CNS tissue was confirmed in an in vitro model with protein extracts from murine brains. This study shows that i.v. injected NS cells migrate from the blood into the CNS. I.v. injection was confirmed to be an easy and efficient way for transplantation into the CNS. By genetic modification of injected cells gene delivery into the brain becomes possible. Therefore this model could offer new strategies for science and therapy of CNS pathologies.

Die vorliegende Arbeit vergleicht, mittels In-situ-Hybridisierung, die Expression cGMP-abhängiger Proteinkinasen (cGKs) auf neuronaler Ebene mit der von IRAG im Hinblick auf eine eventuelle Kongruenz des Verteilungsmusters im ZNS. Die Untersuchungen zeigten eine isolierte Expression der cGKIα im cerebellären Cortex; cGKIβ hingegen war v.a. in Hippocampus und Gyrus dentatus hoch exprimiert. cGKII-Transkripte konnten u.a. deutlich im Thalamus detektiert werden. IRAG-Expression war isoliert auf einzelne thalamische Kerngebiete beschränkt, so daß sich eine Kolokalisation von cGKIβ und IRAG auf neuronaler Ebene nicht etablieren ließ. This study compares the expression of cGMP-dependent protein kinases (cGKs) and IRAG in neuronal tissue through in-situ-hybridization with regards to a potential co-localization in the CNS. The results revealed an isolated expression pattern of cGKIalpha in the cerebellar cortex; cGKIbeta however was predominantly expressed in the hippocampal region and the dentate gyrus. cGKII transcripts could clearly be detected in the thalamic region of the brain. The expression of IRAG was restricted to several thalamic nuclei so that a co-localization of cGKIbeta and IRAG in the mouse CNS could not be established.

Die Infiltration von T Zellen in das Zentrale Nervensystem (ZNS) ist ein Charakteristikum neuroinflammatorischer Erkrankungen wie der Multiplen Sklerose (MS) und ihrem Tiermodell der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE), und führt zur Aktivierung intrinsischer Hirnmakrophagen, den Mikrogliazellen, zu axonaler Schädigung sowie zum Zusammenbruch der Blut-Hirnschranke. Die T Zellen, welche als erste im Gehirn erscheinen, sind vom Subtyp Th1, spezifisch für Bestandteile der Myelinscheide, wie das myelinbasische Protein (MBP), produzieren inflammatorische Zytokine und rekrutieren andere unspezifische T Zellen und Makrophagen. Da sich diese Zellen des Immunsystems gegen körpereigene Bestandteile richten, spricht man von autoreaktiven T Zellen und einer autoimmunen Erkrankung. Im ersten Teil meiner Dissertation habe ich den Einfluss dieser autoreaktiven T Zellen auf den Aktivierungszustand von Mikrogliazellen mit Hilfe muriner Schnittkulturpräparate von Hippocampus und entorhinalem Kortex untersucht, welche den myelinisierten Fasertrakt Tractus perforans mit seinen Ursprungsneuronen und Zielzellen enthielten. Gering aktivierte MBP-spezifische T Zellen induzierten die Expression der Aktivitätsmarker MHC-II und ICAM-1 auf den Mikroglia und die damit verbundene axonale Schädigung (Phagozytose) im gleichen Maße wie hochaktivierte unspezifische T Zellen. Nur Th1 Zellen konnten Mikroglia aktivieren. MBP-spezifische Th2 Zellen hingegen reduzieren die Th1 induzierte Mikrogliaaktivierung (ICAM-1) auf Kontrollniveau. MBP-spezifische Th1 Zellen konnten die Expression von B7 auf Mikrogliazellen modulieren, während die MBP-spezifischen Th2 Zellen diese Eigenschaft nicht besaßen. Durch diese Befunde kann die prominente Rolle von autoreaktiven Th1 Zellen beim Auslösen neuroinflammatorischer Prozesse auf ihre einmalige Fähigkeit, Mikrogliazellen zu aktivieren und deren kostimulatorische Moleküle zu modulieren, zurückgeführt werden. Gleichzeitig bieten die Daten eine mögliche Erklärung für die protektive Rolle von Th2 Zellen bei MS und EAE. Es ist bekannt, dass autoreaktive T Zellen, wie die MBP-spezifischen Th1 Zellen, auch im gesunden Zustand im humanen und murinen T-Zell-Repertoire vorhanden sind. Die physiologische Funktion dieser Zellen ist unklar. Untersuchungen am Nervus opticus sowie im Rückenmark in vivo belegen, dass autoreaktive T Zellen und Makrophagen die Reorganisationsprozesse im ZNS nach traumatischer Schädigung positiv beeinflussen. Diese bei neuroinflammatorischen Erkrankungen so destruktiv wirkenden autoreaktiven T Zellen verhindern nach einem experimentell gesetzten Primärschaden im ZNS das Fortschreiten der Schädigung und es kommt zu einer fast vollständigen Regeneration des Gewebes. Im zweiten Teil meiner Promotionsarbeit habe ich versucht, die Mechanismen, welche hinter dieser Protektion stecken aufzuspüren. Dazu habe ich ebenfalls das in vitro Hirnschnittmodell benutzt. Für diese Fragestellungen wurden Akutschnitte verwendet, die ein Modell für primäre Schädigung im ZNS darstellen. MBP-spezifische Th2 Zellen hatten ein größeres protektives Potential als MBP-spezifische Th1 Zellen. Die nicht ZNS-spezifischen Th1 und Th2 Zellen benötigten ihr Antigen (OVA-Peptid), um signifikant protektiv zu wirken. Durch eine Superstimulation der OVA- und MBP-spezifischen T Zellen wurde eine Neuroprotektion auf gleichem Niveau erreicht. Die Neuroprotektion nach primärer Schädigung von ZNS Gewebe ist somit antigen- und stimulationsabhängig und wird hauptsächlich von Th2 Zellen unterstützt. The invasion of T cells into the central nervous system (CNS) is a hallmark of neuro inflammatory diseases like multiple sclerosis (MS) and its rodent model, experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), leading to activation of intrinsic macrophages, the microglia, axonal damage and break down of the blood brain barrier. The initial invading T cells are of the Th1 subtype and specific for parts of the myelin sheet like myelin basic protein (MBP). They produce inflammatory cytokines and recruit peripheral non-specific T cells and macrophages. Because these T cells are directed against a self antigen, they are called auto reactive T cells and the phenomenon an autoimmune disease. In the first part of my study I investigated the influence of auto reactive T cells on microglial cells' utilizing an organotypic slice culture system of hippocampus and entorhinal cortex. The slice culture contains a myelinated fibre tract - the tractus perforans - with its original and target neurons. Low activated MBP-specific T cells induced the expression of the activation markers ICAM-1 and MHC-II on microglia as well as microglial phagocytosis in the same manner as highly activated non-specific T cells. Only Th1 cells were able to activate microglia, while Th2 cells reduced the Th1 induced activation (ICAM-1 expression). MBP-specific Th1 cells could modulate the expression of co-stimulatory molecules B7-1 and B7-2, whereas MBP-specific Th2 cells could not. These findings could show why Th1 cells are responsible for EAE induction while Th2 cells can be protective. Auto reactive T cells like MBP-specific T cells have been found in the normal human and murine T cell repertoire. The physiological function of these cells is still unclear. Studies using the models of optic nerve crush or spinal cord crush have shown that macrophages and auto reactive T cells are involved in reorganisation and regeneration after CNS trauma. These auto reactive T cells, which are usually known to be destructive, could prevent CNS tissue from secondary degeneration. In the second part of my study I tried to identify the mechanisms involved in this phenomenon. I also used the organotypic slice culture system. Immediately after preparation causing the primary injury the slices were cultivated with T cells. Th2 cells were found to be more potent to prevent form secondary damage than Th1 cells. The non-CNS specific OVA Th1 and Th2 cells required their antigen to be fully protective. When over stimulated, MBP- and OVA-specific Th1 and Th2 cells proved to be protective to the same extend. Neuroprotection after primary injury depends on the T cell s state of activation and their antigen specificity. Among the cells examined I found Th2 cells were most effective in preventing CNS tissue from secondary injury.

Die Anlage des Zentralen Nervensystems ist gekennzeichnet durch eine räumliche Trennung der Zonen der Proliferation und der Zonen der Zellreifung. Die dadurch bedingte aktive Migration, mit der Neurone ihre endgültige Position erreichen, stellt einen besonders kritischen Schritt in der Entwicklung dar, auf dessen Fehlsteuerung zahlreich neuronale Missbildungen beruhen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Bedeutung der Meningealzellen und die Rolle des Chemokins SDF-1 (stromal cell-derived faktor 1) für die Ontogenese des Kleinhirns und des Isocortex untersucht. Diese Untersuchungen zeigten, dass SDF-1 den entscheidenden von den Meningealzellen sezernierten Faktor für die Ontogenese der Kleinhirnanlage darstellt. Im Gegensatz dazu legen die Ergebnisse weiterhin nahe, dass die Meninealzellen die neuronale Migration in der Isocortexanlage über weitere, bislang unbekannte chemotaktische Faktoren beeinflussen.