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Die Huntington-Krankheit (HD) ist eine autosomal dominante vererbbare neurodegenerative Polyglutamin-vermittelte Krankheit für die zurzeit keine effektiven Therapiemöglichkeiten vorliegen. Diese Dissertation untersucht die vorteilhafte Wirkung der Aktivierung des Neuropeptid Y (NPY)-Y2-Rezeptors in dem R6/2 Maus- und PC12 Zellmodell der HD. Die erzielten Ergebnisse zeigten, dass die Aktivierung des Y2 Rezeptors mit intranasalem NPY die motorischen Defizite in R6/2 Mäusen verminderte. Weiterhin führte intranasales NPY oder NPY\(_{13-36}\) zu einer verringerten mHtt Aggregation und Neuroinflammation, zeigte positive Auswirkungen auf das Überleben und vermittelte Neuroprotektion in R6/2 Mäusen. \(\textit {In vitro}\) Versuche zeigten, dass die Behandlung mit NPY oder NPY\(_{13-36}\) vor mHtt-vermittelten neuronalen morphologischen Defekten und Toxizität schützte. Zusammengefasst legen diese Ergebnisse nahe, dass die gezielte Aktivierung des Y2-Rezeptors eine potentielle neuroprotektive Therapie für HD sein könnte.

Background: Attention-deficit/ hyperactivity disorder (ADHD) ranges among the most common neurodevelopmental disorders worldwide with a prevalence of 3-12% in childhood and 1-5% for adults. Over the last decade extensive genetic research has been conducted in order to determine its causative genetic factors. None of the so far identified susceptibility genes, however, could explain the estimated ADHD heritability of 76%. In this thesis one of the most promising candidates -Cadherin 13 (Cdh13) - was examined in terms of its influence on the central serotonergic (5-HT) system. In addition to that, the Cdh13 protein distribution pattern was analysed over time. Methods: The developing serotonergic system was compared over three embryonic and postnatal stages (E13.5, E17.5 and P7) in different Cdh13 genotypes (WT, HZ and KO) using immunohistochemistry and various double staining protocols. Results: The raphe nuclei of the 5-HT system develop in spite of Cdh13 absence and show a comparable mature constellation. The cells in the KO, however, are slightly more scattered than in the WT. Furthermore the dynamics of their formation is altered, with a transient delay in migration at E13.5. In early developmental stages the total amount of serotonergic cells is reduced in KO and HZ, though their proportional distribution to the raphe nuclei stays constant. Strikingly, at P7 the absolute numbers are comparable again. Concerning the Cdh13 protein, it shows high concentrations on fibres running through hindbrain and midbrain areas at E13.5. This, however, changes over time, and it becomes more evenly spread until P7. Furthermore, its presence in serotonergic cells could be visualised using confocal microscopy. Since the described pattern is only in parts congruent to the localisation of serotonergic neurons, it is most likely that Cdh13 is present in other developing neurotransmitter systems, such as the dopaminergic one, as well. Conclusion: It could be proven that Cdh13 is expressed in serotonergic cells and that its knockout does affect the developing serotonergic system to some degree. Its absence, however, only slightly and transiently affects the measured parameters of serotonergic system development, indicating a possible compensation of CDH13 function by other molecules in the case of Cdh13 deficiency. In addition further indicators could be found for an influence of Cdh13 on outgrowth and path finding of neuronal processes., Zusammenfassung Hintergrund: Das Aufmerksamkeits-Defizit/ Hyperaktivitäts-Syndrom (ADHS) gehört zu den häufigsten psychiatrischen Erkrankungen weltweit und betrifft 3- 12% aller Kinder und 1-5% der Erwachsenen. In den letzten Jahren wurde eine große Anzahl verschiedener genetischer Studien durchgeführt, um die zugrunde liegenden genetischen Ursachen genauer zu bestimmen. Von den vielen hundert bis dato gefundenen Kandidatengenen erreichte jedoch keines eine ausreichende statistische Signifikanz. Diese Arbeit befasst sich mit Cadherin 13, einem der vielversprechendsten Kandidatengene, und untersucht einen möglichen Zusammenhang mit der Entwicklung des serotonergen Systems. Zusätzlich wird das Cdh13 Verteilungsmuster im ZNS über die Zeit analysiert. Methoden: Es wurden embryonale und postnatale Entwicklungsstadien des serotonergen Systems (E13.5, E17.5 und P7) in drei Cdh13 Genotypen mit (WT, HZ, KO) verglichen. Dabei kamen Methoden der Immunhistochemie und diverse Doppelfärbungsprotokolle zum Einsatz. Ergebnisse: Die Raphe Kerne des serotonergen Systems entwickeln sich trotz fehlendem Cdh13 und zeigen im ausgereiften Zustand eine ähnliche Morphologie in allen Genotypen. Allerdings liegen die Neurone der Raphe Kerne im KO etwas weiter verstreut. Zudem hat es den Anschein als wäre die Dynamik ihrer Entwicklung beeinträchtigt. So liegt beispielsweise um E13.5 der KO im Vergleich zum WT vorübergehend etwas zurück. Außerdem weisen die frühen Entwicklungsstadien im KO und HZ deutlich reduzierte Zellzahlen auf, wobei deren anteilmäßige Verteilung zu den einzelnen Raphe Kernen zwischen den Genotypen unverändert ist. Überraschenderweise finden sich in P7 wieder vergleichbare Zellzahlen. Was die Verteilung von Cdh13 betrifft, so liegt es ab E13.5 vor allem auf Fasern von Hirnstamm und Mittelhirn in hohen Konzentrationen vor. Im Laufe der Entwicklung verliert Cdh13 diese begrenzte Lokalisation und zeigt sich homogen in weiten Teilen des ZNS verteilt. Da sein Verteilungsmuster nur teilweise Ähnlichkeiten mit dem 5-HT System aufweist, muss davon ausgegangen werden, dass es noch in anderen Neurotransmittersystemen wie etwa dem dopaminergen System eine Rolle spielt. Schlussfolgerung: Es ist gezeigt worden, dass Cdh13 in serotonergen Zellen exprimiert wird und seine Abwesenheit Einfluss auf die Entwicklung des serotonergen Systems nimmt. Angesichts seiner geringen Auswirkungen lässt sich allerdings vermuten, dass sein Fehlen teilweise von anderen Molekülen kompensiert wird. Darüber hinaus sind weitere Hinweise darauf gefunden worden, dass Cdh13 eine Rolle bei der Lenkung auswachsender neuronaler Fortsätze spielt.

Cadherin-13 (CDH13) is an atypical member of the cadherin superfamily, a group of membrane proteins mediating calcium-dependent cellular adhesion. Although CDH13 shows the classical extracellular cadherin structure, the typical transmembrane and cytoplasmic domains are absent. Instead, CDH13 is attached to the cell membrane via a glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchor. These findings and many studies from different fields suggest that CDH13 also plays a role as a cellular receptor. Interestingly, many genome-wide association studies (GWAS) have found CDH13 as a risk gene for attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) and other neurodevelopmental disorders. In previous work from our research group, strong expression of Cdh13 mRNA in interneurons of the hippocampal stratum oriens (SO) was detected. Therefore, double-immunofluorescence studies were used to evaluate the degree of co-expression of CDH13 with seven markers of GABAergic interneuron subtypes. For this purpose, murine brains were double stained against CDH13 and the respective marker and the degree of colocalization in the SO of the hippocampus was assessed. Based on the result of this immunofluorescence study, quantitative differences in interneuron subtypes of the SO between Cdh13 knockout (ko), heterozygote (het) and wildtype (wt) mice were investigated in this dissertation using stereological methods. In addition, genotype- dependent differences in the expression of genes involved in GABAergic and glutamatergic neurotransmission were analyzed by quantitative real-time PCR (qRT-PCR). Primers targeting different GABA receptor subunits, vesicular GABA and glutamate transporter, GABA synthesizing enzymes and their interaction partners were used for this purpose. The results of the stereological quantification of the interneuron subtypes show no significant differences in cell number, cell density or volume of the SO between Cdh13 ko, het and wt mice. On the other hand, qRT-PCR results indicate significant differences in the expression of tropomyosin-related kinase B gene (TrkB), which encodes the receptor of brain-derived neurotrophic factor (BDNF), a regulator of GABAergic neurons. This finding supports a role for CDH13 in the regulation of BDNF signaling in the hippocampus., Cadherine sind eine große Gruppe von calciumabhängigen Typ-1 Transmembranproteinen, die an der Ausbildung von Zell-Zell-Kontakten beteiligt sind. Cadherin-13 (CDH13) ist ein atypisches Mitglied dieser Proteinfamilie. Obwohl es die gleiche extrazelluläre Struktur wie klassische Cadherine besitzt, fehlen sowohl die cytoplasmatische als auch die Transmembrandomäne. Stattdessen ist CDH13 über einen GPI-Anker an der zellulären Plasmamembran befestigt. Diese Ergebnisse und viele andere Studien aus unterschiedlichen Bereichen lassen vermuten, dass CDH13 auch als zellulärer Rezeptor wirkt. Interessanterweise ergaben verschiedene genomweite Assoziationsstudien, dass CDH13 ein vielversprechendes Kandidatengen für das Auftreten von Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) und anderen Störungen der neuronalen Entwicklung ist. In früheren Studien unserer Arbeitsgruppe wurde eine starke Expression von Cd13 mRNA in Interneuronen des stratum oriens (SO) des Hippocampus festgestellt. Daher wurde mit Hilfe von Immunfluoreszenz der Grad der Koexpression von CDH13 mit 7 verschiedenen Markern von Subtypen GABAerger Interneuronen ermittelt. Zu diesem Zweck wurden Doppelfärbungen gegen CDH13 und den jeweiligen Marker durchgeführt und anschließend der Grad der Kolokalisation im SO des Hippocampus berechnet. Ausgehend von diesen Ergebnissen wurden in dieser Dissertation quantitative Unterschiede zwischen verschiedenen Subtypen von Interneuronen in Cdh13 knockout (ko), heterozygoten (het) und Wildtyp (wt)-Mäusen mit Hilfe von stereologischen Methoden ermittelt. Darüber hinaus wurden genotypabhängige Unterschiede in der GABAergen und glutamatergen Neurotransmission mit quantitativer Echtzeit-PCR (qRT-PCR) evaluiert. Hierzu wurden Primer eingesetzt, die sowohl auf Untereinheiten des GABA Rezeptors, GABA-synthetisierende Enzyme als auch auf GABA- und Glutamat-Transporter innerhalb synaptischer Vesikel abzielen. In der stereologischen Quantifizierung der Interneuron-Subtypen wurden keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Zellzahl, der Zelldichte oder des Volumens des SO zwischen den verschieden Genotypen gefunden. Im Gegensatz dazu zeigten sich in der qRT-PCR signifikante Unterschiede in der Expression von tropomyosin-related kinase B (TrkB), einem Gen, das für den Rezeptor des brain-derived neurotrophic factor (BDNF) kodiert. Bei diesem handelt es sich um einen Regulator von GABAergen Neuronen. Diese Ergebnisse bekräftigen, dass CDH13 an der Regulation des BDNF-Signalwegs im Hippocampus teilnimmt.

Automatisch detektierte Elektrokardiogramm (EKG) Merkmale werden zur Berechnung von Risikoparametern f��r PatientInnen mit kardiovaskul��ren Krankheiten verwendet. In diesem Zusammenhang werden M��use h��ufig f��r Experimente verwendet. Daher ist die Analyse von M��use-EKG-Signalen von gro��em Interesse f��r die pr��klinische Forschung. Vor allem eine automatische Methode mit wenig oder keinem manuellen Eingreifen ist w��nschenswert. Allerdings gibt es trotz der vielen Gleichheiten zwischen Mensch und Maus zwei wesentliche Unterschiede. Einerseits ist die Herzrate von M��usen um ein Vielfaches h��her als bei Menschen. Andererseits machen es die unterschiedlichen Aktionpotentialformen und ihre Auswirkung auf die EKG Form schwierig, Algorithmen zur menschlichen EKG Analyse auf M��use EKGs anzuwenden. Das Ziel dieser Diplomarbeit war die Implementierung, Evaluierung, Beschreibung und Anwendung eines Algorithmus f��r die automatische Merkmalserkennung bei M��use EKG Signalen. Der Algorithmus basiert auf dem AIT ECGsolver, der f��r die Analyse von menschlichen EKG Daten verwendet wird. Das Problem der unterschiedlichen T-Wellen Form wird durch eine neue Merkmalssuche f��r den QRS-Offset und die T-Wellen Merkmale behoben. Der entwickelte Algorithmus liefert bessere Ergebnisse als der menschliche. Sowohl die Detektionsrate als auch die Differenzen zwischen den detektierten Merkmalen und den Sollwerten konnte verringert werden. Eine Sensitivit��t von bis zu 91.6 % und ein positiver Vorhersagewert von bis zu 94.18 % k��nnen f��r verschiedene Versionen erreicht werden., Automatically detected electrocardiogram (ECG) features are used to calculate risk parameters for patients with cardiovascular diseases. In this context, mice are often used for experiments in terms of heart disease models. Therefore, the analysis of murine ECG signals is a topic of great interest for preclinical research. In particular, automatic methods with little or no manual intervention are desirable. However, despite the high number of similarities between humans and mice, there are two major differences. On the one hand, the heart rates of mice are multiple times higher than human heart rates. And on the other hand, the different shapes of the action potentials and their consequences for the ECG morphology make it difficult to use human ECG analysis algorithms for murine data. The aim of this master thesis was the implementation, evaluation, description, and application of an algorithm for automatic feature annotation of murine ECG signals. The algorithm is based on the AIT ECGsolver, which is used for the ECG analysis for human data. The problem of the different ECG morphology is addressed by the implementation of a new feature detection for the QRS-offset and the T-wave features. The developed murine algorithm performs better than the human algorithm. Both the detection rates and the differences from the detected feature to their target values provided by the manual annotations have been improved. A sensitivity up to 91.6 % and a positive prediction up to 94.18 % can be achieved by different algorithm versions.

Gehirntumore stellen die zweithäufigste Tumorart im Kindesalter dar. Trotz zahlreicher medizinischer Fortschritte verstirbt auch heute noch ca. 1/3 der Betroffenen und die Überlebenden leiden häufig unter geistigen und körperlichen Langzeitfolgen. Zwei Entitäten, die auch heute noch zu den großen Herausforderungen der pädiatrischen Onkologie zählen, sind das Glioblastom und das Medulloblastom. Um beide Tumorarten weiter erforschen und neue Therapiekonzepte entwickeln zu können, wurden im Zuge dieser Arbeit zwei orthotope Mausmodelle etabliert: ein syngenes Glioblastom- und ein xenogenes Medulloblastom-Modell: GL261-FLuc Glioblastom-Modell: Das Glioblastom ist ein seltener Tumor im Kindesalter. Die extrem schlechte Prognose macht neue Behandlungsstrategien jedoch dringend erforderlich. Immuntherapien könnten hier ein rationaler Ansatz sein. Durch orthotope Inokulation lentiviral transduzierter GL261-FLuc Zellen wurde im Rahmen dieser Arbeit das syngene GL261 Modell etabliert und hinsichtlich seiner biomorphologischen und immunologischen Eigenschaften evaluiert: Ähnlich wie humane Glioblastome zeigen GL261-FLuc Zellen in vivo ein aggressives Wachstum, welches von einer schnellen Proliferation und deutlichen Invasionsneigung geprägt ist. Histologisch bestehen GL261-FLuc Tumore aus astrozytär differenzierten Zellen, die neben typischen Nekrosen auch eine starke, funktionell pathologische Vaskularisierung zeigen. Interessanterweise offenbarte das in vivo BLI nach orthotoper Inokulation eine Phase der „Tumoradaptation“ (Tag 6-14), die immunologischer Natur zu sein scheint. Die Tatsache, dass das Tumorwachstum wie beim Menschen in einer prinzipiell immunkompetenten Umgebung stattfindet und dass GL261-FLuc Zellen eine konstitutionelle und durch IFN γ stimulierbare MHC Klasse I Expression aufweisen, qualifiziert das Modell für immuntherapeutische Untersuchungen. Insgesamt handelt es sich nicht nur um ein gut voraussag- und reproduzierbares Modell, das die immunologischen und bio-morphologischen Kennzeichen des humanen Vorbildes suffizient rekapituliert, sondern es liefert auch dank der Möglichkeit, das Zellwachstum mittels BLI zu verfolgen, interessante Einblicke in das in vivo Verhalten der Zellen. MB3W1 Medulloblastom-Modell: Das Medulloblastom ist der häufigste maligne Gehirntumor des Kindesalters und kann, wie neue Genexpressionsstudien zeigen, in verschiedene molekulare Subgruppen unterteilt werden. Für Gruppe 3 Medulloblastome, die mit Abstand die schlechteste klinische Prognose besitzen, gibt es aktuell nur limitierte Daten, unter anderem auch deshalb, weil kaum geeignete Mausmodelle existieren. Der außergewöhnliche Fall eines zweijährigen Jungen, der an einem äußerst aggressiven anaplastischen Medulloblastom verstorben war, führte zur Etablierung des zweiten Hirntumormodells. Mit Zellen dieses Tumors (MB3W1 Zellen), die nach extrakranieller Metastasierung aus malignen Pleuraergüssen isoliert werden konnten, wurde ein orthotopes Xenograftmodell etabliert. Erstaunlicherweise ließen die Zellen sowohl Tumorstammzell- als auch Gruppe 3-Charakteristika erkennen: In vitro wachsen MB3W1 Zellen wie für Stammzellen typisch in Form von Neurosphären und zeigen neben der Fähigkeit zur exponentiellen Langzeitproliferation auch eine hohe ALDH Aktivität. Die Expression typischer Oberflächenmarker wie CD15 und CD133 ist ebenfalls suggestiv für Tumorstammzelleigenschaften. Die hohe Tumorigenität von MB3W1 Zellen in immuninkompetenten Mäusen (bereits 500 Zellen führten zu 100 % Tumorraten) ist neben der Tatsache, dass die induzierten Tumore exakt die histopathologischen Eigenschaften des Primärtumors rekapitulierten und eine multilineäre Differenzierung zeigten, als weiteres Stammzell-kennzeichen zu werten. Ergänzend zum genetischen Profil (MYC Amplifikation, Gruppe 3 spezifisches Genexpressionsmuster, Tetraploidie, 17q Zugewinne), das MB3W1 Zellen klar als Gruppe 3 Medulloblastom identifiziert, spiegeln MB3W1 Zellen auch das aggressive und disseminierende Verhalten, welches Gruppe 3 Tumore auszeichnet, wider. Die Xenotransplantate zeigten nicht nur ein rapides invasives Wachstum in vivo, sondern es konnte interessanterweise auch am Versuchsende regelhaft eine Metastasierung der Zellen in den zerebrospinalen Liquor beobachtet werden. Das im Zuge dieser Arbeit etablierte Xenograftmodell komplementiert die beiden einzigen derzeit veröffentlichten syngenen Gruppe 3 Modelle, da es im Gegensatz zu diesen ohne zusätzliche genetische Manipulation auskommt. Die einzige Modifikation der Zellen (die lentivirale Transduktion mit eGFP und FLuc) diente dem besseren in vivo „Monitoring“, war optional und veränderte auch das biologische Verhalten der Zellen nicht. Insgesamt ist es ein einfaches und gut reproduzierbares Tumormodell, das die gleichzeitige Erforschung von Tumorstammzell- und Gruppe 3-Eigenschaften erlaubt. Vor allem vor dem Hintergrund des außergewöhnlichen klinischen Verlaufs des Primärtumors ist es ein extrem wertvolles Werkzeug, das in Zukunft hoffentlich dazu beitragen wird, neue gezielte Therapiestrategien für die Behandlung solch aggressiver Tumore entwickeln zu können., Brain tumors are the second most common tumor entity in childhood. Despite of advances in treatment, one third of patients dies and survivors often suffer from severe side effects of therapy. Two (even today) challenging tumor entities are glioblastoma and medulloblastoma. For exploring these tumors and developing new treatment strategies, two orthotopic brain tumor models in mice should be established within this work: a syngenic gliblastoma model and a xenogenic medulloblastoma model: GL261-FLuc glioblastoma model: Glioblastoma is rare in childhood, but because of the devastating prognosis new treatment options are urgently needed. Immunotherapy seems to be a rational strategy. Within this work an orthotopic mouse model was established using lentiviral transduced GL261-FLuc cells and evaluated regarding to its biomorphological and immunological features: Like human glioblastoma GL261-FLuc cells show aggressive tumor growth with high proliferation and invasion. Histologically tumors are built of astrocytic differentiated tumor cells and typically exhibit necrosis and pathological vascularisation. Interestingly tumor growth is characterized through a typical phase of adaption during day 6-14, which seems to be of immunological nature. This and the facts that tumor growth takes place in an immunocompetent environment and that GL261-Fluc cells show expression of MHC I (stimulable with IFN γ) makes this model valuable for immunotherapy investigations. Taken together the GL261-FLuc model is not only good predictable and reproducible, it also reflects the immunological and biomorphological features of the human counterpart. The ability to visualize the tumor growth with BLI gives interesting insights in tumor behaviour within this model. MB3W1 medulloblastoma model: Medulloblastoma is the most frequent brain tumor in childhood. New gene expression studies now reveal four distinct molecular subgroups of medulloblastoma. For group 3 tumors, which by far have the worst prognosis, only limiting data exists, not least because of a lack of suitable tumor models. An extraordinary case of a two-year-old boy suffering from a highly aggressive anaplastic medulloblastoma led to the second tumor model within this work. With cells, isolated from malignant pleural effusions of this tumor (MB3W1 cells), an orthotopic xenograft model was established. Interestingly tumor cells not only exhibit signs of a group 3 medulloblastoma, but also of tumor stem cells: In vitro cultured cells show exponential longterm proliferation, formation of neurospheres and expression of several stem cell markers like CD15, CD133 and high ALDH activity. In vivo tumor cells typically are highly tumorigenic in immunocompromised mice leading to exact copies of the primary tumor and furthermore show the capacity of multilineage differentiation. The clinical course of the patient and the genetic profile of MB3W1 cells (MYC amplification, group 3 gene expression pattern, tetraploidy and gain of chromosome 17q) clearly classifies the tumor as group 3 medulloblastoma. Furthermore the established MB3W1 tumor model mimics the aggressive behaviour of the patient’s tumor by recapitulating its dissemination tendency. Xenotransplants not only show rapid in vivo proliferation, but also metastasize regularly into the cerebrospinal fluid and invade from there again into the cerebral parenchyma. This xenograftmodel is a valid and good reproducible medulloblastoma model, which exhibits not only tumor stem cell features, but also has a clear group 3 signature and therefore complements the only two at the moment published group 3 models. Especially in light of the extraordinary clinical course of the patient, this model will be an extreme valuable instrument to further investigate this aggressive subtype of medulloblastoma and to develop new treatment strategies.

Nowadays, mouse models and the analysis of murine biosignals are increasingly employed for the study and the comprehension of cardiovascular diseases (CVD). This master thesis involves the implementation and testing of algorithms in Matlab for the analysis of electrocardiograms (ECG) and pulse waves (PW), and its application to mice. Emphasis is put on approaches already used in cardiovascular research and their implementation. In a first step, an analysis and a review of the state of the art in mouse models in cardiovascular research has been carried out, focusing on ECG and pulse wave recordings. Approaches have been selected jointly based on literature review and available data. Thereafter, algorithms have been implemented in order to automatically calculate different cardiovascular parameters. Furthermore, algorithms have been evaluated and applied to different groups of mice. Four datasets of mice containing physiological and pulse wave information have been provided by the clinical partner from the University of Pisa, Department of Clinical and Experimental Medicine. This data cover 13 wild type male mice at the age of 8 and 25 weeks, 10 ApoE mice 16 weeks old, and 9 diabetes mice 13 weeks old. Mice were examined with a non-invasive high resolution ultrasound imaging system. Implemented algorithms allow to apply four different analysis in order to compare cardiovascular parameters between two groups of mice. These analyses are: (1) a physiological comparison, (2) ECG intervals comparison, (3) wave intensity analysis (WIA) and (4) vascular analysis. Three different test cases (TC) have been analyzed to test changes due to age (TC1), to study the influence of carotid plaque vulnerability (TC2) and to evaluate differences in various parameters caused by diabetes (TC3). Each test case consists of two different groups of mice. TC1 has been performed between young and old wild type (WT) mice. In TC2, young wild type and atherosclerosis mice have been compared. Lastly, TC3 has been performed between young wild type and diabetes mice. Exemplarily, in TC1, parameters like W1 or reID are significantly higher in young WT mice than in old WT mice. On the contrary, AIx is higher in old WT mice. These results show that aging causes a reduction in the cardiac performance, indicated by the decrease in magnitude of the forward wave (W1) and the increase of the influence of reflected waves (AIx). Besides, the low distension capability of the artery (reID) in old WT mice shows that the carotid artery dilates with age. Furthermore, although pulse wave velocity (PWV) is similar between young and old WT mice, it increases in mice with atherosclerosis and diabetes. Thus, a connection between arterial stiffening and diabetes is most likely. This behaviour can as well be observed in humans. In conclusion, this thesis presents an algorithm for the automatic identification of different cardiovascular parameters using murine signals achieved by non-invasive techniques. Despite some limitations, like a small sample size, results are promising and allow further investigations.

Fabry disease (FD) is an X-linked lysosomal storage disorder with intracellular accumulation of globotriaosylceramide (Gb3) due to α-galactosidase A deficiency. We studied α-galactosidase A knockout mice (GLA KO) as a model for sensory disturbance and pain in FD. Pain associated behavior of young (3 months) and old (≥18 months) GLA KO mice and wildtype (WT) littermates in an inflammatory and a neuropathic pain model was investigated. Furthermore, affective and cognitive behavior was assessed in the naïve state and in an inflammatory pain model. Gene and protein expression of pain associated ion channels and Gb3 accumulation in dorsal root ganglion (DRG) neurons was determined. We also performed patch clamp analysis on cultivated DRG neurons and human embryonic kidney 293 (HEK) cells expressing voltage-gated-sodium channel 1.7 (Nav1.7) as an in vitro model of FD. Intracellular Gb3 deposits were modulated using shRNA silencing of α-galactosidase A. After intraplantar injection of complete Freund`s adjuvant (CFA) and chronic constriction injury (CCI) of the right sciatic nerve, old GLA KO mice did not develop heat and mechanical hypersensitivity in contrast to young GLA KO and old WT mice. Additionally, we found no relevant differences between genotypes and age-groups in affective and cognitive behavior in the naïve state and after CFA injection. Gene and protein expression analysis provided no explanation for the observed sensory impairment. However, cultured DRG neurons of old GLA KO mice revealed a marked decrease of sodium and Ih-currents compared to young GLA KO and old WT mice. DRG neurons of old GLA KO mice displayed substantial intracellular accumulation of Gb3 compared to young GLA KO and old WT mice. Similar to cultured neurons, sodium currents were also decreased in HEK cells treated with shRNA and consecutively increased intracellular Gb3 deposits compared to the control condition, but could be rescued by treatment with agalsidase-alpha. Our study unveils that, similar to patients with FD, GLA KO mice display age-dependent sensory deficits. However, contrary to patients, GLA KO mice are also protected from hypersensitivity induced by inflammation and nerve lesion due to Gb3-dependent and reversible reduction of neuronal sodium- and Ih-currents. Our data provide evidence for direct Gb3-dependent ion channel impairment in sensory DRG neurons as a potential contributor to sensory dysfunction and pain in FD., Bei Morbus Fabry (M. Fabry) handelt es sich um eine X-chromosomal vererbte, lysosomale Speichererkrankung mit intrazellulärer Akkumulation von Globo-triaosylceramid (Gb3) aufgrund eines α-Galaktosidase-A Mangels. Um die Pathophysiologie des M. Fabry aufzuklären, untersuchten wir die α-Galaktosidase-A defiziente Maus (GLA KO) als Modell für sensible Wahrnehmungsstörungen und Schmerz. Das schmerzassoziierte Verhalten von jungen (3 Monate) und alten (≥18 Monate) GLA KO Mäusen und Wildtyp (WT) Wurfgeschwistern wurde in einem Entzündungs- und einem neuropathischen Schmerzmodell untersucht. Zudem wurde das affektive und kognitive Verhalten im naiven Zustand und in einem Entzündungsschmerzmodell betrachtet. Auf molekularer Ebene wurden die Gen- und Proteinexpression von schmerzassoziierten Ionenkanälen und die Gb3-Akkumulation in Spinalganglionneuronen (dorsal root ganglion, DRG) bestimmt. Darüber hinaus wurden kultivierte DRG Neurone und humane embryonale Nierenzellen 293 (HEK) mittels Patch-clamp-Analyse elektrophysiologisch untersucht. Die HEK Zellen dienten als in vitro Modell für M. Fabry und exprimierten stabil den spannungsgesteuerten Natriumkanal 1.7 (Nav1.7). Intrazelluläre Gb3 Ablagerungen wurden unter Verwendung von shRNA-Silencing der α-Galaktosidase A induziert. Nach intraplantarer Injektion von complete Freund‘s Adjuvans (CFA) und chronic constriction injury (CCI) des rechten N. ischiadicus entwickelten alte GLA KO Mäuse, im Gegensatz zu jungen GLA KO und alten WT Mäusen, keine Überempfindlichkeit gegenüber Hitze und mechanischen Reizen. Darüber hinaus fanden wir keine relevanten Unterschiede zwischen Genotypen und Altersgruppen im affektiven und kognitiven Verhalten im naiven Zustand und nach Injektion von CFA. Gen- und Proteinexpressionsanalysen lieferten keine Erklärung für die sensible Beeinträchtigung. Jedoch zeigten kultivierte DRG Neurone von alten GLA KO Mäusen eine deutliche Abnahme der Natriumströme und der Ih Ströme im Vergleich zu jungen GLA KO und alten WT Mäusen. Außerdem wiesen DRG Neurone von alten GLA KO Mäusen eine verstärkte intrazelluläre Akkumulation von Gb3 im Vergleich zu jungen GLA KO und alten WT Mäusen auf. Ähnlich wie bei kultivierten Neuronen waren die Natriumströme in, mit shRNA behandelten HEK-Zellen, im Vergleich zu den Kontrollzellen ebenfalls verringert, konnten aber durch die Behandlung mit Agalsidase-alpha wiederhergestellt werden. Unsere Studie zeigt, dass GLA KO Mäuse ähnlich wie Patienten mit M. Fabry altersabhängige sensible Veränderungen aufweisen. Im Gegensatz zu Patienten sind GLA KO Mäuse jedoch auch vor der Überempfindlichkeit geschützt, die durch eine Entzündung und Nervenläsion hervorgerufen wird. Unsere elektrophysiologischen Ergebnisse jedoch, deuten darauf hin, dass die Reduktion der Natrium- und Ih Ströme mit den veränderten Antworten auf die sensiblen Reize zusammenhängt. Diese Daten lassen auf eine Gb3 abhängige Ionenkanaldysfunktion in DRG Neuronen als potentiellen Faktor für sensible Fehlfunktion und Schmerz bei M. Fabry schließen.

A la Divina Comèdia, Dante Alighieri va concebre l'Infern com un paisatge físic que es podia traçar i navegar. D'aquesta manera, va ajudar a crear el llenguatge i la imaginació que els escriptors i artistes actuals sovint recorren a la descripció de l'infern. També va crear un punt de referència compartit per a la discussió d'esdeveniments terrorífics com l'Holocaust / Shoah. Per exemple, en Survival in Auschwitz (1959), Primo Levi es va dirigir a Inferno de Dante per donar sentit a les seves experiències en els camps de concentració. En aquest article suggerim que l'artista de dibuixos animats Art Spiegelman utilitzés les imatges i el lèxic de l'Inferno per crear Maus, una biografia de dos volums del seu pare, Vladek Spiegelman, antic recluso d'Auschwitz i supervivent de l'Holocaust.Posem que hi ha quatre maneres clau en què Spiegelman s'inspira en l'obra èpica de Dante. El primer és la forma estilística que Dante i Spiegelman van triar per explicar les seves històries monumentals. El segon és la decisió d'autor de Spiegelman de situar-se a Maus com a narrador i com a personatge. A continuació, considerem com Maus explora grans temes de la vida com la supervivència i la memòria històrica a través de complexes relacions entre pare i fill. Finalment, sostenim que Spiegelman pren presumptament de la representació de Dante del paisatge físic de l'infern per visualitzar els horrors de la vida a Auschwitz.Spiegelman utilitza elements estructurals i temàtics d'Inferno per ajudar a explicar la relació torturada que va tenir amb els seus pares, especialment els efectes sobre el suïcidi de la seva mare, així com les dificultats d'enregistrar la història, particularment un esdeveniment tan immens i traumàtic com l'Holocaust., In The Divine Comedy, Dante Alighieri conceived of the Inferno as a physical landscape which could be mapped and navigated through. In so doing, he helped create the language and imagery which modern-day writers and artists often turn to when describing Hell. It also created a shared reference point for discussion of horrific events such as the Holocaust/ Shoah. For example, in Survival in Auschwitz [Se questo è un uomo], Primo Levi turned to Dante’s Inferno to make sense of his experiences in the concentration camps. In this paper we suggest that comic book artist Art Spiegelman utilised the imagery and lexicon of theInferno to create Maus, a two volume biography of his father Vladek Spiegelman, a former inmate of Auschwitz and Holocaust survivor. Art Spiegelman utilises structural and the- matic elements of Inferno to help explain the tortured relationship he had with his parents, especially the effects on him of his mother’s suicide, as well as the difficulties of recording history, particularly an event as immense and traumatic as the Holocaust., En La comedia divina, Dante Alighieri concibió el Infierno como un paisaje físico que se podía mapear y navegar. Al hacerlo, ayudó a crear el lenguaje y las imágenes a los que suelen recurrir los escritores y artistas de hoy en día cuando describen el infierno. También creó un punto de referencia compartido para la discusión de eventos horribles como el Holocausto / Shoah. Por ejemplo, en Survival in Auschwitz (1959), Primo Levi recurrió a Dante's Inferno para darle sentido a sus experiencias en los campos de concentración. En este artículo, sugerimos que el artista de cómics Art Spiegelman utilizó las imágenes y el léxico del Infierno para crear Maus, una biografía de dos volúmenes de su padre Vladek Spiegelman, ex recluso de Auschwitz y sobreviviente del Holocausto.Creemos que hay cuatro formas clave en las que Spiegelman se inspira en el trabajo épico de Dante. La primera es la forma estilística que Dante y Spiegelman eligieron para contar sus historias monumentales. La segunda es la decisión del autor de Spiegelman de ubicarse en Maus como narrador y como personaje. Luego consideramos cómo Maus explora grandes temas de la vida, como la supervivencia y la memoria histórica, a través de complejas relaciones padre-hijo. Finalmente, sostenemos que Spiegelman se inspira en gran medida en la descripción que hace Dante del paisaje físico del infierno para visualizar los horrores de la vida en Auschwitz.Spiegelman utiliza elementos estructurales y temáticos de Inferno para ayudar a explicar la relación torturada que tuvo con sus padres, especialmente los efectos sobre él del suicidio de su madre, así como las dificultades para registrar la historia, particularmente un evento tan inmenso y traumático como el Holocausto., Nella Divina Commedia, Dante Alighieri concepì l’Inferno come un paesaggio fisico che poteva essere mappato e attraversato. In tal modo, ha contribuito a creare il linguaggio e le immagini a cui gli scrittori e gli artisti odierni si rivolgono spesso quando descrivono l’infer- no. Ha anche creato un punto di riferimento condiviso per la discussione di eventi orribili come l’Olocausto / Shoah. Ad esempio, in Survival in Auschwitz [Se questo è un uomo], Primo Levi si è rivolto a Dante’s Inferno per dare un senso alle sue esperienze nei campi di concentramento. In questo articolo suggeriamo che l’artista di fumetti Art Spiegelman abbia utilizzato l’immaginario e il lessico dell’Inferno di Dante per creare Maus, una biografia in due volumi del padre Vladek Spiegelman, un ex detenuto di Auschwitz e sopravvissuto all’Olocausto. Art Spiegelman utilizza elementi strutturali e tematici dell’Inferno per aiutare a spiegare il rapporto torturato che aveva con i propri genitori, specialmente gli effetti su di lui del suicidio di sua madre, così come le difficoltà di registrare la storia, in particolare un evento immenso e traumatico come l’Olocausto.

Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) exacerbations are a considerable reason for increased morbidity and mortality in patients. Infections with influenza virus (H1N1), respiratory syncytial virus (RSV) or nontypeable Haemophilus influenzae (NTHi) are important triggers of exacerbations. To date, no treatments are available which can stop the progression of COPD. Novel approaches are urgently needed. Pre-clinical models of the disease are crucial for the development of novel therapeutic options. In order to establish pre-clinical models which mimic aspects of human COPD exacerbations, mice were exposed to cigarette smoke (CS) and additionally infected with H1N1, RSV and/or NTHi. Clinically relevant treatments such as the corticosteroids Fluticasone propionate and Dexamethasone, the phosphodiesterase-4 (PDE-4) inhibitor Roflumilast and the long-acting muscarinic receptor antagonist Tiotropium were tested in the established models. Furthermore, a novel treatment approach using antibodies (Abs) directed against IL-1α, IL-1β or IL-1R1 was examined in the established CS/H1N1 model. Levels of IFN-γ, IL-1β, IL-2, IL-6, KC, TNF-α, RANTES, IL-17, MCP-1, MIP 1α and MIP-1β were measured in lung homogenate. Numbers of total cells, neutrophils and macrophages were assessed in bronchoalveolar lavage (BAL) fluid. Hematoxylin- and eosin- (H&E-) stained lung slices were analyzed to detect pathological changes. Quantitative polymerase-chain-reaction (qPCR) was used to investigate gene expression of ICAM-1 and MUC5 A/C. The viral/bacterial load was investigated in lung homogenate or BAL fluid. In addition to the in vivo studies, the effects of the above mentioned treatments were investigated in vitro in H1N1, RSV or NTHi-infected (primary) human bronchial epithelial cells using submerged or air-liquid-interface (ALI) cell culture systems. Four pre-clinical models (CS/H1N1, CS/RSV, CS/NTHi, CS/H1N1/NTHi) were established depicting clinically relevant aspects of COPD exacerbations such as increased inflammatory cells and cytokines in the airways and impaired lung function. In the CS/H1N1 model, Tiotropium improved lung function and was superior in reducing inflammation in comparison to Fluticasone or Roflumilast. Moreover, Fluticasone increased the loss of body-weight, levels of IL-6, KC and TNF-α and worsened lung function. In CS/RSV-exposed mice Tiotropium but not Fluticasone or Roflumilast treatment reduced neutrophil numbers and IL-6 and TNF α levels in the lung. The viral load of H1N1 and RSV was significantly elevated in CS/virus-exposed mice and NCI-H292 cells after Fluticasone and Dexamethasone treatment. The results from these studies demonstrate that Tiotropium has anti-inflammatory effects on CS/virus-induced inflammation and might help to explain the observed reduction of exacerbation rates in Tiotropium-treated COPD patients. Furthermore, the findings from this work indicate that treatment with Fluticasone or Dexamethasone might not be beneficial to reduce inflammation in the airways of COPD patients and supports clinical studies that link treatment with corticosteroids to an increased risk for pneumonia. Testing of anti-IL-1α, anti-IL-1β or anti-IL-1R1 Abs in the CS/H1N1 model suggests that, in line with clinical data, antagonization of IL-1β is not sufficient to reduce pulmonary inflammation and indicates a predominant role of IL-1α in CS/virus-induced airway inflammation. In line with the in vivo findings, anti-IL-1α but not anti-IL-1β Abs reduced levels of TNF-α and IL-6 in H1N1-infected primary human bronchial epithelial ALI cell culture. Blocking the IL-1R1 provided significant inhibitory effects on inflammatory cells in vivo but was inferior compared to inhibiting both its soluble ligands IL-1α and IL-1β. Concomitant usage of Abs against IL-1α/IL-1β revealed strong effects and reduced total cells, neutrophils and macrophages. Additionally, levels of KC, IL-6, TNF-α, MCP-1, MIP-1α and MIP-1β were significantly reduced and ICAM-1 mRNA expression was attenuated. These results suggest that combined inhibition of IL-1α/IL-1β might be beneficial to reduce inflammation and exacerbations in COPD patients. Moreover, combined targeting of both IL-1α/IL-1β might be more efficient compared to inhibition of the IL-1R1. As in the CS/virus models, corticosteroid treatment failed to reduce inflammatory cells in the CS/NTHi and CS/H1N1/NTHi models, increased the loss of body-weight and the bacterial load. Furthermore, Roflumilast administration had no significant effects on cell counts or cytokines. However, it improved compliance in the CS/NTHi model. Treatment with Azithromycin reduced the bacterial load in the CS/NTHi model and reduced numbers of total cells, neutrophils, macrophages and levels of KC and TNF-α in the CS/H1N1/NTHi model. In conclusion, the established CS/H1N1, CS/RSV, CS/NTHi, CS/H1N1/NTHi models depict clinically relevant aspects of human COPD exacerbations in mice and provide the opportunity to investigate underlying disease mechanisms and to test novel therapies., Exazerbationen von Chronisch Obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) sind ein bedeutender Grund für erhöhte Morbidität und Mortalität von Patienten. Infektionen mit Influenza Virus (H1N1), Respiratory Syncytial Virus (RSV) oder nontypeable Haemophilus influenzae (NTHi) gelten als wichtige Auslöser von Exazerbationen. Bis heute gibt es keine Therapien, welche die Progression von COPD verhindern können. Neue Therapieansätze werden daher dringend benötigt. Prä-klinische Modelle spielen bei der Entwicklung neuer Therapien eine entscheidende Rolle. Um Aspekte einer humanen COPD-Exazerbation abzubilden, wurden Mäuse Zigarettenrauch (CS) ausgesetzt und zusätzlich mit H1N1, RSV und/oder NTHi infiziert. Klinisch relevante Behandlungen, z.B. die Kortikosteroide Fluticasonpropionat und Dexamethason, der Phosphodiesterase 4 (PDE-4) Inhibitor Roflumilast und der muskarinische Rezeptorantagonist Tiotropium, wurden in den etablierten Modellen getestet. Zudem wurde ein neuer therapeutischer Ansatz untersucht bei dem IL-1α, IL-1β neutralisierende bzw. IL-1R1 blockierende Antikörper (Ak) zum Einsatz kamen. Die Mengen von IFN-γ, IL-1β, IL 2, IL-6, KC, TNF-α, RANTES, IL-17, MCP-1, MIP-1α und MIP-1β wurden im Lungenhomogenat gemessen. Die Gesamtzellzahl und die Anzahl von Neutrophilen und Makrophagen wurden in bronchoalveolärer Lavage (BAL) Flüssigkeit bestimmt. Hematoxylin- und Eosin- (H&E-) gefärbte Lungenschnitte wurden analysiert, um pathologische Veränderungen zu detektieren. Quantitative Polymerase-Kettenreaktion (qPCR) wurde genutzt, um die Genexpression von ICAM-1 und MUC5 A/C zu untersuchen. Die Virus /Bakterienlast wurde in BAL Flüssigkeit oder Lungenhomogenat gemessen. Darüber hinaus wurden die Effekte der oben genannten Behandlungen in vitro in H1N1, RSV oder NTHi infizierten (primären) humanen bronchialen Epithelzellen in „submerged“ oder „air-liquid-interface (ALI)“ Zellkultur-Systemen untersucht. Vier prä-klinische Modelle (CS/H1N1, CS/RSV, CS/NTHi, CS/H1N1/NTHi) wurden etabliert, die relevante Aspekte einer Exazerbation, wie beispielsweise den Einstrom inflammatorischer Zellen, erhöhte Zytokinlevel oder verminderte Lungenfunktion abbilden. Im CS/H1N1-Modell verbesserte Tiotropium die Lungenfunktion und zeigte stärker anti-entzündliche Effekte als Fluticason oder Roflumilast. Zudem verstärkte Fluticason den Gewichtsverlust, erhöhte die Level von IL-6 und TNF-α und verschlechterte die Lungenfunktion. Im CS/RSV-Modell reduzierte Tiotropium, aber nicht Fluticason oder Roflumilast die Zahl der Neutrophilen sowie IL-6 und TNF-α Mengen. Die Menge von H1N1 und RSV war in den CS/Virus-Modellen sowie in NCI-H292 Zellen nach Fluticason- oder Dexamethason-Behandlung signifikant erhöht. Die Ergebnisse dieser Studien demonstrieren anti-inflammatorische Effekte von Tiotropium auf CS/Virus-induzierte Entzündung und könnten helfen, reduzierte Exazerbationshäufigkeiten in mit Tiotropium behandelten Patienten zu erklären. Zudem könnten die Resultate dieser Arbeit darauf hindeuten, dass die Behandlung mit Kortikosteroiden nicht geeignet ist, um Entzündung in COPD-Patienten zu reduzieren, und könnten dabei helfen, das in klinischen Studien festgestellte erhöhte Risiko von Pneumonien bei Behandlung mit Kortikosteroiden zu erklären. Im Einklang mit klinischen Daten deutet die Testung von anti-IL-1α, anti-IL-1β oder anti IL-1R1 Ak im CS/H1N1-Modell darauf hin, dass die Neutralisation von IL-1β nicht ausreicht, um die Entzündung in der Lunge zu reduzieren, und impliziert eine prädominierende Rolle von IL-1α in CS/H1N1-induzierter Atemwegsentzündung. Konform mit den in vivo Ergebnissen, reduzierten anti-IL-1α, aber nicht anti-IL-1β Ak, TNF-α und IL-6 in H1N1-infizierter primärer humaner bronchialer epithelialer ALI-Zellkultur. Die Blockade von IL-1R1 zeigte in vivo signifikante inhibitorische Effekte auf inflammatorische Zellen, die verglichen mit der Neutralisation seiner löslichen Liganden IL-1α/IL-1β allerdings unterlegen waren. Die kombinierte Neutralisation von IL-1α/IL-1β war sehr effektiv und reduzierte die Gesamtzellzahl sowie die Zahl der Neutrophilen und Makrophagen in der Lunge. Zusätzlich wurden die Level von KC, IL-6, TNF-α, MCP-1, MIP-1α und MIP-1β signifikant reduziert. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass kombinierte Inhibition von IL-1α/IL-1β geeignet sein könnte, um Entzündung und Exazerbationen in COPD-Patienten zu reduzieren. Zudem könnte IL-1α/IL-1β-Neutralisation effektiver sein als IL-1R1-Blockade. Wie in den CS/Virus-Modellen wurden inflammatorische Zellen durch Kortikosteroid-Behandlung im CS/NTHi- und CS/H1N1/NTHi-Modell nicht reduziert, verstärkten zudem den Gewichtsverlust und erhöhten die Bakterienmenge. Roflumilast zeigte keine Effekte auf Zellzahlen und Zytokine. Allerdings verbesserte die Behandlung damit die Compliance im CS/NTHi-Modell. Die Behandlung mit Azithromycin reduzierte die Bakterienmenge im CS/NTHi-Modell und reduzierte die Gesamtzellzahl und Anzahl von Neutrophilen und Makrophagen, sowie die Level von KC und TNF-α im CS/H1N1/NTHi-Modell. Zusammenfassend bilden die etablierten CS/H1N1-, CS/RSV-, CS/NTHi-, CS/H1N1/NTHi-Modelle klinisch relevante Aspekte von humanen COPD-Exazerbationen ab und ermöglichen die Erforschung von Krankheitsmechanismen und neuen Therapieansätze.

Wir untersuchten in der vorliegenden Arbeit anhand eines etablierten murinen Frakturheilungsmodells den Einfluss eines Anti-Midkine-Antikörpers (Anti-MDK- AK) auf die Frakturheilung. Dazu wurde in einem standardisierten Operationsverfahrens der zunächst osteosynthetisch stabilisierten Femurschaft osteotomiert. Die Tiere wurden in zwei Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe erhielt lediglich phosphat-gepufferte Salzlösung (PBS) und die andere PBS mit dem Anti- MDK Antikörper in einem festen Schema subcutan injiziert. Anhand immunhistologischer Färbungen konnten wir zeigen, dass bei den mit Anti-MDK-AK behandelten Tieren weniger extrazelluläres Midkine (MDK) im periostalen Kallus am 4. und ebenso am 10. post-operativen Tag auftrat. Weiterhin bestätigen unsere Untersuchungen die Erkenntnisse vorangegangener Studien zur zeitlichen und örtlichen Expression von MDK während der Frakturheilung, indem wir am Tag 4 vereinzelt MDK im periostalen frakturnahen Bereich in spindelförmigen Zellen, am Tag 10 viel MDK in den hypertrophen Chondrozyten des Kallus und am Tag 21 ein abnehmendes MDK nachwiesen. Bei den untersuchten Mineralisationsproteinen Dentin Matrix Protein-1 (DMP-1) und ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 1 (ENPP-1), die durch MDK induziert werden können, zeigte sich bei DMP-1 in der AK-Gruppe eine tendenziell größere DMP-1 positive Fläche als in der Kontroll-Gruppe, was vermutlich auf den größeren Frakturkallus mit einer vermehrten Anzahl an osteoblastärer Zellen zurückzuführen ist. Darüber hinaus zeigten sich keine Unterschiede in der histologischen Darstellung zwischen den Vergleichsgruppen. Die immunhistologische Färbung Neutrophiler Granulozyten und Macrophagen zeigte keine statistisch signifikanten Ergebnisse, jedoch konnten bei der AK- Gruppe tendenziell eine geringere Anzahl an Neutrophilen Granulozyten am Tag 4 post-operativ, sowie ein tendenziell verzögerter Anstieg der Macrophagen-Anzahl während der Frakturheilung bei der AK-Gruppe beobachtet werden. Unsere Erkenntnisse legen den Schluss nahe, dass der Anti-MDK-AK zwar das extrazelluläre MDK beeinflusst, jedoch keinen Einfluss auf das intrazelluläre Auftreten von MDK hat. Beobachtungen der inflammatorischen Zellen könnten auf eine Beeinflussung dieser Zellen durch die Antagonisierung von extrazellulärem MDK durch die Anti-MDK-AK hindeuten. In unserer Arbeitsgruppe zeigte die AK-Gruppe am Tag 21 mehr Knochen im Kallus. Darüber hinaus war das Kallusvolumen in dieser Gruppe am Tag 28 kleiner als in der Kontroll-Gruppe. Führt man diese Ergebnisse zusammen deutet dies darauf hin, dass schon alleine die Beeinflussung des extrazellulären MDK durch den Antikörper zu einem starken Kallus mit schnellem Kallus-Remodeling führt. Deshalb ist ein therapeutischer Einsatz des Anti-MDK-AK zur Unterstützung der Frakturheilung durch die gezielte Antagonisierung von MDK bei schwer zu versorgenden Frakturen vorstellbar.

Die Versorgung von Frakturen in der Medizin hat sich in den letzten Jahren stetig verbessert. Dennoch sind orthopädische Komplikationen, wie z.B. eine verzögerte Frakturheilung, eine lange Immobilität nach Fraktur oder die Ausbildung von Pseudoarthrosen in unserer alternden Gesellschaft ein weiterhin bestehendes Problem. Vor diesem Hintergrund gilt es, pharmakologische Ansatzpunkte zur Verbesserung der Frakturheilung zu identifizieren. Als einen solchen Ansatzpunkt untersuchten wir den Wachstumsfaktor Midkine während der Frakturheilung. Hierfür verwendeten wir ein murines Frakturheilungsmodell, das in einem standardisierten Operationsverfahren im Bereich der Femurdiaphyse osteotomiert und anschließend osteosynthetisch versorgt wurde. Anschließend wurde der Frakturkallus Midkine-defizienter Mäuse mit dem von Wildtyp-Mäusen mit Hilfe immunhistologischer Methoden verglichen. Darüber hinaus wurden mesenchymale Zellen auf die Expression spezifischer Rezeptormoleküle sowie auf den Einfluss von rekombinanten Midkine untersucht. Zunächst konnten wir zeigen, dass Midkine v.a. während der frühen Phase der Frakturheilung in mesenchymalen Vorläuferzellen und chondrogenen Zellen exprimiert wird. Im Vergleich der Midkine-defizienten Mäuse gegenüber den Wildtyp-Mäusen konnten wir hinsichtlich der Expression von Mineralisationsproteinen während der Knochenheilung keinen Unterschied feststellen. Jedoch zeigten die Midkine-defizienten Mäuse während der frühen Phase der Frakturheilung eine im Vergleich zu den Wildtyp-Mäusen verzögerte inflammatorische Antwort. Während andere Studien vor allem eine anabole Wirkung der Midkine-Defizienz auf den Knochen nachweisen konnten, scheint sich die Midkine-Defizienz in unserer Frakturheilungsstudie auf die inflammatorische Phase während der Knochenheilung auszuwirken. In unseren in-vitro Versuchen an mesenchymalen Zellen konnten wir vorausgegangene Experimente an osteoblastären Zellreihen bestätigen. Darüber hinaus ergaben sich weitere Hinweise, dass spezifische Expressionsmuster der Rezeptoren auf den verschiedenen Zelltypen für die Vermittlung der intrazellulären bzw. extrazellulären Wirkung von Midkine verantwortlich sein könnten. Es bleibt festzuhalten, dass Midkine eine wichtige Rolle während der inflammatorischen Phase der Frakturheilung spielt. Weitere Frakturheilungsstudien z.B. mit spezifischen Antikörpern werden zeigen, ob sich der Wachstumsfaktor Midkine als therapeutischer Ansatzpunkt zur Verbesserung der Knochenheilung eignen wird.

Coffin-Lowry syndrome is a rare syndromic form of X-linked mental retardation caused by heterogeneous loss-of-function mutations in the gene RPS6KA3 that encodes the RSK2 protein. Clinical features are delayed motor development, small height, progressive skeletal malformations and mental retardation. Rsk2 deficiency affects behavioral, cellular and molecular functions. To characterize and investigate how this deficiency affects these functions, we made a series of experiments using Rsk2-deficient mice as the animal model for Coffin-Lowry syndrome. We applied a battery of behavioral tests and included the use of the IntelliCage for the first time as a behavioral paradigm to study anxiety-like behavior and depression-like behavior in Rsk2-deficient mice. Results from the conventional behavioral tests and from the IntelliCage indicate that Rsk2-deficient mice may have an anti-anxiety and anti-depressive phenotype. We evaluated in Rsk2 deficient mice the relative gene expression of a set of genes coding for proteins related to RSK2 which are involved in fear memory, synaptic plasticity, neurogenesis, learning, emotional behavior and stress. We found gene expression alterations in the prefrontal cortex and striatum. These results suggest that RSK2 may be involved in the expression of the genes. RSK2 is known to be related to monoamine neurotransmitter function. We measured the levels of dopamine, serotonin and noradrenaline/norepinephrine and their metabolites in different brain regions of Rsk2-deficient mice. We found differences in the dopaminergic and noradrenergic systems suggesting an increased or decreased activity of these neurotransmission systems as a result of Rsk2 deficiency. Adult neurogenesis is a form of neuronal plasticity and a multi-step process of cell development. We explored if this form of neuronal plasticity was affected by Rsk2-deficiency. Our results indicate that adult hippocampal neurogenesis is not influenced by lifelong Rsk2 deficiency. It would be worth to analyze in the future other aspects of neuroplasticity. We have confirmed, that behavioral characteristics of Rsk2-deficient mice make them an interesting model to study the Coffin-Lowry syndrome by extending the behavioral characterization on the emotional level. Furthermore, we have extended the characterization of the model on a molecular level, opening new opportunities to study and understand the pathophysiological basis of the Coffin-Lowry syndrome., Das Coffin-Lowry Syndrom ist eine seltene syndromale Form X-gebunden vererbter geistiger Behinderung, verursacht durch heterogene loss of function Mutationen im RPS6KA3-Gen, welches für das RSK2-Protein kodiert. Klinische Charakteristika sind eine verzögerte motorische Entwicklung, eine geringe Körpergröße, fortschreitende Skelett- Malformationen und geistige Behinderung. Die Rsk2-Mutation hat einen Einfluss auf das Verhalten, auf zelluläre und molekulare Funktionen. Um zu charakterisieren und zu untersuchen, wie diese Defizienz diese Funktionen beeinflusst, führten wir eine Reihe von Experimenten durch und verwendeten Rsk2-defiziente Mäuse als Tiermodell für das Coffin-Lowry Syndrom. Wir wandten eine Reihe von Verhaltens-Tests an, einschließlich erstmals den IntelliCage als ein Verhaltensparadigma, um Angst-ähnliches und Depressions-ähnliches Verhalten in Rsk2-defizienten Mäusen zu untersuchen. Ergebnisse konventioneller Verhaltenstests und aus dem IntelliCage sprechen dafür, dass Rsk2-defiziente Mäuse einen „anti-ängstlichen“ und „anti-depressiven“ Phänotyp haben. Wir haben bei Rsk2-defizienten Mäusen die Expression einer Reihe von Genen untersucht, die für Proteine kodieren, die mit RSK2 in Zusammenhang stehen und darüber hinaus eine Bedeutung für das Angst-Gedächtnis, synaptische Plastizität, Neurogenese, Lernen, emotionales Verhalten und Stress haben. Im präfrontalen Kortex und Striatum konnten wir Genexpressionsunterschiede zwischen Rsk2-Wildtyp- und Knockout-Mäusen detektieren. Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass RSK2 eine Rolle bei der Expression dieser Gene spielt. Es ist bekannt, dass RSK2 eine Rolle für die monoaminerge Neurotransmitter-Funktion spielt. Deshalb haben wir die Konzentration von Dopamin, Serotonin und Noradrenalin/Norepinephrin und ihrer Metaboliten in verschiedenen Gehirnregionen von Rsk2-defizienten Mäuse untersucht. Wir haben Unterschiede im dopaminergen und noradrenergen System gefunden, was auf eine gesteigerte oder verminderte Aktivität dieser Neurotransmittersysteme als Folge der Rsk2-Defizienz hinweist. Adulte Neurogenese ist eine Form neuronaler Plastizität und ein mehr-stufiger Prozess zellulärer Entwicklung. Unsere Untersuchungen der adulten Neurogenese im Hippocampus zeigten, dass sie nicht durch eine lebenslange Rsk2-Defizienz beeinflusst wird. In Zukunft wäre es jedoch sinnvoll, andere Aspekte der Neuroplastizität zu analysieren. Durch unsere Verhaltensstudien wurde die Charakterisierung der Rsk2-defizienten Mäuse vor allem im emotionalen Bereich stark erweitert, wodurch wir bestätigen konnten, dass diese Mauslinie ein interessantes Modell zur Untersuchung des Coffein-Lowry Syndroms ist. Darüber hinaus haben wir die Charakterisierung des Modells auf der molekularen Ebene erweitert und damit neue Möglichkeiten eröffnet, die pathophysiologische Grundlage des Coffin-Lowry Syndroms zu studieren.

This work summarizes the results of studies on several major aspects of platelet activation and platelet receptor regulation. Therefore, this thesis is divided into four parts. Platelet activation and aggregation at sites of vascular injury is critical to prevent excessive blood loss, but may also lead to life-threatening ischemic disease states, such as myocardial infarction and stroke. Agonist-induced elevation in cytosolic Ca2+ concentrations is essential for platelet activation in hemostasis and thrombosis. The principal route of Ca2+ influx in platelets is store-operated calcium entry (SOCE). The calcium sensor molecule stromal interaction molecule 1 (STIM1) regulates SOCE by activating the membrane calcium channel protein Orai1, but the exact mechanisms of this interaction are not fully understood. Using affinity chromatography to screen for STIM1 interacting proteins in platelets, bridging integrator 2 (BIN2), an adapter protein belonging to the family of BAR proteins that is mainly expressed in the hematopoietic system, was identified. Newly generated BIN2 KO mice were viable and fertile but their platelets displayed markedly impaired SOCE in response to thapsigargin (TG) as well as agonists acting on immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM) or G protein-coupled receptors. This SOCE defect resulted in impaired (hem)ITAM induced platelet activation, aggregate formation under flow and procoagulant activity. As a consequence, mice lacking BIN2 in platelets were protected from occlusive arterial thrombus formation and thrombo-inflammatory cerebral infarct progression in a model of experimental stroke. These results identify BIN2 as a critical regulator of platelet SOCE in thrombosis and thrombo-inflammatory disease. Integrin αIIbβ3 plays a central role in the adhesion and aggregation of platelets. Integrin activation requires the transmission of a signal from the small cytoplasmic tails of the α or β subunit to the large extracellular domains resulting in conformational changes of the extracellular domains to enable ligand binding. It was hypothesized that Hic-5 is a novel regulator of integrin αIIbβ3 activation in mice. As demonstrated in the second part of this thesis, lack of Hic-5 had no detectable effect on platelet integrin activation and function in vitro and in vivo under all tested conditions. These results indicate that Hic-5 is dispensable for integrin αIIbβ3 activation and consequently for arterial thrombosis and hemostasis in mice. The Rho GTPase family members RhoA and Rac1 play major roles in platelet activation at sites of vascular injury. Little is known about possible redundant functions of these Rho GTPases in regulating platelet function. To investigate functional redundancies of RhoA and Rac1 in platelet production and function, mice with MK- and platelet-specific double- deficiencies in RhoA and Rac1 were generated. RhoA/Rac1 double-deficiency phenocopied the respective single knockouts without any additional effects in the double-knockout animals, demonstrating for the first time a functional non-redundancy of RhoA and Rac1 in platelet function. Antibodies against platelet glycoproteins (GP) trigger platelet destruction in immune thrombocytopenia (ITP) by binding to Fcγ receptors (FcγRs) on immune cells. However, antibodies against the platelet collagen receptor GPVI exert powerful anti-thrombotic action in vivo by inducing ectodomain shedding of the receptor associated with a transient thrombocytopenia. As shown in the final part of this thesis, blockade or deficiency of the inhibitory FcγRIIB abolished sequestration of anti-GPVI opsonized platelets in the hepatic vasculature and GPVI shedding. This process was mediated by liver sinusoidal endothelial cells (LSEC), the major FcγRIIB expressing cell type in the body. Furthermore, LSEC FcγRIIB mediated hepatic platelet sequestration and contributed to thrombocytopenia in mice treated with antibodies against αIIbβ3, the major target antigen in human ITP. These results reveal a novel and unexpected function of hepatic FcγRIIB in the processing of antibody-opsonized platelets., Diese Arbeit fasst Untersuchungen zu verschiedenen Aspekten der Aktivierung von Thrombozyten und deren Rezeptorregulation zusammen. Daher ist diese Doktorarbeit in vier Teile gegliedert. Die Aktivierung und Aggregation von Thrombozyten nach einer Gefäßverletzung ist entscheidend, um einen übermäßigen Blutverlust zu vermeiden, kann aber auch zu lebensbedrohlichen ischämischen Erkrankungen, wie beispielsweise Myokardinfarkt und Schlaganfall, führen. Bei der Aktivierung der Thrombozyten kommt es zu einem Anstieg der zytosolischen Ca2+-Konzentration. Der Ca2+-Einstrom in die Thrombozyten erfolgt hauptsächlich durch den „store operated calcium entry“ (SOCE). Der Calciumsensor „stromal interaction molecule 1“ (STIM1) reguliert den SOCE indem er das Ionenkanal-bildende Protein Orai1 in der Plasmamembran aktiviert. Der genaue Mechanismus dieser Interaktion ist jedoch noch nicht vollständig aufgeklärt. Durch den Einsatz von Affinitätschromatographie, um Interaktionspartner von STIM1 zu identifizieren, wurde „bridging integrator 2“ (BIN2) gefunden. BIN2 ist ein Adapterprotein, aus der Familie der BAR Proteine, welches hauptsächlich von Zellen des hämatopoetischen Systems exprimiert wird. BIN2-defiziente Mäuse sind lebensfähig und fruchtbar, aber ihre Thrombozyten zeigten einen deutlich verminderten SOCE. Diese Reduktion zeigte sich sowohl nach der Stimulation mit Thapsigargin, aber auch nach der Stimulation mit Agonisten, die „immunoreceptor tyrosine-based activation motif-“ (ITAM-) oder G-Protein gekoppelte Rezeptoren aktivieren. Der defekte SOCE führte zu verminderter (hem)ITAM-induzierter Thrombozytenaktivierung, reduzierter Thrombenbildung im Flusskammersystem und verminderter prokoagulanter Aktivität. Dies hatte zur Folge, dass Mäuse mit thrombozytenspezifischer BIN2-Defizienz vor arterieller Thrombose und, in einem Schlaganfallmodell, vor thrombo-inflammatorischer Infarktprogression geschützt sind. Diese Ergebnisse zeigen, dass BIN2 ein wichtiger Regulator des SOCE in Thrombozyten bei Thrombosen und thrombo-inflammatorischen Erkrankungen ist. Das Integrin αIIbβ3 spielt bei der Adhäsion und Aggregation von Thrombozyten eine wichtige Rolle. Um das Integrin zu aktivieren, bedarf es einer Signalübertragung von den kleinen zytoplasmatischen Teilen der α und β Untereinheiten zu den großen extrazellulären Domänen, was zu deren Konformationsänderung führt und schließlich die Ligandenbindung ermöglicht. Es besteht die Hypothese, dass Hic-5 an der Regulation des Integrins αIIbβ3 in murinen Thrombozyten beteiligt ist. Wie im zweiten Teil dieser Arbeit gezeigt werden konnte, hat eine Hic-5 Defizienz jedoch weder in vitro noch in vivo Einfluss auf die Aktivierung und Funktion des Integrins αIIbβ3 in Thrombozyten. Diese Ergebnisse zeigen, dass Hic-5 für die Aktivierung des Integrins αIIbβ3 und folglich auch für die arterielle Thrombose und Hämostase in Mäusen entbehrlich ist. Kleine GTPasen der Rho-Proteinfamilie, wie z.B. RhoA und Rac1 spielen bei der Thrombozytenaktivierung bei Gefäßverletzungen eine wichtige Rolle. Dennoch ist wenig über redundante Funktionen von RhoA und Rac1 bei der Steuerung der Thrombozytenfunktion bekannt. Um eine mögliche funktionelle Redundanz von RhoA und Rac1 zu untersuchen, wurden MK- und thrombozytenspezifische RhoA und Rac1 doppelt-defiziente Tiere gezüchtet. Die Thrombozyten der Tiere zeigten die Phänotypen einer RhoA- und Rac1-Defizienz, ohne dass weiter Effekte bemerkbar waren. Diese Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, dass es keine funktionelle Redundanz von RhoA und Rac1 bei der Regulation der Thrombozytenfunktion gibt. Antikörper, die gegen Glykoproteine auf Thrombozyten gerichtet sind, führen bei einer Immunthrombozytopenie (ITP) durch die Bindung an Fcγ Rezeptoren auf Immunzellen, zu einer Zerstörung der Thrombozyten. Eine Ausnahme sind Antikörper gegen den Kollagenrezeptor GPVI der Thrombozyten. Hier führen diese Antikörper zu einem starken antithrombotischen Schutz in vivo, indem sie das sog. „Shedding“ der Ektodomäne des Rezeptors und nur eine vorübergehende Thrombozytopenie auslösen. Im letzten Teil dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass sowohl die Blockade, also auch das vollständige Fehlen des inhibitorischen FcγRIIB, die Sequestrierung von anti-GPVI-opsonierten Thrombozyten und das Shedding von GPVI verhindert. Für diese Prozesse ist speziell der FcγRIIB auf „liver sinusoidal endothelial cells“ (LSEC) ursächlich. Ferner konnte gezeigt werden, dass FcγRIIB auf LSECs auch für die Sequestrierung von Thrombozyten und die Thrombozytopenie in Mäusen, die mit Antikörpern gegen αIIbβ3, dem Hauptantigen bei humaner ITP, behandelt wurden, verantwortlich ist. Diese Ergebnisse enthüllen eine neue und unerwartete Funktion des hepatischen FcγRIIB bei der Reaktion auf Antikörper-opsonierte Thrombozyten.

Myocardial B-cell infiltration after LAD occlusion in mice is driven by CXCL13 After myocardial infarction, the immune system is activated and regulates wound healing and remodeling processes in the heart. While the role of T cells has been elucidated already, the function of B cells in myocardial infarction remained relatively unclear until now. It is, however, already known that B cells are of importance in healing processes in other tissues, for example in the skin. Our studies therefore addressed the role and function of B cells in healing and early remodeling processes in the myocardium after infarction. Under physiological conditions, only few B cells can be found in the heart. After myocardial infarction, however, which we modelled with a permanent ligation of the left anterior descending artery (LAD) in C57BL/6J mice, we could demonstrate that B lymphocytes accumulate in the early phase after tissue injury (days one to seven) in the myocardium. To detect B cells, we performed immunofluorescence stainings on cryosections of infarcted hearts using an anti-B220 antibody. Quantitative analysis of tissue infiltration revealed that B cells peaked at day seven. In flow cytometry, we further characterized the B cells infiltrating infarcted tissue. We found that most of them were mature B cells (IgM+, IgD+). Next, we wanted to outline a potential mechanism responsible for B-cell infiltration to the site of tissue injury. We therefore performed ELISA experiments revealing that CXCL13 was upregulated in scar tissue. Antibody-mediated neutralization of CXCL13 verifiably attenuated B-cell infiltration. Treated mice also showed – in the tendency – smaller infarct sizes and an improved survival. In conclusion, we could show that B lymphocytes infiltrate the myocardium after MI in mice following a local CXCL13 gradient and that it is, most likely, beneficial to inhibit this process., Nach einem Herzinfarkt wird das Immunsystem aktiviert und bestimmt die Wundheilung sowie das Remodeling im Herzen. Während die Rolle von T-Zellen [dabei] bereits relativ gut untersucht ist, war die Funktion von B-Zellen beim Myokardinfarkt bis heute relativ unklar. Man weiß bisher allerdings, dass B-Zellen eine wichtige Rolle in Heilungsprozessen in anderen Geweben spielen, z.B. in der Haut. Unsere Untersuchungen beschäftigten sich daher mit der Rolle und Funktion von B-Zellen nach experimentellem Herzinfarkt im Mausmodell. Unter physiologischen Bedingungen finden sich nur wenige B-Zellen im Herzen. Nach Herzinfarkt, den wir mithilfe einer permanenten Ligatur der linken Herzkranzarterie in C57BL/6J-Mäusen induzierten, konnten wir jedoch zeigen, dass B-Zellen in der frühen Phase nach Gewebeschädigung (Tag eins bis sieben) im Myokard akkumulieren. Um B-Zellen zu detektieren, führten wir Immunfluoreszenz-Färbungen mit einem monoklonalen Anti-B220-Antikörper auf Gefrierschnitten des Herzens durch. Eine quantitative Auswertung der Gewebeinfiltration ergab, dass die Anzahl der B-Zellen an Tag sieben ihren Höhepunkt erreicht. In durchflusszytometrischen Untersuchungen charakterisierten wir [anschließend] die das infarzierte Gewebe infiltrierenden B-Zellen (weiter). Wir stellten dabei fest, dass es sich bei den meisten dieser Zellen um reife B-Zellen (IgM+, IgD+) handelte. Als nächsten Schritt wollten wir einen möglichen Mechanismus, der die B-Zell-Infiltration am Ort der Gewebeschädigung erklärt, umreißen. Wir führten daher ELISA-Messungen durch, die ergaben, dass CXCL13 im Narbengewebe hochreguliert war. Eine Antikörper-vermittelte Neutralisation von CXCL13 konnte nachweisbar die B-Zell-Infiltration hemmen. So behandelte Mäuse zeigten – in der Tendenz – kleinere Infarktgrößen und ein verbessertes Überleben. Zusammenfassend konnten wir somit zeigen, dass B-Lymphozyten nach Myokardinfarkt in der Maus das Myokard aufgrund eines lokalen CXCL13-Gradienten infiltrieren und dass es höchstwahrscheinlich vorteilhaft ist, diesen Prozess zu unterbinden.

Given the rise of the Holocaust representations in film, literature and visual arts, the question is no longer whether to represent the Holocaust, but rather how to represent it. In that regard, Art Spiegelman’s depiction of the Holocaust in a graphic narrative is often cited as particularly interesting and groundbreaking work. The aim of this thesis was to analyze the representation of the Holocaust and the memory process in Art Spiegelman’s graphic novel Maus, drawing mainly on Giorgio Agamben’s and Michel Foucault’s understanding of biopolitics, and Marianne Hirsch’s concept of post-memory. The analysis revealed that through the employment of different narrative strategies, notably anthropomorphism, Maus explicitly deals with the themes of governmentality and devaluation of biological life, while simultaneously raising questions about the ethical implications of the representation of the Holocaust and personal history. Moreover, the use of the comic medium allowed the author to problematize the construction of memory by illustrating both the survivor’s experience and the very process of recording that memory. S obzirom na učestalost prikazivanja holokausta u filmu, književnosti i vizualnoj kulturi, pitanje više nije usmjereno k tome možemo li prikazati holokaust, već na koji način. S tim u vezi, Art Spiegelmenov prikaz holokausta u grafičkom romanu često se navodi kao iznimno zanimljivo i revolucionarno djelo. Cilj ovog rada bio je analizirati prikaz holokausta i procesa pamćenja u grafičkom romanu Art Spiegelmana Maus oslanjajući se prvenstveno na tumačenje biopolitike kod Giorgia Agambena i Michela Foucaulta te primjenjući koncept post memorije Marianne Hirsch. Analizom se pokazalo kako je Maus, uz pomoć različitih narativnih strategija, naročito antropomorfizma, tekst koji se eksplicitno bavi temama vladanja i devaluacije biološkog života, istodobno postavljajući pitanja o etičkim implikacijama prikazivanja holokausta i osobne povijesti. Štoviše, upotreba grafičkog medija omogućila je autoru da nadalje problematizira i proces konstruiranja memorije prikazujući kako iskustvo preživjelih tako i sam proces bilježenja tog sjećanja.

Fragestellung: Noch immer heilen etwa 10% aller Frakturen verzögert oder führen zu Pseudarthrosen. Die Frakturheilung kann durch Applikation osteoinduktiver und osteokonduktiver Substanzen unterstützt werden. Natürlich vorkommender, weißer Marmor ist ein Carbonatgestein,[zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL], Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2017)

Biomedical Engineering / Biomedizinische Technik, 54 (1), ISSN:0013-5585, ISSN:1862-278X

Esta é uma abordagem da representação da memória centrada no estudo de caso de Maus: a história de um sobrevivente, de Art Spiegelman, história em quadrinhos que constrói uma biografia do pai do autor, um judeu sobrevivente do Holocausto. A obra é um objeto exemplar para refletir a relação dos afetos entre história e memória, especialmente na memória traumática coletiva e individual. Há uma complexa moralidade entre o lembrar e o esquecer, que dialeticamente desempenham distintas funções vitais ao ser humano. O trauma instaura a necessidade do testemunho, que paradoxalmente é acompanhada de sua impossibilidade – a linguagem é insuficiente para representar e comunicar a ruptura infligida pelo trauma, o que demanda uma árdua consciência da própria limitação a fim de seguir na tarefa de reconstrução simbólica, um esforço de tradução sincera na tentativa de alcançar quem lhe dê ouvidos. Esse esforço levou Spiegelman a uma tentativa de distanciar-se de sua própria história para melhor acessá-la, empregando uma peculiar metáfora visual: em seu livro todos os judeus são desenhados como ratos, alemães como gatos e poloneses como porcos. A autoconsciência e a sinceridade são expressas no caráter metalinguístico de Maus, que trata de sua própria produção, narrando os obstáculos emocionais e os labirintos da memória que Spiegelman encontrou enquanto tentava compreender o passado dos pais e sua relação com eles, uma tentativa de também lançar alguma luz sobre seus próprios traumas. O uso de desenhos e de hibridismo de linguagens nas histórias em quadrinhos enriquece essa capacidade autorreferencial e aprofunda as possibilidades de expressão do autor. Isto faz de Maus também uma obra autobiográfica e uma reflexão sobre a relação recíproca entre o passado e o presente. Tal relação deve fluir no sentido da vitalidade da condição humana, sempre ameaçada pela perene desumanização que tem na violência sua raiz e fruto. Dito isto, após apresentar Maus teremos um capítulo sobre história amparado por textos de Hannah Arendt, Zygmunt Bauman, Saul Friedländer e Raul Hilberg; o seguinte, sobre memória e testemunho, toma apoio em Aleida Assmann, Jeanne Marie Gagnebin, Tzvetan Todorov, Primo Levi, Walter Benjamin, Márcio Seligmann-Silva, Marianne Hirsch e Friedrich Nietzsche; por fim, o capítulo sobre a representação em história em quadrinhos tem o suporte teórico de Scott McCloud, Rocco Versaci e Nick Sousanis. O próprio Art Spiegelman é certamente a mais importante fonte neste estudo. This approach to memory representation centers on a case study of Maus: a survivor's tale, by Art Spiegelman, a comic book in which he builds a biography of his father, a Jew who survived the Holocaust. The book is an exemplary subject to ponder on the affective relation between history and memory, especially traumatic memory, both individual and collective. There is a complex morality between remembering and forgetting, which dialectically perform distinct vital functions to the human being. Trauma establishes the need for testimony, paradoxically followed by its very impossibility – language does not suffice to represent and communicate the rupture inflicted by trauma, demanding an arduous self-consciousness of one’s own limitation in order to proceed with the chore of symbolic reconstruction, an effort for sincere translation trying to reach those who would listen to it. Such an effort led the author to distance himself from his own history so he could better access it, using a peculiar visual metaphor: in his book, all Jews are drawn as mice, Germans as cats, Poles as pigs. Self-consciousness and sincerity are expressed through Maus’s metaliguistic quality of dealing with its own production, telling about the emotional obstacles and the labyrinths of memory Spiegelman came across while he was trying to understand his parents’ past and his relationship with them, and also to shed some light on his own traumas. The use of drawings and of language hybridism in comic books enriches the self-awareness and deepens the author’s possibilities of expression. All this makes Maus an autobiographical work and a reflection on the reciprocal relationship between past and present. Such relationship should flow towards zeal for the human condition, despite being threatened by the everlasting dehumanization, which is both root to and fruit of violence. That being said, after presenting Maus we’ll have a chapter on history with the support of texts by Hannah Arendt, Zygmunt Bauman, Saul Friedländer and Raul Hilberg; the next chapter, on memory and testimony, leans on Aleida Assmann, Jeanne Marie Gagnebin, Tzvetan Todorov, Walter Benjamin, Márcio Seligmann-Silva, Marianne Hirsch and Friedrich Nietzsche. Finally, the chapter on comics representation holds theoretical support from Scott McCloud, Rocco Versaci and Nick Sousanis. Art Spiegelman is certainly the main source throughout this study.

Ziel war es den onkolytischen Effekt des Designer-Host Defense Peptids [D]-\(K_{3}H_{3}L_{9}\) und des Anthrazyklins Doxorubicin in einer "low-dose" Kombinationstherapie im syngenen murinen Fibrosarkom Mausmodell (BFS-1) zu untersuchen, die Wirksamkeit mit den Einzeltherapien zu vergleichen und histologische Nachuntersuchungen der Tumorresektate durchzuführen. Der Fokus lag auf der Untersuchung des Proliferationsindex (Ki-67) und des Angiogenesenachweises (CD31) in den entnommenen Tumoren. Die Kombinationstherapie konnte eine signifikante Inhibierung des Tumorwachstums nach dreiwöchiger Therapie bewirken. Die Tumoren zeigten in der H&E Färbung nekrotische Areale und die Zellproliferation war in der Ki-67 Färbung hochsignifikant vermindert. In der CD31 Färbung war eine hochsignifikante Reduzierung der Gefäßdichte ersichtlich. Damit kann die Studie als Grundlage für weitere Dosis-Wirkungsversuche in soliden Tumormodellen sowie in Metastasenmodellen dienen.

Ein Anstieg in der intrazellulären freien Calciumionen-Konzentration ([Ca++]i) führt zu einer Freisetzung von Katecholaminen aus chromaffinen Nebennierenzellen in das Blut. Die Beteiligung spannungsabhängiger Calciumionenkanäle an der Katecholaminsekretion wurde in den vergangenen Jahren intensiv untersucht. Welche weiteren Ionenkanäle in chromaffinen Nebennierenzellen bei der Freisetzung von Katecholaminen eine Rolle spielen, ist jedoch noch größtenteils unbekannt. Die in meiner Arbeit dargestellten Experimente wurden an chromaffinen Nebennierenzellen durchgeführt, um eine Beteiligung von Transient Receptor Potential Canonical-Ionenkanälen Typ 6 (TRPC6) an der Calcium-Signalgebung chromaffiner Nebennierenzellen zu untersuchen. Chromaffine Nebennierenzellen sind zudem ein etabliertes Modell für neuronale Zellen, an dem die Katecholaminsekretion und die beteiligten Signaltransduktionskaskaden gut untersucht werden können. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte in chromaffinen Nebennierenzellen der Maus die Transkription und Expression von TRPC6 mittels Reverse Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) und Western Blot nachgewiesen werden. Der TRPC6-Ionenkanal ist ein calciumpermeabler Kationenkanal, der durch 1-Oleyl-2-acetyl-sn-glycerol (OAG), ein membrangängiges Analogon des Second messenger-Botenstoffes Diacylglycerol aktiviert werden kann. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die erstmalige funktionelle Charakterisierung von TRPC6 in chromaffinen Nebennierenzellen von Mäusen, um so ein besseres Verständnis der Regulation physiologischer und pathophysiologischer Stressreaktionen zu erhalten. Zur funktionellen Charakterisierung von TRPC6 in chromaffinen Nebennierenzellen von Mäusen wurden Calcium-Imaging-Versuche durchgeführt. Als Positivkontrollen dienten Messungen an TRPC6 exprimierenden Human Embryonic Kidney-Zellen (HEK 293). 100 Sekunden nach Beginn der Messung erfolgte die Applikation von 100 μM OAG. Für diese Konzentration wurde eine deutliche Aktivierung von TRPC6-Kanälen beschrieben (Hofmann et al., 1999). 800 Sekunden nach Messbeginn wurde 500 μM Carbachol appliziert, mit dem Ziel, die Vitalität der untersuchten Zellen zu überprüfen. Sowohl HEK 293-Zellen, als auch chromaffine Nebennierenzellen exprimieren muskarinerge Acetylcholinrezeptoren, welche u.a. mittels Inositol-1,4,5-triphosphat (IP3) eine Calciumfreisetzung aus dem Endoplasmatischen Reticulum bewirken (Atwood et al., 2011; Huppelsberg und Walter, 2005; Garcia et al., 2006). Zudem sollte eine indirekte Aktivierung von TRPC6 untersucht werden. Die Stimulation von muskarinergen Acetylcholin-Rezeptoren mit der nachfolgenden Produktion von Diacylglycerol stellt einen möglichen physiologischen Aktivierungsweg von TRPC6, sowie einen physiologischen Aktivierungsweg von chromaffinen Nebennierenzellen dar (Huppelsberg und Walter, 2005). OAG induzierte einen signifikanten Calciumionen-Einstrom in TRPC6 überexprimierenden HEK 293-Zellen. Muskarinerge Stimulation mittels Carbachol führte zu einer sofortigen Zunahme der [Ca2+]i, wobei diese hauptsächlich durch eine Freisetzung von Calciumionen aus intrazellulären Speichern vermittelt wurde. In calciumfluorimetrischen Untersuchungen chromaffiner Nebennierenzellen in calciumhaltiger Badlösung zeigte sich eine oszillierende Zunahme der Fluoreszenz-Ratio nach Applikation von OAG als Zeichen einer Erhöhung der [Ca++]i. In calciumfreier Badlösung konnte im Gegensatz zu den o.g. Versuchen so gut wie keine Erhöhung der intrazellulären Calciumionen-Konzentration nachgewiesen werden. Dies weist darauf hin, dass die OAG- und Carbachol-vermittelte Calciumionen-Konzentrationserhöhung in chromaffinen Nebennierenzellen von Mäusen zum Großteil abhängig ist von extrazellulärem Calcium (Calcium-Einstrom; Calcium induced Calcium release). Kurz vor Beginn meiner Experimente wurde Hyperforin, ein Hauptwirkstoff des Johanniskrauts, als selektiver Agonist von TRPC6 beschrieben (Leuner et al., 2007). Damit erschien eine Differenzierung durch OAG ausgelöster Ströme in TRPC6- und TRPC3-/7-Stromanteile möglich. In whole cell Patch Clamp-Untersuchungen an stabil TRPC6 überexprimierenden HEK 293-Zellen wurde eine deutliche Stromzunahme bei Applikation von Hyperforin gemessen. Der induzierte Strom zeigte eine annähernd lineare Spannungsabhängigkeit und wies ein Umkehrpotential von etwa -10 mV auf. In calciumfreier Badlösung fehlte die Einstrom-Komponente fast vollständig. Zudem verschob sich das Umkehrpotential in negativere Bereiche. Die Stromzunahme konnte in gleicher Weise auch bei untransfizierten HEK 293-Zellen in calciumhaltiger oder calciumfreier Badlösung nachgewiesen werden, fiel hier jedoch nur halb so groß aus. Die Art des Stromes unterschied sich damit stark von den Strömen, welche bei Applikation von OAG bzw. Carbachol gemessen werden konnten (s.u.). Eine spezifische und alleinige Aktivierung von TRPC6 durch Hyperforin konnte somit nicht nachgewiesen werden. Aus diesem Grund erfolgten keine weiteren Messungen mit Hyperforin. Elektrophysiologische Untersuchungen an chromaffinen Nebennierenzellen im whole cell Patch Clamp-Verfahren sollten eine Charakterisierung des durch OAG und Carbachol ausgelösten Stromes ermöglichen. Zunächst wurden Messungen an stabil TRPC6 stabil überexprimierenden HEK293-Zellen durchgeführt („Positivkontrollen“). In den Versuchsreihen konnten TRPC6-spezifische Ströme bei Applikation von OAG und Carbachol nachgewiesen werden. Zudem zeigte sich, dass sich die in den Calcium-Imaging-Versuchen detektierte Zunahme der [Ca++]i mit der Aktivierung von TRPC6 deckt. Überraschender Weise konnte in den Messungen an chromaffinen Nebennierenzellen von Mäusen nach Applikation von OAG keinerlei Stromänderung gemessen werden. Durch die Applikation von Carbachol konnte lediglich ein kleiner, transienter, einwärts gerichteter Strom ausgelöst werden, ein TRPC6-typischer Strom konnte hingegen nicht gemessen werden. Aus diesem Grund erfolgten Messungen mit moduliertem Messprotokoll: 1.) Messung mit 0 mV Haltepotential zum Ausschluss einer Überlagerung eines TRPC6-Stroms durch spannungsabhängige Natrium- und Calcium-Ionenkanäle, 2.) Messung mit 10 mM CsCl enthaltender Badlösung zur Elimination des Einflusses von Kalium-Ionenkanälen auf das Messergebnis und 3.) Messungen mit nur 200 μM Calcium enthaltender Badlösung zur Verstärkung von TRPC6-Strömen. TRPC6 wird durch höhere Calciumionen-Konzentrationen gehemmt, bei niedrigen Calciumionen-Konzentrationen ist eine stärkere Aktivierung zu beobachten (Shi et al., 2004). Auch unter den modulierten Bedingungen waren jedoch keine TRPC6-typischen Ströme detektierbar. Weshalb keine zusätzlichen Ströme bei OAG- und keine TRPC3/-6/-7-typischen Ströme bei Carbachol-Applikation detektierbar waren, ist letztlich unklar. Weitere Untersuchungen könnten Aufschluss darüber geben, ob beispielsweise eine Koppelung an spannungsabhängige Calciumionen-Kanäle oder eine Hemmung durch Calmodulin zu o.g. Ergebnissen geführt hat. A rise in intracellular free calcium ion concentration ([Ca++]i) leads to a release of catecholamines from adrenal chromaffin cells into the blood. The contribution of voltage-gated calcium channels has been intensively studied over the past years, whereas the contribution of other channel proteins in calcium signaling of chromaffin cells is mainly unknown. The experiments described in this dissertation were carried out with adrenal chromaffin cells to evaluate the contribution of classical transient receptor potential Ion channel 6 (TRPC6) in calcium signaling in adrenal chromaffin cells. Moreover chromaffin cells are a renowned model to study catecholamine secretion and the involved signal transduction cascades in neuronal cells. Within this work the transcription and expression of TRPC6 in mouse adrenal chromaffin cells could be proved, using reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) and western blot technique. The TRPC6 ion channel is a calcium-permeable cation channel which can be activated by 1-oleyl-2-acetyl-sn-glycerol (OAG), a membrane-permeable analogue of the second messenger diacylglycerol. The aim of this study was first-time functional investigation of TRPC6 in mouse adrenal chromaffin cells. The aim of this study is the first-time functional investigation of TRPC6 in mouse adrenal chromaffin cells in order to obtain a better understanding of the regulation of physiological and pathophysiological stress reactions. For the functional characterization of TRPC6 in mouse adrenal chromaffin cells, calcium imaging experiments were carried out. Positive controls were performed on human embryonic kidney (HEK 293) cells expressing TRPC6. 100 seconds after the start of the measurement 100μM OAG was applied. For this concentration, a clear activation of TRPC6 channels was described (Hofmann et al., 1999). After 800 seconds, 500 μM Carbachol was applied to check reagibility of the cells. Both HEK 293 cells and adrenal chromaffin cells express muscarinic acetylcholine receptors, which among others trigger calcium release from the endoplasmic reticulum via Inositol-1,4,5-triphosphate (Atwood et al., 2011; Huppelsberg and Walter, 2005; Garcia et al., 2006). In addition, an indirect activation of TRPC6 should be investigated. The stimulation of muscarinic acetylcholine receptors with the subsequent production of diacylglycerol represents a possible pathway of physiological activation of TRPC6, as well as a physiological pathway of activation of chromaffin-adrenal cells (Huppelsberg and Walter, 2005). OAG induced a significant calcium entry in TRPC6 overexpressing HEK 293 cells. Muscarinergic stimulation via Carbachol led to an immediate rise in [Ca++]i, mediated mainly by the release of calcium ions from intracellular stores. In calcium fluorimetric analyses mouse adrenal chromaffin cells showed a stable, oscillatory increase in fluorescence ratio (i.e. increase of intracellular calcium concentration) after application of OAG, when measured in calcium containing bath solution. In contrast to the above-mentioned analyses, in calcium-free bath solution almost no increase in intracellular calcium concentration could be detected. This indicates that the main part of the OAG- and Carbachol-mediated increase in [Ca++]i in mouse adrenal chromaffin cells is dependent on extracellular calcium (calcium influx; calcium induced calcium release). Shortly before the start of this study Hyperforin, a main constituent of St. John’s Worth was described to selectively activate of TRPC6 (Leuner et al., 2007). With this it seemed to be possible to differentiate OAG-activated currents into those carried out by TRPC6 and those carried out by TRPC3/-7. In whole cell patch clamp measurements with HEK 293 cells stably over-expressing TRPC6, a clear increase in current was observed when Hyperforin was applied. The induced current showed a nearly linear voltage dependency with a reverse potential of about -10 mV. In calcium-free bath solution, the inward component of the current was almost completely absent. In addition the reverse potential shifted to lower levels. The current increase could also be detected in the same way even in untransfected HEK 293 cells in calcium-containing or calcium-free bath solution, but here it was only half as large. The increase in current density could also be seen in untransfected HEK 293 cells, but was only half as large as seen in HEK 293 cells stably expressing TRPC6. The current thus differed strongly from the currents which could be measured under application of OAG or Carbachol (see below). A specific and sole activation of TRPC6 by Hyperforin could not be demonstrated. For this reason, no further measurements were performed with Hyperforin. Electrophysiological investigations on mouse adrenal chromaffin cells using the whole-cell patch clamp technique should help to characterize the currents elicited by application of OAG and Carbachol. First, measurements were made on HEK293 cells stably overexpressing TRPC6 ("positive controls"). TRPC6-specific currents were detected during the application of OAG and Carbachol. In addition, it could be shown, that the increase in [Ca ++] i in the Calcium imaging experiments matches with the activation of TRPC6. Surprisingly there was no change in current density detectable following application of OAG. The application of Carbachol only led to a small, transient inwardly directed current, but a current typical for TRPC6 could not be seen. For this reason, measurements were made with modulated measurement protocols: 1.) measurements at a holding potential of 0 mV to exclude an overlap of a TRPC6 current by voltage-dependent sodium and calcium ion channels, 2.) measurements with 10 mM CsCl-containing bath solution to eliminate the influence of potassium ion channels on the measurement result, and 3.) measurements with a bath solution containing only 200 μM calcium to amplificate TRPC6 currents. TRPC6 currents are inhibited by higher concentrations of calcium ions. At lower concentrations a higher activation of TRPC6 is observed (Shi et al., 2004). Even under the modulated conditions, however, no TRPC6-typical currents were detectable. It is unclear, why there were no currents typical for TRPC6 or TRPC3/-7 detectable. Further studies might elicit whether for example an interaction with voltage-gated calcium channels or with Calmodulin led to the above mentioned results.

Hintergrund und Zielsetzung: In der Therapie von ZNS-Tumoren bei Kindern kommen zunehmend hochkonformale Bestrahlungstechniken wie die Intensitätsmodulierte Strahlentherapie (IMRT) zum Einsatz. Dadurch werden zwangsläufig größere Volumina gesunden Gewebes, wenn auch mit einer geringeren Dosis als zuvor, bestrahlt. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Anzahl potentieller DNA-Schäden in den kortikalen Neuronen nach fraktionierter Niedrigdosisbestrahlung mit Hilfe des in vivo Modell juveniler Mäuse zu erfassen. Methodik: Juvenile Mäuse wurden über ein, zwei, drei oder vier Wochen jeweils täglich von Montag bis Freitag niedrig dosiert (jeweils 100 mGy pro Tag) bestrahlt. Die DNADoppelstrangbrüche wurden anhand der 53BP1-Foci dargestellt. Diese wurden in den Neuronen des zerebralen Kortex 72 Stunden nach der letzten Bestrahlung sowie in den Neuronen der über vier Wochen bestrahlten Mäuse zusätzlich ein, drei und sechs Monate nach der letzten Bestrahlung gezählt. Ergebnisse: Mit zunehmender Dauer und damit zunehmender Dosis der fraktionierten Bestrahlung stieg die Focuszahl/Neuron linear an. Ein signifikanter Rückgang der Focuszahl/Neuron war erstmals 6 Monate nach Bestrahlung zu beobachten. Das Niveau der unbestrahlten Kontrollen wurde nicht erreicht. Schlussfolgerung: Die fraktionierte Niedrigdosisbestrahlung führt mit steigender Dosis zu einer Akkumulation von DNA-Doppelstrangbrüchen in den kortikalen Neuronen juveniler Gehirne. Die lange Persistenz dieser DNA-Schäden, verglichen mit den Daten für adulte Mäuse in der Literatur, deutet zudem auf eine gesteigerte Vulnerabilität des juvenilen Gehirns im Langzeitverlauf nach fraktionierter Bestrahlung hin. Die vorliegende Arbeit liefert damit erste Hinweise, dass bei Kindern selbst niedrige Strahlendosen, wie sie im Randbereich von Zielvolumina auftreten, nicht zu vernachlässigen sind. Ausblick: Gegenstand weiterführender Untersuchungen sollte der Zusammenhang zwischen den persistierenden 53BP1-Foci und ihren möglichen neurofunktionellen Auswirkungen sein. Background and purpose: In the treatment of CNS tumours of children new highly conformal radiation techniques, e.g. intensity-modulated radiation therapy (IMRT) are increasingly used. Thus inevitably larger volumes of healthy tissue are irradiated, albeit with lower doses than before. Aim of the present work is to assess the number of potential DNA lesions in cortical neurons after fractionated low dose irradiation with the help of the in vivo model of juvenile mice. Methods: Juvenile mice were irradiated daily with low dose (100 mGy per day) one, two, three or four weeks, respectively, from Monday to Friday. DNA double-strand breaks were visualized by 53BP1 foci. They were counted in neurons of the cerebral cortex 72 hours after the last irradiation as well as in the neurons of mice irradiated over four weeks one, three and six months, respectively, after the last fraction. Results: With increasing time and thus total dose of fractionated irradiation the number of foci per neuron linearly increased. A significant decrease of the number of foci per neuron was monitored 6 months after irradiation for the first time. The level of unirradiated control mice was not reached. Conclusion: Fractionated low dose irradiation with increasing cumulative doses leads to an accumulation of DNA double-strand breaks in cortical neurons of juvenile brains. The long persistence of these DNA lesions compared to data in adult mice in literature suggests an enhanced long-term vulnerability of the juvenile brain. The present work implies, that in children even low radiation doses which occur in the periphery of the target volumes are not to be neglected. Prospects: Further studies should aim to clarify the relation between the persistence of 53BP1-foci and its potential neurofunctional effects.

O presente artigo busca discutir os processos que envolvem o “lembrar” e “esquecer” representados na obra Maus: a história de um sobrevivente (2009). Dessa maneira, a partir da ficcionalização que se dá na margem entre literatura e história, questiona-se tais processos como perpassados pela contemporaneidade. Este estudo justifica-se por contribuir com os estudos acerca das fronteiras entre história e literatura e, por conseguinte, do real e do ficcional The present paper aims to discuss the processes of “remembering” and “forgetting” in texts that happens on the border of literature and history in the book Maus: a história de um sobrevivente (2009), wondering about how these processes are surpassed by the contemporaneity. This paper is justified to contribute with the studies about borders in between history and literature, therefore, the real and the fictional.

presented by Christoph Nössing, BSc Karl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2017

Autism Spectrum Disorder (ASD) is a group of neurodevelopmental disorders characterized by persistent deficits in social communication and interaction across multiple contexts, and restricted, repetitive patterns of behavior; frequently comorbid with intellectual disability (ID). Several studies highlight immense contribution of genetic factors to disease etiology. Particularly, the SHANK family of postsynaptic proteins has emerged as promising candidates, considering that mutations in SHANK1, SHANK2, and SHANK3 genes have repeatedly been reported in individuals with ASD. Animal models provide excellent translational tools to discover disease pathogenesis underlying behavioral and neurobiological abnormalities. This dissertation aimed at understanding these mechanisms by using the Shank1 knockout mouse model for ASD, with an in-depth and longitudinal focus on each diagnostic symptom. Specifically, ASD-like phenotypes were investigated throughout development and across different social contexts. While social behavior was only moderately affected in mice lacking SHANK1 (Study I), evidence for communication deficits and repetitive behavior throughout development and/or across different social contexts were demonstrated in these animals (Study II&III). In conjunction with ASD – ID comorbidity, deletion of Shank1 resulted in severe cognitive impairments (Study I). Highlighting the pivotal role of the hippocampus in this mechanism, elevated levels of learning-associated brain-derived neurotrophic factor were found in the hippocampi of Shank1 mutants. This increase in protein expression was paralleled by alterations in epigenetic regulation (Study I). Overall, results of the studies presented here indicate that SHANK1 is involved in ASD-relevant deficits across species. These findings further extend the knowledge on social communication and interaction, repetitive behaviors, and cognitive phenotypes displayed by the Shank1 mouse model for ASD in an age- and sex-dependent manner, underscoring the importance of social context in ASD research., Autismus-Spektrum- Störungen (ASS) gehören zu einer Gruppe von Entwicklungsstörungen des Nervensystems. Diese Störungen zeichnen sich durch anhaltende Abweichungen der sozialen Kommunikation und Interaktion in verschiedenen Kontexten und durch eingeschränkte, repetitive Verhaltensmustern aus. Häufig tritt eine Komorbidität mit mentalen Retardierungen auf. Viele Studien konnten eine genetische Ursache für die Entstehung dieser Krankheit verantwortlich machen. Besonders Mutationen einer Familie postsynaptischer Proteine, den SHANKs, haben sich dabei als wahrscheinliche Grundlage dieser genetischen Ursache herausgestellt, da verschiedene SHANK-Mutationen gehäuft in ASS-Patienten auftreten. Tiermodelle bieten eine effektive Möglichkeit, die genetischen Ursachen, die der Entstehung dieser Krankheit zugrunde liegen mit Verhaltensauffälligkeiten zu korrelieren. In dieser Dissertation wurde die Rolle von SHANK1 in der Entstehung von ASS-assoziierten Symptomen in unterschiedlichen sozialen Kontexten während der Entwicklung in einem Shank1 knockout Mausmodell untersucht. Während ein Shank1 knockout auf das murine Sozialverhalten nur einen mäßigen Einfluss hat (Studie I), entwickelten diese Mutanten in verschiedenen sozialen Kontexten Kommunikationsdefizite und repetitives Verhalten (Studie II&III). Darüber hinaus deutet Studie I darauf hin, dass SHANK1 eine Rolle bei der Komorbidität von ASS und der mentalen Retardierung spielt, da ein Shank1 Knockout zu kognitiven Beeinträchtigungen führte. Diese kognitive Beeinträchtigung korrelierte mit einer erhöhten Expression von mit Lernen assoziiertem BDNF im Hippocampus, was die herausragende Rolle des Hippocampus in diesem Zusammenhang unterstreicht. Die erhöhte BDNF Expression ging weiterhin mit epigenetischen Veränderungen einher (Studie I). Zusammengefasst deuten diese Resultate auf eine Beteiligung einer Shank1 Mutation bei der Entstehung ASS-assoziierter Defizite in der Maus hin. Diese Ergebnisse tragen zum Verständnis der Rolle von SHANK1 bei der alters- und geschlechtsabhängigen Entstehung von Abweichungen der sozialen Kommunikation und Interaktion, repetitivem Verhalten, und kognitiven Defiziten bei und unterstreichen dadurch die Bedeutung des sozialen Kontexts bei der Erforschung von ASS.

Fragestellung: Etwa 10% aller Frakturen heilen verzögert oder führen zu Pseudarthrosen. Hierfür ist oft eine gestörte Angiogenese verantwortlich. Thermoresponsives Hydrogel (TH) basiert auf einem Hyaluronsäure-Grundgerüst, ist bei Raumtemperatur flüssig und bei[zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL], Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2016)

Este trabalho se debruça sobre a história em quadrinhos Maus: a história de um sobrevivente, de Art Spiegelman, buscando com esse olhar entender o código imagético adotado pelo autor na construção narrativa de seu romance gráfico. Partindo de questões mais amplas, como o histórico desse meio narrativo e sua linguagem, a presente análise contextualiza a obra dentro do universo das comics para, em seguida, aprofundar-se nas especificidades de sua construção narrativa, em particular as escolhas visuais adotadas por Spiegelman. Em uma tentativa de ampliar as possibilidades interpretativas da obra, aplicamos o conceito benjaminiano de alegoria como chave para o entendimento da representação dos judeus como ratos e seu processo de construção. Desse modo, espera-se compreender um pouco mais sobre a peculiar linguagem dos quadrinhos, em particular os recursos e processos narrativos presentes em Maus. This essay focuses on the comic strip Maus, a survivor’s tale, by Art Spiegelman, through this scope we seek to understand the image code adopted by the author in the narrative construction of his graphic novel. Starting from broader issues, such as the history of this narrative medium and its language, this analysis contextualizes Maus within the universe of comics. After that, delves into the specifics of their narrative construction, specially the visual choices adopted by Spiegelman. In an attempt to expand the interpretive possibilities of the book, we applied Walter Benjamin’s concept of allegory as a way to understand the representation of Jews as mice and its construction process. Thus, it is expected to understand a little more about the peculiar language of comics, specially the resources and narratives processes presented in Maus.

Die Hypothese der sterilen neurogenen Inflammation (NI) der \(\it Dura\) \(\it mater\) versucht die Pathophysiologie einer akuten Migräne-Attacke zu erklären. NI-assoziierte physiologische Prozesse dienen im Tiermodel als Indikatoren Migräne-ähnlicher Zustände. Am Lehrstuhl für Tierphysiologie der Ruhr-Universität-Bochum existiert ein Migräne-Mausmodell, dessen Schwerpunkt auf der Untersuchung der Beteiligung des 5-HT\(\tiny 2B\)-Rezeptors an Migräne-assoziierten Prozessen liegt. In dieser Arbeit wurde eine \(\it ex−vivo\) Untersuchungsmethode an der murinen \(\it Dura\) \(\it mater\) als isolierte Komponente des trigeminovaskulären Systems etabliert, mit der das bestehende Migräne-Mausmodel um einen neuen \(\it readout\) erweitert und weiter charakterisiert wurde. Im Rahmen dieser \(\it ex−vivo\) Untersuchung wurde die Ausschüttung von \(\it Calcitonin\) \(\it gene−related\) \(\it peptide\) (CGRP) aus duralen trigeminalen Nervenfasern, als Komponente der neurogenen Inflammation in pharmakologischen Versuchen untersucht.

Ziel der Arbeit ist die Charakterisierung von \(\it Ccdc66\)-Genprodukten und damit verbundener Prozesse im \(\it Ccdc66\) Maus-Modell für Retinitis pigmentosa. In der Retina wurde das CCDC66 Protein im Zytoskelett und Zellkern nachgewiesen sowie dessen potentielle Interaktionspartner MPDZ & EPS8 identifiziert. Eine entwicklungsabhängige, postnatale \(\it Ccdc66\) Expression konnte in Retina und Gehirn (\(\textit Bulbus olfactorius\) & \(\it Hippocampus\)) indirekt mittels X-Gal Färbung gezeigt werden sowie in Epithelien verschiedener Organe. In der \(\it Ccdc66\)-defizienten Maus wurden Degenerationen in den olfaktorischen Glomeruli mittels Elektronenmikroskopie nachgewiesen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass CCDC66 eine Zytoskelett-/Struktur-Komponente darstellt, dessen Expression Differenzierungsprozesse, von der frühen postnatalen Entwicklung bis zum Adultzustand, parallelisiert. Das extra-retinale CCDC66-Vorkommen eröffnet die Möglichkeit, dass das \(\it Ccdc66\) Mausmodell neben der retinalen, weitere phänotypische Merkmale aufweist.

Exhaled breath offers monitoring bio markers, as well as diagnosing diseases and therapeutic interventions. In addition, vital functions may be non-invasively monitored online. Animal models are frequently used in research for determining novel therapeutic approaches and/or for investigating biological pathways. The exhaled carbon dioxide concentration, exhaled and inhaled oxygen concentration, and the subsequent respiratory quotient (RQ) offer insight into metabolic activity. One may adapt breath sampling systems and equipment designed for human applications to large animal studies. However, such adaptations are usually impossible for small animals due to their minuscule breath volume. Here, we present a system for the online monitoring of exhaled breath in a 'mouse intensive care unit' (MICU) based on a modified Fourier-transform infrared spectrometer equipped with a substrate-integrated hollow waveguide gas cell, and a luminescence-based oxygen flow-through sensor integrated into the respiratory equipment of the MICU. Thereby, per-minute resolution of O2 consumption and CO2 production was obtained, and the 95% confidence range of the determined RQ was ±0.04 or approximately ±5% of the nominal value. Changes in the RQ value caused by intervention in either the metabolic or respiratory system may therefore reliably be detected.

Die olfaktorische Wahrnehmung wird hauptsächlich durch einen cAMP-vermittelten Signalweg gesteuert, welcher zu einem Ausstrom an Chloridionen führt und in der Depolarisation eines Neurons resultiert. Der Natrium-Kalium-Chlorid-Kotransporter NKCC1 gilt als potentieller Kandidat für die notwendige Akkumulation von Chloridionen in Neuronen. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss von NKCC1 auf die Chloridakkumulation von Neuronen mithilfe NKCC1-gendefizienter Mäuse zu untersuchen. Hierzu wurde erstmalig eine Transkriptom-Analyse des olfaktorischen Epithels (OEs) von NKCC1-gendefizienten Mäusen und wildtypischen Geschwistertieren angefertigt. NKCC1 ist der am höchsten exprimierte Transporter in Neuronen. Sein Fehlen erzeugt jedoch eine verringerte Neuronenzahl im OE, was vermuten lässt, dass NKCC1 an der kontinuierlichen Neurogenese des OE beteiligt ist. Analysen des Proteingehalts von neuronalen Markern wiesen zudem auf eine Inhibierung der Reifung von Vorläuferzellen im OE hin.

Spermiogenesis describes the differentiation of haploid germ cells into motile, fertilization-competent spermatozoa. During this fundamental transition the species-specific sperm head is formed, which necessitates profound nuclear restructuring coincident with the assembly of sperm-specific structures and chromatin compaction. In the case of the mouse, it is characterized by reshaping of the early round spermatid nucleus into an elongated sickle-shaped sperm head. This tremendous shape change requires the transduction of cytoskeletal forces onto the nuclear envelope (NE) or even further into the nuclear interior. LINC (linkers of nucleoskeleton and cytoskeleton) complexes might be involved in this process, due to their general function in bridging the NE and thereby physically connecting the nucleus to the peripheral cytoskeleton. LINC complexes consist of inner nuclear membrane integral SUN-domain proteins and outer nuclear membrane KASH-domain counterparts. SUN- and KASH-domain proteins are directly connected to each other within the perinuclear space, and are thus capable of transferring forces across the NE. To date, these protein complexes are known for their essential functions in nuclear migration, anchoring and positioning of the nucleus, and even for chromosome movements and the maintenance of cell polarity and nuclear shape. In this study LINC complexes were investigated with regard to their potential role in sperm head formation, in order to gain further insight into the processes occurring during spermiogenesis. To this end, the behavior and function of the testis-specific SUN4 protein was studied. The SUN-domain protein SUN4, which had received limited characterization prior to this work, was found to be exclusively expressed in haploid stages during germ cell development. In these cell stages, it specifically localized to the posterior NE at regions decorated by the manchette, a spermatid-specific structure which was previously shown to be involved in nuclear shaping. Mice deficient for SUN4 exhibited severely disorganized manchette residues and gravely misshapen sperm heads. These defects resulted in a globozoospermia-like phenotype and male mice infertility. Therefore, SUN4 was not only found to be mandatory for the correct assembly and anchorage of the manchette, but also for the correct localization of SUN3 and Nesprin1, as well as of other NE components. Interaction studies revealed that SUN4 had the potential to interact with SUN3, Nesprin1, and itself, and as such is likely to build functional LINC complexes that anchor the manchette and transfer cytoskeletal forces onto the nucleus. Taken together, the severe impact of SUN4 deficiency on the nucleocytoplasmic junction during sperm development provided direct evidence for a crucial role of SUN4 and other LINC complex components in mammalian sperm head formation and fertility., Die Spermiogenese beschreibt die Differenzierung haploider Keimzellen zu beweglichen, fortpflanzungsfähigen Spermatozoen. Während dieses fundamentalen Entwicklungsabschnittes wird neben dem Aufbau von spermienspezifischen Strukturen und der Kompaktierung des Chromatins auch der speziesspezifische Spermienkopf geformt. Im Falle der Maus ist dies eine aktive Umformung des runden Zellkerns in einen gestreckten, sichelförmigen Spermienkopf. Eine derart gravierende Formveränderung erfordert eine Kraftweiterleitung aus dem Zytoskelett auf die Kernhülle und das Kerninnere. In diesem Zusammenhang könnten LINC (linkers of nucleoskeleton and cytoskeleton) Komplexe eine Rolle spielen, da ihre grundlegende Funktion darin besteht die Kernhülle zu überbrücken und somit den Kern mit dem peripheren Zytoskelett zu verbinden. LlNC Komplexe werden aus SUN und KASH Domänen Proteinen aufgebaut, welche in die innere beziehungsweise äußere Kernmembran eingelagert sind. Diese membranintegralen Proteine sind direkt miteinander verbunden, so dass sie einen Komplex bilden, der zur Kräfteübertragung geeignet ist. LINC Komplexe besitzen vielfältige Funktionen in Prozessen wie nuklearer Migration, Verankerung und Positionierung des Zellkerns, Chromosomenbewegungen und in der Aufrechterhaltung der Zellpolarität oder der Kernform. Um ein größeres Verständnis der Prozesse während der Spermiogenese zu gewinnen, wurden in dieser Studie die Funktionen von LINC Komplexen in der Spermiogenese und ihre spezifische Rolle bei der gerichteten Spermienkopf-strukturierung untersucht. Dabei wurde insbesondere das Verhalten und die Funktion des bisher wenig charakterisierten SUN Domänen Proteins SUN4 erforscht. Entsprechend der Ergebnisse dieser Studie ist SUN4 ein hodenspezifisches Protein, das ausschließlich in haploiden Keimzellen exprimiert wird. In diesen lokalisiert es in der posterioren Kernhülle, spezifisch in Regionen, an die sich die spermatidenspezifische Manschette anlagert. Dies ist eine Struktur, für die bereits gezeigt wurde, dass sie an der Verformung des Kerns beteiligt ist. SUN4 defiziente Mäuse zeigten ausschließlich Spermatiden mit stark desorganisierten Manschettenüberresten und einen gravierend verformten Spermienkopf. Insgesamt führten die Fehlbildungen zu einem globozoospermieartigen Phänotyp und männlicher Sterilität bei Mäusen. Dabei zeigte sich, dass SUN4 nicht nur zwingend erforderlich ist für den korrekten Aufbau und die Verankerung der Manschette, sondern auch für die korrekte Lokalisation von SUN3 und Nesprin1, wie auch für weitere Komponenten der posterioren Kernhülle. Interaktionsstudien zeigten, dass SUN4 sowohl mit SUN3 und Nesprin1 als auch mit sich selbst interagieren kann, vermutlich um funktionsfähige LINC Komplexe zu bilden, die die Manchette verankern und Kräfte aus dem Zytoskelett auf den Kern übertragen. Zusammenfassend zeigen die schwerwiegenden Auswirkungen auf die kernzytoplasmatische Verbindung während der Spermienentwicklung, die durch den Verlust von SUN4 entstanden, einen direkten Nachweis einer entscheidenden Rolle von SUN4 und anderen LINC-Komplex-Komponenten für die Spermienkopfentwicklung und Fertilität bei Säugetieren.

Die Erkenntniss, dass die Besiedlung des Körpers mit einer Mikrobiota einen großen Einfluss auf die Entstehung und Weiterentwicklung von, immer häufiger auftretenden Krankheitsbildern wie Fettleibigkeit, Diabetes, Herz¬krei¬slaufer-krankungen und chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen nimmt, macht das keimfreie Mausmodell zu einem sehr nützlichen Instrument. Die Mikrobiota steht in direkter Wechselwirkung mit dem Immunsystem. Da das Immun¬system eng mit der Blutgerinnung verknüpft ist, wird in dieser Arbeit der Zusammenhang zwischen Bakterien und der Entstehung eines Thrombus an der Arteria carotis communis und der Rekrutierung von Entzündungszellen ans Endothel nach einer Ischämie-Reperfusionsverletzung am Mesenterium mittels Intravitalmikroskopie untersucht.Mit dem Einsatz keimfreier Mausmodelle und der High-Speed-Fluoreszenz-Intravital¬mikroskopie wurde mit zwei in vivo Mausmodellen der Einfluss der Mikrobiota auf die Thrombusbildung im arteriellen System und die Adhäsion von Thrombozyten und Leukozyten in mesenterialen Venolen nach einer Ischämie-Reperfusionsverletzung in Echtzeit untersucht. Die Untersuchungen zeigen, dass es bei konventionell aufgezogenen (CONV-R) und ehemals keimfreien, mit einer komplexen Mikrobiota kolonisierten (CONV-D) Mäusen im Vergleich zu GF Mäusen zu einer schnelleren Thrombusbildung, ausgelöst durch eine FeCl3-Applikation, kam. Mit einem Ischämie-Reperfusionsverletzungsmodell wurde an den Gefäßen des Mesenteriums gezeigt, dass die Kolonisierung des Darmes mit Mikrobiota, ob von Geburt an über 14 Tage oder mit einem einzigen Bakterium (E.coli JP313), die Rekrutierung und Adhäsion von Leukozyten und Thrombozyten an das Endothel oder von Thrombozyten und Leukozyten mit-einander erhöht. Die Ischämie und die anschließende Reperfusion führte bei kolo-nisierten Mäusen zu einer stärkeren Rekrutierung von Leukozyten und Thrombozyten ans Endothel im Vergleich zu keimfreien Mäusen. Durchflusszytometrie¬messungen zeigten, dass die Expression von Adhäsions-rezeptoren auf Thrombozyten (P-Selektin) und Leukozyten (PSGL-1) bei kolo-nisierten (CONV-R) Mäusen erhöht war. Eine Regulation der Expression dieser Adhäsionsreszeptoren durch die Mikrobiota könnte die vermehrte Bindung von Zellen an das Endothel und die Verstärkung von Leukozyten-Thrombozyten-Inter¬aktion erklären. Da bei keimfreien Mäusen das angeborene Immunsystem beeinträchtigt ist, wurden in dieser Arbeit transgene Myd88- und Trif-defiziente Mäuse untersucht, um mit genetischen Mausmodellen die Rolle des angeborenen Immunsystems bei der Rekrutierung von Leukozyten und Thrombozyten an das Endothel zu ermitteln. Das Fehlen der MYD88 oder TRIF Adaptermoleküle der Toll-like Rezeptoren führte zu einer verminderten Leukozytenadhäsion und zu einer teilweise reduzierten Thrombozytenadhäsion. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass dem Umweltfaktor Mikrobiota eine funktionelle Bedeutung bei der Entstehung von Thrombosen in großen Gefäßen wie der Halsschlagader, aber auch beim Mesenterialinfarkt in der Mikrozirkulation zugesprochen werden kann. Das Vorhandensein einer intakten Mikroflora kann einerseits eine schnellere Immun-antwort, aber andererseits auch einen erhöhten Schaden des Gewebes durch Entzündungszellen bewirken., The knowledge that microbiota influences genesis and progression of obesity, diabetes, cardiovascular disease and chronic inflammatory bowel disease and the increasing prevelance of the diseases make the GF mouse model a useful tool. Microbiotae are directly linked to the immune system. Its metabolites stimulate the immune system continuously. The innate immune system and plasmatic co-agulation have co-evolved. In this thesis the relation between microbiota and thrombus formation and the recruitment of inflammatory cells to the endotheliuem after an ischemia-reperfusion injury was evaluated.With the use of germ free mice, combined with high-speed-fluorescence intravitalmicroscopy and in vivo mouse models, the influence of microbiota on thrombus formation in the Arteria carotis communis and the adhesion of leuko-cytes and platelets in mesenteric venules after an ischemia-reperfusion-injury were determined in real time. The results of this thesis showed that ferric chloride induced thrombus formation in conventionally raised (CONV-R) and mice (CONV-D) that were colonized with a complete ceacal microbiota, was accelerated compared with germfree mice (GF). By a mesenteric ischemia-reper-fusion-injury model it could be shown that adhesion of leukocytes and platelets was increased in CONV-R, CONV-D and mice colonized with the single bacterial strain E. coli JP313 compared with GF controls. With flowcytometry measurements the expression of platelet adhesion molecules, P-selectin, and leukocyte adhesion molecules, PSGL-1, was determined. Their expression was increased in CONV-R mice, which could explain the increased adhesion of platelets and leukocytes to the endothelium and to each other. These results indicate that GF mice showed to have an impaired immune system. Mice deficient of MYD88 and TRIF show a similar response to ischemia and following reperfusion as GF mice. The results of this thesis demonstrate a role for microbiota in the formation of an occlusive thrombus in a main arterial vessel. In addition, these results uncovered the envolvement of enteric microbiota in recruitment of proinflammatory cells in the mesenterial microvasculature.