Search

Long-lived memory plasma cells are maintained in the bone marrow in close contact to mesenchymal stromal cells, and provide humoral immunity against long gone pathogens, thus constituting the basis for protective humoral memory. Memory plasma cells secreting pathogenic (auto-) antibodies pose a therapeutic challenge for the treatment of chronic rheumatic inflammation as they are refractory to conventional immunosuppressive therapies. However, the molecular mechanisms enabling these highly specialised and unique cells to survive for up to decades remain unclear. More detailed understanding may contribute to vaccine design as well as treatment of antibody-mediated diseases. Using an in vitro niche mimicking the bone marrow environment, we demonstrate that direct contact to stromal cells and activation of the BCMA receptor, e.g. by its ligand APRIL, are necessary and sufficient to prevent caspase-mediated death of plasma cells. Stromal cell contact and APRIL synergistically prevent activation of the endoplasmic reticulum associated caspase 12 and upregulate the master transcription factor IRF4. IRF4 regulates various ER associated genes controlling protein production, folding and glycosylation as revealed by single cell RNA sequencing. Moreover, IRF4 maintains plasma cell identity and controls the expression of the anti-apoptotic protein BCL2. BCMA induces pro-survival signalling by activating the NF-kB pathway. Persistence of plasma cells additionally requires cell contact induced PI3K signalling. We further show that siRNA mediated knock-down of PI3K downstream targets FoxO1/3 maintains plasma cells in absence of stromal cells. Only minor transcriptional differences after FoxO1/3 knock-down were detected, and active levels of caspases 3 and 7 remained high. Unexpectedly, the anti-apoptotic protein MCL1 was decreased by FoxO1/3 knock-down. These results identify PI3K/FoxO1/3 as a novel, vital signalling pathway and as a potential therapeutic target for the ablation of pathogenic long-lived plasma cells in rheumatic diseases., Langlebige Gedächtnis-Plasmazellen überleben im Knochenmark in engem Kontakt mit mesenchymalen Stromazellen, bieten eine humorale Immunität gegen längst verschwundene Krankheitserreger und bilden somit die Grundlage für ein schützendes humorales Gedächtnis. Gedächtnisplasmazellen, die pathogene (Auto-)Antikörper sezernieren, stellen eine therapeutische Herausforderung für die Behandlung von chronisch-rheumatischen Entzündungen dar, da sie gegenüber herkömmlichen immunsuppressiven Therapien refraktär sind. Die molekularen Mechanismen, die es diesen hochspezialisierten und einzigartigen Zellen ermöglichen, Jahrzehnte zu überleben, sind jedoch noch unklar. Ein detaillierteres Verständnis kann zum Impfstoffdesign sowie zur Behandlung von Antikörper-vermittelten Krankheiten beitragen. Anhand einer In-vitro-Nische, die die Umgebung des Knochenmarks nachahmt, zeigen wir, dass der direkte Kontakt zu Stromazellen und die Aktivierung des BCMA-Rezeptors, z. B. durch seinen Liganden APRIL, notwendig und ausreichend sind, um den Caspase-vermittelten Tod von Plasmazellen zu verhindern. Stromalzellkontakt und APRIL verhindern synergistisch die Aktivierung der mit dem endoplasmatischen Retikulum assoziierten Caspase 12 und regulieren den Master-Transkriptionsfaktor IRF4 hoch. IRF4 reguliert verschiedene ER-assoziierte Gene, die die Proteinproduktion, -faltung und -glykosylierung kontrollieren, wie durch Einzelzell-RNA-Sequenzierung gezeigt wurde. Darüber hinaus behält IRF4 die Plasmazellidentität bei und kontrolliert die Expression des anti-apoptotischen Proteins BCL2. BCMA induziert überlebensfördernde Signalwege durch Aktivierung des NF-kB-Signalwegs. Die Persistenz von Plasmazellen erfordert zusätzlich eine durch Zellkontakt induzierte PI3K Signalgebung. Wir zeigen weiter, dass der siRNA-vermittelte Knock-down von FoxO1/3 Plasmazellen in Abwesenheit von Stromazellen am Leben erhält. Es wurden nur geringfügige Transkriptionsunterschiede nach dem FoxO1/3-Knock-down festgestellt, und die aktive Caspasen 3 und 7 wurden weiterhin detektiert. Unerwarteterweise wurde das anti-apoptotische Protein MCL1 durch FoxO1/3-Knockdown verringert. Diese Ergebnisse identifizieren PI3K/FoxO1/3 als einen neuen, lebenswichtigen Signalweg und als potenzielles therapeutisches Ziel für die Ablation pathogener langlebiger Plasmazellen bei rheumatischen Erkrankungen.

Die Signalwege des transformierenden Wachstumsfaktors β (TGF-β) spielen eine entscheidende Rolle bei der Zellproliferation, -migration und -apoptose durch die Aktivierung von Smad-Proteinen. Untersuchungen haben gezeigt, dass die biologischen Wirkungen des TGF-β-Signalwegs stark vom Zellkontext abhängen. In dieser Arbeit ging es darum zu verstehen, wie TGF-β-Signale Zielgene unterschiedlich regulieren können, wie unterschiedliche Dynamiken der Genexpression durch TGF-β-Signale induziert werden und auf welche Weise Smad-Proteine zu unterschiedlichen Expressionsmustern von TGF- β-Zielgenen beitragen. Der Fokus dieser Studie liegt auf den transkriptionsregulatorischen Effekten des Nodal / Activin-Liganden, der zur TGF-β-Superfamilie gehört und ein wichtiger Faktor in der frühen embryonalen Entwicklung ist. Um diese Effekte zu analysieren, habe ich kinetische Modelle entwickelt und mit den Zeitverlaufsdaten von RNA-Polymerase II (Pol II) und Smad2-Chromatin-Bindungsprofilen für die Zielgene kalibriert. Unter Verwendung des Akaike-Informationskriteriums (AIC) zur Bewertung verschiedener kinetischer Modelle stellten wir fest, dass der Nodal / Activin-Signalweg Zielgene über verschiedene Mechanismen reguliert. Im Nodal / Activin-Smad2-Signalweg spielt Smad2 für verschiedene Zielgene unterschiedliche regulatorische Rollen. Wir zeigen, wie Smad2 daran beteiligt ist, die Transkriptions- oder Abbaurate jedes Zielgens separat zu regulieren. Darüber hinaus werden eine Reihe von Merkmalen, die die Transkriptionsdynamik von Zielgenen vorhersagen können, durch logistische Regression ausgewählt. Der hier vorgestellte Ansatz liefert quantitative Beziehungen zwischen der Dynamik des Transkriptionsfaktors und den Transkriptionsantworten. Diese Arbeit bietet auch einen allgemeinen mathematischen Rahmen für die Untersuchung der Transkriptionsregulation anderer Signalwege., Transforming growth factor-β (TGF-β) signaling pathways play a crucial role in cell proliferation, migration, and apoptosis through the activation of Smad proteins. Research has shown that the biological effects of TGF-β signaling pathway are highly cellular-context-dependent. In this thesis work, I aimed at understanding how TGF-β signaling can regulate target genes differently, how different dynamics of gene expressions are induced by TGF-β signal, and what is the role of Smad proteins in differing the profiles of target gene expression. In this study, I focused on the transcriptional responses to the Nodal/Activin ligand, which is a member of the TGF-β superfamily and a key regulator of early embryonic development. Kinetic models were developed and calibrated with the time course data of RNA polymerase II (Pol II) and Smad2 chromatin binding profiles for the target genes. Using the Akaike information criterion (AIC) to evaluate different kinetic models, we discovered that Nodal/Activin signaling regulates target genes via different mechanisms. In the Nodal/Activin-Smad2 signaling pathway, Smad2 plays different regulatory roles on different target genes. We show how Smad2 participates in regulating the transcription or degradation rate of each target gene separately. Moreover, a series of features that can predict the transcription dynamics of target genes are selected by logistic regression. The approach we present here provides quantitative relationships between transcription factor dynamics and transcriptional responses. This work also provides a general computational framework for studying the transcription regulations of other signaling pathways.

Chronische Nierenerkrankungen werden vor allem durch Zivilisationskrankheiten verursacht und sind dadurch ein immer größer werdendes Public Health Problem. Ein Fortschreiten der Erkrankung kann durch ein Behandeln der Grunderkrankung zwar gebremst werden, eine Heilung ist jedoch nicht möglich, da die Zerstörung des Nierengewebes irreparabel ist.Der Fibroblasten Growth Factor ist ein vielversprechender Faktor, um das Wissen über chronische Nierenerkrankungen zu erweitern und mögliche Therapien zu etablieren. Seine Wirkungen auf die Proteinexpression in der Niere und die Vermutung, dass FGF-23 einer der frühesten Biomarker für eine beginnende chronische Nierenerkrankung ist, machen ihn zu einem idealen Forschungsziel. Um den FGF-23 und seine Signalwege in der Niere besser untersuchen und letztlich verstehen zu können, war es Ziel dieser Arbeit, ein Modellsystem zur Untersuchung der Expression von Target-Molekülen in murinen Nierenschnitten zu etablieren, um in weiterer Folge mit geeigneten Inhibitoren Rückschlüsse auf die Signalwege des FGF-23-Signalings in der Niere ziehen zu können. Hierfür wurden Expressionsanalysen von den Proteinen ERK1/2, WNK-1, NCC, EnAc und TRPV5 durchgeführt. Erwartet wurde ein gleichmäßiges, reproduzierbares Ansteigen der Proteinexpression in Proben, denen rFGF-23 beigemengt wurde und eine niedrigere Expression in Proben ohne beigefügtes rFGF-23. Die Etablierung eines Modellsystems in der Maus war nicht erfolgreich, da die Beigabe von rFGF-23 nicht zu einem gleichmäßigen Anstieg der Proteinexpression führte, sondern Schwankungen in der Proteinexpression beobachtet wurden sowie auch in Abwesenheit von rFGF-23 hohe Mengen an Protein exprimiert wurden. Chronic kidney diseases are mainly caused by civilization diseases and are therefore a growing public health problem. Although the progression of the disease can be slowed down by treating the underlying disease, a cure is not possible because the destruction of the kidney tissue is irreparable The Fibroblast Growth Factor-23(FGF-23) is a promising factor in expanding knowledge about chronic kidney disease and establishing possible therapies. Its effects on protein expression in the kidney and the assumption that FGF-23 is one of the earliest biomarkers for chronic kidney disease make it an ideal research target. In order to better understand FGF-23 and its signalling pathways in the kidney, the aim of this work was to establish a model system to study the expression of target molecules in murine kidney slices and subsequently to draw conclusions on the signalling pathways of FGF-23 signalling in the kidney using suitable inhibitors. Expression analysis of the proteins ERK1/2, WNK-1, NCC, EnAc and TRPV5 were performed. A uniform, reproducible increase in protein expression in samples to which rFGF-23 was added and a lower expression in samples without added rFGF-23 was expected. The establishment of a model system in the mouse was not successful because the addition of rFGF-23 did not lead to a uniform increase in protein expression, but fluctuations in protein expression were observed and high amounts of protein were expressed in the absence of rFGF-23.

Fragestellung: Die Bildung einer atrophen Pseudarthrose ist eine schwerwiegende Komplikation in der Knochenheilung und die Hauptursache liegt vermutlich in einer gestörten Vaskularisierung. Doch die zugrunde liegenden Mechanismen sind noch unzureichend geklärt. Über eine Longitudinalstudie[zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL], Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2017)

Das Leben und Überleben einer Zelle wird auf verschiedenen Ebenen streng reguliert. Diese Ebenen sind eng miteinander verknüpft: (i) Signalwege leiten extrazelluläre Signale in den Zellkern, wo (ii) Genregulation sie zu Proteinen übersetzt, und (iii) Proteine kontrollieren metabolische Funktionen, die Nährstoffe zu Energie und zellulären Bausteinen konvertieren. Diese Systeme sind hochkomplex und werden oft nur einzeln betrachtet. Systembiologie ist ein interdisziplinäres Forschungsgebiet, das Methoden anbietet, um Informationen aus heutigen Hochdurchsatz-Experimenttechnologien zu extrahieren. Diese Methoden können effektiv sein, um die vorgenannten Systeme einzeln oder im Ganzen zu untersuchen. In dieser Doktorarbeit wende ich Methoden an, um Signalwege und Zellmetabolismus zu erforschen, und ich präsentiere neue Arbeitsabläufe für das Modellieren und Analysieren dieser Systeme. Beide Methoden sind auf großskalige Netzwerkrekonstruktionen fokussiert. Da die Erhältlichkeit von xperimentellen Daten eines der größten Probleme der Systembiologie darstellt, befassen sich die Methoden explizit mit dem Umgang mit Wissenslücken. Sie werden auf den Snf1 Signalweg und den Metabolismus von Hefezellen angewendet und vermitteln neue Erkenntnisse über diesen Modellorganismus. Des Weiteren präsentiert diese Arbeit eine eingehende Analyse vom metabolischen Reprogrammieren in Darmkrebszellen, welche bisher unbekannte Zusammenhänge von metabolischer Funktionalität und Onkogenen beinhaltet. Zum Abschluss stelle ich unseren Vorschlag für ein standardisiertes Datenaustauschformat vor, welches seinen Schwerpunkt auf Datentabellen der Systembiologie legt. Zusammenfassend behandelt diese Doktorarbeit die Signalwege und den Metabolismus von Zellen, inklusive neuer Modellierabläufe und biologischer Erkenntnisse. Diese Erkenntnisse werden in den Kontext unseres aktuellen Wissensstandes gesetzt und darauf aufbauend werden neue potentielle Ansatzpunkte für Experimente vorgeschlagen. Cellular life is governed on different layers of regulation, which are tightly interconnected: (i) Signalling pathways transmit extracellular signals to the cells’ nucleus, where (ii) gene regulation translates these signals into proteins, and (iii) proteins control metabolic functions, which convert nutrients to energy and cell building blocks. Due to the complexity of each of these systems, they are often analysed individually or only partially. Systems Biology is an interdisciplinary field of research that offers techniques to harvest the information of todays high-throughput experiments. These techniques can be powerful approaches to investigate the aforementioned regulatory layers of a cell either individually or as a whole. In this thesis, I am employing means of Systems Biology to explore signalling pathways and metabolism, and I provide novel workflows for modelling and exploring these systems. Both workflows are focussed on accurate large-scale network reconstructions of the target system. Since one of the major problems in Systems Biology is the availability of experimental data, the workflows put emphasis on the handling of knowledge gaps. They are applied on the Snf1 pathway and metabolism in yeast and provide new findings about this model organism. Furthermore, this thesis presents an in-depth analysis of metabolic reprogramming in colorectal cancer cells, which yields previously unknown coherences of metabolic function and oncogenes. Finally, I am presenting a proposal for a standardised data format in Systems Biology, which is based on data tables. In summary, this thesis comprises works on signalling pathways and cell metabolism, which includes novel modelling workflows and new biological findings, analyses their impact on the scientific state of the art, and proposes directions for new experimental targets.

Das mitochondriale Genom der Pflanze weist mit einer heterogenen Population linearer, häufig auch verzweigten und zusätzlichen kleineren, zirkulären Molekülen eine komplexe Struktur auf. Um Einblicke in die mitochondrialen Genkopienzahl und deren Regulation sowohl unter normalen als auch unter Stressbedingungen zu erhalten, wurde die Kopienzahl pro Zelle vier repräsentativer Gene mittels qRT-PCR und Durchflusszytometrie ermittelt. Die Bestimmung der mitochondrialen Genkopienzahl in unterschiedlichen Spezies sowie in Organen der Modellpflanze Arabidopsis thaliana zeigte, dass die Kopienzahl mitochondrialer Gene sich nicht nur in den unterschiedlichen Spezies, sondern auch zwischen den unterschiedlichen Organen unterschied, wobei die höchsten Werte in der Wurzelspitze erreicht wurden. In Arabidopsis Keimlingen, welche zur Unterdrückung der plastidären Translation auf Spectinomycin-haltigem Medium angezogen wurden, wurde im Vergleich zu Kontrollpflanzen ein dreifacher Anstieg der Genkopienzahl festgestellt. Dieser Effekt erwies sich als spezifisch für Blatt- bzw. Kotyledonengewebe und warr unabhängig vom Licht. Mutanten mit Defekten in der Respiration zeigten ebenfalls erhöhte Genkopienzahlen, die durch Anzucht der Pflanzen auf Spectinomycin noch erhöht werden konnten. Dieses Ergebnis legt ein komplexes, regulatorisches Netzwerk nahe, in welchem sowohl Respiration als auch Photosynthese die Aufrechterhaltung einer stabilen Genkopienzahl innerhalb der Pflanzenzelle beeinflussen. Die Untersuchungen einer Spectinomycin-behandelter mt-GFP Arabidopsis Pflanzenlinie mittels CLSM zeigten einen Stillstand der Motilität der Mitochondrien in den epidermalen Zellen der weißen Kotyledonen, obwohl eine TEM Analyse eine normale, interne Morphologie ergab. Weitere Untersuchungen führten zu der Schlussfolgerung, dass es auch hier die Stärke der plastidären Beeinträchtigung, welche zu einem gelb-weißen Phänotyp führt, für den Arrest der Mobilität verantwortlich ist. The plant mitochondrial genome has a complex structure. It exists in the form of a heterogeneous population of linear, often branched molecules with smaller than genome-size circular molecules being present in low abundance. In order to study the mitochondrial genome abundance and its regulation in plants under both standard and stress conditions, we determined the gene copy number of four representative mitochondrial genes using quantitative real-time PCR and flow-cytometry. Determination of mitochondrial gene copy number in different plant species and in organs of the model plant Arabidopsis thaliana showed that the copy number of the four investigated genes varied between species and also between different organs, having the highest values in the root tips. The growth of Arabidopsis seedlings on MS medium containing spectinomycin (a plastid translation inhibitor) led to a three-fold increase in the copy number in white versus green seedlings, an effect that is leaf/cotyledon specific and light-independent. Respiration deficient mutants also showed an increase in the gene copy number, this effect being further amplified when the mutants were grown on spectinomycin. The data suggest a complex regulatory network in which both photosynthesis and respiration influence the maintenance of a stable mitochondrial gene copy number within plant cells. CLSM investigations of a spectinomycin-treated mt-GFP line showed that in epidermal cells of white cotyledons most of the mitochondria are not motile with TEM analysis presenting normal internal morphology. Further investigations led to the conclusion that the threshold level of chloroplast impairment that leads to a motility arrest is represented by the appearance of a yellow-white cotyledon phenotype. These results point to a new regulatory mechanism of mitochondrial dynamics that is directly influenced by impaired chloroplast development under standard growth conditions.

Die Dissoziation der epithelialen Zell-Zell-Kontakte stellt einen wichtigen Pathomechanismus bei der Entstehung verschiedener Erkrankungen dar. Im Rahmen dieser Doktorarbeit sollte untersucht werden, welche Rolle dabei die calciumbindenden Proteine S100A8/A9 spielen. Es konnte an PaTu-8889S-Zellen gezeigt werden, dass S100A8/A9 zu einem Zerfall des E-Cadherin/Catenin-Komplex führt, welcher für die Ausbildung von Adherens Junctions verantwortlich ist. In einem weiteren Schritt wurde analysiert, auf welchen intrazellulären Signalwegen, S100A8/A9 zur Auftrennung der Zell-Zell-Kontakte führt. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass eine Inhibition des EGFR, der Src-Kinasen, Tyrosinkinasen und von intrazellulärem Calcium die S100A8/A9-induzierte Dissoziation von Adherens Junctions hemmt. Für andere Signalwege an denen u.a. die Proteinkinasen A und C, die Phospholipase C oder G-Proteine beteiligt sind konnte dieser Effekt ausgeschlossen werden.

Rhizosphärebakterien können die Widerstandskraft von Pflanzen gegenüber Pathogenen steigern. Es konnte festgestellt werden, dass die Produktion von N-Acyl-L-homoserinlactonen (AHL) durch Serratia liquefaciens MG1 eine wichtige Rolle bei der Reduktion von Krankheitssymptomen bei Tomatenpflanzen spielt. Bei dieser AHL-induzierten systemischen Resistenz sind mehrere Signalwege beteiligt; es werden sowohl Salicylsäure- wie auch Ethylen-abhängige Abwehrgene in ihrer Expression erhöht. Damit wurden AHL als neue generelle Elicitoren pflanzlicher Abwehrreaktionen charakterisiert. Rhizobacteria can stimulate pathogen resistance in various plant species. Many plant-associated bacteria use N-acylhomoserine lactones (AHL) for intra- and intergeneric communication to recognize environmental conditions in a cell-density dependent manner ('quorum sensing'). In our experiments tomato leaves developed systemic resistance to the fungal pathogen Alternaria alternata following root inoculation with Serratia liquefaciens. The biocontrol activity of S. liquefaciens depended on AHL production. Root-applied AHL affected free salicylic acid contents in roots and defence gene expression in leaves. S. liquefaciens inoculated plants also exhibited elevated salicylic acid levels and enhanced ethylene emission in leaves. It is concluded that salicylic acid and ethylene signaling pathways contribute to AHL -induced systemic resistance because of enhanced expression of both salicylic acid and ethylene dependent genes. Consequently, AHL molecules can be considered new general elicitors of plant defence reactions against pathogens.

Zusammenfassung: Krebserkrankungen sind weltweit ein Problem und die Zahl der Neuerkrankungen steigt stetig. Chirurgische Eingriffe, Strahlentherapie und Chemotherapie sind die maßgeblichen Behandlungsformen bei Tumorerkrankungen. Neue Entwicklungen in der Strahlentherapie machen Bestrahlung alleine oder in Kombination mit Chemotherapie zu einer wichtigen Behandlungsmethode, die mehr und mehr an Bedeutung gewinnt. Der Erfolg einer Behandlung ist oftmals Abhängig vom genetischen Profil eines Tumors. Damit wird die Untersuchung der molekularen Abläufe in Zellen nach Bestrahlung zu einem wichtigen Aspekt der Strahlentherapie um effektive Strategien zur Tumorbehandlung zu entwickeln. COX-2 ist in vielen Tumoren überexprimiert und korreliert mit einem schlechten Verlauf der Krankheit. Zudem kann COX-2 durch ionisierende Strahlung induziert werden. Das macht COX-2 zu einem interessanten molekularen ?Target? für die Strahlentherapie und die Tumortherapie im Allgemeinen. Studien mit spezifischen COX-2 Inhibitoren haben in verschiedenen Zelllinien zu unterschiedlichen Ergebnissen geführt. Die Untersuchungen in der hier vorliegenden Arbeit bezogen sich hauptsächlich auf das Überleben und das Wachstum von Prostatakarzinomzelllinien nach Bestrahlung alleine und in Kombination mit dem spezifischen COX-2 Inhibitor Celecoxib sowie die Analyse von Signalwegen über welche die strahleninduzierte COX-2 Expression verläuft. Dies sind die wichtigsten Resultate: 1. Die Behandlung mit Celecoxib hat keinen Einfluss auf die Strahlensensitivität der untersuchten Prostatakarzinomzelllinien. 2. Die Proliferation der untersuchten Zelllinien wurde durch die Behandlung mit Celecoxib gehemmt. 3. Die Inhibition der Proliferation durch Celecoxib scheint unabhängig vom COX-2 Niveau. 4. Apoptose kann in den untersuchten Zelllinien durch Behandlung mit Celecoxib in klinisch relevanten Dosen nicht induziert werden. 5. Die Induktion der COX-2 Expression durch ionisierende Strahlung ist abhängig von der Zelllinie. 6. Bei der Induktion der COX-2 Expression spielen die Signalwege der MAPK-Signalwegfamilie eine maßgebliche Rolle. Die erzielten Ergebnisse führen zu dem Schluss, dass COX-2 ein wichtiges molekulares ?Target? in der Strahlentherapie sein kann. Dies ist jedoch abhängig von der betrachteten Zelllinie. Ebenso sind die Signalwege die zu einer strahleninduzierten COX-2 Expression führen für jede Zelllinien individuell verschieden. So kann auch die Anwendung von Celecoxib in der Strahlentherapie für Behandlung bestimmter Tumore positiv sein. Summary: Cancer is a health problem worldwide and the number of new cases is rising. Surgery, radiotherapy and chemotherapy are the major treatment modalities. New developments in radiotherapy make radiation alone and in combination with chemotherapy to an important therapy becoming more and more mattering. The success of a therapy often depends on the genetic profile of a tumor. This makes analysis of molecular processes in cells after radiation an important aspect in radiotherapy developing an effective strategy for tumor treatment. COX-2 is overexpressed in a lot of tumors and correlates with a poor prognosis. Moreover COX-2 can be induced by ionizing radiation. This makes COX-2 an interesting molecular target in radiation therapy and in cancer therapy in general. Studies with specific COX-2 inhibitors came to different results in different cell lines. The aim of the presented study was to investigate the survival and the proliferation of prostate cancer cells after treatment with ionizing radiation alone and in combination with specific COX-2 inhibitor Celecoxib and the analysis of signaling pathways leading to radiation induced COX-2 expression. The following major results were obtained: 1. Treatment with Celecoxib had no influence on the radiosensitivity of the prostate cancer cell lines investigated. 2. The proliferation of different cell lines was inhibited by the treatment with Celecoxib. 3. The inhibition of the proliferation seems to be independent of the level of COX-2 of the cell lines. 4. Apoptosis can not be induced by Celecoxib in clinical relevant doses in the cell lines investigated. 5. Induction of COX-2 expression by ionizing radiation depends on the cell line investigated. 6. The MAPK-signaling pathways play a major role at COX-2 expression. In conclusion the results of the presented study indicate that COX-2 can be an important molecular target in radiation therapy. Although this depends on the cell line investigated. As well, the signaling pathways leading to a radiation induced expression of COX-2 are individual for each cell line. Thus the application of Celecoxib during radiation therapy can be positive on the treatment of different tumors.