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Defects in podocyte signaling are the basis of many inherited glomerular diseases leading to glomerulosclerosis. CD2-associated protein (CD2AP) is highly expressed in podocytes and is considered to play an important role in the maintenance of the glomerular slit diaphragm. Mice deficient for CD2AP (CD2AP(-/-)) appear normal at birth but develop a rapid onset nephrotic syndrome at 3 weeks of age. We demonstrate that impaired intracellular signaling with subsequent podocyte damage is the reason for this delayed podocyte injury in CD2AP(-/-) mice. We document that CD2AP deficiency in podocytes leads to diminished signal initiation and termination of signaling pathways mediated by receptor tyrosine kinases (RTKs). In addition, we demonstrate that CIN85, a paralog of CD2AP, is involved in termination of RTK signaling in podocytes. CIN85 protein expression is increased in CD2AP(-/-) podocytes in vitro. Stimulation of CD2AP(-/-) podocytes with various growth factors, including insulin-like growth factor 1, vascular endothelial growth factor, and fibroblast growth factor, resulted in a significantly decreased phosphatidylinositol 3-kinase/AKT and ERK signaling response. Moreover, increased CIN85 protein is detectable in podocytes in diseased CD2AP(-/-) mice, leading to decreased base-line activation of ERK and decreased phosphorylation after growth factor stimulation in vivo. Because repression of CIN85 protein leads to a restored RTK signaling response, our results support an important role of CD2AP/CIN85 protein balance in the normal signaling response of podocytes.
Phosphodiesterase type 2A (PDE2A) hydrolyzes cyclic nucleotides cAMP and cGMP, thus efficiently controlling cNMP-dependent signaling pathways. PDE2A is composed of an amino-terminal region, two regulatory GAF domains, and a catalytic domain. Cyclic nucleotide hydrolysis is known to be activated by cGMP binding to GAF-B; however, other mechanisms may operate to fine-tune local cyclic nucleotide levels. In a yeast two-hybrid screening we identified XAP2, a crucial component of the aryl hydrocarbon receptor (AhR) complex, as a major PDE2A-interacting protein. We mapped the XAP2 binding site to the GAF-B domain of PDE2A. PDE assays with purified proteins showed that XAP2 binding does not change the enzymatic activity of PDE2A. To analyze whether PDE2A could affect the function of XAP2, we studied nuclear translocation of AhR, i.e. the master transcription factor controlling the expression of multiple detoxification genes. Notably, regulation of AhR target gene expression is initiated by tetrachlorodibenzodioxin (TCDD) binding to AhR and by a poorly understood cAMP-dependent pathway followed by the translocation of AhR from the cytosol into the nucleus. Binding of PDE2A to XAP2 inhibited TCDD- and cAMP-induced nuclear translocation of AhR in Hepa1c1c7 hepatocytes. Furthermore, PDE2A attenuated TCDD-induced transcription in reporter gene assays. We conclude that XAP2 targets PDE2A to the AhR complex, thereby restricting AhR mobility, possibly by a local reduction of cAMP levels. Our results provide first insights into the elusive cAMP-dependent regulation of AhR.
Thioredoxin 1 and thioredoxin 2 have opposed regulatory functions on hypoxia-inducible factor-1α
(2007)
Hypoxia inducible factor 1 (HIF-1), a key regulator for adaptation to hypoxia, is composed of HIF-1alpha and HIF-1beta. In this study, we present evidence that overexpression of mitochondria-located thioredoxin 2 (Trx2) attenuated hypoxia-evoked HIF-1alpha accumulation, whereas cytosolic thioredoxin 1 (Trx1) enhanced HIF-1alpha protein amount. Transactivation of HIF-1 is decreased by overexpression of Trx2 but stimulated by Trx1. Inhibition of proteasomal degradation of HIF-1alpha in Trx2-overexpressing cells did not fully restore HIF-1alpha protein levels, while HIF-1alpha accumulation was enhanced in Trx1-overexpressing cells. Reporter assays showed that cap-dependent translation is increased by Trx1 and decreased by Trx2, whereas HIF-1alpha mRNA levels remained unaltered. These data suggest that thioredoxins affect the synthesis of HIF-1alpha. Trx1 facilitated synthesis of HIF-1alpha by activating Akt, p70S6K, and eIF-4E, known to control cap-dependent translation. In contrast, Trx2 attenuated activities of Akt, p70S6K, and eIF-4E and provoked an increase in mitochondrial reactive oxygen species production. MitoQ, a mitochondria specific antioxidant, reversed HIF-1alpha accumulation as well as Akt activation under hypoxia in Trx2 cells, supporting the notion of translation control mechanisms in affecting HIF-1alpha protein accumulation.
Sphingosylphosphorylcholine (SPC) is a bioactive lipid that binds to G protein-coupled-receptors and activates various signaling cascades. Here, we show that in renal mesangial cells, SPC not only activates various protein kinase cascades but also activates Smad proteins, which are classical members of the transforming growth factor-β (TGFβ) signaling pathway. Consequently, SPC is able to mimic TGFβ-mediated cell responses, such as an anti-inflammatory and a profibrotic response. Interleukin-1β-stimulated prostaglandin E2 formation is dose-dependently suppressed by SPC, which is paralleled by reduced secretory phospholipase A2 (sPLA2) protein expression and activity. This effect is due to a reduction of sPLA2 mRNA expression caused by inhibited sPLA2 promoter activity. Furthermore, SPC upregulates the profibrotic connective tissue growth factor (CTGF) protein and mRNA expression. Blocking TGFβ signaling by a TGFβ receptor kinase inhibitor causes an inhibition of SPC-stimulated Smad activation and reverses both the negative effect of SPC on sPLA2 expression and the positive effect on CTGF expression. In summary, our data show that SPC, by mimicking TGFβ, leads to a suppression of proinflammatory mediator production and stimulates a profibrotic cell response that is often the end point of an anti-inflammatory reaction. Thus, targeting SPC receptors may represent a novel therapeutic strategy to cope with inflammatory diseases.
Low concentrations of oxidized low density lipoprotein (OxLDL) are cytoprotective for phagocytes, although the underlying mechanisms remain unclear. We investigated signaling pathways used by OxLDL to attenuate apoptosis in monocytic cells. OxLDL at 25–50 μg/ml inhibited staurosporine-induced apoptosis in THP-1 cells and mouse peritoneal macrophages, and it was cytoprotective in human primary monocytes upon serum withdrawal. Attenuated cell demise was reversed by blocking extracellular signal-regulated kinase (ERK) signaling. Translocation of cytochrome c to the cytosol was attenuated by OxLDL, which again demanded ERK signaling. Analysis of Bcl-2 family proteins revealed phosphorylation of Bad at serine 112 as well as ERK-dependent inhibition of Mcl-1 degradation. Although the formation of reactive oxygen species (ROS) is an established signal generated by OxLDL, ROS scavengers did not interfere with cell protection by OxLDL. Thus, activation of the ERK signaling pathway by OxLDL is important to protect phagocytes from apoptosis.
Clear native electrophoresis and blue native electrophoresis are microscale techniques for the isolation of membrane protein complexes. The Coomassie Blue G-250 dye, used in blue native electrophoresis, interferes with in-gel fluorescence detection and in-gel catalytic activity assays. This problem can be overcome by omitting the dye in clear native electrophoresis. However, clear native electrophoresis suffers from enhanced protein aggregation and broadening of protein bands during electrophoresis and therefore has been used rarely. To preserve the advantages of both electrophoresis techniques we substituted Coomassie dye in the cathode buffer of blue native electrophoresis by non-colored mixtures of anionic and neutral detergents. Like Coomassie dye, these mixed micelles imposed a charge shift on the membrane proteins to enhance their anodic migration and improved membrane protein solubility during electrophoresis. This improved clear native electrophoresis offers a high resolution of membrane protein complexes comparable to that of blue native electrophoresis. We demonstrate the superiority of high resolution clear native electrophoresis for in-gel catalytic activity assays of mitochondrial complexes I–V. We present the first in-gel histochemical staining protocol for respiratory complex III. Moreover we demonstrate the special advantages of high resolution clear native electrophoresis for in-gel detection of fluorescent labeled proteins labeled by reactive fluorescent dyes and tagged by fluorescent proteins. The advantages of high resolution clear native electrophoresis make this technique superior for functional proteomics analyses.
Proton pumping respiratory complex I is a major player in mitochondrial energy conversion. Yet little is known about the molecular mechanism of this large membrane protein complex. Understanding the details of ubiquinone reduction will be prerequisite for elucidating this mechanism. Based on a recently published partial structure of the bacterial enzyme, we scanned the proposed ubiquinone binding cavity of complex I by site-directed mutagenesis in the strictly aerobic yeast Yarrowia lipolytica. The observed changes in catalytic activity and inhibitor sensitivity followed a consistent pattern and allowed us to define three functionally important regions near the ubiquinone-reducing iron-sulfur cluster N2. We identified a likely entry path for the substrate ubiquinone and defined a region involved in inhibitor binding within the cavity. Finally, we were able to highlight a functionally critical structural motif in the active site that consisted of Tyr-144 in the 49-kDa subunit, surrounded by three conserved hydrophobic residues.
Grundlage der hier vorliegenden retrospektiven Studie stellen alle in der Zeit von März bis Oktober 2004 an den Städtischen Kliniken Frankfurt-Höchst zur Geburt aufgenommenen 102 Patientinnen mit der Diagnose Gestationsdiabetes (GDM) und ihrer gleichstarken Kontrollgruppe dar. In beiden Gruppen kamen jeweils 102 Kinder auf die Welt. Die Untersuchung erstreckte sich darauf, innerhalb der beiden Gruppen fetales Outcome, Unterschiede und Risikofaktoren, die für einen GDM prädisponieren, herauszuarbeiten. Keine Auffälligkeiten ergaben sich bei mütterlichem Alter und Herkunft der Patientinnen. Die Gestationsdiabetikerinnen hatten im Mittel ein höheres Körpergewicht sowie einen höheren BMI vor und nach der Schwangerschaft. Die Gewichtszunahme während der Schwangerschaft war dagegen in der Kontrollgruppe mit 20,3 % höher als in der GDM-Gruppe (16,3 %). Hinsichtlich der Fehlgeburtenrate, der Anzahl an vorherigen Geburten, der Schwangerschaftsdauer und der Frühgeburtlichkeit konnten wir keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen feststellen. Bestätigen konnten wir jedoch den Risikofaktor „familiärer Diabetes“. In der GDM-Gruppe gaben 30,6 % der Patientinnen eine positive familiäre Diabetesanamnese an gegenüber 6,9 % in der Kontrolle. Beim Entbindungsmodus fiel in der GDM-Gruppe eine erhöhte Anzahl an sekundären Sectiones mit 20,6 % gegenüber 6,9 % in der Kontrollgruppe auf. Betrachtet man die Gruppe der adipösen Gestationsdiabetikerinnen separat, so fiel ebenfalls eine erhöhte Anzahl an Schnittentbindungen auf. Den in der Literatur beschriebenen Trend zur Schnittentbindung bei GDM bzw. Adipositas können wir somit in unserer Studie bestätigen. Die primäre Sectiorate bei makrosomen Kindern der GDM-Gruppe war mit 52,9 % ebenfalls erhöht. Geburtstraumata wie Schulterdystokien und Plexusschäden fielen bei keinem der untersuchten Kinder auf. Erhöhte Verlegungsraten in die Kinderklinik und somit ein schlechteres fetales Outcome ergaben sich bei Gestationsdiabetikerinnen mit erhöhtem Alter (> 34 Jahren), osteuropäischer und asiatischer Herkunft, erhöhtem BMI (> 30 kg/m²) vor und nach Schwangerschaft sowie starker Gewichtszunahme (> 30 %) während der Schwangerschaft. Tendenziell erhöhte Verlegungsraten in der GDM-Gruppe fanden sich bei Mehrgravida und bei Frauen mit mehr als einer Fehlgeburt in der geburtshilflichen Anamnese. Die Neugeborenen der beiden Gruppen unterschieden sich nicht hinsichtlich Geschlecht, Körperlänge, Körpergewicht, Kopfumfang, pH-Wert, Base Excess und Fehlbildungsrate. Auffälligkeiten ergaben sich dagegen bei der Makrosomierate. 16,7 % der GDM-Kinder lagen über der 90. Perzentile, gegenüber 5,9 % der Kinder der Kontrollgruppe. Das Outcome unmittelbar nach Geburt war bei Neugeborenen gestationsdiabetischer Mütter öfter schlechter als bei Neugeborenen der Kontrolle. Dies wurde beim APGAR-Score deutlich. In den ersten 5 Minuten hatten 8 GDMKinder jeweils einen APGAR-Wert < 7 gegenüber nur einem Kind aus der Kontrolle. Bei 35,3 % der Neugeborenen diabetischer Mütter wurde eine Hypoglykämie ≤ 45 mg/dl innerhalb der ersten 3 Stunden nach Geburt gemessen. Hiervon stammen 41,7 % der Kinder von insulinär eingestellten Frauen. Als mütterliche Risikofaktoren, die eine Verlegung des Neugeborenen in die Kinderklinik wahrscheinlich machen, sind eine kurze Schwangerschaftsdauer, Adipositas und eine Insulintherapie bei Gestationsdiabetes aufzuführen. Insgesamt ist festzustellen, dass es Unterschiede zwischen gestationsdiabetischen und normoglykämischen Schwangeren gibt. Bestimmte Risikofaktoren stellen weiterhin eine Gefahr für das Neugeborene dar. Es gilt diese Unterschiede und Prädiktoren rechtzeitig zu erkennen und zu therapieren. Nur durch Aufklärung der Bevölkerung über den Gestationsdiabetes und Verschärfung der metabolischen Kontrolle in der Schwangerschaft, sowie frühzeitiges Erkennen prädisponierender Risikofaktoren für einen Gestationsdiabetes lässt sich für die Zukunft eine Angleichung der kindlichen Morbidität bei GDM an das Schwangerschaftsprodukt normoglykämisch Schwangerer erreichen.
Consequences of altered eicosanoid patterns for nociceptive processing in mPGES-1-deficient mice
(2007)
Cyclooxygenase-2 (COX-2)-dependent prostaglandin (PG) E2 synthesis in the spinal cord plays a major role in the development of inflammatory hyperalgesia and allodynia. Microsomal PGE2 synthase-1 (mPGES-1) isomerizes COX-2-derived PGH2 to PGE2. Here, we evaluated the effect of mPGES-1-deficiency on the noci-ceptive behavior in various models of nociception that depend on PGE2 synthesis. Surprisingly, in the COX-2-dependent zymosan-evoked hyperalgesia model, the nociceptive behavior was not reduced in mPGES-1-deficient mice despite a marked decrease of the spinal PGE2 synthesis. Similarly, the nociceptive behavior was unaltered in mPGES-1-deficient mice in the formalin test. Importantly, spinal cords and primary spinal cord cells derived from mPGES-1-deficient mice showed a redirection of the PGE2 synthesis to PGD2, PGF2α and 6-keto-PGF1α (stable metabolite of PGI2). Since the latter prostaglandins serve also as mediators of noci-ception they may compensate the loss of PGE2 synthesis in mPGES-1-deficient mice.
* Prof. Gerlach appointed to the Health Advisory Council
* New professorship at the Institute for General Practice
* Every-Error-Counts website revamped
* Taking care of patients with chronic diseases
* Error research: Study on safety culture planned
* Online registration now possible for students
* BMBF sponsors PRoMPT follow-up study
short @nd sweet news : Nr. 9
(2007)
* Advance Notice: 1st Frankfurt General Practice Day
* Tips on how to avoid errors
* STERN-Leading article on high blood pressure in cooperation with the Institute
* 2nd part of DEGAM chronic heart failure guideline - long version
* Launch of the anonymous error circle!
* Over 1,000 students trained in evidence based medicine
* Research assistant wanted
kurz und kn@pp news : Nr. 10
(2007)
* Prof. Gerlach in den Sachverständigenrat Gesundheit berufen
* Zusätzliche Professur im Institut für Allgemeinmedizin
* Jeder-Fehler-zaehlt in neuem Design
* Betreuung von Menschen mit chronischen Erkrankungen
* Fehlerforschung: Studie zur Sicherheitskultur geplant
* Online-Eintragung für Studierende jetzt möglich
* BMBF fördert PRoMPT-Folgestudie
kurz und kn@pp news : Nr. 9
(2007)
kurz und kn@pp news : Nr. 8
(2007)
* Vorankündigung: 1. Frankfurter Tag der Allgemeinmedizin
* Tipps zur Fehlervermeidung
* STERN-Titel zu Bluthochdruck unter Mitarbeit des Instituts
* 2. Teil DEGAM-Leitlinie "Herzinsuffizienz", Langfassung
* Start des anonymen Fehlerzirkels!
* Über 1000 Studierende in Evidenzbasierter Medizin ausgebildet
* Wissenschaftliche/r Mitarbeiter/in gesucht
Einleitung: Es wurden die Leistungen beim Verstehen im Störgeräusch von CI-Patienten mit unterschiedlichen Implantattypen verglichen. Der TEMPO+ Sprachprozessor (MED-EL, Implantat C40+) verwendet ein Mikrophon mit Kugelcharakteristik, während der ESPrit 3G Prozessor (COCHLEAR, Implantat CI24R(CA)) mit einem frontal ausgelegten Richtmikrophon ausgestattet ist.
Methode: Von den zwei untersuchten Patientengruppen (n=20) war eine mit einem C40+ Implantat (MED-EL, Innsbruck), die andere mit dem CI24RCA Implantat (Cochlear, Melbourne) versorgt. Es wurde die S0N180 Lautsprecheranordnung im Freifeld für den HSM-Test (Hochmair, Schulz und Moser, 1997) und die S0N0 Anordnung für den Oldenburger Satztest (Wagener, Kühnel und Kollmeier, 1999) verwendet. Der OLSA wurde mit festem Sprachpegel (65 dB SPL) und adaptivem Störgeräusch durchgeführt. Der HSM-Satztest wurde bei Signal-/ Rauschverhältnissen von 15 dB, 10 dB, 5 dB, 0dB sowie ohne Störgeräusch durchgeführt.
Ergebnisse: Im HSM-Satztest (S0N180) wurden signifikant bessere Leistungen beim Verstehen im Störgeräusch für die Gruppe mit dem Richtmikrophon nachgewiesen. Im Oldenburger Satztest zeigten sich keine signifikanten Unterschiede.
Schlussfolgerungen: Im Vergleich zu einem Mikrophon mit Kugelcharakteristik verbessert ein Richtmikrophon das Sprachverstehen in Situationen, in denen die Sprache frontal und der Störschall von hinten dargeboten werden.
Introduction: Metabolic acidosis during hemorrhagic shock is common and conventionally considered to be due to hyperlactatemia. There is increasing awareness, however, that other nonlactate, unmeasured anions contribute to this type of acidosis.
Methods: Eleven anesthetized dogs were hemorrhaged to a mean arterial pressure of 45 mm Hg and were kept at this level until a metabolic oxygen debt of 120 mLO2/kg body weight had evolved. Blood pH, partial pressure of carbon dioxide, and concentrations of sodium, potassium, magnesium, calcium, chloride, lactate, albumin, and phosphate were measured at baseline, in shock, and during 3 hours post-therapy. Strong ion difference and the amount of weak plasma acid were calculated. To detect the presence of unmeasured anions, anion gap and strong ion gap were determined. Capillary electrophoresis was used to identify potential contributors to unmeasured anions.
Results: During induction of shock, pH decreased significantly from 7.41 to 7.19. The transient increase in lactate concentration from 1.5 to 5.5 mEq/L during shock was not sufficient to explain the transient increases in anion gap (+11.0 mEq/L) and strong ion gap (+7.1 mEq/L), suggesting that substantial amounts of unmeasured anions must have been generated. Capillary electrophoresis revealed increases in serum concentration of acetate (2.2 mEq/L), citrate (2.2 mEq/L), alpha-ketoglutarate (35.3 microEq/L), fumarate (6.2 microEq/L), sulfate (0.1 mEq/L), and urate (55.9 microEq/L) after shock induction.
Conclusion: Large amounts of unmeasured anions were generated after hemorrhage in this highly standardized model of hemorrhagic shock. Capillary electrophoresis suggested that the hitherto unmeasured anions citrate and acetate, but not sulfate, contributed significantly to the changes in strong ion gap associated with induction of shock.
Background: Models of isolated and perfused kidneys are used to study the effects of drugs, hazardous or toxic substances on renal functions. Since physiological and morphological parameters of small laboratory animal kidneys are difficult to compare to human renal parameters, porcine kidney perfusion models have been developed to simulate closer conditions to the human situation, but exact values of renal parameters for different collection and perfusion conditions have not been reported so far. If the organs could be used out of regular slaughtering processes animal experiments may be avoided.
Methods: To assess renal perfusion quality, we analyzed different perfusion settings in a standardized model of porcine kidney hemoperfusion with organs collected in the operating theatre (OP: groups A-D) or in a public abattoir (SLA: group E) and compared the data to in vivo measurements in living animals (CON). Experimental groups had defined preservation periods (0, 2 and 24 hrs), one with additional albumin in the perfusate (C) for edema reduction.
Results: Varying perfusion settings resulted in different functional values (mean +/- SD): blood flow (RBF [ml/min*100 g]: (A) 339.9 +/- 61.1; (C) 244.5 +/- 53.5; (D) 92.8 +/- 25.8; (E) 153.8 +/- 41.5); glomerular filtration (GFR [ml/min*100 g]: (CON) 76.1 +/- 6.2; (A) 59.2 +/- 13.9; (C) 25.0 +/- 10.6; (D) 1.6 +/- 1.3; (E) 16.3 +/- 8.2); fractional sodium reabsorption (RFNa [%] (CON) 99.8 +/- 0.1; (A) 82.3 +/- 8.1; (C) 86.8 +/- 10.3; (D) 38.4 +/- 24.5; (E) 88.7 +/- 5.8). Additionally the tubular coupling-ratio of Na-reabsorption/O2-consumption was determined (TNa/O2-cons [mmol-Na/mmol- O2] (CON) 30.1; (A) 42.0, (C) 80.6; (D) 17.4; (E) 23.8), exhibiting OP and SLA organs with comparable results.
Conclusion: In the present study functional values for isolated kidneys with different perfusion settings were determined to assess organ perfusion quality. It can be summarized that the hemoperfused porcine kidney can serve as a biological model with acceptable approximation to in vivo renal physiology, also if the organs originate from usual slaughtering processes.
Poor condition subarachnoid hemorrhage (SAH) patients present a high mortality and morbidity. In this study, we reviewed the acute interventional (surgical and endovascular) management of 109 SAH-poor condition patients, who were treated as early as logistically possible after confirming stable circulation parameters. Patients over the age of 70 years, without clinical response to painful stimulation were excluded. We recognized at least 3 different postinterventional therapeutic approaches: (1) Norm- or hypovolemic, normotensive hemodilution in 30 patients with space-occupying intracranial hematomas as well as in 31 cases with acute cerebro-spinal-fluid obstruction. (2) Normovolemic, hypertensive hemodilution after unilateral decompressive craniotomy in 23 surgical- and 2 endovascular-treated patients with focalized space occupying lesions and reduced cerebral perfusion. (3) Hypovolemic, normo-, or hypertensive hemodilution after bilateral decompressive craniotomy in 23 cases with massive brain-swelling. We observed a reduced mortality (21%). The overall late outcome was favorable in 56% and unfavorable in 23%. Selective aggressive treatment adapted to increase the cerebral perfusion, seems to be an effective therapy to improve the survival and outcome of several poor condition SAH-patients.
FTY720, ein synthetisches Sphingosin Analogon von Myriocin, ist ein neuartigerImmunomodulator, der in vivo Homing und Migration von Lymphozyten moduliertund hierbei die Immunantwort in verschiedenen Transplantations- undAutoimmunmodellen hemmt. Zudem konnte in aktuellen Untersuchungen einausgeprägter Anti-Tumor-Effekt von FTY720 in mehreren Krebszelllinien,einschließlich Leukämie-, Lymphoma- und Glioma-Zellen dargelegt werden. In vitroVersuche zeigten, dass FTY720 die Proliferation von malignen Zellen hemmtund/oder Apoptose in Krebszellen induziert. Im Rahmen dieser Dissertationuntersuchten wir zum ersten Mal die biologischen Wirkungen von FTY720 inhumanen Kolonkarzinomzellen.
Zunächst wurde die Auswirkung von FTY720 auf das Wachstumsverhalten von dreiverschiedenen Kolonkarzinomzelllinien (Caco-2, HT-29 und HCT-116) durch dieMessung der Zell-Proliferation mittels BrdU-Einbau und Kristallviolett-Assay sowiederStoffwechselaktivität im MTT-Test ermittelt. Die Behandlung dieser Zelllinienmit steigenden Konzentrationen von FTY720 (6-15 μM) führte zu einer dosis- undzeitabhängigen Verminderung der Zell-Überlebensrate. Zur Charakterisierung dieserHemmung der Proliferation untersuchten wir mit Hilfe von Western blot Analysen dieExpression wichtiger Faktoren der Zellzykluskontrolle in Caco-2-Zellen unterWirkung von FTY720. Dabei konnten wir zeigen, dass die Expression des Cdk-Inhibitor p27Kip1 hochreguliert wird, während die von Cyclin D1 und Cdk4 starkreduziert werden, was auf einen Zellzyklusarrest in der G1-Phase hindeutet. Dienachfolgende Untersuchung hinsichtlich einer Induktion von Apoptose zeigte eineSteigerung der DNA-Fragmentierung nach Behandlung mit FTY720, begleitet voneiner Zunahme der Bax/Bcl-2-Ratio als Zeichen einer Aktivierung desmitochondrialen (intrinsischen) Weges, und letztendlich einer Aktivierung vonCaspase-3. Ferner stellten wir fest, dass FTY720 zu einer signifikanten Steigerung derTRAIL-Protein-Expression führt und so möglicherweise Apoptose ebenfalls über denextrinsischen Signalweg vermittelt. Schließlich konnte gezeigt werden, dass der Anti-Tumor-Effekt von FTY720 mit einer Hemmung der Phosphorylierung vonp44/42MAPK, terminalem Stellglied des Ras/MAPK-Signalweges, und einer Induktion der Expression von PTEN, einem negativem Regulator des PI3K/Akt-Signalweges,einhergeht.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass FTY720 in vitro im kolorektalen Karzinomeinen ausgeprägten Anti-Tumor-Effekt besitzt, welcher durch eine Inhibition desZellwachstums über einen G1-Zellzyklusarrest und eine Induktion der Apoptose überden extrinsischen und den intrinsischen Weg vermittelt wird.
Visual selective attention and visual working memory (WM) share the same capacity-limited resources. We investigated whether and how participants can cope with a task in which these 2 mechanisms interfere. The task required participants to scan an array of 9 objects in order to select the target locations and to encode the items presented at these locations into WM (1 to 5 shapes). Determination of the target locations required either few attentional resources (“popout condition”) or an attention-demanding serial search (“non pop-out condition”). Participants were able to achieve high memory performance in all stimulation conditions but, in the non popout conditions, this came at the cost of additional processing time. Both empirical evidence and subjective reports suggest that participants invested the additional time in memorizing the locations of all target objects prior to the encoding of their shapes into WM. Thus, they seemed to be unable to interleave the steps of search with those of encoding. We propose that the memory for target locations substitutes for perceptual pop-out and thus may be the key component that allows for flexible coping with the common processing limitations of visual WM and attention. The findings have implications for understanding how we cope with real-life situations in which the demands on visual attention and WM occur simultaneously. Keywords: attention, working memory, interference, encoding strategies
The majority of cells are equipped to detect and decipher physical stimuli, and then react to these stimuli in a cell type-specific manner. Ultimately, these cellular behaviors are synchronized to produce a tissue response, but how this is achieved remains enigmatic. Here, we investigated the genetic basis for mechanotransduction using the bone marrow as a model system. We found that physical stimuli produced a pattern of principal strain that precisely corresponded to the site-specific expression of sox9 and runx2, two transcription factors required for the commitment of stem cells to a skeletogenic lineage, and the arrangement and orientation of newly deposited type I collagen fibrils. To gain insights into the genetic basis for skeletal mechanotransduction we conditionally inactivated focal adhesion kinase (FAK), an intracellular component of the integrin signaling pathway. By doing so we abolished the mechanically induced osteogenic response and thus identified a critical genetic component of the molecular machinery required for mechanotransduction. Our data provide a new framework in which to consider how physical forces and molecular signals are synchronized during the program of skeletal regeneration.
The pathogenic spirochete Leptospira interrogans disseminates throughout its hosts via the bloodstream, then invades and colonizes a variety of host tissues. Infectious leptospires are resistant to killing by their hosts' alternative pathway of complement-mediated killing, and interact with various host extracellular matrix (ECM) components. The LenA outer surface protein (formerly called LfhA and Lsa24) was previously shown to bind the host ECM component laminin and the complement regulators factor H and factor H-related protein-1. We now demonstrate that infectious L. interrogans contain five additional paralogs of lenA, which we designated lenB, lenC, lenD, lenE and lenF. All six genes encode domains predicted to bear structural and functional similarities with mammalian endostatins. Sequence analyses of genes from seven infectious L. interrogans serovars indicated development of sequence diversity through recombination and intragenic duplication. LenB was found to bind human factor H, and all of the newly-described Len proteins bound laminin. In addition, LenB, LenC, LenD, LenE and LenF all exhibited affinities for fibronectin, a distinct host extracellular matrix protein. These characteristics suggest that Len proteins together facilitate invasion and colonization of host tissues, and protect against host immune responses during mammalian infection.
A novel interhemispheric interaction: modulation of neuronal cooperativity in the visual areas
(2007)
Background: The cortical representation of the visual field is split along the vertical midline, with the left and the right hemi-fields projecting to separate hemispheres. Connections between the visual areas of the two hemispheres are abundant near the representation of the visual midline. It was suggested that they re-establish the functional continuity of the visual field by controlling the dynamics of the responses in the two hemispheres. Methods/Principal Findings: To understand if and how the interactions between the two hemispheres participate in processing visual stimuli, the synchronization of responses to identical or different moving gratings in the two hemi-fields were studied in anesthetized ferrets. The responses were recorded by multiple electrodes in the primary visual areas and the synchronization of local field potentials across the electrodes were analyzed with a recent method derived from dynamical system theory. Inactivating the visual areas of one hemisphere modulated the synchronization of the stimulus-driven activity in the other hemisphere. The modulation was stimulus-specific and was consistent with the fine morphology of callosal axons in particular with the spatio-temporal pattern of activity that axonal geometry can generate. Conclusions/Significance: These findings describe a new kind of interaction between the cerebral hemispheres and highlight the role of axonal geometry in modulating aspects of cortical dynamics responsible for stimulus detection and/or categorization.
Seit den ersten Berichten über renale CYP-Enzyme, die den arteriellen Tonus beeinflussen können, steht die entscheidende Rolle der CYP-Epoxygenasen in der Modulation der vaskulären Homöostase außer Frage. Die Verbindung zwischen CYP-Expression und kardiovaskulären Erkrankungen ist jedoch noch mit Vorbehalt zu betrachten. Dennoch kann ihre Bedeutung in der Pathogenese der Hypertonie und Atherosklerose nicht länger ignoriert werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war der Nachweis, inwieweit endogen-gebildete EET an der Regulation des Agonisteninduzierten Kalziumeinstroms in nicht-erregbaren Endothelzellen beteiligt sind. Da es in kultivierten Endothelzellen im Gegensatz zu nativen Endothelzellen zu einer rapiden Reduktion der CYP 2C-Expression kommt, wurde die Expression von CYP 2C zu einem durch die Verwendung eines adenoviral-vermittelten Überexpressionssystems und zum anderen durch Nifedipin induziert. Zunächst führte die Stimulation mit Bradykinin in kultivierten Endothelzellen, die infolge der Kultivierung das CYP 2C-Protein nicht mehr exprimieren, zu einem Kalziumeinstrom. Dieser Effekt wurde weder von Sulfaphenazol, einem spezifischen CYP 2C9-Hemmer, noch von ACU, einem Hemmer der sEH, beeinflusst. Dahingegen führte die Hemmung der sEH durch ACU in CYP 2C-exprimierenden Endothelzellen zu einem signifikanten Anstieg der Plateauphase des Bradykinininduzierten Kalziumeinstroms. Dieser Effekt konnte sowohl durch Sulfaphenazol als auch durch 14,15-EEZE, einen EET-Antagonisten, aufgehoben werden. Die Kontrollzellen wurden weder von den Substanzen alleine noch in Kombination mit ACU beeinflusst. Die Verwendung von DCU, einem weiteren spezifischen Hemmer der sEH, führte ebenfalls zu einem signifikanten Anstieg der Plateauphase des Bradykinin-induzierten Kalziumeinstroms in CYP 2C-exprimierenden Endothelzellen im Vergleich zu den Kontrollzellen. Die Hypothese der sEH-Hemmer als potente Modulatoren des EET-vermittelten Kalziumeinstroms wurde weiterhin durch den Befund belegt, dass die Inkubation mit dem mEH-Hemmer Elaidamid keinen Einfluss auf die Höhe des Bradykinin-induzierten Kalziumplateaus hatte. Durch die Untersuchungen in An- und Abwesenheit von extrazellulärem Kalzium konnte gezeigt werden, dass endogen-gebildete EET die [Ca2+]i durch Verstärkung des kapazitiven Kalziumeinstroms beeinflussen. Die Aufhebung der Effekte durch den PKA-Hemmer Rp-cAMPs lässt auf eine Rolle der PKA schließen, der Signaltransduktionsweg bleibt zu klären. Die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse in isolierten endothelintakten Umbilikalvenen belegt die physiologische Relevanz. In der vorliegenden Studie konnte die Bedeutung der EET in der Regulation des kapazitiven Kalziumeinstroms und der sEH-Hemmer als potente Modulatoren der biologischen Aktivität von EET demonstriert werden. Die Eingliederung in den Kontext der vaskulären Homöostase und der Pathogenese von kardiovaskulären Erkrankungen bleibt hochinteressant und zukunftsweisend.
Die Anthropometrie liefert den direktesten und einfachsten Weg, Dimensionen des Gesichts- und Schädelskeletts zu erfassen. Die Effektivität der herangezogenen Messpunkte ist das Ergebnis einer getesteten und bereits eingeführten Messmethode (Landes et al., 2002). Obwohl diese Methode einfach, kostengünstig und reproduzierbar ist, leidet die Akzeptanz anthropometrischer Messungen im klinischen Alltag am zeitlichen Aufwand. Die Möglichkeit diesen Prozess der anthropometrischen Datenerfassung, herkömmlich vollmanuell durchgeführt, durch ein neuartiges halbautomatisches Messgerät zu ein paar Mausklicks zusammenzufassen, könnte eine weit verbreitete Nutzung enorm beschleunigen, da ohnehin alle notwendigen Normwerte und Messsequenzen schon verfügbar sind. Um dieses halbautomatische Messgerät mit der vollmanuellen Messmethode auf Geschwindigkeit und Genauigkeit der Messung zu vergleichen wurden 20 Probanden durch einen Behandler wiederholt untersucht, zehn davon ein drittes Mal von einem zweiten Behandler. Messfehler der halbautomatischen Methode: Der intraindividuelle absolute Fehler lag im Mittel bei 1,4mm [+/-1,6mm] was einem relativen Fehler von 1,4% [+/-1,7%] entspricht. Der interindividuelle absolute Fehler liegt im Mittel bei 2,1mm [+/-0,6mm] entsprechend einem relativen Fehler von 2,2% [+/-0,9%]. Messfehler der vollmanuellen Methode: Der Intraindividuelle absolute Fehler lag im Mittel bei 2,1mm [+/-1,9mm] was einem relativen Fehler von 2,1% [+/-1,9%] entspricht. Der interindividuelle absolute Fehler liegt im Mittel bei 3,2mm [+/-2,1mm] entsprechend einem relativen Fehler von 3,2% [+/-2,1%]. Die zur Vermessung der Parameter notwendige Zeit bei der vollmanuellen Methode wurde von 16min [+/-3min] durch zu Hilfenahme des halbauto54 matischen Messinstrumentariums auf die Hälfte reduziert. Gerade einmal 6min[+/-2min] sind noch notwendig alle Daten zu erfassen und als Gittermodell oder in einem Normdiagramm darzustellen. Durch die klinische Erprobung wurden Verbesserungen am Messmittel durchgeführt. Es ist robuster, vielseitiger und besitzt ein gutes Handling. Es besitzt einen geringen Anschaffungswert von rund € 1500,- und spart enorm viel Zeit in der Erfassung unterschiedlichster Daten. Ein anthropometrischer Zirkel kostet im Vergleich etwa € 450,-.
Kindliche Sarkome sind eine heterogene Gruppe maligner Erkrankungen mesodermalen Ursprungs. Trotz operativer Therapie, Chemotherapie und Bestrahlung versterben noch viele Patienten. Auch gegenüber immunologischen Behandlungsansätzen sind Sarkome relativ resistent. Inhalt dieser Arbeit sind die Mechanismen, die der Resistenz kindlicher Sarkome gegenüber NK-Zellen zugrunde liegen könnten. Hierbei wurde insbesondere die Interaktion von HLA-Klasse-I-Molekülen mit inhibitorischen NK-Zellrezeptoren untersucht. Als einzige Sarkomzelllinie konnte A-673 mit einer Zelllyse von 40% bei einer E : T-Ratio von 20 : 1 als sensitiv eingestuft werden. Schwach sensitiv waren die Zelllinien MHH-ES und HOS-TE mit einer spezifischen Lyse von 25%. Als resistent gegenüber einer Zelllyse durch NK-92 erwiesen sich die Sarkomzelllinien SAOS-2, ZK58 und RD-ES mit einer Lyserate zwischen 10 und 15%. Die HLA-Klasse-I-Expression war bei den untersuchten Zelllinien HOSTE, SAOS-2, ZK58 und RD relativ schwach, bei A-673 und MHH-ES moderat und bei RD-ES stark. Gegenüber der klonalen NK-Zelllinie NK-92 zeigten sie mit Ausnahme von A-673 (40% Lyse) keine Sensitivität gegenüber einer NK-vermittelten Lyse. Dies liegt offenbar nicht an der Inhibition der NK-Zellen durch HLA-Klasse-I-Liganden, wie durch funktionelle Untersuchungen mit Blockierung der korrespondierenden HLA-Liganden gezeigt werden konnte. Auch korreliert die Sensitivität bzw. Resistenz der Sarkomzelllinien nicht mit der Expressionsdichte der HLA-Klasse-I-Moleküle auf den untersuchten Sarkomzelllinien. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten somit darauf hin, dass die Resistenz kindlicher Sarkome gegenüber NK-Zellen möglicherweise nicht auf eine Inhibition, sondern auf eine mangelnde Aktivierung der Immunzellen zurückzuführen ist.
It has often been proposed that regions of the human parietal and/or frontal lobe may modulate activity in visual cortex, for example, during selective attention or saccade preparation. However, direct evidence for such causal claims is largely missing in human studies, and it remains unclear to what degree the putative roles of parietal and frontal regions in modulating visual cortex may differ. Here we used transcranial magnetic stimulation (TMS) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) concurrently, to show that stimulating right human intraparietal sulcus (IPS, at a site previously implicated in attention) elicits a pattern of activity changes in visual cortex that strongly depends on current visual context. Increased intensity of IPS TMS affected the blood oxygen level–dependent (BOLD) signal in V5/MT+ only when moving stimuli were present to drive this visual region, whereas TMS-elicited BOLD signal changes were observed in areas V1–V4 only during the absence of visual input. These influences of IPS TMS upon remote visual cortex differed significantly from corresponding effects of frontal (eye field) TMS, in terms of how they related to current visual input and their spatial topography for retinotopic areas V1–V4. Our results show directly that parietal and frontal regions can indeed have distinct patterns of causal influence upon functional activity in human visual cortex. Key words: attention, frontal cortex, functional magnetic resonance imaging, parietal cortex, top--down, transcranial magnetic stimulation
The MR signal is sensitive to diffusion. This effect can be increased by the use of large, balanced bipolar gradients. The gradient systems of MR scanners are calibrated at installation and during regular servicing visits. Because the measured apparent diffusion constant (ADC) depends on the square of the amplitude of the diffusion sensitizing gradients, errors in the gradient calibration are exaggerated. If the error is varying among the different gradient axes, it will affect the estimated degree of anisotropy. To assess the gradient calibration accuracy in a whole-body MRI scanner, ADC values were calculated for a uniform water phantom along each gradient direction while monitoring the temperature. Knowledge of the temperature allows the expected diffusion constant of water to be calculated independent of the MRI measurement. It was found that the gradient axes (±x, ±y, ±z) were calibrated differently, resulting in offset ADC values. A method is presented to rescale the amplitude of each of the six principal gradient axes within the MR pulse sequence. The scaling factor is the square root of the ratio of the expected and observed diffusion constants. In addition, fiber tracking results in the human brain were noticeably affected by improving the gradient system calibration. Magn Reson Med 58:763–768, 2007. © 2007 Wiley-Liss, Inc. Keywords: diffusion tensor imaging, apparent diffusion constant, magnetic field gradient, fibre tracking, anisotropy
Background Bacterial DNA containing motifs of unmethylated CpG dinucleotides (CpG-ODN) initiate an innate immune response mediated by the pattern recognition receptor Toll-like receptor 9 (TLR9). This leads in particular to the expression of proinflammatory mediators such as tumor necrosis factor (TNF-alpha) and interleukin-1beta (IL-1beta). TLR9 is expressed in human and murine pulmonary tissue and induction of proinflammatory mediators has been linked to the development of acute lung injury. Therefore, the hypothesis was tested whether CpG-ODN administration induces an inflammatory response in the lung via TLR9 in vivo. Methods Wild-type (WT) and TLR9-deficient (TLR9-D) mice received CpG-ODN intraperitoneally (1668-Thioat, 1 nmol/g BW) and were observed for up to 6 hrs. Lung tissue and plasma samples were taken and various inflammatory markers were measured. Results In WT mice, CpG-ODN induced a strong activation of pulmonary NFKB as well as a significant increase in pulmonary TNF-alpha and IL-1beta mRNA/protein. In addition, cytokine serum levels were significantly elevated in WT mice. Increased pulmonary content of lung myeloperoxidase (MPO) was documented in WT mice following application of CpG-ODN. Bronchoalveolar lavage (BAL) revealed that CpG-ODN stimulation significantly increased total cell number as well as neutrophil count in WT animals. In contrast, the CpG-ODN-induced inflammatory response was abolished in TLR9-D mice. Conclusion This study suggests that bacterial CpG-ODN causes lung inflammation via TLR9.
Background During gram-negative sepsis, lipopolysaccharide (LPS) induces tissue factor expression on monocytes. The resulting disseminated intravascular coagulation leads to tissue ischemia and worsens the prognosis of septic patients. There are indications, that fever reduces the mortality of sepsis, the effect on tissue factor activity on monocytes is unknown. Therefore, we investigated whether heat shock modulates LPS-induced tissue factor activity in human blood. Methods Whole blood samples and leukocyte suspensions, respectively, from healthy probands (n = 12) were incubated with LPS for 2 hours under heat shock conditions (43°C) or control conditions (37°C), respectively. Subsequent to further 3 hours of incubation at 37°C the clotting time, a measure of tissue factor expression, was determined. Cell integrity was verified by trypan blue exclusion test and FACS analysis. Results Incubation of whole blood samples with LPS for 5 hours at normothermia resulted in a significant shortening of clotting time from 357 ± 108 sec to 82 ± 8 sec compared to samples incubated without LPS (n = 12; p < 0.05). This LPS effect was mediated by tissue factor, as inhibition with active site-inhibited factor VIIa (ASIS) abolished the effect of LPS on clotting time. Blockade of protein synthesis using cycloheximide demonstrated that LPS exerted its procoagulatory effect via an induction of tissue factor expression. Upon heat shock treatment, the LPS effect was blunted: clotting times were 312 ± 66 s in absence of LPS and 277 ± 65 s in presence of LPS (n = 8; p > 0.05). Similarly, heat shock treatment of leukocyte suspensions abolished the LPS-induced tissue factor activity. Clotting time was 73 ± 31 s, when cells were treated with LPS (100 ng/mL) under normothermic conditions, and 301 ± 118 s, when treated with LPS (100 ng/mL) and heat shock (n = 8, p < 0.05). Control experiments excluded cell damage as a potential cause of the observed heat shock effect. Conclusion Heat shock treatment inhibits LPS-induced tissue factor activity in human whole blood samples and isolated leukocytes.
Ziel dieser Arbeit war die Quantifizierung der Expression der NADPH-Oxidase-Isoformen in verschiedenen Organen der Maus sowie Zellkulturen aus HUVEC und VSMC von Maus, Ratte und Mensch mittels real-time RT-PCR. Darüberhinaus wurde der Einfluss von für die Pathophysiologie der Atherosklerose bedeutsamen Wachstumsfaktoren auf die Expression verschiedener NADPH-Oxidase-Untereinheiten in Gefäßmuskelzellen sowie die Bedeutung von Nox2 für die endotheliale Dysfunktion in einem Maus-Modell für renovaskuläre Hypertonie untersucht. Nox1 und Nox4 konnten bemerkenswerterweise in fast allen untersuchten Proben nachgewiesen werden, wobei sich große quantitative Unterschiede zwischen den verschiedenen Organen fanden. Für Nox1 und Nox4 betrugen diese Unterschiede bis zu drei Zehnerpotenzen, für Nox2-mRNA bis zu zwei Zehnerpotenzen. Sortiert man die verschiedenen Organe nach der Stärke ihrer Nox-Expression gilt rur Nox1 Colon> Milz> Niere> Aorta, für Nox2 Milz> Niere = Aorta> Colon und für Nox4 Niere> Milz> Colon> Aorta. Im der Aorta werden gleichzeitig drei verschiedene NADPH-Oxidase-Isoformen exprimiert: Nox1, Nox2 und Nox4. Das individuelle Expressionsmuster von Nox1, Nox2 und Nox4 in der Aorta variierte zwischen einzelnen Tieren zum Teil beträchtlich. Insbesondere Endothelzellen exprimieren alle drei Nox-Isoformen, während VSMC der Aorta nur Nox1 und Nox4 und Fibroblasten der aortalen Adventitia v. a. Nox2 exprimieren. Die in nicht-phagozytären Zellen exprimierten NADPH-Oxidasen unterscheiden sich von der Phagozyten-NADPH-Oxidase nicht nur in der maximalen ROS-Produktionskapazität und der intrazellulären Lokalisation, sondern auch in der Zusammensetzung des Enzymkomplexes aus den verschiedenen Untereinheiten. Sortiert man die verschiedenen Organe wiederum nach der Stärke der Expression der verschiedenen Untereinheiten ergibt sich für p67phox, Noxa1 und Noxo1 die gleiche Reihenfolge, Colon > Aorta > Niere. Die quantitativen Expressionsunterschiede betragen dabei für p67phox nur eine Zehnerpotenz, für Noxal drei Zehnerpotenzen und rur Noxol zwei Zehnerpotenzen. Die quantitative Untersuchung der Expression der Aktivatoruntereinheiten der NADPH-Oxidase in vaskulären Zellen ergab eine stärkere Noxa1-Expression in HUVEC als in VSMC während letztere mehr p67phox exprimieren als HUVEC. Überraschenderweise exprimierten menschliche VSMC der Aorta um ein Vielfaches mehr p67phox als murine VSMC der Aorta, während die quantitative Noxa1- und Noxo1-Expression in menschlichen und murinen, VSMC keine derart großen Unterschiede zeigten. Wahrscheinlich sind diese Expressionsunterschiede der NADPH-Oxidase-Untereinheiten Teil einer bedarfs- und situationsgerechten, zelltypspezifischen Regulation der Sauerstoffradikalproduktion durch die NADPH-Oxidase. So zeigt sich zum Beispiel in VSMC unter Stimulation mit PDGF ein Anstieg der p67phox-Expression und eine Reduktion der NoxalExpression, während Angiotensin II keinen signifikanten Effekt auf die Noxa1-Expression hat. PDGF, ein proliferationsfördernder Faktor für VSMC, unterstützt auf diese Weise eine durch Proteinkinase C-regulierte Aktivität der NADPH-Oxidase. Angiotensin II, das v. a. die Hypertrophie glatter Gefäßmuske1zellen induziert, fördert dagegen die Noxal-Expression, was eher für eine konstitutive NADPH-Oxidase-Aktivität förderlich ist. Anhand der hier gezeigten quantitativen Expressionsuntersuchungen lassen sich leider allenfalls Spekulationen über die möglichen Regulationsmechanismen der ROS-Produktion in VSMC anstrengen. Dennoch haben sich mit Hilfe der in dieser Arbeit gesammelten Ergebnisse, ähnlich einem Puzzle, dem großen Bild der NADPH-Oxidasen und ihrer Regulation ein paar kleine Teilchen hinzugefügt. An einem 2-Nieren-1-Clip-Modell für renovaskuläre Hypertonie wurde der Einfluss der NADPH-Oxidase-Aktivität und Expression auf die endotheliale Dysfunktion untersucht. In Aortenringen von geclippten Wildtyp-Mäusen kommt es zu einer erhöhten Elimination exogen zugeführten NOs sowie gestörter endothelvermittelter Relaxation der Gefäßmuskulatur auf Acetylcholin, was auch als endotheliale Dysfunktion bezeichnet werden kann. Die durch den Clip verursachte endotheliale Dysfunktion wird durch Entfernen des Endothels aus den untersuchten Gefäßabschnitten oder Elimination des Nox2-Gens aus dem Genom der Mäuse verhindert. Damit zeigt diese Untersuchung, dass die endotheliale Dysfunktion bei der renalen Hypertonie in Mäusen durch die Aktivierung der endothelialen NADPH-Oxidase verursacht wird. Die Erkenntnisse dieser Arbeit demonstrieren daher ein mögliches therapeutisches Potential von Isoform-spezifischen-NADPH-Oxidase-Hemmstoffen als wirksame Medikamente in der Behandlung vaskulärer Dysfunktionen, wie sie z. B. bei der renovaskulären Hypertonie vorkommen. Unabdingbare Vorraussetzung dafiir sind jedoch detailliertere Kenntnisse der komplexen Mechanismen der NADPH-Oxidase-Regulation im Gefßsystem.
The human amygdala is thought to play a pivotal role in the processing of emotionally significant sensory information. The major subdivisions of the human amygdala—the laterobasal group (LB), the superficial group (SF), and the centromedial group (CM)—have been anatomically delineated, but the functional response properties of these amygdala subregions in humans are still unclear. We combined functional MRI with cyto-architectonically defined probabilistic maps to analyze the response characteristics of amygdala subregions in subjects presented with auditory stimuli. We found positive auditory stimulation-related signal changes predominantly in probabilistically defined LB, and negative responses predominantly in SF and CM. In the left amygdala, mean response magnitude in the core area of LB with 90–100% assignment probability was significantly larger than in the core areas of SF and CM. These differences were observed for pleasant and unpleasant stimuli. Our findings reveal that the probabilistically defined anatomical subregions of the human amygdala show distinctive fMRI response patterns. The stronger auditory responses in LB as compared with SF and CM may reflect a predominance of auditory inputs to human LB, similar to many animal species in which the majority of sensory, including auditory, afferents project to this subdivision of the amygdala. Our study indicates that the intrinsic functional differentiation of the human amygdala may be probed using fMRI combined with probabilistic anatomical maps.
Neuronal nAChRs are a diverse family of pentameric ion channels with wide distribution throughout cells of the nervous and immune systems. However, the role of specific subtypes in normal and pathological states remains poorly understood due to the lack of selective probes. Here, we used a binding assay based on acetylcholine-binding protein (AChBP), a homolog of the nicotinic acetylcholine ligand-binding domain, to discover a novel alpha-conotoxin (alpha-TxIA) in the venom of Conus textile. alpha-TxIA bound with high affinity to AChBPs from different species and selectively targeted the alpha3beta2 nAChR subtype. A co-crystal structure of Ac-AChBP with the enhanced potency analog TxIA(A10L), revealed a 20° backbone tilt compared to other AChBP–conotoxin complexes. This reorientation was coordinated by a key salt bridge formed between Arg5 (TxIA) and Asp195 (Ac-AChBP). Mutagenesis studies, biochemical assays and electrophysiological recordings directly correlated the interactions observed in the co-crystal structure to binding affinity at AChBP and different nAChR subtypes. Together, these results establish a new pharmacophore for the design of novel subtype-selective ligands with therapeutic potential in nAChR-related diseases.
In the European Union (EU), health policy and the institutional reform of health systems have been treated primarily as national affairs, and health care systems within the EU thus differ considerably. However, the health policy field is undergoing a dynamic process of Europeanization. This process is stimulated by the orientation towards a more competitive economy, recently inaugurated and known as the Lisbon Strategy, while the regulatory requirements of the European Economic and Monetary Union are stimulating the Europeanization of health policy. In addition, the so-called open method of coordination, representing a new mode of regulation within the European multi-level system, is applied increasingly to the health policy area. Diverse trends are thus emerging. While the Lisbon Strategy goes along with a strategic upgrading of health policy more generally, health policy is increasingly used to strengthen economic competitiveness. Pressure on Member States is expected to increase to contain costs and promote market-based health care provision.
Hintergrund: Im vorzustellenden Projekt wird der Frage nachgegangen, welche Auswirkungen die Europäisierung der Arzneimittelpolitik auf die in Deutschland gültigen Sicherheitsstandards hat. Die Festlegung von Sicherheitsstandards geschieht einerseits hinsichtlich der Zulassung von Arzneimitteln (Nachweis von Qualität, Wirksamkeit und Unbedenklichkeit). Zudem wird das Nutzen-Risiko-Verhältnis bereits zugelassener Präparate in einem System der Nachmarktkontrolle (Pharmakovigilanz) beobachtet, um unerwünschte Arzneimittelwirkungen erfassen und gegebenenfalls darauf reagieren zu können. Die Europäische Kommission bemüht sich seit mehreren Jahrzehnten um eine Vereinheitlichung der Arzneimittelzulassung innerhalb der EU. Beabsichtigt ist die Herstellung eines einheitlichen europäischen Arzneimittelmarktes. Im Netzwerk europäischer Arzneimittelpolitik sind die pharmazeutischen Hersteller ein einflussreicher Akteur. Mit der Dominanz industrieller Interessen ist die Befürchtung verbunden, dass das Ziel der Arzneimittelsicherheit gegenüber ökonomischen Interessen in den Hintergrund tritt. Eine mögliche Konsequenz wäre die Aufweichung von Standards auf der nationalen Ebene. Material/Methoden: Die Auswirkungen der Europäisierung der Arzneimittelpolitik auf die Sicherheitsstandards werden mittels einer Dokumentenanalyse erfasst. Das untersuchte Material setzt sich einerseits aus den europäischen Rechtsetzungsakten (Verordnungen, Richtlinien, Leitlinien), andererseits aus den daraus abzuleitenden Veränderungen in deutschen Gesetzen und Verordnungen zusammen. Beginnend mit der ersten europäischen Verordnung im Jahr 1965 und ihren Konsequenzen für das deutsche Arzneimittelgesetz bis zur Etablierung und Revision europäischer Zulassungsverfahren wird anhand der relevanten Dokumente die Entwicklung der Sicherheitsstandards im Europäisierungsprozess nachvollzogen. Ergebnisse/Diskussion: Erste Untersuchungsergebnisse weisen darauf hin, dass die schrittweise Europäisierung der Arzneimittelregulierung für Deutschland in der Tendenz eine Erhöhung von Sicherheitsstandards zur Folge hatte. Der Prozess verlief in unterschiedlichen Phasen und bewirkte in seinen Anfängen seit Mitte der 1960er Jahre eine nachholende Einführung sowie eine kontinuierliche Weiterentwicklung regulativer Standards. Mit der Forcierung des europäischen Binnenmarktprojektes Mitte der 1980er Jahre zeichnet sich eine stärkere industriepolitische Akzentuierung ab. Die Arzneimittelzulassung wird zunehmend hinsichtlich ihrer Wirkung auf die globale Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Hersteller bewertet. Jüngere Entwicklungen rücken die Beschleunigung und Entbürokratisierung der Verfahren in den Mittelpunkt.
Hintergrund: Am Fachbereich Medizin der Universität Frankfurt werden jedes Jahr zwischen 15 und 20 neue Projekte zur Verbesserung der Lehre durch den Studienausschuss gefördert. Portfolios zur Skizzierung der Projekte werden von den Zentren und Instituten eingereicht. Diese Projekte haben u.a. die Neustrukturierung von Kursen und Praktika, die Implementierung und Evaluation von Prüfungen (z. B. objective structured clinical evaluation), die Förderung der didaktischen Aus- und Weiterbildung von Dozenten und Tutoren oder die curriculare Einbindung von elektronischen Medien in die Lehre zum Inhalt.
Um diese Projekte untereinander zu koordinieren, wurde im Juni 2006 das Frankfurter Ideenforum für Lehre und Unterricht – kurz FILU – geschaffen.
Ziele des Frankfurter Ideenforums für Lehre und Unterricht
1. Das Forum FILU bietet eine Informationsplattform für die Projektleiter der Lehrverbesserungsprojekte.
2. Das Forum übernimmt die Funktion eines Kondensators für thematisches und informationelles Vernetzungspotential der Projekte untereinander.
3. Übersteigt der Arbeits- und Koordinationsbedarf die Möglichkeiten des Forums, initiiert das FILU neue interdisziplinäre Arbeitsgruppen.
4. Der "Journal Club" innerhalb der Treffen des FILU läßt alle Teilnehmer an der aktuellen Studienlage in Ausbildungsforschung teilhaben.
5. Das Forum FILU engagiert sich dafür, die Aktivitäten zur Lehre innerhalb des Fachbereiches Medizin und darüber hinaus bekannt zu machen.
Methode: Koordination und Organisation des Forums übernimmt eine ärztliche wissenschaftliche Mitarbeiterin. Die Treffen finden in 4-Wochenrhythmen à 2 Stunden statt. Pflichtmitglieder sind die Initiatoren und Leiter der Lehrverbesserungsprojekte; weitere interessierte Akteure des Fachbereiches nehmen ebenfalls teil.
Pro Termin werden maximal zwei Lehrverbesserungsprojekte vorgestellt und diskutiert. In einem Journal Club wird eine aktuelle und für den Fachbereich relevante Studie aus den einschlägigen Journalen der Ausbildungsforschung und Medizindidaktik vorgestellt. Nach jedem Treffen erfolgt eine freiwillige Befragung der Mitglieder hinsichtlich Zielvorstellungen, Veranstaltungsankündigungen und Vortragswünschen. Halbjährig erfolgt ein Bericht an den Studienausschuss. [Ein Organigramm stellt bildhaft die Strukturen dar.]
Ergebnisse: Insgesamt haben bisher bei 9 Terminen 202 Personen teilgenommen. Aus der Befragung der Mitglieder initiierten sich ein interdisziplinäres Promotions- und Studienkolleg für Ausbildungsforschung und ein Lehrverbesserungsprojekt zur zentrumsübergreifenden Koordination von Simulationspatienten in OSCE.
Innerhalb des Forums entstand die Planung zur Präsentation der Lehre-Aktivitäten auf einer Veranstaltung der Frankfurter Medizinischen Gesellschaft. Der Fachbereich verfügt durch Anregung aus dem Gremium inzwischen über ein eigenes Online-Portal, einen virtuellen "Treffpunkt Lehre".
[Teilnehmerzahlen, Herkunftszentren der Teilnehmer, Themen der LV-Projekte über die letzten zwei Jahre]
Schlussfolgerung: Das "Frankfurter Ideenforum für Lehre und Unterricht", FILU, bietet seit seiner Implementierung eine lebendige Austausch- und Kommunikationsplattform für die Leiter der Lehrverbesserungsprojekte am Fachbereich. Über das Forum wird eine gemeinsame Nutzung der vorhandenen Ressourcen in der Lehre möglich. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Akteure wird maßgeblich gefördert und bietet die Möglichkeit, sinnvolle thematische und personelle Synergien zu finden.
Einfluss von Erythropoetin auf die Proliferation und Viabilität humaner Synovialisfibroblasten
(2007)
Das Glykoprotein Erythropoetin (Epo) ist ein wichtiger Regulatur der Erythropoese. Über Bindung an seinen Rezeptor regt Epo die Proliferation, Differenzierung und Ausreifung erythroider Vorläuferzellen im Knochenmark an, fördert die Hämoglobinsynthese und steigert die Erythrozytenproduktion, indem es die Apoptose erythroider Stammzellen verzögert. Rekombinantes humanes Erythropoetin (rHu-Epo) wird seit 1989 in klinischen Studien zur Korrektur der Anämie vom Typ der chronischen Infektion oder Entzündung bei Rheumatoider Arthritis eingesetzt. Hierbei konnte neben einem Anstieg des Hämoglobingehaltes mehrfach eine Reduktion der Entzündungsaktivität rheumatischer Gelenke beobachtet werden. Es fiel vor allem eine Reduktion der Anzahl geschwollener und schmerzhafter Gelenke auf. Eine protektive Wirkung von Epo auf verschiedene Arten von Gewebe ist vielfach vorbeschrieben worden. So besitzt Epo in Tiermodellen die Fähigkeit, Organe wie Gehirn, Niere und Herz vor ischämischen Schädigungen zu schützen. In vorangegangenen Arbeiten zur Epo-induzierten Reduktion der Entzündungsaktivität humaner Synovialisfibroblasten bei Rheumatoider Arthritis wurde die Expression des Epo-Rezeptors und eine Hemmung der induzierten Prostaglandinproduktion gefunden. In der hier vorgelegten Arbeit wurde an diese Erkenntnisse angeknüpft und nach weiteren Möglichkeiten gesucht, über welche Epo seine antientzündliche Wirkung ausüben könnte. Die Vermutung, dass Epo über eine reduzierte Expression von Interleukin-8 in primären Synovialiszellen anti-chemotaktisch wirken könnte, ließ sich jedoch in unserem Versuch mittels ELISA nicht bestätigen. Auch die Überlegung, dass die Expression der Hämoxygenase-1 an dem antientzündlichen Effekt beteiligt sein könnte, mussten wir verwerfen, nachdem sich im Western Blot kein Hinweis darauf fand. Da in der Literatur mehrfach sowohl eine zytoprotektive Wirkung von Epo durch Hemmung der natürlichen Apoptose als auch proliferationsfördernde Eigenschaften in extramedullären Geweben beschrieben worden ist, wurde in dieser Arbeit auch der Einfluss von Epo auf Proliferation und Viabilität in humanen Synovialisfibroblasten untersucht. Hierbei konnten wir mit Hilfe eines MTS-Assay eine gewisse durch Epo induzierte Zunahme der Anzahl humaner Synovialisfibroblasten nachweisen. Mittels Durchflusszytometrie nach Propidiumiodid-Färbung der Zellen konnte außerdem gezeigt werden, dass Epo protektiv gegen den TNF-induzierten Zelltod wirkt. Hinweise für eine proliferationsfördernde Epo-Wirkung fanden wir im Gegensatz dazu nicht. Zusammenfassend konnten wir eine zytoprotektive Wirkung von rHu-Epo auch in synovialen Zellen finden. Über den molekularen Mechanismus der gesuchten anti-entzündlichen Wirkung können wir keine Aussage treffen.
Zielsetzung: In der Bundesrepublik Deutschland wurden im Jahr 2003 mehr als 650.000 konventionelle, invasive Koronarangiographien durchgeführt. Da nur bei ca. 34% aller invasiven Koronarangiographien zusätzliche koronare Interventionen notwendig waren, hätten bei einem Großteil der restlichen ca. 66%, alternative nicht-invasive diagnostische Verfahren zur Anwendung kommen können. Ziel dieser Studie war es, das Potential eines neu entwickelten automatischen 3-D-Segmentationsalgorithmus (Fraunhofer Institut für Computergrafik, Darmstadt), als alternatives Evaluationsverfahren, das befähigt ist Koronargefäße automatisch zu segmentieren, darzustellen und zu evaluieren, zu ermitteln. Als Grundlage für die Evaluationsergebnisse wurden die Datensätze aus einer 16-Zeilen-Mehrschichtspiral-Computertomographie der Koronararterien verwendet. Die Ergebnisse wurden mit etablierten Referenzmethoden verglichen. Material und Methode: Insgesamt wurden 60 Patienten, die sich aufgrund des gleichen diagnostischen Zusammenhangs sowohl einer Herz-CT Untersuchung, als auch einer konventionellen invasiven Koronarangiographie unterzogen haben, in diese Studie aufgenommen. Es wurde für 60 Patienten sowohl eine automatische, als auch eine manuelle Evaluation aller Koronargefäße durchgeführt. Die Auswertung der Daten erfolgte retrospektiv. Mit beiden Evaluationsverfahren wurden alle Koronargefäßsegmente mit einem Lumendurchmesser von >1,5 mm und vorliegen einer signifikanten Koronarstenose (≥ 50 % Lumenreduktion) detektiert und protokolliert. Die Evaluationsergebnisse waren verblindet und mit der invasiven Koronarangiographie verglichen. Für beide Evaluationsverfahren wurde, in Referenz zur konventionellen Koronarangiographie, die Sensitivität und Spezifität ermittelt und zusätzlich wurde die Evaluationsdauer der beiden CT-basierten Evaluationsverfahren miteinander verglichen. Ergebnisse: Die Auswertung der Evaluationsergebnisse für die automatische und die manuelle Evaluation ergab eine Sensitivität und Spezifität von 89,0% vs. 92,7% und 98,1% vs. 97,7% (p<0,05). Die benötigte Evaluationsdauer war für die automatische Methode signifikant kürzer als für die manuelle Methode. Im einzelnen Betrug sie für die automatische Methode 246,0 ± 43,2 sec. und 526,9 ± 45,7 sec. für die manuelle Auswertungsmethode (p<0,0001). Bei Evaluation von 94% aller Koronararterien konnte durch die automatische Methode eine Zeitersparnis gegenüber der manuellen Auswertung erreicht werden. Der häufigste Grund für diagnostische Einschränkungen bei der Evaluation der Datensätze waren mit 45,6% Atmungs- und Bewegungsartefakte. Außerdem ist auffällig, dass bei 64,1% aller signifikanten Stenosen kalzifizierte Bereiche vorlagen, jedoch 35,9% ausschließlich frei von Kalzifikationen waren. Die Segmentationssoftware konnte bei 67,2% aller Koronarsegmentationen auf eine zusätzliche Nachsegmentation verzichten und erfasste das Koronargefäß vollständig. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse der CT-basierten automatischen Evaluationsverfahren sind mit der manuellen Methode vergleichbar. Sie zeigen keinen signifikanten Unterschied in Sensitivität und Spezifität. Der automatische Segmentationsalgorithmus kann, bei annähernd gleich bleibender diagnostischer Sicherheit, die Evaluationsdauer signifikant verringern.