Das translationell kontrollierte Tumorprotein (TCTP) ist ein hochkonserviertes, ubiquitär in Eukaryonten vorkommendes Protein. Seine Bezeichnung geht auf die erstmalige Beschreibung in Tumorzellen zurück und weist zugleich auf seine besondere translationelle Regulation hin. Das zugehörige Gen wird als TPT1 bezeichnet und befindet sich beim Menschen auf dem langen Arm des Chromosom 13. Eine pathophysiologische Bedeutung für TCTP wurde bei Tumorerkrankungen, Erkrankungen des allergischen Formenkreises sowie bei Infektionen durch Parasiten beschrieben. Für diese Arbeit wurde zur Untersuchung grundlegender Regulationsphänomene die TCTP-mRNA des Kaninchens als geeignetes Modell ausgewählt. Es wurden die volllangen TCTP-mRNA1 und 2, die sich in der Länge ihrer 3'UTR unterscheiden, sowie Deletionsvarianten, denen die UTR-Abschnitte fehlen, kloniert. In Proteinbindungsstudien (Electromobility Shift Assays, UV-Crosslinking-Experimente, RNA-Affinitätschromatographie) wurden potentielle Bindungsfaktoren der TCTP-UTRs analysiert. Die an der mRNA des Kaninchens erarbeiteten Ergebnisse wurden durch Untersuchungen an humanen Melanomzellen ergänzt. In in vitro Translationsexperimenten wurde gezeigt, dass die Regulation der TCTP-mRNA durch ihre 5'UTR und 3'UTR2 vermittelt wird. In RNA-Bindungsstudien konnte eine Reihe potentieller Bindungsfaktoren der UTRs charakterisiert werden. Bei Verwendung von Extrakten aus verschiedenen Kaninchengeweben zeigten sich deutliche gewebsspezifische Unterschiede. Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass es in der Melanomzelllinie MeWo bei der Ausbildung einer Chemoresistenz zu einer Expressionssteigerung des TCTP kommt. In einem ersten Schritt wurde der Beitrag von Transkription und Translation in vergleichenden Northern und Western Blot Analysen untersucht. Auf mRNA-Niveau findet man in den resistenten Zellen eine deutliche Steigerung der Expression im Vergleich zu den sensiblen Zellen. Der mRNA-Menge in den chemosensiblen Zellen steht eine vergleichsweise geringe Menge an Protein gegenüber. Folglich liegt die mRNA in diesen Zellen in einem inaktiven Zustand vor. Es konnten drei Cytoskelettproteine gamma-Actin, beta-Tubulin und alpha-Actinin als Bindungspartner der TCTP-3'UTR in den Melanomzellen identifiziert werden. Eine Bedeutung von TCTP für die Entstehung der Chemoresistenz lässt sich aufgrund seiner anti-apoptotischen Wirkung vermuten. Die Regulation der TCTP-Translation stellt bei durch Cytostatika hervorgerufener Hemmung der Transkription einen wichtigen Pathomechanismus in chemoresistenten Melanomzellen dar. / The translationally controlled tumor protein (TCTP) is a highly conserved protein expressed in all eukaryotic organisms. It was first described in tumor cells showing a special regulation of translation. The chromosomal localisation of the respective human gene TPT1 has been determined (13q14). TCTP has been implicated in cellular processes such as cell growth and apoptosis. Its medical importance has been shown in malignant transformation, allergic reactions and immunity against parasitic organisms. In order to investigate basic mechanisms of translational regulation the rabbit TCTP-mRNA was chosen due to its high homology to its human counterpart. The TPT1 gene is transcribed into two TCTP-mRNAs differing in the length of their 3'untranslated regions. These two mRNAs and variants missing the untranslated regions were cloned into expression vectors. In Electro mobility shift assays, UV-crosslinking assays and RNA affinity purification several TCTP-mRNA binding factors were characterised. Furthermore, the role of TCTP in human chemoresistant melanoma cells was investigated. In cell-free translation assays the importance of the 5'UTR and 3'UTR2 was shown. However, in wheat germ extracts the regulation of the TCTP-mRNA mediated by its 5'UTR is less important. In Electro mobility shift assays and UV-crosslinking assays with radiolabelled transcripts of the untranslated regions great variations in tissue-specific protein binding were found. Recently, TCTP had been implicated in the development of chemoresistance in the human melanoma cell line MeWo. As a first step, the contribution of transcriptional and translational regulation was analysed by comparing TCTP-expression in Northern and Western blot assays. Transcription of the TPT1 gene is increased in chemoresistant melanoma cells whereas translation is inhibited in those cells susceptible to chemotherapeutic agents. Three proteins, gamma-actin, beta-tubulin and alpha-actinin, were identified as factors binding to the TCTP-3'UTR in melanoma cells. For the interaction of these cytoskeleton components their ability to bind intracellular calcium ions could be of great importance. The role of TCTP in the development of chemoresistance can be explained by its anti-apoptotic function. In conclusion, the regulation of TCTP-translation when transcription is blocked by inhibitors of DNA-function is an important mechanism to overcome the effect of these anti-proliferative agents.

Bakterien der Gattung Shigella sind die Erreger der bakteriellen Ruhr beim Menschen. Der wesent-liche Virulenzfaktor der Shigellen ist ihre Fähigkeit zur Invasion. Die Invasion in Epithel-zellen ist Ausdruck des erregerspezifischen Infektionsprozesses, der gekennzeichnet ist durch eine vom Bakterium induzierte zelluläre Aufnahme über einen Phagozytose-ähnlichen Mechanismus. In dessen Verlauf führt die charakteristische Reorganisation des Zytoskeletts der Zelle zur Ausbildung einer blütenartigen Membranstruktur an der bakteriellen Eintrittsstelle. Als essentielles Glied der Signalisationskaskade vom Bakterium zum zellulären Zytoskelett erwies sich das kleine G-Protein Rho. Es wurde gezeigt, daß Rho als Regulator der Veränderungen des Zytoskeletts selbst an den bakteriellen Invasionslocus rekrutiert wird. Diese Rekrutierung umfaßt drei Isoformen von Rho: RhoA, RhoB und RhoC. Trotz hoher Sequenzhomologie der Isoformen untereinander ( 85% ) existiert ein unterschiedliches Rekrutierungsmuster dieser Isoproteine an der Eintrittsstelle von Shigella flexneri. RhoA akkumuliert vorwiegend um die eindringenden Bakterien herum. Demgegenüber werden RhoB und RhoC in die bakterieninduzierten zellulären Protrusionen rekrutiert. Der Mechanismus dieser isoformspezifischen Rekrutierung ist nicht bekannt. Anhand unserer Experimente konnten wir zeigen, daß das allen kleinen G-Proteinen gemeinsame C-terminale Peptid-Motiv CAAX ( C = Cystein, A = aliphatische Aminosäure, X = Leucin ) eine wesentliche Voraussetzung für die Rekrutierung von Rho darstellt, sich die isoformspezifische Rekrutierung jedoch nicht anhand des CAAX-Motivs erklären läßt. Bedeutsam für die differentielle Rekrutierung der Isoproteine ist vielmehr die präterminale Region des Moleküls. Diese Beobachtung hat weitreichende Konsequenzen für die funktionelle Rolle von Rho bei der Epithelzellinvasion durch Shigella. / Shigella is the etiologic agent of human bacillary, an infectious large bowel disease. A major feature of Shigella's pathogenic potential is the capacity to invade epithelial cells. Shigella entry into epithelial cells is considered a parasite-induced internalization requiring cytosceletal rearrangements; Shigella entry induces a blossom-like membrane structure at the bacterial entry site. This membrane folding process is dependent on the small GTPase rho. It has been shown that three rho isoforms rhoA, rhoB and rhoC are recruited into bacterial entry sites with different localization relative to the membrane structures. While rhoA preferentially accumulates in close vicinity to entering bacteria, rhoB and rhoC are recruited into the tips of Shigella-induced cellular protrusions. We could show that the C-terminal CAAX-region of rho is a prerequisite for recruitment, but not sufficient for different recruitment of rho isoforms. Additional information for differential recruitment patterns seems to come from the preterminal region of rho proteins. This result is of great importance for the functional role of rho during Shigella-invasion into epithelial cells.

Kombinierte Ventilations- und Inhalationsszintigraphie Während konventionelle Lungenfunktionsparameter zur Bestimmung ventilatorisch und atemmechanisch bedingten Verteilungsstörungen nur eine funktionelle Beurteilung erlauben, ermöglichen die Methoden der Ventilations- und Inhalationsszintigraphie eine regional funktionelle Zuordnung. Bei obstruktiven Lungenerkrankungen kann durch den Einsatz von Aerosolen gezielt eine Verteilungsstörung nachgewiesen werden, die um so ausgeprägter ist, je weniger sich im Szintigramm (regional) die Lungenperipherie darstellen läßt. Mit einer gleichzeitig durchgeführten Xenon-133-Ventilation kann differenziert werden, ob es sich um eine obstruktionsbedingte Minderbelüftung handelt ( Ventilations-Inhalations-Mismatch), oder ob die Belüftung bestimmter Lungenareale funktionell ausgefallen ist ( Ventilations-Inhalations-Match). Ziel unserer Untersuchung war es herauszufinden, in welcher Beziehung die regionale Darstellung der Ventilations-Inhalations-Konstellationen zu konventionellen Inhomogenitätsparametern der Lungenfunktion bei Patienten mit COPD steht und inwieweit Informationen über die Lungenfunktion hinaus erlangt werden können. Patienten: Wir untersuchten 32 Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenkrankheit (COPD) im Alter zwischen 17 und 68 Jahren. Die Untersuchung der Patienten wurde in einem möglichst beschwerdefreien Intervall unter klinischer Fragestellung durchgeführt. Methodik: Die Patienten wurden mittels folgender Methoden untersucht:1. Lungenfunktionsdiagnostik: Fluß-Volumen-Kurve, Bodyplethysmographie, FRC-Rebreathing, Diffusionsmessung und Impulsoszillometrie. 2. Szintigraphische Untersuchung: Alle Patienten wurden zur Darstellung der belüfteten Lungenabschnitte einer Xenon-133-Ventilationsszintigraphie und im Anschluß daran einer Technetium-99m-DTPA-Inhalationsszintigraphie unterzogen. Xenon-133 wurde im single-breath Verfahren mit 10 Sekunden Atemanhaltezeit verabreicht. Die Inhalation von Technetium markierten Aerosolpartikeln erfolgte mittels eines Verneblersystems. Die Patienten atmeten das Aerosol 7 Minuten langsam und ruhig ein. Die quantitative Auswertung erfolgte mittels interessierender Regionen (ROI) und eines Scores. Statische Szintigramme wurden nach einem Score in 4 Gruppen entsprechen verschiedener Ventilations-Inhalations-Konstellationstypen ( Mismatch, Match) eingeteilt. Ergebnisse: Bei Patienten mit COPD wurden nuklearmedizinisch 3 Schweregrade von Ventilationsstörungen unterschieden: geringgradiges Ventilations-Inhalations-Mismatch, ausgeprägtes Ventilations-Inhalations-Match, pathologisches Ventilations-Inhalations-Match. Im Vergleich der Schweregradeinteilung der Verteilungsstörungen durch Methoden der konventionellen Lungenfunktionsdiagnostik und der Nuklearmedizin ergibt sich eine hochsignifikante Korrelation. Von den 22 Patienten, die pathologische Lungenfunktionswerte aufwiesen, ergaben sich auch zu 95 % Veränderungen in der Szintigraphie, währenddessen zeigten von den 28 Patienten mit pathologischer nuklearmedizinischer Bewertung nur 75% pathologische Inhomogenitätsparameter. Die Methode der Ventilations- und Inhalationsszintigraphie erwies sich somit als sensitiver. / Combination of ventilation and inhalation scintigraphy While conventional parameters to determine the ventilatory and respiratory-mechanical distribution disturbances allow a functional assessment only, the methods of ventilation and inhalation scintigraphy enable a regional functional categorization. With obstructive pulmonary diseases, a disturbance of distribution can be traced with the help of aerosols, the disturbance of distribution being the more severe the less the regional periphery of the lung can be imaged in the scintigram. A simultaneous xenon-133-ventiation, which is performed in selected cases, allows to differentiate between an obstructive underventilation (ventilation-inhalation mismatch) and the functional failure of ventilation of definite areas of the lung (ventilation-inhalation match). It was the aim of our investigation to find out the relation between the regional demonstration of the different ventilation-inhalation patterns and conventional parameters of inhomogeneity in patients with COPD. Is it possible to get more informations by scitigraphic methods and is there perhaps a parameter in conventional pulmonary function that reflects the degree of the disturbance of nuclear medical measures best? Patients: We examined 32 patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) between 17 and 68 years of age. The patients were examined during a complaint-free period, so it was possible. Methodology: The following methods were applied to examine the patients: 1. Pulmonary function: flow-volume curves, bodyplethysmography, FRC-rebreathing, diffusion measuring and impulse oscillometry. 2. Scintigraphic examination: For imaging the ventilated parts of the lung, all patients underwent a xenon-133-ventilation scintigraphy followed by a technetium-99m-DTPA-inhalation scitigraphy with 10 seconds of breath-holding. The inhalation of technetium-marked particles of aerosol was enabled by mechanical atomising system. The patients inhale the aerosol for 7 minutes slowly and calmly. Quantitative evaluation was based on the regions of interest (ROI) and score. Static scitigrams were devided into 4 groups according to a score and to the different types of ventilation-inhalation patterns (match, mismatch). Results: In patients with COPD three degrees of severity of ventilation disturbances are defined by nuclear medical examinations: low-grade ventilation-inhalation mismatch, moderate ventilation-inhalation mismatch, pathological ventilation-inhalation match. A comparison of the classification of severity of distribution disturbances according to conventional pulmonary function diagnosis and nuclear medicine results in a highly significant correlation. Of the 22 patients with pathological values of pulmonary function, 95% showed pathological changes in the scintigram, whereas in the 28 patients who underwent nuclear medical examinations pathological inhomogeneity parameters were found in only 75%. Hence it follows that the method of ventilation and inhalation scintigraphy is the more sensitive one.

Für die Diagnose und das Monitoring des Sézary Syndrome haben sich zwei hauptsächliche Herangehensweisen etabliert: die Immunophänotypisierung und PCR basierte T-Zell-Rezeptor (TCR)-Gen-Rearrangement Analyse. Die verminderte Expression von T-Zell-Antigenen auf im Blut zirkulierenden Lymphozyten ist beim Sézary Syndrom beschrieben, insbesondere der Antigene CD7 und CD26. Jedoch ist die Verteilung des genetisch definierten Tumorzellklons auf die CD7 und CD26 positiven bzw. negativen Subpopulationen bisher nicht untersucht worden. Aus diesem Grund etablierten wir eine qualitative sowie eine quantitative klonspezifische PCR und bestimmten die Verteilung der klonalen Zellen auf diese Subpopulationen. Diese Daten wurden anschließend in Beziehung zur Klinik und zur Prognose der Patienten gesetzt. Für jeden unserer fünf Sézary Syndrom Patienten wurde die Sequenz des klonalen TCR-gamma und TCR-beta Rearrangementes ermittelt. Es erfolgte eine durchflußzytometrische Analyse der PBMC hinsichtlich der CD7 und CD26 Expression. Anschließend wurde für jeden Fall eine klonspezifische qualitative und quantitative (real-time) PCR etabliert. Mit Hilfe dieser PCR untersuchten wir das Vorhandensein und die Frequenz klonaler Zellen in den sortierten Subpopulationen. Die FACS-Analyse ergab bei unseren Patienten im Vergleich zu den Kontrollen eine verminderte CD7 und CD26 Expression der Lymphozyten. In der qualitativen PCR konnten klonale Zellen sowohl in der CD7+ und CD7- Population gezeigt werden, gleiches gilt für die CD26 Populationen. Die quantitative PCR zeigte, dass der dominante T-Zell-Klon sowohl CD7+ als auch CD7- sein kann, wohingegen CD26- Tumorzellen bei weitem überwiegen. Hinsichtlich Klinik und Prognose deutete sich an, das ein CD7+ Tumorzellklon eine bessere Prognose für den Patienten bedeuten kann. Zusammenfassung: Die Tumorzellen des Sézary Syndrom zeigen einen CD3+CD7+CD26- sowie CD3+CD7-CD26- Phänotyp. Aus diesem Grund kann bei dieser Erkrankung die Tumorzelllast im Blut über die Bestimmung der CD3+CD26- Zellen erfolgen. Die Signifikanz eines CD7+ Tumorzellkolons in Bezug zur Prognose muß an einem größeren Patientenkollektiv überprüft werden. / Introduction: For diagnosis and monitoring of the Sézary syndrome (SS) two crucial approaches are applied: immunophenotyping and PCR based T-cell receptor (TCR)-gene rearrangement analysis. The absence of T-cell antigens, in particular CD7 and CD26, on peripheral circulating tumor cells has been described in SS patients. However, the prevalence of the genetically identified malignant T-cell clone in CD7 and CD26 positive and negative subsets in SS has never been investigated so far. Thus we have performed qualitative and quantitative PCR based turmor cell determination in the corresponding FACS-separated T-cell fractions. These data were then correlated to clinical outcome and prognosis. Methods: For each of five SS patients with a total of 15 peripheral blood samples the sequences of clonal TCR-gamma and/or TCR-beta rearrangements were established. Then clone-specific qualitative und quantitative (real-time) PCR have been developed for each case. Using these PCR, we estimated presence and frequency of tumor cells in FACS-sorted CD3+CD7+/- as well as CD3+CD26+/- T-cell subsets. Results: The qualitative PCR showed that the malignant T-cells can be both: CD7 positive or negative, the same is true for CD26. The quantitative PCR demonstrated that CD7+ as well as CD7- tumor cells can occur simultaneously whereas CD26- tumor cells predominate by far. The individual tumor cell phenotypes did not fluctuate substantially in the disesase course, but considerable interindividual variations were seen. Furthermore we found in our patients, that CD7+ tumor cells may be a factor for a more favourable prognosis. Conclusions: The tumor cells in SS have mostly a CD3+CD7+CD26- as well as CD3+CD7- CD26- phenotyp. Thus, the tumor burden in this disease can be assessed by an estimation of the CD26- T-cells. The significance of a CD7+ t-cell clone for a better prognosis has to be re-evaluated in a larger patient-collective.

Zur Charakterisierung der myokardialen SR Ca2+-Transportaktivität nach experimentellem Myokardinfarkt wurde 10-15 Wochen alten Ratten die linke Koronararterie unterbunden und sechs Wochen später die Funktion und Expression der Ca2+-ATPase des sarkoplasmatischen Retikulums untersucht. Ein Teil der Tiere wurde mit dem Carnitin-Palmitoyl-Transferase-1- Inhibitor Etomoxir behandelt, der die mitochondrale Oxidation von langkettigen Fettsäuren hemmt und dadurch verstärkt Glukoseoxidation bewirkt. Diese Stoffwechselumstellung sollte die Schädigung der myokardialen Funktion und die gestörte zelluläre Ca2+-Homöostase nach Myokardinfarkt vermindern. Die mit Etomoxir behandelten Tiere wiesen nach sechs Wochen eine deutlich verminderte Infarktgröße auf. Durch die CPT-1-Hemmung entstand eine starke biventrikuläre Hypertrophie. Darüber hinaus ergaben sich Hinweise auf den Erhalt einer normalen Wandspannung des linken Ventrikels und einer verbesserten Kontraktilität gegenüber der unbehandelten Gruppe. Unter Etomoxir zeigte die für die diastolische Ca2+ Senkung verantwortliche ATP-abhängige Ca2+-Rückbindung in das SR verbesserte Transportraten. Damit korrelierte der immunchemisch gemessene erhöhte SERCA2a-Proteinspiegel. Die Ergebnisse lassen vermuten, daß es infolge einer Behandlung mit Etomoxir nach Myokardinfarkt zu einer verbesserten Zellstoffwechsellage des ischämisch nicht irreversibel geschädigten Myokards kommt. Dafür scheint die verstärkte Glukoseoxidation bei Hemmung der Oxidation langkettiger Fettsäuren im Herzmuskel verantwortlich zu sein. Die Größe des infarzierten Areals wird begrenzt, dadurch lassen sich zum Teil verbesserte hämodynamische Parameter und gesteigerte SR Ca2+-Transportraten und SERCA2a-Proteinspiegel erklären. Auf die Hämodynamik hat sicherlich auch die durch Etomoxir erfolgte myokardiale Hypertrophie einen wesentlichen Einfluß. Für weitere Studien bleibt abzuklären, durch welchen Mechanismus Etomoxir seine verbessernde Wirkung nach Myokardinfarkt entfaltet. Außerdem ist zu prüfen, ob nach akutem Myokardinfarkt beim Menschen mit dem Prinzip der chronischen Verschiebung der myokardialen Substratverwertung von Fettsäure- nach Glukoseoxidation eine verbesserte Überlebensrate und das Hinauszögern bzw. Verhindern einer Dekompensation des Herzens zu erreichen ist. / To characterise the activity of sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ after myocardial infarction the left coronary artery of 10-15 week old male rats was ligated; six weeks later function and expression of the SR Ca2+-pump ATPase (SERCA2a) transport in the surviving myocardium was investigated. Part of the animals were treated with the carnithin palmitoyltransferase-1 (CPT-1) inhibitor etomoxir (8mg/kg/d for six weeks) to decrease the oxidation of long chain fatty acids. Due to the drug-induced shift from fatty acid to carbohydrate utilization an attenuated myocardial dysfunction and an improved SR Ca2+ handling homeostasis in the surviving myocardium could be expected. The etomoxir treated rats showed a decreased infarct size six weeks after coronary ligation. Due to CPT-1 inhibition a significant biventricular hypertrophy was observed. In addition, the treatment normalized elevated LVEDP and improved contractility. Compared to sham-operated controls treatment with etomoxir caused an enhanced SR Ca2+ uptake activity that correlated with increased immunoreactive SR Ca2+-ATPase levels. The results suggest that chronic inhibition of CPT-1 after myocardial infarction improves the metabolism of reversible damaged tissue. It appears that increased oxidation of glucose and inhibition of long chain fatty acid oxidation is responsible for this effect. Limitation of the infarct size induces improvement of haemodynamic parameters, increases SR Ca2+ uptake and protein levels of SERCA2a. Further studies are required to find out whether etomoxir is able to delay the development of congestive heart failure in humans and whether it could decrease mortality in patients after myocardial infarction.

The effect of normothermic (36.2°C ± 0.6°C) cardiopulmonary bypass (CPB) on splanchnic blood flow (SBF), splanchnic oxygen transport (DO2 spl) and splanchnic oxygen consumption (VO2 spl), splanchnic lactate uptake and gastric mucosal pH (pHi) was studied in 12 male patients (ejection fraction 0.4) undergoing coronary artery bypass grafting. SBF was estimated by the constant-infusion indocyanine green (ICG) technique using a hepatic venous catheter. DO2spl, VO2spl and splanchnic lactate uptake were calculated using the Fick principle after the induction of anaesthesia, during aortic cross-clamping, after CPB, and 2 and 7 h after admission to the intensive care unit (ICU). SBF, DO2spl and VO2spl did not decrease during CPB but increased after ICU admission, whereas pHi decreased 7 h after ICU admission. Initial ICG extraction was 0.78, which decreased to 0.54 during aortic cross-clamping and remained low thereafter. During normothermic cardiopulmonary bypass there was no deterioration of global splanchnic oxygen supply. The increased arterial blood lactate concentrations were not associated with a decreased splanchnic lactate uptake and are not the result of a decreased gasrointestinal blood flow. Increased blood lactate concentrations and decreased pHi and ICG extraction fraction are consistent with a systemic inflammatory response to CPB.

Die Aktivierung von Endothelzellen durch Bakterien und ihre Produkte trägt wesentlich zur Ausbildung klinischer Symptome in bakteriellen Infektionen bei. Die Freisetzung von Chemo- und Zytokinen führt im Konzert mit der Expression von Adhäsionsmolekülen durch das Endothel zur Rekrutierung und Aktivierung von Granulozyten. Zur Regulation der Entzündungsreaktion tragen parakrine und systemische Effekte, ausgelöst durch die Liberation von vasoaktiven Substanzen und Zytokinen durch Endothelzellen, bei. Der Zusammenbruch der endothelialen Barrierefunktion, gekennzeichnet durch den Verlust der Permselektivität der endothelialen Grenzschicht, verursacht Ödembildung. In dieser Arbeit wurde die molekulare Interaktion von Bakterien und ihren Produkten mit Endothelzellen untersucht. Effekte auf die Rekrutierung von Granulozyten und die endotheliale Barrierefunktion wurden charakterisiert. Dabei konnten aktivierte Signalwege identifiziert werden. Darauf basierend folgte die Entwicklung erster therapeutischer Ansätze. Zusammengefasst erbrachten diese experimentellen Untersuchungen neue Erkenntnisse zum Verständnis der Bakterien-Endothel Interaktion. / Activation of endothelial cells by bacteria and their products contributed significantly to clinical signs of bacterial infections. Liberation of chemo- and cytokines in concert with expression of adhesion molecules by the endothelium resulted in recruitment of granulocytes. Paracrine and systemic effects of vasoactive agents and cytokines secreted by endothelial cells contributed the regulation of inflammation. Loss of endothelial barrier function induced edema formation. This postdoctoral lecture qualification addressed the molecular interaction of bacteria and their products with endothelial cells. The recruitment of granulocytes, the regulation of endothelial barrier function and activated signalling pathways in endothelial cells were analyzed. Based on these experiments new therapeutic strategies have been tested. In summary, extended these experimental investigations the understanding of bacterial-endothelial interaction.

Fragestellung: Die Symptome einer drohenden und die tatsächlich eingetretene Frühgeburt stehen am Ende eines pathophysiologischen Prozesses, der bislang ungenügend verstanden wird. So verwundert es nicht, wenn bisherige Präventions- und Therapiestrategien unzureichende Erfolge in der Prävention der Frühgeburtlichkeit gebracht haben. Ähnliches ist für die intrauterine Wachstumsretardierung festzustellen, die wohl das Ergebnis eines sehr früh in der Schwangerschaft beginnenden Prozesses darstellt. Es gibt eine Reihe von Studien, die die Bedeutung psychosozialer Bedingungen für den Verlauf von Schwangerschaft und Geburt belegen. Entscheidende Defizite bisheriger Untersuchungen liegen zum einen in der Vernachlässigung wichtiger psychosozialer Einflussfaktoren (insbesondere Ängste, Kindheitserfahrungen, soziale Netze und Partnerschaft) zum anderen beschränkt das retrospektive Design die Aussagekraft. Material und Methode: In der vorliegenden prospektiven Studie wurde 589 Frauen in der 16. - 22. SSW mittels eines im Projekt entwickelten Fragebogens untersucht. Von 508 Einlingsschwangeren konnten später Daten zum Schwangerschafts- und Geburtsverlauf aus den medizinischen Unterlagen entnommen werden. Zur Datenreduktion wurden Faktorenanalysen mit der Hauptkomponentenmethode und anschließender Varimax-Rotation gerechnet und die ermittelten Faktoren einer Reliabilitätsprüfung unterzogen. Als statistisches Auswertungsverfahren wurde die logistische Regression eingesetzt. Ergebnisse: Die vorliegende Untersuchung erbrachte erste interessante Hinweise auf gleichgerichtete aber auch unterschiedliche Ressourcen- und Risikokonstellationen bei verschiedenen, im Kontext der Frühgeburtlichkeit bedeutsamen Komplikationen. Schwangere, die wegen drohender Frühgeburt behandelt werden, scheinen stärker sozial belastet zu sein als diejenigen, die später tatsächlich vor der vollendeten 37. SSW gebären. Ein fehlendes weibliches Netzwerk und fehlendes emotionales Verständnis des Partners sind mit beiden Komplikationen korreliert, wobei die Paarbeziehung für die tatsächliche eintretende Frühgeburt eine besondere Bedeutung hat. Eine anamnestische Belastung durch gynäkologische Störungen war ebenfalls sowohl für die drohenden wie auch die tatsächlich eingetretene Frühgeburt prädiktiv. Ausgeprägte schwangerschaftsbezogene Ängste und eine geringe allgemeine Ängstlichkeit sind weitere signifikante Prädiktoren im Modell der Frühgeburt vor der vollendeten 37. SSW. Schwangere, deren Kinder intrauterin eine Mangelentwicklung erfahren, haben in der vorliegenden Studie eine unreflektierte Ambivalenz gegenüber Schwangerschaft und Mutterrolle. Sie betonen auf bewusster Ebene die Erwünschtheit ihrer Schwangerschaft, während unbewusste negative Emotionen auf potentielle somatische Probleme projiziert werden. Ein niedriger prägravider BMI wird sowohl durch andere Untersucher wie auch durch die eigenen Ergebnisse als Risikofaktor bestätigt. Neben den bekannten somatischen Einflüssen ist auch an einen Zusammenhang im Kontext der unbewussten Ablehnung weiblicher Körperlichkeit, wie sie z.B. von Anorexiepatientinnen bekannt ist, zu denken. Schlussfolgerungen: Paarbeziehung, weibliche Netzwerke, psychosomatische Reagibilität in Hinblick auf Erkrankungen der reproduktiven Organe und Ängste verdienen zur Prävention der Frühgeburt stärkere Aufmerksamkeit. Angebote psychosozialer Unterstützung sollten frühzeitig in der Gravidität und zielgruppenspezifisch gemacht werden und die Schwangeren in ihrem Kompetenz- und Autonomieempfinden stützen. / Research question: The symptoms of preterm labour and preterm delivery stand at the end of a pathophysiological process which is understood up to now insufficiently. So it does not amaze if previous preventive and therapeutic strategies have brought inadequate successes in the prevention of preterm delivery. Similar one is to be arrested for the intrauterine fetal growth retardation which represents presumably the result of a process beginning very early in the pregnancy. Some studies give evidence for psychosocial conditions for the process of pregnancy and birth. On the one hand fundamental deficits of previous investigations are in the disregard of important psychosocial performance-influencing factors (in particular fears, biographic factors, social network and partnership), on the other hand the retrospective design limits the informative value. Material and means: In the present prospective study 589 women between 16th and 22nd week of pregnancy were examined using a questionnaire that was designed for the study. This resulted in 508 women pregnant with a single child, whose pregnancy and delivery were examined based on their medical records. Factor analysis and main component analysis with subsequent varimax rotation resulted in factors that were subject to a proof of reliability. Statistical analysis was based on logistic regression. Results: The present investigation produced first interesting indications of rectified but also different resource and risk constellations in the context of the preterm delivery. Pregnant women with preterm labour seeming to be burdened more strongly socially than those that later in fact have a preterm delivery. A missing feminine net and missing emotional understanding of the partner are correlated with both complications. The partnership has a special importance for the preterm delivery. An anamnestic load through gynaecological troubles was predictive also both for the threatening labour ones as also the preterm delivery. Marked pregnancy related fears and a small general anxiety are further significant predictors in the model of the preterm delivery. Pregnant women with intrauterine fetal retardation have in the present study an unconscious ambivalence opposite pregnancy and motherhood. On conscious tier they stress the desire of their pregnancy while unconscious negative emotions are being projected onto potential somatic problems. Compatible with other investigations a low pre-pregnancy weight was a risk factor. Next to the known somatic influences also a connection is to be thought of in the context of the unconscious refusal of feminine body as for example is known from anorectic patients. Conclusions: Partner relationship, female networks, psychosomatic reactivity in terms of diseases/disorders of the reproductive organs, and anxieties appear to be worthwhile targets in the prevention of preterm delivery. Psychosocial support should be given oriented to different target groups from early in the pregnancy.

In der vorliegenden Arbeit wurden einige Aspekte der Angiogenese unter besonderer Berücksichtigung des Wachstumsfaktors Angiogenin untersucht. In der Sektion I der Arbeit wird ein standardisiertes Tiermodell in der Ratte vorgestellt, das die Wirkung angiogenetischer Faktoren zur Stimulierung der Angiogenese in ischämischen Geweben quantitativ erfaßt. Damit wurde ein in vivo Modell geschaffen, das die quantitative Beurteilung der therapeutischen Effekte von lokal applizierten Wachstumsfaktoren zur indirekten Revaskularisation ischämischer Gewebe erlaubt. Bereits 1,9 ng des Wachstumsfaktors Angiogenin, lokal appliziert, stimulierten 07 Tage nach Ischämieinduktion die Angiogenese signifikant. Gesamtgefäßanzahl und Kapillaren pro mm 2 waren nach Angiogeningabe signifikant höher. Langzeitbeobachtungen bis 70 Tage nach Ischämieinduktion zeigten, daß die Regulation der Angiogenese einer gedämpften sinusförmigen Schwingung entspricht, deren Amplitude und Frequenz durch Angiogeninapplikation im Vergleich zu den Kontrollen deutlich gesteigert wurde. Dieser Trend ließ sich abgeschwächt auch bei alleiniger lokaler Applikation von Collagen I ohne Gabe eines Wachstumsfaktors nachweisen. Bei dem Vergleich der Dosis-Wirkungsbeziehung von Angiogenin und basischem Fibroblasten-Wachstumsfaktor (bFGF) erwies sich Angiogenin zur Stimulation der indirekten Revaskularisation 2,5-mal potenter. 10 ng Angiogenin stimulierten signifikant die Angiogenese 07 Tage nach Applikation. 250 ng bFGF und 100 ng Angiogenin stimulierten jeweils hoch signifikant die Gefäßneubildung. Der initiale angiogenetische Effekt von bFGF und Angiogenin beruht auf der Neubildung haupt-sächlich von Kapillaren. In der Sektion II wird eine Methode zur Beschichtung kleinkalibriger Gefäßprothesen mit Wachstumsfaktoren beschrieben und ein Tiermodell in White New Zealand Kaninchen zur Testung der Offenheitsrate der Gefäßprothesen in vivo vorgestellt. Die "patency rate" der im-plantierten 5 cm langen und im Durchmesser 2 mm messenden PTFE-Prothesen war auch mit angiogenetischer Beschichtung für klinische Zwecke nicht ausreichend. Offenheitsraten von 24 Stunden wurden mit der kombinierten angiogenetischen Beschichtung der Prothesen mit 1 µg bFGF und 285 µg Angiogenin erreicht. Alle anderen Beschichtungen zeigten eine wesentlich kürzere Offenheitsrate. Prothesen mit alleiniger Angiogeninbeschichtung (285 µg) blieben 8 Stunden offen. Prothesen mit alleiniger Beschichtung mit bFGF (1 µg) waren bereits nach 6 Stunden verschlossen. Die schlechteste Offenheitsrate mit nur 2 Stunden bzw. nur 1 Stunde wiesen die nur mit Heparin (100 E) bzw. nur mit Gelatine beschichteten Prothesen auf. Die Verwendung des Matrixfaktors Gelatine als Träger der Angiogenesefaktoren zur Beschichtung der Prothesen war aufgrund seiner hohen Thrombogenität hauptsächlich für die schlechte Offenheitsrate verantwortlich. In der Sektion III wird eine Methode zur Herstellung modifizierten Angiogenins vorgestellt. Durch Phosphorylierung der Aminosäure Serin im Angiogeninmolekül durch Proteinkinase C, ließ sich ein weniger kationisches Angiogenin in vitro herstellen, daß im alkalischen Milieu (bei pH 8) instabil war. Mit der Phosphorylierung durch Proteinkinase C ließen sich Phosphorylie-rungsraten für Angiogenin von bis zu 49 % erzielen. Höhere Phosphorylierungs-raten wurden mit der Proteinkinase C bei der Phosphorylierung von Histon V S mit über 50 % und von bFGF mit 84 % erzielt. Die spezifische Aktivität der Proteinkinase C betrug 2,7 µmol/min/mg bei Histon V S als Substrat. Die Michaelis-Konstanten wurden für Angiogenin mit km = 50 µM, für bFGF mit km = 3,3 µM und für Histon V S mit km = 10,0 µM be-stimmt. Die maximale Reaktionsgeschwindigkeit lag dabei für die Phosphorylierung von Angiogenin bei vmax = 120 pmol/min/mg, von bFGF bei vmax = 100 pmol/min/mg und von Histon V S bei vmax = 66,7 nmol/min/mg. Die im Abschnitt 3 formulierten Fragen 1 12 lassen sich zusammenfassend wie folgt beantworten: 1. Ist die Wirkung angiogenetischer Faktoren in einem standardisierten Tiermodell quantifizierbar? Ja. Das an männlichen Lewis Inzuchtratten standardisierte Tiermodell erlaubt die quantitative Untersuchung der angiogenetischen Potenz von Wachstumsfaktoren zur indirekten Revaskularisierung ischämischer Gewebe in vivo. 2. Welche Langzeitwirkung hat Angiogenin in vivo bei der Revaskularisierung ischämischer Gewebe im standardisierten Tiermodell? Die initiale Stimulation der Angiogenese 07 14 Tage nach Applikation von Angiogenin besteht in der Neubildung von Kapillaren. Im weiteren Verlauf tritt die Zunahme der Prä-kapillaren in den Vordergrund. 3. Über welchen Zeitraum lassen sich im standardisierten Tiermodell in vivo angiogenetische Effekte von lokal appliziertem Angiogenin nachweisen? 1,9 ng Angiogenin stimulierten die Angiogenese 07 Tage nach Applikation signifikant (p £ 0,05). Bis 70 Tage nach der Gabe von Angiogenin war im Vergleich zu den Kontrollen eine Stimulation der Angiogenese erkennbar. 4. Gibt es für die angiogenetische Wirkung von Angiogenin und bFGF in vivo eine Dosis-Wirkungsbeziehung? Ja. Im vorliegenden Tiermodell betrug die optimale Dosis zur Stimulation der Angiogenese für bFGF 250 ng. Für Angiogenin lag die optimale Dosis zwischen 10 und 100 ng. 5. Sind Angiogenin und bFGF in ihrer angiogenetischen Potenz gleich? Wenn nicht, worin unterscheiden sie sich? Angiogenin erwies sich als 2,5-mal stärker gefäßneubildend als bFGF im vorliegenden Tiermodell. Beide Wachstumsfaktoren stimulierten in optimaler Dosis die Angiogenese 07 Tage nach Ischämieinduktion hoch signifikant (P < 0,002). Der initiale Effekt beider Wachstumsfaktoren bestand in einer Stimulierung der Neubildung von Kapillaren. 6. Lassen sich die angiogenetische Wirkung von bFGF und Angiogenin zur indirekten Vaskularisierung nutzen? Die Anwendung von rekombinantem humanem Angiogenin und bFGF wies für beide Wachstumsfaktoren eine ausgeprägte Stimulation der indirekten Revaskularisation im verwendeten Tiermodell nach. Eine gleichartige, jedoch möglicherweise nicht gleich starke Reaktion ist bei der Anwendung dieser humanen Wachstumsfaktoren am Menschen zu er-warten. Ein Ausnutzen der angiogenetischen Potenz dieser Faktoren zur gezielten therapeutischen Stimulation der indirekten Revaskularisation beim Menschen, z. B. bei Durchblutungsstörungen des Herzens oder anderer Körperregionen erscheint sinnvoll und vielversprechend. 7. Sind angiogenetische Faktoren, insbesondere Angiogenin und bFGF allein oder in Kombination zur Verbesserung der Biokompatibilität schmallumiger synthetischer, nicht biologischer Gefäßprothesen geeignet? Bei insgesamt für klinische Zwecke noch unbefriedigender Offenheitsrate der angiogenetisch beschichteten PTFE-Prothesen mit einem Durchmesser von 2 mm war eindeutig zu erkennen, daß die Kombination von Angiogenin und bFGF der alleinigen Beschichtung mit nur einem Wachstumsfaktor oder nur mit Heparin überlegen ist. 8. Ist mit angiogenetisch beschichteten Gefäßprothesen eine Endothelialisierung der Prothese in vivo und in situ möglich? Die erzielten Resultate mit angiogenetisch beschichteten Gefäßprothesen ließen keine in vivo/in situ Endothelialisierung an den implantierten Prothesen aufgrund der schlechten Offenheitsrate von maximal 24 Stunden nachweisen. Weitere Untersuchungen mit weniger thrombogenen Matrixfaktoren in der Kombination auch mit anderen Wachstumsfaktoren werden sicher neue Erkenntnisse bringen. 9. Ist die Modifizierung des Angiogeninmoleküls durch Phosphorylierung mit Proteinkinase C in vitro möglich? Ja. Proteinkinase C war in einem optimierten Phosphorylierungsansatz unter Verwendung ihrer Stimulatoren Ca 2+ , Phosphatidylserin und Diolein in der Lage Angiogenin mit einer Effektivität von bis zu 50 % in vitro zu phosphorylieren. 10. Mit welchen Methoden läßt sich phosphoryliertes Angiogenin nachweisen? Mit der SDS-PAGE ist bei Verwendung von (g-32 P)ATP als Phosphatdonator der Phos-phorylierungsreaktion phosphoryliertes Angiogenin als 32 P-Angiogenin qualitativ und quantitativ nachweisbar. 11. Welche Methoden sind geeignet phosphoryliertes Angiogenin zu isolieren und zu reinigen? Zur Separation von niedermolekularen Verunreinigungen und von überschüssigem Phosphor sind für präparative Zwecke die SEPHADEX G25 Molekularsiebsäulenzentrifugation und die CENTRICON 10 Membranfilterzentrifugation geeignet. Mit der sauren Proteinfällung ließ sich am einfachsten die quantitative Bestimmung phosphorylierten Angiogenins durchführen. 12. Stellt die Phosphorylierung von Angiogenin durch PKC möglicherweise eine physiologische Reaktion in der Wirkungskette von Angiogenin dar? Zur Beantwortung dieser Frage sind weitere Versuche in vivo und in vitro erforderlich. Bisherige Hinweise auf die zentrale Funktion der Proteinkinase C in vielen intra/extra-zellulären Informationsübertragungsprozessen ("second messenger" Reaktionen und "signalling" Prozesse) führen aufgrund der guten Phosphorylierbarkeit von Angiogenin durch PKC zu der Vermutung, daß die Phosphorylierung von Angiogenin durch PKC auch in vivo eine Rolle spielt. Möglicherweise stellt die Phosphorylierung von Angiogenin im molekularen Wirkungsmechanismus von Angiogenin auf der zellulären Ebene z. B. bei der extra/intrazellulären Informationsübertragung, oder bei der Modifizierung der biologischen Aktivität, evtl. auch bei der Inaktivierung von Angiogenin eine zentrale Schlüsselreaktion dar. Die präsentierten Ergebnisse zeigen, daß Angiogenin ein potenter Stimulator der indirekten Revaskularisierung in vivo ist und die Wirkung im standardisierten Tiermodell an der Ratte quantitativ untersucht werden kann. Die Offenheitsrate kleinkalibriger (Æ 2 mm) PTFE-Gefäßprothesen läßt sich im entwickelten Tiermodell an White New Zealand Kaninchen in vivo testen. Die angiogenetische Beschichtung der Prothesen mit dem Matrixfaktor Gelatine als Trägersubstanz der Angiogenesefaktoren und mit Heparin, Angiogenin und bFGF als Mitogenen zeigte keine für klinische Fragestellungen akzeptable Offenheitsrate. Mit der Phosphorylierung von Angiogenin durch Proteinkinase C in vitro unter Verwendung ihrer Stimulatoren Ca 2+ , Phospholipid und Diolein konnten Phosphorylierungsraten von bis zu 50 % erzielt werden. Mit phosphoryliertem Angiogenin steht nun ein weiterer molekular veränderter Wachstumsfaktor für Untersuchungen seiner biologischen Eigenschaften und der angiogenetischen Potenz in vivo und in vitro zur Verfügung. / The growth of new vessels is called angiogenesis. Special growth factors e.g. basic fibroblast growth factor (bFGF), vascular endothelial growth factor (VEGF) are potent stimulators of angiogenesis in vivo and in vitro. Angiogenin another angiogenic protein was isolated first by Fett et al. 1985 from human carcinoma cells. Part I: The effect of angiogenin to stimulate angiogenesis in ischemic hind legs of inbred male Lewis rats is described. In this new animal model ischemia was induced by the ligature of the femoral artery. To stimulate angiogenesis angiogenic proteins (bFGF, angiogenin) were locally applied and compared to untreated ischemic animals. Already 1.9 ng locally applied angiogenin significantly stimulated the growth of collaterals in ischemic rat hind legs which could be demonstrated already 7 days after the application of angiogenin. The best stimulation of angiogenesis was achieved by the local application of 100 ng angiogenin which was 2.5-fold more angiogenic than 250 ng bFGF in the ischemic rat legs. The angiogenic effect of angiogenin as well as of bFGF was dependent on the applied dose reaching an optimum concerning angiogenin between 10 and 100 ng and for bFGF at 250 ng. Part II: The patency of PTFE vascular grafts with different angiogenic luminal coatings was tested in an animal model. In White New Zealand rabbits the abdominal aorta was replaced by a 5 cm long PTFE vascular graft 2 mm in diameter. Angiogenin and bFGF luminal coated PTFE grafts were 24 hours patent. Angiogenin coated grafts were after 8 hours occluded by a small distal thrombus. bFGF coated grafts were occluded after 6 hours. Heparine coated grafts were totally occluded by a thrombus after only 2 hours and gelatine coated grafts were already occluded after 1 hour. Part III: Protein Kinase C (PKC) isolated from rat brain was able to phosphorylat angiogenin with an effiency reaching 49% using Ca2+, Phospholipids and Dioleins as stimulators of the reaction. Histone V S was phosphorylated to 50% and bFGF to 84% by the same PKC. The determined Michaelis-Menten- Factor was concerning angiogenin km = 50 µM, bFGF km = 3.3 µM and Histone V S km = 10 µM. The separation of phosphorylated angiogenin was possible with the method of Sephadex G25 molecular sieve centrifugation as well as with the Centricon 10 membran centrifugation. The presented results demonstrate that angiogenin is a potent angiogenic protein stimulating the formation of new collaterals which was quantitatively evaluated in a new standardized rat animal model. The stimulation of indirect revascularization by angiogenin may be of therapeutical value in the treatment of ischemic cardio-vascular diseases. The patency of PTFE vascular prostheses 2 mm in diameter can successfully be tested in an animal model in White New Zealand rabbits by replacing the abdominal aorta by a 5 cm long PTFE vascular graft. Testing variant angiogenic luminal coatings of these PTFE grafts showed that a combination of bFGF/angiogenin had the best patency. Phosphorylation of angiogenin with PKC in vitro was possible reaching an effiency of 49% by using the stimulators Ca2+, Phospholipids and Dioleins for the reaction. Phosphorylated angiogenin may be a valuable modified angiogenic protein to study its biological and angiogenic activity in vivo and in vitro and could be helpful in the evaluation of its cellular pathways and receptors. © Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.

Das Ziel dieser Arbeit war es, die Modulation der GABAergen synaptischen Transmission in den visuellen Schichten des Colliculus superior der Maus durch das Neurotrophin BDNF zu charakterisieren. Hierzu wurden bdnf+/+ und -/- Mäuse kurz vor und nach der Augenöffnung in einer die Morphologie erhaltenden Schnittpräparation elektrophysiologisch und molekularbiologisch untersucht. Das Fehlen von BDNF veränderte das Präparat hinsichtlich Neurondichte und -größe nicht. Ebenso blieben der Membranwiderstand und die Ganzzellkapazität unbeeinflusst von der chronischen Abwesenheit von BDNF. Im Gegensatz dazu zeigten sich deutliche funktionelle Defizite im Entladungsverhalten und in der GABAergen Hemmung. Durch Registrierung von Aktionspotentialen wurde demonstriert, dass BDNF für die Aufrechterhaltung der Netzwerkaktivität erforderlich ist. Durch Applikation eines GABAA-Rezeptor-Inhibitors konnte die Suppression der GABAergen Hemmung durch BDNF als zugrunde liegender Mechanismus aufgedeckt werden. Daraufhin durchgeführte Ganzzellableitungen bestätigten dies und legten einen postsynaptischen, TrkB-vermittelten Mechanismus der BDNF-Wirkung nahe. Es war möglich, den Einfluss der chronischen Abwesenheit von BDNF durch akute lokale Superfusion von BDNF vollständig aufzuheben. Die ausschließlich postsynaptische Blockade der PKC reichte aus, dies zu verhindern. Hierdurch wird unterstrichen, dass in diesem Präparat der Angriffspunkt von BDNF an der GABAergen Synapse auf der postsynaptischen Seite liegt. Um den genauen Wirkungsmechanismus von BDNF an der GABAergen Synapse zu beleuchten, wurde die mRNA-Expression der GABAA-Rezeptor-Untereinheiten alpha 1-3 untersucht. Diese ist in Anwesenheit von BDNF höher. Demzufolge sollte eine reduzierte Expression dieser Untereinheiten in bdnf-/- Tieren zu einer verringerten Rezeptoranzahl und somit zur Sättigung postsynaptischer Rezeptoren führen. Durch die Analyse von Amplitude und Kinetik GABAerger IPSC und die Applikation von Zolpidem wurde dies bestätigt. Demnach führt die Abwesenheit von BDNF zur Aufregulation der GABAergen Inhibition, obwohl die Rezeptorzahl in der Postsynapse wahrscheinlich niedriger ist. Als zentraler Mechanismus der akuten BDNF-Wirkung kommt deshalb am ehesten eine PKC-vermittelte Phosphorylierung und nachfolgende Veränderung des Desensitisierungsverhaltens in Betracht. Außerdem muss an eine Reduktion der Öffnungswahrscheinlichkeit oder der Leitfähigkeit des Rezeptors gedacht werden. Unmittelbar vor der Augenöffnung hatte die BDNF-Defizienz keinerlei Einfluss auf die GABAerge Hemmung. Es ist also davon auszugehen, dass BDNF im CS erst nach der Augenöffnung eine wesentliche Rolle in der Modulation der GABAergen Synapsen und damit in der Kontrolle der Netzwerkaktivität spielt. Dies steht in Einklang mit der Vorstellung, dass sowohl Translation und Freisetzung als auch Transport von BDNF durch neuronale Aktivität reguliert werden. Der Ablauf der neurotrophinergen Regulation im Colliculus superior stellt sich wie folgt dar: Durch Aktivation colliculärer Afferenzen wird BDNF vermehrt freigesetzt. BDNF reduziert nun zunächst über die Modulation von Rezeptoreigenschaften die GABAerge Hemmung und disinhibiert die Netzwerkaktivität. Längerfristig kommt es über eine vermehrte Expression von GABAA-Rezeptor-Untereinheiten zum Anstieg der Rezeptorzahl, damit zur Wiederherstellung der GABAergen Hemmung und letztlich zu einer Reduktion der Netzwerkaktivität. BDNF ist also in der kritischen Zeitperiode der Augenöffnung, wenn das Mustersehen einsetzt, ein wichtiger Faktor in der Regulation neuronaler Aktivität. / The aim of the study was to characterise the influence of the neurotrophin BDNF on the GABAergic synaptic transmission in the visual layers of the mouse superior colliculus. Acute slices prepared from bdnf+/+ and -/- mice shortly before and after eye opening were employed in the experiments. The absence of BDNF altered neither the density or size of neurons nor their membrane resistance or whole cell capacity. However, registration of action potentials revealed a decreased firing rate in the absence of BDNF. Stronger disinhibition induced by application of a GABAA receptor blocker suggested an enhanced GABAergic inhibition as an underlying mechanism. This assumption was confirmed by performing whole cell experiments. Further analysis indicated a postsynaptic enhancement of GABAergic synaptic transmission in the absence of BDNF. In bdnf+/+ slices, blockade of BDNF signalling through the TrkB receptor strengthened GABAergic synaptic transmission. Contrariwise, superfusion of exogenous BDNF in bdnf-/- suppressed GABAergic synaptic transmission. An exclusively postsynaptic block of the PKC abolished the effect of BDNF application. Therefore, a BDNF induced, TrkB mediated, PKC dependent suppression of the GABAergic synaptic transmission at the postsynaptic site can be assumed. To further elucidate the mechanism of BDNF action the expression of the GABAA receptor subunits alpha 1-3 mRNA was studied. In the presence of BDNF an elevated expression was observed. A lower expression of these subunits in bdnf-/- slices could result in a reduced number of GABAA receptors. During synaptic transmission they may become saturated. Two observations support this idea: In bdnf-/- slices application of Zolpidem does not induce an increase of GABAergic IPSC amplitude as present in bdnf+/+ slices. Amplitude and decay kinetics of GABAergic IPSCs correlate in bdnf-/- but not +/+ slices. Therefore, absence of BDNF may strengthen GABAergic synaptic transmission although mediated by a reduced number of postsynaptic receptors. A BDNF induced PKC dependent receptor phosphorylation followed by a change in receptor desensitisation is most likely the underlying mechanism. Nevertheless, a reduction of the receptor opening probability or a reduced receptor conductance have to be considered as well. Shortly before eye opening BDNF deficiency had no impact on GABAergic inhibition. In accordance with the general idea that expression and release of BDNF is activity dependent, this finding suggests that BDNF controls network activity by modulating GABAergic synaptic transmission only after eye opening. Taken together, the following sequence of BDNF action in the superior colliculus during eye opening can be proposed: Activation of collicular inputs triggers an increased BDNF release. BDNF suppresses GABAergic synaptic transmission leading to a disinhibition of network activity. Later, the increased expression of GABAA receptor subunits by prolonged BDNF release results in an increased GABAA receptor number, the recovery of the GABAergic inhibition and finally a gently tuned network activity. In summary, BDNF constitutes a major regulator of neuronal activity in the critical period of eye opening marking the transition to pattern vision.