Molekulargenetische Feinanalyse der Cutis laxa assoziierten Kandidatengene ELN und FBLN5 bei der Divertikelerkrankung. Bei Unterformen der Cutis laxa, einer genetisch heterogenen Gruppe von Bindegewebserkrankungen, fanden sich Mutationen des Elastin-Gens und des Fibulin-5-Gens ursächlich für die Erkrankung. Bei diesen Unterformen kommt es gehäuft zum Auftreten einer Divertikelerkrankung. Es wurden Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) in diesen Genen genotypisiert und auf eine Risikoassoziation mit der Divertikelerkrankung getestet. Mit Hilfe von statistischen Analysen wurde die Genotyp- und Allelfrequenz zwischen Personen, die an Divertikulose oder Divertikulitis erkrankt sind, mit denen gesunder Personen aus der Kontrollgruppe verglichen. Falls eine genetische Variante die kausale Ursache der Divertikulose oder Divertikulitis sein sollte oder mit einer kausalen Variante im Kopplungsungleichgewicht stehen sollte, dann wäre ein signifikanter Unterschied der Genotyp- bzw. Allelfrequenzen zwischen Patienten mit Divertikulose und Personen ohne Divertikel zu erwarten. In die Fallgruppe konnten insgesamt 2.871 Patienten mit Divertikelerkrankung eingeschlossen werden. Die Kontrollgruppe umfasste 1.167 Personen. Untersucht wurden 77 SNPs des ELN-Gens und 123 SNPs der stromabwärts angrenzenden Region inklusive des Nachbargens LIMK1. Zwölf dieser SNPs erreichten jeweils die Signifikanzschwelle (p-Wert < 0,05). Die Signifikanz der Ergebnisse konnte auch in der Bonferroni-Korrektur für multiples Testen bestätigt werden. Somit ergab die Untersuchung der SNPs für das ELN- und LIMK1-Gen eine Assoziation zum Auftreten einer Divertikulose. Allerdings war eine genaue Diskriminierung zwischen dem Kandidatengen ELN und dessen Nachbargen LIMK1 nicht möglich, da das Assoziationssignal beide Gene überspannte. Die Ergebnisse der gewebespezifischen Genexpressionsanalyse legen nahe, dass der SNP rs34208922 im 3´UTR Bereich des ELN-Genes signifikant mit alternativem Spleißen (sQTL) des Genes ELN assoziiert ist. Es wurden 315 repräsentative SNPs des FBLN5-Gens untersucht. Es konnte kein Zusammenhang zwischen der Divertikelerkrankung und den genetischen Varianten im FBLN5-Gen nachgewiesen werden.:Abkürzungsverzeichnis 4 Abbildungsverzeichnis 8 Tabellenverzeichnis 9 1. Einleitung 10 1.1 Definitionen der Divertikelerkrankung 10 1.2 Divertikulose des Kolons 12 1.2.1 Epidemiologie 12 1.2.2 Anatomische Voraussetzungen 13 1.2.3 Lokalisation 15 1.2.4 Klinik 15 1.2.5 Diagnostik 17 1.2.6 Therapie 17 1.3 Divertikulitis 17 1.3.1 Klinik 19 1.3.2 Diagnostik 20 1.3.3 Therapie 21 1.4 Ätiologie und Risikofaktoren der Divertikulose 23 1.4.1 Beeinflussbare Risikofaktoren 23 1.4.2 Nicht-beeinflussbare Risikofaktoren 27 1.5 Möglicher Einfluss genetischer Risikofaktoren auf die Divertikelerkrankung 31 1.5.1 Familiäre Risikofaktoren 32 1.5.2 Assoziation der Divertikulose mit genetischen Erkrankungen 34 1.5.3 Mögliche Kandidatengene für die Divertikulose 39 1.5.4 Bereits bekannte Risikogene für die Divertikulose 39 1.5.5 Die Gene ELN und FBLN5 40 1.5.6 Komplexe genetische Erkrankungen 42 1.5.7 Hypothesengesteuerte Studien - Kandidatengenstudien 44 1.5.8 Einzelnukleotid-Polymorphismus 45 2. Zielsetzung 47 3. Material und Methoden 48 3.1 Patientenrekrutierung 48 3.1.1 Überregionale Patientenrekrutierung 50 3.1.2 Rekrutierungsplattform PopGen 50 3.1.3 Ein und Ausschlusskriterien für das Patientenkollektiv 51 3.2 Datenschutz und Ethik 53 3.3 Genotypisierung 54 3.3.1 Labortechnische Methoden - DNA-Extraktion 54 3.3.2 Labortechnische Methoden - Genotypisierungsverfahren 55 3.3.3 Imputation der Daten 56 3.4 Kandidatengenansatz 57 3.5 Genetische Assoziationsstudien 58 3.6 Metaanalysen 59 3.7 Kopplungsungleichgewicht 59 3.8 Odds-Ratio 60 3.9 Chi-Quadrat-Test 61 3.10 Power-Schätzung 62 3.11 Bonferroni-Korrektur 62 4. Ergebnisse 64 4.1 Demographie des Patientenkollektivs 64 4.2 Ergebnisse der Analyse der ELN-Genregion 69 4.2.1 Genetische Varianten des ELN-Gens und ihre Assoziation zur Transkriptionsrate und zum alternativen Spleißen 73 4.3 Ergebnisse der Analyse des FBLN5-Gens 75 5. Diskussion 79 5.1 Gegenwärtiger Kenntnisstand zu identifizierten Risikoloci der Divertikelerkrankung 79 5.2 Ergebnisse für die Analysen der Kandidatengene ELN und FBLN5 80 5.2.1 Quantitative Trait Locus 85 5.3 Limitationen der Untersuchung 87 5.4 Ausblick und medizinethische Schlussfolgerungen 89 6. Zusammenfassung 92 6.1 Hintergrund 92 6.2 Zielsetzung 92 6.3 Material und Methoden 93 6.4 Ergebnisse 93 6.5 Diskussion 94 7. English summary 96 7.1 Background 96 7.2 Objective 96 7.3 Material and methods 97 7.4 Results 97 7.5 Discussion 98 8. Literaturverzeichnis 99 9. Anlagen 121 9.1 Anlage 1: Fragebogen der Fallgruppe 122 9.2 Anlage 2: Einverständniserklärung und Merkblatt 133 9.3 Anlage 3: Fragebogen der Kontrollgruppe 135 9.4 Anlage 4: Ergebnisse der Assoziationsanalyse des Gens ELN 143 9.5 Anlage 5: Ergebnisse der Assoziationsanalyse des Gens FBLN5 148 9.6 Anlage 6: Bekannte Risikoloci für die Divertikelerkrankung 156 Danksagung Erklärung zur Eröffnung des Promotionsverfahrens Erklärung zur Einhaltung rechtlicher Vorschriften Verzeichnis der wissenschaftlichen Veröffentlichungen

Equine hyperelastosis cutis (HC or HERDA), a connective tissue disorder in American Quarter Horses, results in hyperelastic skin with poor wound healing. Similar conditions are found in many species and all forms display decreased skin tensile strength. Fibroblasts produce collagen and elastin fibers, forming networks, providing the dermis with strength, and elasticity. This study aims to carry out a 3-part evaluation between horse skin fibroblast (cells from horses affected with HERDA, cells from horses that are carriers of HERDA (recessive HERDA gene), and cells from horses that are normal (neither affected or carriers of HERDA); Studies include: 1. Cell proliferation assay 2. Apoptosis analysis of fibroblasts 3. Mechanobiology of stretched fibroblast. Studies have shown cellular deformation to have an overall effect on mechanical properties of healthy and unhealthy tissues. This investigation provides a micromechanical evaluation of HC/HERDA in an effort to quantify the cellular level differences between each condition.

Hereditary Equine Regional Derma Asthenia (HERDA) is a painful disfiguring autosomal recessive skin disorder of Quarter Horse lineages. Affected horses cannot be ridden and most are humanely destroyed. Five years following homozygosity mapping of a putative causal mutation responsible for HERDA, it remains unclear how this mutation causes the HERDA syndrome. HERDA horses have a missense mutation in peptidyl-prolyl cis-trans isomerase B (PPIB) which encodes cyclophilin B (CYPB) and alters folding and post-translational modifications of fibrillar collagen. Loss of function mutations in CYPB recognized in other species classically present as the debilitating bone disease, severe to lethal osteogenesis imperfect (OI). Objectives of this study were to develop a novel method for cryogenic clamping of tendons and ligaments of high tensile strength and validate its performance by ultimate tensile strength testing of normal equine deep digital flexor tendon. This validated method was then used to compare tendon and ligament of HERDA vs. control horses along with great vessels and skin. We hypothesized that all tissues of high fibrillar collagen content would have altered tensile properties due to the CYPB mutation affecting fibrous connective tissue globally within HERDA horses. Based on previous studies in our laboratory identifying reduced hydroxylysine content and altered collagen crosslink ratios in the skin of HERDA affected animals that implicate lysyl hydroxylase-1 (LH1) dysfunction, we hypothesized that the HERDA PPIB mutation modified an interaction between CYPB and LH1, interfering with hydroxylysine synthesis and its availability for collagen crosslink formation. In addition, we hypothesized that mutant CYPB may also lead to modifications of other known CYPB protein complexes, such as the CYPB, prolyl-3 hydroxylase-1 (P3H1) and cartilage associated protein (CRTAP) triplex. Goals of this study were to investigate the tensile properties of tissues with high fibrillar collagen content from HERDA homozygotes, to elucidate the mechanistic relationship of the HERDA CYPB mutation to the clinical disease, and to provide evidence to substantiate a heterozygote phenotype in HERDA which could be useful to explaining the correlation between lineages that carry the HERDA allele and performance outcomes in the discipline of western cutting competition.

Eine Defizienz des LTBP4-Gens ruft schwerwiegende Erkrankungen wie das human autosomal-rezessive Cutis laxa Syndrom Typ 1C (ARCL1C) hervor. Die Interaktion zwischen LTBP4 und TGF-β ist hierbei von pathogenetisch relevanter Bedeutung. Durch fehlende Synthese bzw. Sekretion des TGF β (bedingt durch die LTBP4-Defizienz) kann es zu einer verminderten TGF-β-Aktivität im Lungenparenchym kommen, woraus insgesamt eine fehlerhafte Produktion elastischer Fasern resultiert. Phänotypisch zeigen Patienten Multimorbidität und besonders schwere Defekte in der Lungenentwicklung. Emphyseme infolge fehlerhafter Alveolarisierung und Septierung führen zu früher Mortalität der Patienten innerhalb der ersten Wochen bis Monate. Als Tiermodell wurde die Ltbp4-/- Mauslinie generiert, die nahezu den gleichen Phänotyp aufweist, den auch Patienten mit ARCL1C zeigen. Ziel der Untersuchungen war es, den Einfluss der Pneumozyten Typ I und II auf die gestörte Alveolarisierung, Septierung sowie Angiogenese der Lunge von Ltbp4-/- Mäusen im Vergleich zu WT Mäusen zu überprüfen. Zusätzlich sollte erforscht werden, ob das Sekretom von murinen Ltbp4-/- Lungenfibroblasten (MLF) in vitro die Homöostase der Pneumozyten im Vergleich zu WT MLF hemmt bzw. deren Expression und Sekretion pro- und anti-angiogenetischer Faktoren beeinflusst. In dieser Studie konnte nachgewiesen werden, dass die Defizienz des Ltbp4-Gens postnatal zu schwerwiegenden Lungenmissbildungen und gestörter Alveologenese der Maus führt, wobei sowohl die Pneumozyten Typ I als auch die Pneumozyten Typ II nachweislich in reduzierter Anzahl in Ltbp4-/- Mäusen vorhanden waren. Weiter wurde bestätigt, dass die Pneumozyten Typ II verantwortlich für eine erhöhte Tgf-β-Aktivität sind und somit präfibrotische Prozesse im Lungenparenchym von Ltbp4-/- Mäusen begünstigt werden. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Defizienz des Ltbp4 Gens erheblichen Einfluss auf das Sekretom der MLF hat. Da das humane ARCL1C Syndrom ebenfalls ein dysfunktionales LTBP4-Gen aufweist, konnten durch dieses Projekt weitere Erkenntnisse der Pathogenese einer fehlerhaften Alveolarisierung in der Lungenentwicklung gewonnen werden. Von großer Bedeutung ist auch, dass dieses Mausmodell den Phänotyp pädiatrischer Lungenerkrankungen aufweist, sodass diese Erkenntnisse zum Verständnis der Pathogenese der prä- und neonatalen Entwicklung pädiatrischer Lungenerkankungen beitragen.:Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1 2. Literaturübersicht 3 2.1 Die Lunge 3 2.2 Morphologie der Lunge 4 2.3 Alveolarepithel 4 2.4 Die Blut-Gas-Schranke 6 2.5 Embryologie der Lunge 6 2.6 Anatomie der Lunge von Maus und Mensch im Vergleich 9 2.7 LTBP – latent TGF-β bindende Proteine 10 2.8 Isoformen des LTBPs 13 2.9 Ltbp4 in der Lunge 15 2.10 Angiogenese 15 2.11 Autosomal-rezessives Cutis laxa Syndrom Typ 1C 17 3. Tiere, Material und Methoden 19 3.1 Tiere 19 3.2 Material 20 3.2.1 Geräte 20 3.2.2 Chemikalien und Verbrauchsmaterialien 22 3.2.3 Kits und Assays 25 3.2.4 Puffer und Lösungen 26 3.2.5 Gele 28 3.2.6 Antikörper 28 3.2.7 Primer 29 3.3 Zelllinien 30 3.4 Methoden 31 3.5 Organentnahme der Versuchstiere 31 3.6 Histologie 33 3.7 Zellkultur 34 3.7.1 Isolierung primärer muriner Lungenfibroblasten 35 3.7.2 MLE 12-Zellkultivierung 36 3.7.3 Tube Formation Assay 36 3.7.4 TGF-β Minc Lung Assay 37 3.7.5 Proliferations Assay 39 3.7.6 Viabilitäts Assay 40 3.7.7 Caspase-3 Assay 40 3.7.8 Fluoreszenz Activating Cell Sorting (FACS) 41 3.8 Molekularbiologische Methoden 44 3.8.1 Genotypisierung 44 3.8.2 Polymerase-Ketten-Reaktion 45 3.8.3 Western Blot 47 3.8.4 RNA-Isolierung mit konditioniertem Medium MLF stimulierter MLE 12-Zellen 50 3.8.5 cDNA-Synthese und Aktin-Kontroll-PCR 51 3.8.6 Real time quantitative PCR 53 3.9 Statistische Auswertung 55 4. Ergebnisse 56 4.1 Lungen von Ltbp4-/- Mäusen weisen eine reduzierte Anzahl von Pneumozyten Typ II auf 56 4.2 Lungen von Ltbp4-/- Mäusen weisen eine reduzierte Anzahl von Pneumozyten Typ I auf 59 4.3 Aktivierung von Tgf-β nach Stimulation mit konditioniertem Medium von Ltbp4-/- MLF in MLE 12-Zellen 61 4.4 Konditioniertes Medium von Ltbp4-/- MLF vermindert die Proliferation von MLE 12-Zellen und erhöht die Viabilität 63 4.5 Die Apoptoserate (Casp3/7) der MLE 12-Zellen nach Stimulation mit konditio-niertem Medium von Ltbp4-/- MLF wird nicht beeinflusst 64 4.6 mRNA Expression von Sp-C und Sp-B in MLE 12-Zellen nach Stimulation mit konditioniertem Medium von Ltbp4-/- MLF 64 4.7 MLE 12-Zellen weisen eine erhöhte mRNA Expression von Ltbp1 und eine unveränderte mRNA Expression von Ltbp4 nach Stimulation mit konditioniertem Medium von Ltbp4-/- MLF auf 65 4.8 Die angiogene Stimulation von Endothelzellen und die mRNA Expression angiogener Faktoren von MLE 12-Zellen, die mit konditioniertem Medium von Ltbp4-/- MLF vergleichend zum WT MLF stimuliert wurden, wird stark beeinflusst 66 5. Diskussion 69 6. Zusammenfassung 80 7. Summary 82 8. Literaturverzeichnis 84 9. Anhang 91

There are more than 7000 described rare genetic disorders; however, the molecular basis underlying approximately half of these disorders is unknown, and the majority are currently untreatable. Stature and growth abnormalities are a common clinical feature of many rare disorders including: Floating-Harbor syndrome (FHS), a short stature syndrome characterized by delayed osseous maturation, language deficits, and unique dysmorphic facial features; Weaver syndrome, an overgrowth syndrome characterized by advanced osseous maturation, developmental delay, and macrocephaly; and Sotos syndrome with cutis laxa, an overgrowth syndrome with marked tissue laxity in addition to the typical Sotos characteristics of developmental delay, macrocephaly, and a unique facial gestalt. The genetic basis underlying these three rare stature conditions were unknown at the outset of this study. We utilized high-throughput exome sequencing approaches to investigate the molecular etiology of these rare disorders and identified truncating mutations in the final exon of SRCAP as the genetic cause underlying FHS, missense mutations in EZH2 in Weaver syndrome, and novel mutations in the Sotos syndrome gene NSD1 in Sotos syndrome with cutis laxa. Next, we investigated the spectrum of SRCAP mutations in FHS and established the clustering of truncating SRCAP mutations in the final exon as being highly suggestive of a non-haploinsufficiency mutational mechanism in FHS. Finally, global methylation array analysis identified a unique methylation ‘epi-signature’ in FHS individuals, providing further insight into FHS disease mechanism and a diagnostic signature. These studies have delineated the molecular etiology of these three rare stature/growth disorders, furthered our understanding of the associated clinical spectrum, and provided biological insight into disease pathogenesis.

Background: Extramedullary manifestations (EM) are rare in acute myeloid leukemia (AML) and their impact on clinical outcomes is controversially discussed. - Methods: We retrospectively analyzed a large multi-center cohort of 1583 newly diagnosed AML patients, of whom 225 (14.21%) had EM. - Results: AML patients with EM presented with significantly higher counts of white blood cells (p < 0.0001), peripheral blood blasts (p < 0.0001), bone marrow blasts (p = 0.019), and LDH (p < 0.0001). Regarding molecular genetics, EM AML was associated with mutations of NPM1 (OR: 1.66, p < 0.001), FLT3-ITD (OR: 1.72, p < 0.001) and PTPN11 (OR: 2.46, p < 0.001). With regard to clinical outcomes, EM AML patients were less likely to achieve complete remissions (OR: 0.62, p = 0.004), and had a higher early death rate (OR: 2.23, p = 0.003). Multivariable analysis revealed EM as an independent risk factor for reduced overall survival (hazard ratio [HR]: 1.43, p < 0.001), however, for patients who received allogeneic hematopoietic cell transplantation (HCT) survival did not differ. For patients bearing EM AML, multivariable analysis unveiled mutated TP53 and IKZF1 as independent risk factors for reduced event-free (HR: 4.45, p < 0.001, and HR: 2.05, p = 0.044, respectively) and overall survival (HR: 2.48, p = 0.026, and HR: 2.63, p = 0.008, respectively). - Conclusion: Our analysis represents one of the largest cohorts of EM AML and establishes key molecular markers linked to EM, providing new evidence that EM is associated with adverse risk in AML and may warrant allogeneic HCT in eligible patients with EM.

Urbach-Wiethe Sindroom (beter bekend as lipo"ied prote"inose of hyalinosis cutis et mucosae) is 'n seldsame, outosomaal-oorerflike siekte. Die kenmerkendste simptome van die siekte is vel- en slymvliesveranderinge wat deur 'n neerslag van ekstrasellulere hialienagtige materiaal van onbekende oorsprong veroorsaak word. Die vel word maklik beseer, genees stadig en lelike, pokagtige letsels ontstaan. 'n Fyn, korrelagtige neerslag op die ooglede, die sogenaamde "kralestringvoorkoms" kenmerk die siekte, sowel as heesheid, die prominentste en lastigste simptoom, wat sedert geboorte teenwoordig kan wees. Radiografie en tomografie toon bilaterale,boontjievormige verkalking op die temporale lobbe van die brein, wat tot epileptiese aanvalle en ander neuropsigiese simptome soos geremde geheue en aggressie lei. Heesheid veroorsaak kommunikatiewe beperkinge vir die lyer,terwyldie opsigtelike velletsels aversiewe- en die verkalkings onsigbare beperkinge meebring. Die lyer aan Urbach-Wiethe Sindroom kan volgens die beginsels en kriteria van die medies-kliniese, die persoonsgeorienteerde en die sosio-omgewingsperspektiewe gestremdheid ondervind. Teoreties kan die lyer se belewinge van sy andersheid en die nie-aanvaardingdeurdie gemeenskap, soos by gestremdes,die handhawing van sy selfagting rem, sodat 'n negatiewe selfkonsep tot skuldgevoelens, angsbelewinge en depressie kan lei. 'n Betekenisvolle verband is in die empiriese ondersoek tussen die graad van aantasting en wanaanpassing in die lyer se leefwereld gevind. Die lyers wat ernstig aangetas is, identifiseer moeilik met hulle fisieke voorkoms. ldentiteitsvorming word gerem en die selfagting is negatief. Hulle openbaar 'n negatiewe selfkonsep en depressiewe gevoelens met selfmoordgedagtes. Hulle relasies en sosialisering is problematies en hulle voel hulle word nie deur die gemeenskap aanvaar nie. Die lyers ondervind 'n algemene wanaanpassing in hulle leefwereld. 'n Geval van paranoia is ook gevind. Alhoewel die ouers vrae oor die toestand het en sekere emosies beleef, kan die meeste van hulle die situasie hanteer. Riglyne vir 'n terapeutiese begeleidingsprogram vir lyers aan Urbach-Wiethe Sindroom, wat op die verbetering van die selfkonsep; die hantering van depressie, aggressie en woedebuie, asook die verbetering van relasies en sosialisering gerig is, is saamgestel. 'n Ondersteuningsgroep waarby lyers en hulle ouers kan inskakel, is gestig. / Urbach-Wiethe Syndrome, also known as lipoid proteinosis or hyalinosis cutis et mucosae, is a rare, recessively inherited, autosomal disorder characterized by lesions of the skin and mucosae, caused by widespread deposition of hyaline material of unknown etiology. The skin injures easily and heals slowly with "pock­ like" lesions. Bead-like deposits on the eyelids, called "string of pearls",are often found. Present since early infancy, hoarseness is the first, and most striking, irritating symptom. Bean-shaped intracranial calcification within the temporallobes of the brain in the area of the hippocampus, shown up by radiography and tomography, may cause epileptic seizures and other neuropsychological complications like impaired memory and aggression. The sufferer experiences communicative impairment through hoarseness, aversive impairment because of the conspicuous lesions, and concealed impairment as a result of the calcifications. According to the medical-clinical,person-orientated and socio-environmental perspectives on disability, a sufferer of Urbach-Wiethe Syndrome may experience disability. Like disabled persons, the sufferer finds it difficult to identify with his physical appearance. Impaired identity formation and low self-esteem cause a negative self­ concept. Feelings of guilt,anxiety and depression result from perceived dissimilarity, social rejection and low self-esteem. Socialising is adversely affected. A significant relationship was found in the empirical study between the extent to which the sufferer is affected and the degree of maladjustment in his life-world. Seriously affected sufferers display a negative self-concept and feelings of depression with suicidal thoughts. Socialisation and relationships are problematic and sufferers feel unaccepted by the community. General maladjustment in the life-world is experienced. A case of paranoia was reported. Except for some questions and unresolved feelings about the disease,most parents are able to cope with the situation. Guidelines have been set for a therapeutic programme for sufferers from Urbach­ Wiethe Syndrome aimed at enhancing self-concept, coping with depression and aggression, and improving relationships and socialising. A support group has been ounded for sufferers and their parents. / Psychology of Education / D. Ed. (Sielkundige Opvoedkunde)

Urbach-Wiethe Sindroom (beter bekend as lipo"ied prote"inose of hyalinosis cutis et mucosae) is 'n seldsame, outosomaal-oorerflike siekte. Die kenmerkendste simptome van die siekte is vel- en slymvliesveranderinge wat deur 'n neerslag van ekstrasellulere hialienagtige materiaal van onbekende oorsprong veroorsaak word. Die vel word maklik beseer, genees stadig en lelike, pokagtige letsels ontstaan. 'n Fyn, korrelagtige neerslag op die ooglede, die sogenaamde "kralestringvoorkoms" kenmerk die siekte, sowel as heesheid, die prominentste en lastigste simptoom, wat sedert geboorte teenwoordig kan wees. Radiografie en tomografie toon bilaterale,boontjievormige verkalking op die temporale lobbe van die brein, wat tot epileptiese aanvalle en ander neuropsigiese simptome soos geremde geheue en aggressie lei. Heesheid veroorsaak kommunikatiewe beperkinge vir die lyer,terwyldie opsigtelike velletsels aversiewe- en die verkalkings onsigbare beperkinge meebring. Die lyer aan Urbach-Wiethe Sindroom kan volgens die beginsels en kriteria van die medies-kliniese, die persoonsgeorienteerde en die sosio-omgewingsperspektiewe gestremdheid ondervind. Teoreties kan die lyer se belewinge van sy andersheid en die nie-aanvaardingdeurdie gemeenskap, soos by gestremdes,die handhawing van sy selfagting rem, sodat 'n negatiewe selfkonsep tot skuldgevoelens, angsbelewinge en depressie kan lei. 'n Betekenisvolle verband is in die empiriese ondersoek tussen die graad van aantasting en wanaanpassing in die lyer se leefwereld gevind. Die lyers wat ernstig aangetas is, identifiseer moeilik met hulle fisieke voorkoms. ldentiteitsvorming word gerem en die selfagting is negatief. Hulle openbaar 'n negatiewe selfkonsep en depressiewe gevoelens met selfmoordgedagtes. Hulle relasies en sosialisering is problematies en hulle voel hulle word nie deur die gemeenskap aanvaar nie. Die lyers ondervind 'n algemene wanaanpassing in hulle leefwereld. 'n Geval van paranoia is ook gevind. Alhoewel die ouers vrae oor die toestand het en sekere emosies beleef, kan die meeste van hulle die situasie hanteer. Riglyne vir 'n terapeutiese begeleidingsprogram vir lyers aan Urbach-Wiethe Sindroom, wat op die verbetering van die selfkonsep; die hantering van depressie, aggressie en woedebuie, asook die verbetering van relasies en sosialisering gerig is, is saamgestel. 'n Ondersteuningsgroep waarby lyers en hulle ouers kan inskakel, is gestig. / Urbach-Wiethe Syndrome, also known as lipoid proteinosis or hyalinosis cutis et mucosae, is a rare, recessively inherited, autosomal disorder characterized by lesions of the skin and mucosae, caused by widespread deposition of hyaline material of unknown etiology. The skin injures easily and heals slowly with "pock­ like" lesions. Bead-like deposits on the eyelids, called "string of pearls",are often found. Present since early infancy, hoarseness is the first, and most striking, irritating symptom. Bean-shaped intracranial calcification within the temporallobes of the brain in the area of the hippocampus, shown up by radiography and tomography, may cause epileptic seizures and other neuropsychological complications like impaired memory and aggression. The sufferer experiences communicative impairment through hoarseness, aversive impairment because of the conspicuous lesions, and concealed impairment as a result of the calcifications. According to the medical-clinical,person-orientated and socio-environmental perspectives on disability, a sufferer of Urbach-Wiethe Syndrome may experience disability. Like disabled persons, the sufferer finds it difficult to identify with his physical appearance. Impaired identity formation and low self-esteem cause a negative self­ concept. Feelings of guilt,anxiety and depression result from perceived dissimilarity, social rejection and low self-esteem. Socialising is adversely affected. A significant relationship was found in the empirical study between the extent to which the sufferer is affected and the degree of maladjustment in his life-world. Seriously affected sufferers display a negative self-concept and feelings of depression with suicidal thoughts. Socialisation and relationships are problematic and sufferers feel unaccepted by the community. General maladjustment in the life-world is experienced. A case of paranoia was reported. Except for some questions and unresolved feelings about the disease,most parents are able to cope with the situation. Guidelines have been set for a therapeutic programme for sufferers from Urbach­ Wiethe Syndrome aimed at enhancing self-concept, coping with depression and aggression, and improving relationships and socialising. A support group has been ounded for sufferers and their parents. / Psychology of Education / D. Ed. (Sielkundige Opvoedkunde)

Abstract Heterotopic ossification is a pathological condition in which bone forms outside the skeletal system. It can also occur in skin, which is the case in some genetic disorders. In multiple miliary osteoma cutis (MMOC), tiny bone fragments develop in the dermis and nearby subcutaneous tissue of the face and upper chest region during middle age. The etiology of the disease is poorly understood. The origin of the osteoma-forming cells is not known and also unknown are the signaling factors that direct the skin cells towards an osteogenic lineage. The purpose of this study was to investigate MMOC and the pathogenesis of ectopic bone formation by combining patient study and cell biology methods. The results from an extensive review of the literature and five new cases revealed MMOC as a distinct disease entity, where heterotopic bone formation is intramembranous. No correlation was found between MMOC and acne scars, hormonal disturbances or GNAS gene mutations. In cell culture studies mouse and human dermal fibroblasts and mouse dermal papilla (DP) cells were found to differentiate into osteoblast-like matrix mineralizing cells. The bone morphogenetic protein 4 (BMP-4) homodimer and BMP-2/7 heterodimer had significant effects on the osteogenic differentiation of the above mentioned cells. Interestingly, the BMPs enhanced the differentiation of mouse cells but reduced it in human cells. In mouse DP cells and human fibroblasts BMP-2/7 was more potent than BMP-4. The skin area affected by osteomas in patients was compared to their unaffected skin and also to the corresponding skin areas in controls with regard to osteogenic differentiation and gene expression studies. MMOC patients’ skin differs from controls both in osteoma and unaffected skin areas, which suggests MMOC is not only a local but also a systemic skin disease. The results confirm the previous findings that gene expression in skin is different in different parts of the body, which could explain why the osteomas develop in certain skin areas. The results of this study provide new information about MMOC and heterotopic ossification in skin and could be useful when developing treatments for MMOC. This study also presents new information about BMPs and their different effects in mouse and human cells, which may stimulate discussion about the generalization of mouse studies in humans and the clinical use of BMPs. / Tiivistelmä Virhesijaintinen luutuminen on patologinen tila, jossa luuta muodostuu luisen tukirangan ulkopuolelle. Tätä voi tapahtua myös ihossa, kuten käy tietyissä sairauksissa. Ihon lukuisat jyvämäiset osteoomat on tauti, jossa pieniä luujyväsiä ilmaantuu verinahkaan ja ihonalaiskudokseen keski-iässä. Taudin syytä, osteoomia muodostavien solujen alkuperää tai sitä, mitkä viestinvälittäjät saavat esiastesolut siirtymään luusolulinjalle, ei tiedetä. Tässä työssä tutkittiin ihon lukuisia jyvämäisiä osteoomia ja virhesijaintista luutumista yhdistämällä kliinisiä ja solubiologisia menetelmiä. Laajasta kirjallisuuteen perehtymisestä ja viidestä omasta potilaasta saadut tulokset osoittivat ihon lukuisten jyvämäisten osteoomien olevan oma erillinen tautinsa, jossa virhesijaintinen luutuminen tapahtuu suoran luutumisen mekanismilla. Tauti ei näytä olevan yhteydessä aknearpiin, hormonihäiriöihin tai GNAS-geenin mutaatioihin. Soluviljelykokeissa hiiren ja ihmisen verinahan fibroblastien ja hiiren karvatupen nystyn solujen havaittiin erilaistuvan osteoblastityyppisiksi soluväliainetta mineralisoiviksi soluiksi. Luun morfogeneettisillä proteiineilla (BMP) 4 ja 2/7 oli merkitsevä vaikutus yllä mainittujen solujen erilaistumisessa. Yllättävää kyllä, ne edistivät hiiren solujen, mutta vähensivät ihmisen solujen erilaistumista. Hiiren karvatupen soluille ja ihmisen fibroblasteille BMP-2/7 oli tehokkaampi kuin BMP-4. Potilaiden osteoma-aluetta verrattiin heidän terveeseen ihoalueeseensa samoin kuin vastaaviin ihoalueisiin kontrollihenkilöillä käyttäen menetelminä solujen erilaistamista luuta muodostavaan suuntaan sekä geenien ilmentymisen tutkimista. Potilaiden iho erosi kontrollien ihosta sekä osteooma-alueella että terveellä ihoalueella, mikä viittaa taudin olevan koko elimistöön vaikuttava. Tulokset vahvistavat aikaisempia löydöksiä siitä, että geenien ilmentyminen ihossa on erilaista eri puolilla kehoa. Tämä voisi selittää osteoomien esiintymisen vain tietyllä alueella. Tämän tutkimuksen tulokset antavat uutta tietoa ihon lukuisista jyvämäisistä osteoomista ja virhesijaintisesta luutumisesta ja saattavat olla hyödyksi kehitettäessä taudin hoitoa. Tutkimus antaa uutta tietoa luun morfogeneettisten proteiinien erilaisesta käyttäytymisestä hiirellä ja ihmisellä, mikä herättänee keskustelua hiirikokeiden yleistämisestä ihmiseen ja luun morfogeneettisten proteiinien kliinisestä käytöstä.

Tesis por compendio / [EN] Until recently, the genetic improvement of tomato (Solanum lycopersicum) was focused in agronomic traits, such as yield and biotic or abiotic stresses; therefore the interest in tomato fruit quality is relatively new. The tomato fruit surface can be considered both an agronomic trait as well as a quality trait, because it has an effect on consumer impression in terms of color and glossiness but also it underlies the resistance/sensitivity to cracking or water loss with consequences on fruit manipulation (e.g. transport and processing). The cuticle is deposited over the cell wall surrounding the epidermal cells and it is the first barrier in the plant-environment interface. The cuticle composition includes two main groups of metabolites: cuticular waxes and cutin. Other metabolites can be founded into the cuticle matrix, as triterpenoids and flavonoids. Those minor cuticular components are involved in the correct functionality of the cuticle. Understanding cuticle biosynthesis and genetic regulation requires the development of fast and simple analytical methodologies to study those specialized metabolites using large populations (e.g. mutant collections or introgression lines), together with the identification of genes and genomic regions responsible of their production. This thesis aims to contribute to our understanding of the molecular programs underlying tomato fruit quality by providing: i) a general protocol to profile cuticular waxes in different species, including tomato; ii) a QTL map for cuticular composition (i.e. cuticular waxes and cutin monomers) using the Solanum pennellii introgression line population; iii) a detailed protocol of the reverse genetic tool so-called Fruit-VIGS to assist in the study of gene function in tomato fruit; and iv) a thorough characterization of the first null allele for the transcription factor SlMYB12 (i.e. Slmyb12-pf) in tomato fruit which provides new insights into the regulation of the flavonoid biosynthetic pathway in the fruit peel by high resolution mass spectrometry and RNA-Seq approaches. / [ES] Hasta hace poco, la mejora genética del cultivo del tomate (Solanum lycopersicum) había estado centrada principalmente en caracteres agronómicos, como la productividad y la resistencia a estreses, tanto bióticos como abióticos. Así, el interés en la calidad del fruto de tomate es relativamente reciente. La superficie del fruto del tomate puede considerarse tanto un carácter agronómico como de calidad, pues influye en la primera impresión de los consumidores en términos de color y brillo, así como también en los procesos de resistencia o sensibilidad a la rotura ('cracking') o a la pérdida de agua. Estos factores determinan el aspecto del fruto y condicionan atributos relacionados con su manipulación (transporte y procesado). La cutícula se deposita sobre la pared celular de las células epidérmicas y es la primera barrera que interacciona con el ambiente. Está constituida por dos grandes tipos de metabolitos: las ceras cuticulares y la cutina. Otros metabolitos pueden aparecer embebidos en la matriz cuticular, como es el caso de los triterpenoides y los flavonoides. Estos metabolitos contribuyen a la correcta funcionalidad de la cutícula. La compresión de la biosíntesis y regulación génica de la cutícula requiere del desarrollo de metodologías de análisis sencillas y rápidas para el estudio de estos metabolitos especializados en grandes poblaciones (colecciones de mutantes o líneas de introgresión), así como para la identificación de genes y regiones génicas responsables de la producción y acumulación de dichos compuestos, pudiendo ser muy útiles para implementar programas de mejora de la calidad del tomate. El objetivo de esta tesis es contribuir a la comprensión sobre los programas moleculares subyacentes a la calidad del fruto de tomate, proporcionando: i) un protocolo general de análisis del contenido de ceras cuticulares en diferentes especies, incluyendo el tomate; ii) un mapa de QTL de la composición cuticular (incluyendo ceras y monómeros de cutina) obtenido con la población de líneas de introgresión de Solanum pennellii; iii) un protocolo detallado de uso de la herramienta de genética reversa Fruit-VIGS con el que realizar estudios de funciones génicas en fruto de tomate; y iv) una minuciosa caracterización de un nuevo alelo nulo del factor de transcripción SlMYB12 (Slmyb12-pf) en fruto de tomate, proporcionando nueva información sobre la regulación de la ruta biosintética de los flavonoides en la piel del fruto, utilizando espectrometría de masas de alta resolución y de nuevas tecnologías de secuenciación. / [CA] Fins fa poc de temps, la millora genètica de la tomata (Solanum lycopersicum) anava dirigida fonamentalment als caràcters de tipus agronòmic, com la productivitat i la tolerància a estressos biòtics o abiòtics, resultant que l'interés per la qualitat dels fruits és relativament nou. La superfície de la tomata pot ser considerada tant com un caràcter agronòmic com un de qualitat, ja que és l'aspecte de la superfície del fruit el que confereix al consumidor la primera impressió de color, brillantor, però és també la pell del fruit la responsable de la diferent susceptibilitat del fruit a desenvolupar clevills o que el fruit sofrisca més o menys pèrdues d'aigua, tot tenint importants conseqüències en la manipulació (i.e. transport i processament del fruit). La cutícula és dipositada per sobre de la paret cel·lular que envolta la capa de cèl·lules epidèrmiques i constitueix la primera barrera en la interfase planta-medi ambient. La composició de la cutícula presenta dos grups principals de metabòlits: les ceres i la cutina. També es poden trobar altres metabòlits els triterpenoids i el flavonoids. Aquests darrers components cuticulars menors són implicats en el correcte funcionament de la cutícula. Per tal de comprendre la biosíntesi i la regulació genètica de la cutícula cal desenvolupar tecnologies analítiques senzilles i rapides que permeten estudiar aquests metabòlits especialitzats en poblacions grans de plantes (i.e. Col·leccions de mutants o de línies d'introgressió), a més de la identificació de gens i regions genòmiques que són responsables de la seua producció. Aquesta tesi té com a objectiu contribuir a millorar la nostra comprensió dels programes moleculars que afecten determinats aspectes de la qualitat de la tomata mitjançant els següents objectius: i) proporcionar un protocol general per obtenir perfils de ceres cuticulars en diferents espècies, inclosa la tomata; ii) obtenir un mapa de QTL per a la composició cuticular (i.e. ceres cuticulars i monòmers de cutina) mitjançant la utilització de la població de línies d'introgressió de Solanum pennelli; iii) descriure amb detall el protocol d'una eina de revers genètica denominada Fruit-VIGS que resulta molt adequada per estudiar funció gènica a la tomata; y iv) fer una caracterització exhaustiva del primer al·lel nul del factor de transcripció SlMYB12 (ie. Slmyb12-pf) en tomata la qual proporciona informació nova sobre la regulació de la ruta de biosíntesi de flavonoides en la pell de la tomata mitjançant espectrometria de masses d'alta resolució i RNAseq. / Fernández Moreno, JP. (2015). TOMATO FLESHY FRUIT QUALITY IMPROVEMENT: CHARACTERIZATION OF GENES AND GENOMIC REGIONS ASSOCIATED TO SPECIALIZED METABOLISM IN TOMATO FLESHY FRUIT [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/55505 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio