Idiopathic Pulmonary Fibrosis (IPF) is a progressive parenchymal lung disease with limited therapeutic treatments. Pathologically altered lung fibroblasts, called myofibroblasts, exhibit increased proliferation, migration, and collagen production, and drive IPF development and progression. Fibrogenic factors such as Platelet derived growth factor-BB (PDGF-BB) contribute to these pathological alterations. Endogenous counter-regulating factors are barely known. Published studies have described a protective role of exogenously administered C-type Natriuretic Peptide (CNP) in pathological tissue remodeling, for example in heart and liver fibrosis. CNP and its cyclic GMP producing guanylyl cyclase B (GC-B) receptor are expressed in the lungs, but it is unknown whether CNP can attenuate lung fibrosis by this pathway. To address this question, we performed studies in primary cultured lung fibroblasts. To examine the effects of the CNP/GC-B pathway on PDGF-BB-induced collagen production, proliferation, and migration in vitro, lung fibroblasts were cultured from wildtype control and GC-B knockout mice. Human lung fibroblasts from patients with IPF and healthy controls were obtained from the UGMLC Biobank. In RIA experiments, CNP, at 10nM and 100nM, markedly and similarly increased cGMP levels in both the murine and human lung fibroblasts, demonstrating GC-B/cGMP signaling. CNP reduced PDGF-BB induced proliferation and migration of lung fibroblasts in BrdU incorporation and gap closure assays, respectively. CNP strongly decreased PDGF-BB-induced collagen 1/3 expression as measured by immunocytochemistry and immunoblotting. Importantly, the protective actions of CNP were preserved in IPF fibroblasts. It is known that the profibrotic actions of PDGF-BB are partly mediated by phosphorylation and nuclear export of Forkhead Box O3 (FoxO3), a transcription factor downregulated in IPF. CNP prevented PDGF-BB elicited FoxO3 phosphorylation and nuclear exclusion in both murine and human control and IPF fibroblasts. CNP signaling and functions were abolished in GC-B-deficient lung fibroblasts. Taken together, the results show that CNP moderates the PDGF-BB-induced activation and differentiation of human and murine lung fibroblasts to myofibroblasts. This effect is mediated CNP-dependent by GC-B/cGMP signaling and FoxO3 regulation. To follow up the patho-physiological relevance of these results, we are generating mice with fibroblast-restricted GC-B deletion for studies in the model of bleomycin-induced pulmonary fibrosis. / Idiopathische pulmonale Fibrose (IPF) ist eine progressiv fortschreitende, parenchymale Lungenerkrankung mit beschränkten therapeutischen Behandlungsmöglichkeiten. Pathologisch veränderte Lungenfibroblasten, sogenannte Myofibroblasten, zeigen eine verstärkte Proliferation, Migration und Kollagenproduktion, die zu einem permanenten Fortschreiten der Erkrankung führen. Während fibrogene Faktoren wie Platelet derived growth factor-BB (PDGF-BB) zu dieser pathologischen Veränderung beitragen, sind endogene Faktoren, die diesem Wandel entgegenwirken, kaum bekannt. Allerdings konnten Studien bereits eine protektive Wirkung von exogen verabreichten C-typ natriuretischen Peptid (CNP) auf krankhaft verändertes Gewebe beschreiben, wie beispielsweise bei Herz- und Leberfibrose. Es ist bekannt, dass CNP und sein cGMP produzierender Rezeptor Guanylyl-Cyclase-B Rezeptor (GC-B) in der Lunge exprimiert werden. Allerdings konnte noch nicht nachgewiesen werden, ob CNP durch diesen Signalweg den Fortschritt einer Lungenfibrose verzögern kann. Um dies herauszufinden, wurden Experimente mit kultivierten, primären Lungenfibroblasten durchgeführt. Um die Effekte des CNP/ GC-B Signalwegs auf die PDGF-BB induzierte Kollagenproduktion, Proliferation und Migration in vitro zu überprüfen, wurden Lungenfibroblasten von Kontroll- und GC-B-Knock-Out Mäusen kultiviert. Weiterhin erhielten wir von der UGMLC Biobank menschliche Fibroblasten von IPF-erkrankten Patienten, sowie gesunde Kontrollfibroblasten. Zur Bestätigung der Funktionalität des GC-B/cGMP Weges, wurde in murinen und humanen Fibroblasten mithilfe eines RIAs ein durch CNP (10nM und 100nM) deutlich erhöhtes cGMP-Level gemessen. CNP reduzierte die durch PDGF-BB induzierte Beschleunigung von Proliferation und Migration der Lungenfibroblasten, was mit Hilfe von BrdU incorporation und Gap closure assay nachgewiesen wurde. Ebenfalls zeigten Immunocytochemistrie und -blotting, dass CNP den PDGF-BB induzierten Anstieg an Kollagenexpression verhindert. Somit wurde festgestellt, dass der schützende Effekt von CNP auch in IPF Fibroblasten erhalten bleibt. Weiterhin ist bekannt, dass die PDGF-BB-induzierten, profibrotischen Veränderungen durch Phosphorylierung und Export des Transkriptionsfaktors Forkhead Box O3 (FoxO3) aus dem Zellkern vermittelt werden, welcher in IPF Fibroblasten vermindert exprimiert ist. CNP verhindert diese PDGF-BB aktivierte Phosphorylierung und Translokation in murinen und humanen Kontroll- und IPF-Fibroblasten. In Lungenfibroblasten mit Deletion des GC-B- Rezeptors war das CNP-Signal und auch dessen Effekt ausgelöscht. Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse, dass CNP die PDGF-BB induzierte Aktivierung und Differenzierung von menschlichen und murinen Lungenfibroblasten zu Myofibroblasten beeinflusst. Dieser Effekt wird CNP-abhängig durch den GC-B/cGMP Signalweg und durch die Regulierung von FoxO3 vermittelt. Um abschließend die pathophysiologische Relevanz dieser Erkenntnisse zu zeigen, werden zukünftig Mäuse mit einer fibroblasten-spezifischen Deletion des GC-B Rezeptors für Studien in Bleomycin-induzierter Lungenfibrose genutzt.

O objetivo deste trabalho foi determinar a eficiência do LH suíno, em dosagens reduzidas em relação à dose tradicional de 5,0mg, no processo de sincronização da ovulação em fêmeas cíclicas. Foram tratadas 115 fêmeas das raças Landrace e Large White, com ordem de parto variando de 1 a 6 e escore corporal acima de 2 dentro de uma escala de 1-5, com variação de meio ponto. A detecção do cio foi realizada duas vezes ao dia, no início da manhã e no final da tarde, através do reflexo positivo de tolerância ao macho. As fêmeas foram divididas aleatoriamente em três tratamentos, com 600UI de eCG ao desmame e 2,5 (T1), 1,25 (T2) e 0,625mg (T3) de LH, 56 horas após a injeção de eCG. O grupo controle não recebeu a administração de LH. A ocorrência da ovulação foi determinada pela ultra-sonografia trans-retal. Os dados foram reavaliados de acordo com o número de inseminações em 1 e 2 inseminações. As fêmeas foram abatidas 96 horas após a ovulação, com a finalidade de proceder com a contagem do número de corpos lúteos e a colheita de embriões. O intervalo entre a aplicação do LH e a ocorrência da ovulação (IA-OV), nos três tratamentos foi de 41,0±5,9, 56,0±17,0, 58,2±18,8 respectivamente e 62,9±14,8 para o grupo controle. A melhor sincronização da ovulação (p<0,05, teste de Bartlett), ocorreu no T1, o qual corresponde a dose de LH de 2,5mg. Os resultados quanto ao número de inseminações, taxa de fertilização e viabilidade embrionária, não diferiram estatisticamente entre os tratamentos, porém, quando o intervalo (IA-OV) foi maior que 24 horas, a taxa de fecundação e viabilidade embrionária sofreram uma diminuição em comparação com os intervalos menores do que 24 horas (p<0,05). Os protocolos hormonais não influenciaram quanto ao número de cistos ovarianos (p<0,05, teste de Tukey). Conclui-se que a utilização da dose de LH de 2,5mg sincroniza a ovulação e pode ser aplicada em programas de IATF e que a realização de 1 inseminação artificial até 24 horas antes da ovulação em tempo fixo não deprecia a taxa de fecundação e o número de embriões viáveis / This work had as purpose the determination of the efficiency of the LH swine, in reduced dosage against the traditional 5,0mg dose, in the process of synchronization of the ovulation in cyclical females. There were treated 115 females of Landrace and Large White races, with average parity number varying from 1 to 6 and corporal sustain above 2 among 1 to 5 scale, with variation of half point. The detection of the heat was accomplished twice a day, in the beginning of the morning and at the end of the afternoon, through the positive reflex of tolerance to the male. The females were randomly divided in three treatments, with 600UI of eCG by the weaning and 2,5 (T1), 1,25 (T2) and 0,625mg (T3) of LH, 56 hours after the eCG injection. The control group didn\'t receive the LH administration. The occurrence of the ovulation was determined by the trans-rectal ultrasonography. The data were revalued according to the number of inseminations in 1 and 2 inseminations. The females were slaughtered 96 hours after the ovulation, with the purpose of proceeding with the counting of the number of corpora lutea and the recovered embryos. The interval between the LH application and the occurrence of the ovulation (IA-OV), in the three treatments was of 41,0±5,9, 56,0±17,0, 58,2±18,8 respectively and 62,9±14,8 for the control group. The best ovulation synchronization (p <0,05, test of Bartlett) happened in T1, which corresponds to the LH 2,5mg dose. The results concerning the number of inseminations, fertilization rate and embryonic viability, didn´t differ statistically among the treatments, however, when the interval (IA-OV) was over 24 hours, the fecundation rate and embryonic viability decreased if compared with the intervals shorter than 24 hours (p<0,05). The hormonal protocols didn´t cause influence as to the ovarian cysts number (p<0,05, test of Tukey). It´s conclusive that the use of the LH 2,5mg dose synchronizes the ovulation and it can be applied in IATF programs, and that accomplishment of 1 artificial insemination up to 24 hours before the ovulation in fixed time doesn´t depreciate the fecundation rate and the number of viable embryos

O objetivo deste trabalho foi determinar a eficiência do LH suíno, em dosagens reduzidas em relação à dose tradicional de 5,0mg, no processo de sincronização da ovulação em fêmeas cíclicas. Foram tratadas 115 fêmeas das raças Landrace e Large White, com ordem de parto variando de 1 a 6 e escore corporal acima de 2 dentro de uma escala de 1-5, com variação de meio ponto. A detecção do cio foi realizada duas vezes ao dia, no início da manhã e no final da tarde, através do reflexo positivo de tolerância ao macho. As fêmeas foram divididas aleatoriamente em três tratamentos, com 600UI de eCG ao desmame e 2,5 (T1), 1,25 (T2) e 0,625mg (T3) de LH, 56 horas após a injeção de eCG. O grupo controle não recebeu a administração de LH. A ocorrência da ovulação foi determinada pela ultra-sonografia trans-retal. Os dados foram reavaliados de acordo com o número de inseminações em 1 e 2 inseminações. As fêmeas foram abatidas 96 horas após a ovulação, com a finalidade de proceder com a contagem do número de corpos lúteos e a colheita de embriões. O intervalo entre a aplicação do LH e a ocorrência da ovulação (IA-OV), nos três tratamentos foi de 41,0±5,9, 56,0±17,0, 58,2±18,8 respectivamente e 62,9±14,8 para o grupo controle. A melhor sincronização da ovulação (p<0,05, teste de Bartlett), ocorreu no T1, o qual corresponde a dose de LH de 2,5mg. Os resultados quanto ao número de inseminações, taxa de fertilização e viabilidade embrionária, não diferiram estatisticamente entre os tratamentos, porém, quando o intervalo (IA-OV) foi maior que 24 horas, a taxa de fecundação e viabilidade embrionária sofreram uma diminuição em comparação com os intervalos menores do que 24 horas (p<0,05). Os protocolos hormonais não influenciaram quanto ao número de cistos ovarianos (p<0,05, teste de Tukey). Conclui-se que a utilização da dose de LH de 2,5mg sincroniza a ovulação e pode ser aplicada em programas de IATF e que a realização de 1 inseminação artificial até 24 horas antes da ovulação em tempo fixo não deprecia a taxa de fecundação e o número de embriões viáveis / This work had as purpose the determination of the efficiency of the LH swine, in reduced dosage against the traditional 5,0mg dose, in the process of synchronization of the ovulation in cyclical females. There were treated 115 females of Landrace and Large White races, with average parity number varying from 1 to 6 and corporal sustain above 2 among 1 to 5 scale, with variation of half point. The detection of the heat was accomplished twice a day, in the beginning of the morning and at the end of the afternoon, through the positive reflex of tolerance to the male. The females were randomly divided in three treatments, with 600UI of eCG by the weaning and 2,5 (T1), 1,25 (T2) and 0,625mg (T3) of LH, 56 hours after the eCG injection. The control group didn\'t receive the LH administration. The occurrence of the ovulation was determined by the trans-rectal ultrasonography. The data were revalued according to the number of inseminations in 1 and 2 inseminations. The females were slaughtered 96 hours after the ovulation, with the purpose of proceeding with the counting of the number of corpora lutea and the recovered embryos. The interval between the LH application and the occurrence of the ovulation (IA-OV), in the three treatments was of 41,0±5,9, 56,0±17,0, 58,2±18,8 respectively and 62,9±14,8 for the control group. The best ovulation synchronization (p <0,05, test of Bartlett) happened in T1, which corresponds to the LH 2,5mg dose. The results concerning the number of inseminations, fertilization rate and embryonic viability, didn´t differ statistically among the treatments, however, when the interval (IA-OV) was over 24 hours, the fecundation rate and embryonic viability decreased if compared with the intervals shorter than 24 hours (p<0,05). The hormonal protocols didn´t cause influence as to the ovarian cysts number (p<0,05, test of Tukey). It´s conclusive that the use of the LH 2,5mg dose synchronizes the ovulation and it can be applied in IATF programs, and that accomplishment of 1 artificial insemination up to 24 hours before the ovulation in fixed time doesn´t depreciate the fecundation rate and the number of viable embryos

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In der vorliegenden Arbeit sollte die Wirksamkeit von Altrenogest (Regumate®) und Gonadotropinen bzw. des GnRH-Analogons D-Phe6-GnRH im Rahmen eines Verfahrens zur Brunst- und Ovulationssynchronisation bei besamten, als ingravid detektierten Jung- und Altsauen überprüft werden. Die Untersuchungen wurden an insgesamt 265 Jung- und 542 Altsauen vorgenommen. Die Sauen wurden im Rahmen der ultrasonografischen Trächtigkeitskontrolle, die zwischen den Tagen 21 und 35 nach der ersten künstlichen Besamung durchgeführt wurde, als ingravid detektiert und einer von drei verschiedenen Versuchsgruppen (VG) zugeteilt: VG 1 (n = 490): Applikation von 4 ml Regumate®/Tier/Tag oral über 15 Tage; einmalige subkutane (s.c.) Injektion von 1.000 IE PMSG/eCG 24 Stunden nach letztmaliger Regumate®-Gabe; i.m. Applikation von 500 IE hCG 78 bis 80 h nach PMSG/eCG zur Induktion der Ovulation; VG 2 (n = 135): identisch zu VG 1, aber Gabe von 5 ml Regumate® und 800 IE PMSG; VG 3 (n = 182): identisch zu VG 2, aber Injektion von 50 µg D-Phe6-GnRH zur Induktion der Ovulation. Die Sauen wurden jeweils zweimal im Abstand von 24 und 40 Stunden nach hCG bzw. D-Phe6-GnRH künstlich besamt. Der Erfolg der Behandlungen wurde anhand der sonografischen Untersuchung der Ovarien kontrolliert. Untersuchungen erfolgten zum Zeitpunkt der Trächtigkeitsuntersuchung, am Ende der Regumate®-Behandlung, unmittelbar vor der ersten und unmittelbar nach der zweiten künstlichen Besamung. Trächtigkeits- (TR) und Abferkelrate (AFR) sowie Anzahl insgesamt und lebend geborener Ferkel wurden dokumentiert. Als jeweilige Kontrolltiere dienten Jung- bzw. Altsauen, die brunst- und ovulationssynchronisiert wurden, zur Erstbesamung anstanden und zeitgleich wie die Tiere der Versuchsgruppe besamt wurden. Die Auffindungsrate der Ovarien betrug 88,9 % zum Zeitpunkt der Trächtigkeitsuntersu-chung (TU) und 98,3 % am Ende der Regumate®-Behandlung. Während der Besamungen konnten bei allen untersuchten Tieren die Ovarien dargestellt werden. Zum Zeitpunkt der TU wiesen die Sauen überwiegend Corpora lutea (CL; 56,3 %; p < 0,05) auf. Der zweithäufigste Befund waren Follikel von 2-6 mm Durchmesser (F2-6; 27,7 %; p < 0,05). Durch Altrenogest konnte das Follikelwachstum effektiv gehemmt werden, ohne die spontane Luteolyse zu beeinträchtigen. Mehr als 84 % der Tiere wiesen am Ende der 15-tägigen Behandlung mit Regumate® F2-6 auf. Altsauen, die 4 ml Regumate® erhielten, hatten häu-figer als die mit 5 ml behandelten Tiere polyzystisch degenerierte Ovarien (POD). Zahlrei-che Altsauen, vor allem solche mit periovulatorischen Funktionsgebilden zum Zeitpunkt der Trächtigkeitsuntersuchung (p < 0,05), wiesen zudem CL am Ende der Behandlung auf (16,3 %). Jungsauen ovulierten unabhängig von der ovulationsauslösenden Substanz überwiegend zwischen beiden Besamungen (p < 0,05), während Altsauen zu gleichen Anteilen zwischen den Besamungen und nach der zweiten Besamung ovulierten. Die ovulationsauslösende Substanz, d.h. hCG bzw. GnRH, hatte weder bei Jung- noch bei Altsauen einen Einfluss auf das Ovulationsverhalten. Der Ovulationszeitpunkt war ohne Einfluss auf die Trächtig-keitsrate. Altsauen, die D-Phe6-GnRH erhielten, wurden häufiger tragend als Tiere, die hCG erhielten (p < 0,05). Reziprokes Ergebnis erzielten die Jungsauen (p < 0,05). Kon-trolltiere wiesen Trächtigkeits- bzw. Abferkelraten auf, die bis zu 15,6 % (TR; p < 0,05) bzw. 16,8 % (AFR) höher als die der Versuchstiere waren, da vor allem die Altsauen, nicht aber Jungsauen aller drei Versuchsgruppen schlechtere Fruchtbarkeitsleistungen erzielten. Aus den Ergebnissen ist zu schlussfolgern, dass die kombinierte Anwendung von Altrenogest (Regumate®) und Gonadotropinen bzw. GnRH-Analogon D-Phe6-GnRH zur Brunst- und Ovulationssynchronisation bei besamten, als ingravid detektierten Jung- und Altsauen geeignet ist. Ausgehend von den Ergebnissen ist zu empfehlen, Sauen mit 5 ml Reguma-te®/Tier/Tag zu behandeln (Zyklusblockade). Ein Applikationsintervall von 15 Tagen ist ausreichend. Werden 800 IE PMSG/eCG 24 Stunden nach letztmaliger Regumate®-Applikation verabreicht, kann mit zuverlässiger Stimulation des Follikelwachstums gerechnet werden. Jungsauen sollten 500 IE hCG 78 bis 80 Stunden nach der PMSG/eCG-Gabe erhalten. Bei Altsauen sind dazu 50 µg des GnRH-Analogons D-Phe6-GnRH emp-fehlenswert. Die transkutane Ultrasonografie ist ein geeignetes Verfahren zur Darstellung von Ovarien und ovarieller Funktionskörper.

Bakgrund: Polycystiskt ovariesyndrom (PCOS) är en endokrin rubbning och reproduktionsstörning med ärftliga komponenter som drabbar omkring 10 procent av alla kvinnor. Syftet med denna uppsats var att få en forskningsöverblick över vilken betydelse AMH (Anti- Müllerskt hormon) har som klinisk markör vid in vitro-behandling hos kvinnor med PCOS. AMH är en viktig regulator i follikelbildning i ovarierna och det finns en välkänd korrelation mellan nivån av AMH och antal antrala folliklar. Metod: Metoden som använts i denna uppsats är en forskningsöversikt. Relevanta artiklar söktes genom att använda Pub Med. Sökningen begränsades till kliniska studier relevanta för studiens syfte och frågeställning och som publicerats under de senaste 5 åren. Resultatet blev 29 artiklar. Av dessa valdes 5 kliniska studier ut baserat på relevansen till syftet med studien samt frågeställningen. Studierna var av olika studiemetodik. Studiernas fokus låg på forskning kring AMH som klinisk markör samt dess inverkan vid fertiliteten hos kvinnor med och utan PCOS. Resultat: Studierna visade enhetligt att koncentrationen av AMH i follikelvätskan samt serum är betydligt högre i kvinnor med PCOS jämfört med kvinnor med normala endokrina parametrar. Resultatet av studierna visade också att AMH har betydelse vid valet av dominerande follikel samt att AMH-serum och antalet befruktade oocyter i IVM (in vitro-mognad) var oberoende prediktiva faktorer för levande födslar. Resultatet visade också att AMH kunde användas för att förutsäga klinisk graviditet men att den inte var en stark indikator för det. Slutsats: Intrafollikulär produktion av AMH har en betydande roll i de parametrar som styr den follikulära miljön när det gäller follikeldifferentiering, utveckling samt urval vid in vitro-behandlingar. Höga nivåer av AMH i follikelvätskan och även i serum hos kvinnor med PCOS kan visa på en positiv follikelmognad samt vara en markör för stimulansrespons. Slutsatsen är att studierna visar att AMH är en betydande klinisk markör som kan användas vid in vitro-behandlingar hos kvinnor med PCOS. / Background: Polycystic ovary syndrome (PCOS) is a genetic predisposition that is the leading cause of infertility and affects about 10 % of all women. The purpose of this essay was to get a research overview of the importance of AMH (Anti-Müllerian hormone) as a clinical marker in in-vitro treatments in women with PCOS. AMH is an important regulator of folliculogenesis in the ovaries and there is a well-known correlation between the level of AMH and number of antral follicles Method: The method used in this study was a research overview. Relevant articles were searched using PubMed. The search was limited to clinical studies with a focus related to the aim of the present study and published within the past five years. The result was 29 articles. Of these 5 clinical studies were selected based on the relevance to the aims of this study. The studies were of different study methodology. The focus of the studies was on research on AMH as a clinical marker and its effect on fertility in women with and without PCOS. Results: The studies showed a consistent result in that the AMH concentration in the follicle fluid and serum is significantly higher in women with PCOS compared to women with normal endocrine parameters. The results of the studies also showed that AMH is important in the choice of dominant follicles and that AMH serum and the number of fertilized oocytes in IVM (in vitro-maturation) are independent predictive factors for live births. The results also showed that AMH could be used to predict clinical pregnancy but was not a strong indicator of it. Conclusion: Intra follicular production of AMH has a significant role in the parameters that control the follicular environment in terms of follicle differentiation, development, and selection in in vitro treatments. High levels of AMH in the follicle fluid and in serum of women with PCOS may indicate a positive follicle maturation, The conclusion is that the studies showed that AMH is a significant clinical marker that can be applied to in vitro treatments in women with PCOS.

Depressionen gehören mit einer Prävalenz von 5-25% weltweit zu einer der am häufigsten vorkommenden psychischen Erkrankungen (Bromet et al., 2011) und zählen weiterhin zu einer der Hauptursachen von Erwerbsunfähigkeit (Bundespsychotherapeutenkammer, 2013). Zu den Hauptsymptomen der Depression gehören eine gedrückte Stimmung, Interessenlosigkeit und Antriebsstörung. Depressionen äußern sich häufig in körperlichen Symptomen wie Schlafstörungen, Gewichtsveränderungen und Kopfschmerzen (Fava & Kendler, 2000; American-Psychiatric-Association, 2013). Die bei depressiven Erkrankungen typischerweise vorkommenden Schlafstörungen beinhalten vermehrte Tagesmüdigkeit, Durchschlaf- und Einschlafstörungen sowie frühmorgendliches Erwachen. Diese Symptome könnten Ausdruck einer gestörten Wachheitsregulation (Arousalregulation) sein. Die Arousalregulation kann mittels einer Ruhe-EEG-Aufzeichnung klassifiziert werden (Loomis et al., 1937; Bente et al., 1964). Störungen der Arousalregulation bei unipolar depressiven Patienten gegenüber gesunden Kontrollen konnten in einer Anzahl von Studien gezeigt werden (Hegerl et al., 2012, Schmidt et al., 2016). Daher ist die Untersuchung der Arousalregulation in Verbindung mit Untersuchungen des schlafförderndes Neuropeptides Melanin-konzentrierendes Hormon (MCH) und Parametern der Schlaf-Wach-Regulation vielversprechend. In präklinischen Studien wurde vielfach ein Zusammenhang zwischen dem hypothalamischen MCH und depressionsähnlichen Verhaltensweisen gefunden und es wurden Behandlungsmöglichkeiten durch Veränderungen der MCH-Regulation angeregt (Chung, Parks, Lee & Civelli, 2011; Luppi et al., 2013). Diesbezüglich wurden MCH-Rezeptor-Antagonisten als potentielle Angriffspunkte neuer antidepressiver Medikamente untersucht und es konnte gezeigt werden, dass die Injektion von MCH einen depressiogenen Effekt hat, während die Antagonisierung von MCH durch Rezeptormodulation zu reduziertem depressivem Verhalten führte (Georgescu et al., 2005; Lagos et al., 2011; Borowsky et al., 2002; Roy et al., 2007). Die Rolle des MCH-Systems bezüglich der Regulation von affektiven Störungen im Menschen wurde bisher noch nicht untersucht. Das primäre Ziel dieser Arbeit ist, die Zusammenhänge zwischen depressiven Störungen, dem MCH und der Schlaf-Wach-Regulation zu untersuchen. In der vorliegenden Studie untersuchten wir die MCH Serumkonzentrationen bei 30 Patienten mit depressiver Symptomatik im Verlauf zu drei Messzeitpunkten: vor Beginn der Medikation (T1) und 2 (T2) und 4 Wochen (T3) nach Beginn der medikamentösen Therapie. Die MCH-Konzentrationen der 30 depressiven Patienten verglichen wir mit 30 für Alter (+/- 1 Jahr) und Geschlecht gematchten gesunden Kontrollprobanden, welche wir nur zu einem Zeitpunkt (T1) untersuchten. Der erste Messzeitpunkt für die Patienten umfasste jeweils die Abnahme einer Blutprobe, eine 15-minütige Ruhe-EEG Ableitung sowie die Erhebung verschiedener testpsychologischer Interviews und Fragebögen zur Beurteilung der Schwere der Depression und Schlafparameter. Die MCH-Serumkonzentrationen wurden mittels eines Fluoreszenzimmunoassays (FIA) bestimmt. Die Folgemessungen (T2 und T3) der depressiven Patienten bestanden aus Interviews und Fragebögen zur Erfassung der Depressionssymptomatik und Schlafparameter und einer Blutentnahme. Die MCH-Konzentrationen unterschieden sich zum Zeitpunkt der baseline Messung nicht signifikant zwischen unmedizierten Patienten und gesunden Kontrollen. In der Gruppe der Depressionspatienten, nahmen die Konzentrationen von T1 zu T3 signifikant ab. Post-hoc-Analysen zeigten, dass die Parameter Medikation und Geschlecht der depressiven Patienten bei den gefundenen Veränderungen der MCH-Konzentrationen eine wichtige Rolle spielen. Die MCH-Konzentrationen unterschieden sich signifikant in den Patienten, die mit Mirtazapin behandelt wurden, jedoch nicht in Patienten, die mit Escitalopram behandelt wurden und in weiblichen, aber nicht in männlichen Patienten. Die MCH-Konzentrationen zeigten hohe Korrelationen von T1 bis T3 innerhalb der Depressionspatienten und korrelierten signifikant mit den Schlafparametern in gesunden Kontrollen. Die Untersuchung der EEG-basierten Arousalregulation im Zusammenhang mit den MCH-Konzentrationen zeigte, dass die Patienten mit hohen MCH-Konzentrationen einen geringeren Anteil (%) des Vigilanzstadiums A1 aufweisen als Patienten mit niedrigen MCH-Konzentrationen. In der Gruppe der gesunden Kontrollen (hohes vs. niedriges MCH) zeigten die Probanden mit hohen MCH-Konzentrationen einen gerineren Anteil (%) der Substadium A2 und A3. Die Korrelationen der einzelnen Vigilanzstadien mit den MCH-Konzentrationen der untersuchten Gruppen fand eine signifikant negative Korrelation des Substadiums A1 in der Gruppe der depressiven Patienten, der Häufigkeit des Stadien- und Substadien-Wechsels mit den MCH-Konzentrationen in der Gruppe der depressiven Patienten. In der Gruppe der gesunden Kontrollen korrelierte das Substadium A2 negativ mit den MCH-Konzentrationen. Erstmalig konnte gezeigt werden, dass die MCH-Serumkonzentrationen in Depressionspatienten im Behandlungsverlauf mit antidepressiver Medikation signifikant abnehmen, während sich die MCH-Konzentrationen zwischen gesunden Kontrollen und unmedizierten depressiven Patienten nicht unterscheiden. Die Resultate deuten nicht auf Veränderung der peripheren MCH-Konzentrationen in Depressionspatienten hin, könnten jedoch depressionsbedingte Zustände (state properties) reflektieren, welche durch Schlaf, Medikation und Geschlecht reguliert werden können. Als Ursache für die Konzentrationsveränderungen des MCH ist eher der Effekt antidepressiver Medikation anzunehmen als Veränderungen in der Depressionsschwere, da die Gesamt-scores der Depressionsschwere nicht mit MCH-Konzentrationen der Patienten korrelierte. Des Weiteren unterschieden sich die MCH-Konzentrationen an keinem der drei Messzeitpunkte zwischen den Patienten, die auf die Behandlung ansprachen (respondern) und den Patienten, die nicht auf die Behandlung ansprachen (non-respondern). Die MCH-Konzentrationen der gesunden Kontrollen und depressiven Patienten (in denen die Depressionsschwere über die Zeit abnahm) dissoziierten eher, als dass sie sich annäherten (von T1 zu T3). Daher lässt sich vermuten, dass ein Zusammenhang zwischen der MCH-Expression und der antidepressiven Medikation besteht und eine Modulation der adrenergen und serotonergen Transmission existiert. Diese Annahme wird gestützt durch die Veränderungen der MCH-Konzentrationen innerhalb der Patienten, die mit Mirtazapin behandelt wurden. Die MCH-Konzentrationen nahmen in der Mirtazapin-Gruppe im Verlauf signifikant ab, während die Veränderungen in der Escitalopram-Gruppe nicht signifikant waren, obwohl diese aus mehr Patenten bestand. Dieser mutmaßliche Effekt des noradrenergen und serotonergen Antidepressivums Mirtazapin ist möglicherweise seinen schlaffördernden Eigenschaften zuzuschreiben (Winokur et al., 2003). Unterstützt durch die Feststellung, dass Noradrenalin MCH-Neurone hyperpolarisiert (Bayer et al., 2005), deuten unsere Resultate auf eine potentiell durch Mirtazapin vermittelte Blockade von Noradrenalinrezeptoren hin, die wiederum die Feuerungsrate von MCH-Neuronen und damit die Freisetzung von MCH vermindert. Nach Aufteilung der Depressionspatienten nach Geschlecht, zeigten sich signifikante MCH-Veränderungen im Behandlungsverlauf in weiblichen, aber nicht in männlichen Patienten. Eine präklinische Studie, die Geschlechterunterschiede untersuchte, konnte zeigen, dass die Inaktivierung des MCH1R zu antidepressivem Verhalten in weiblichen, aber nicht in männlichen Mäusen führte, während sowohl männliche als auch weibliche knockout Mäuse ähnliches angstlösendes Verhalten zeigen (Roy et al., 2007). Depressive Erkrankungen stellen einen ernsten Risikofaktor der Gesundheit für Frauen dar, mit einer zweifach höheren Lebenszeitprävalenz, als bei Männern (Sloan und Kornstein, 2003, Simonds und Whiffen, 2003). Der MCH-Rezeptor als Zielstruktur könnte neue Therapieoption depressiver Störungen bieten mit einer potentiell höheren Wirksamkeit bei Frauen. Die Ergebnisse deuten auf einen Zusammenhang zwischen der EEG-basierten Arousalregulation und den MCH-Konzentrationen hin. Da das MCH mit schlaffördernden Eigenschaften assoziiert ist (Übersichtsartikel: Torterolo et al., 2011; Monti et al., 2013; Konadhode et al., 2015) und maximale MCH-Konzentrationen im Menschen während der Einschlafphase gemessen wurden (Blouin et al., 2013), kann man die gefundenen Zusammenhänge unserer Messergebnisse als übereinstimmend mit den Ergebnissen aus der Literatur betrachten. Auch Ergebnisse aus präklinischen Studien lassen vermuten, dass das MCH an der Modulation von Vigilanzsstadien (Wachheit, REM- und NREM-Schlaf) beteiligt ist (Kilduff & De Lecea 2001; Modirrousta, Mainville, & Jones, 2005; Van Den Pol, Acuna-Goycolea, Clark, & Ghosh, 2004; Verret et al., 2003). Unsere Ergebnisse sprechen gegen eine im Serum messbare Abweichung der MCH-Regulation in Depressionspatienten, deuten jedoch auf depressionsbedingte Zustände hin, welche durch Schlaf, Medikation und Geschlecht reguliert werden. Weitere Forschung mit größeren Stichproben und einer Untersuchung der MCH-Konzentration im CSF depressiver Patienten ist notwendig, um den Zusammenhang zwischen dem MCH und der unipolaren Depression genauer zu charakterisieren.:Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 2 1 Einführung 4 1.1 Depressionen und Symptomatik 4 1.2 Melanin-konzentrierendes Hormon (MCH) und Depression 5 1.3 Die Rolle von MCH in der Schlaf-Wach-Regulation und Depression 7 2 Ziel der Arbeit 9 3 Methoden 10 3.1 EEG-basierte Arousalregulation 11 4 Ergebnisse 17 4.1 MCH-Konzentrationen bei MDD Patienten und gesunden Kontrollen 17 4.1.1 MCH Konzentrationen im Verlauf 17 4.1.2 MCH-Konzentrationen und subjektive Schlafparameter 17 4.2 EEG-basierte Vigilanzregulation 17 5 Originalarbeit 21 6 Diskussion 29 Zusammenfassung der Arbeit 35 Literaturverzeichnis 40 Anlagen 50 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 68 Lebenslauf 69 Danksagung 71

In den nächsten Jahren wird weltweit ein starker Anstieg des Anteils Übergewichtiger an der Bevölkerung zu verzeichnen sein. Daraus resultiert auch ein Anstieg der Adipositas assoziierten Krankheiten und der damit verbundenen medizinischen und volkswirtschaftlichen Konsequenzen. Im Hinblick darauf sind Untersuchungen zur Klärung der Regulation des Körpergewichtes und der Entstehung von Übergewicht von grundlegender Bedeutung. Die vorliegende Promotionsarbeit liefert einen Beitrag zur Erforschung dieser Regulationsmechanismen des Körpergewichts, die aus einem komplexen Netzwerk hormoneller Signalwege bestehen. Dem Peptidhormon Obestatin, das wahrscheinlich an den Rezeptor GPR39 bindet, wurde eine gewichtsreduzierende Wirkung zugeschrieben. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, die Wirkungsweise dieses Hormons in Bezug auf die Proliferation und die Differenzierung im (Prä-)Adipozytenmodell 3T3-L1 näher zu untersuchen. Der Einfluss von Obestatin in Abhängigkeit von seiner Konzentration auf diese murinen, embryonalen Zellen wurde zum einen mittels colorimetrischem Proliferationstest untersucht. Zum anderen wurde die Aktivität der MAP-Kinase ERK1/2, Schlüsselenym der Zellproliferation und Zelldifferenzierung, während der Proliferation mittels in situ ELISA und SDS-Page/Western Blot bestimmt. Der Einfluss von Obestatin auf die Differenzierung der 3T3-L1 Zellen wurde anhand ihres Differenzierungsgrad mit Hilfe des lipophilen Farbstoffes AdipoRed evaluiert. Darüberhinaus erfolgte mittels quantitativer PCR die Bestimmung der Expression des Obestatinrezeptor-Gens GPR39 in humanem Fettgewebe. Ausgehend von der Annahme, dass durch eine autogene Regulation die Rezeptorenanzahl in Abhängigkeit vom Körpergewicht variiert wird, wurde der statistische Zusammenhang zwischen der Expression des hGPR39-Rezeptor-Gens und dem Alter bzw. Body-Mass-Index von Patienten untersucht, denen Proben von viszeralem oder subkutanem Fett entnommen wurden. In Zusammenschau aller Versuchsergebnisse, die in dieser Dissertationsarbeit erzielt wurden, kann davon ausgegangen werden, dass das hier verwendete Obestatin insgesamt keinen Effekt auf das Adipozytenmodell 3T3-L1 besitzt, weil ein Substrat verwendet wurde, das wohl eine zu geringe Konzentration des Hormons Obestatin enthielt. Durch neue Forschungsergebnisse anderer Arbeitsgruppen muss vermutet werden, dass der tatsächliche Anteil von Obestatin in nicht speziell aufbereiteten Substraten zu gering ist, um mit den angewendeten Nachweisverfahren signifikante Effekte zu erzielen. Bei den Untersuchungen eines Zusammenhangs zwischen der Expression des hGPR39-Gens und dem BMI wurden die Ergebnisse der 12 Proben mithilfe der univarianten Varianzanalyse (SPSS) statistisch geprüft. Ohne Beachtung eines Ausreißer-Messwertes konnte dabei ein nahezu signifikanter, positiv linearer Zusammenhang zwischen der normierten Kopienzahl des Rezeptor-Gens und dem BMI gezeigt werden. Sollte durch zusätzliche Experimente dieser Zusammenhang Signifikanz erlangen, schiene es denkbar, dass Obestatin nicht – wie bisher angenommen – eine Verminderung der Gewichtszunahme bewirkt, sondern möglicherweise den adipösen Phänotyp und die damit verbundenen Begleit- und Folgekrankheiten befördert.

Die kardialen Hormone Atriales (ANP) und B-Typ (BNP) Natriuretisches Peptid üben bekannte renale und kardiovaskuläre Effekte aus, welche durch ihren gemeinsamen, cGMP-bildenden Guanylatzyklase-Rezeptor A (GC-A) vermittelt werden. Diese Effekte sind entscheidend an der physiologischen Aufrechterhaltung des arteriellen Blutdrucks sowie des intravaskulären Blutvolumens beteiligt. Darüber hinaus zeigen aktuelle Studien, dass NPs die Mobilisierung von Fettsäuren aus dem Fettgewebe und deren Oxidation durch die Skelettmuskulatur steigern sowie die Thermogenese in braunem und weißem Fettgewebe aktivieren können. Dadurch können NPs den Energieverbrauch erhöhen und die Insulinsensitivität verbessern. Desweiteren ist Übergewicht mit einer gestörten NP/GC-A/cGMP-Signalübertragung verbunden, die möglicherweise zur Entwicklung von Diabetes Typ 2 und dessen kardio-metabolischen Folgeerkrankungen beiträgt. In vitro stimuliert synthetisches ANP über GC-A die Glukose-stimulierte Insulinsekretion aus kultivierten pankreatischen Inseln und die β-Zellproliferation. Die Bedeutung für die systemische Insulin/Glukosehomöostase in vivo ist jedoch unklar. Um zu untersuchen, ob die endogenen Herzhormone die sekretorische Funktion und/oder die Proliferation von β-Zellen unter (patho)physiologischen Bedingungen in vivo modulieren, haben wir ein neues genetisches Mausmodell mit selektiver Deletion des GC-A-Rezeptors in β-Zellen (ß GC-A KO) generiert. In kultivierten Inseln von β GC-A KO-Mäusen waren die insulinotropen und proliferativen Effekte von ANP aufgehoben. Übereinstimmend damit führte die Infusion von BNP bei Kontroll-Tieren in vivo zu leicht erhöhten basalen Plasma-Insulinspiegeln und verbesserter Glukose-induzierter Insulinsekretion. Dieser Effekt von exogenem BNP konnte bei β GC-A KO-Mäusen nicht beobachtet werden, was die effiziente Deletion des GC-A-Rezeptors in β-Zellen bestätigt. Interessanterweise hatte die Ablation des GC-A-Rezeptors auf ß-Zellen unter basalen Bedingungen keinen Einfluss auf physiologische und metabolische Parameter in vivo. Sowohl männliche als auch weibliche ß GC-A KO-Tiere zeigten keine Unterschiede in der basalen Insulin- und Glukosehomöostase, da sie ähnliche Nüchtern-Blutzucker- und Insulinspiegel (nach Fasten über Nacht) aufwiesen wie die Kontroll-Mäuse. Allerdings zeigten die mit HFD gefütterten β GC-A KO-Tiere frühzeitiger Glukose-Intoleranz sowie eine verminderte adaptive β-Zellproliferation. Abgesehen davon war das konsistenteste Ergebnis der in vivo-Studien der geschlechtsabhängige Unterschied in der Auswirkung der ß-Zellspezifischen GC-A-Deletion auf die Glukose-stimulierte Insulinsekretion. Weibliche, aber nicht männliche ß GC-A KO-Mäuse zeigten erhöhte Nüchtern-Insulinspiegel und eine signifikant erhöhte Glukose-stimulierte Insulinsekretion, was zu einer deutlich verbesserten Glukosetoleranz führte. Der postulierte und untersuchte Mechanismus beinhaltet eine Interaktion von Östrogenen und NPs, welche die Expression des mitochondrialen Uncoupling Protein 2 beeinflussen. Diese Arbeit erweitert das derzeitige Wissen über die metabolischen Effekte des NP/GC-A-Systems. Insbesondere zeigen die Ergebnisse, dass Natriuretische Peptide zu einer gesteigerten ß-Zellfunktion und Vitalität in frühen Stadien eines erhöhten Insulinbedarfs, d.h. bei Diabetes Typ 2, beitragen. Da die Studien eine wesentliche Rolle dieser kardialen Hormone im endokrinen Pankreas aufdecken, ist es umso wichtiger die pleiotropen Eigenschaften von NPs und ihre möglichen therapeutischen Anwendungen bei kardio-metabolischen Erkrankungen weiter zu untersuchen. / The cardiac hormones atrial (ANP) and B-type (BNP) natriuretic peptide exert well-known renal and cardiovascular actions which are mediated by their shared cGMP-forming guanylyl cyclase A receptor (GC-A). These actions are critically involved in the physiological maintenance of arterial blood pressure and intravascular volume homeostasis. In addition, recent studies indicate that NPs can increase fatty acid mobilization from adipose tissue and their oxidation by skeletal muscles and activate a thermogenic program in brown and white fat. Thereby NPs increase energy expenditure and improve insulin sensitivity. Moreover, obesity is associated with impaired NP/GC-A/cGMP signaling, which possibly contributes to the development of type 2 diabetes and its cardiometabolic complications. In vitro, synthetic ANP, via GC-A, stimulates glucose-dependent insulin release from cultured pancreatic islets and β-cell proliferation. However, the relevance for systemic insulin/glucose homeostasis in vivo is not known. To dissect whether the endogenous cardiac hormones modulate the secretory function and/or proliferation of β-cells under (patho)physiological conditions in vivo, here we generated a novel genetic mouse model with selective disruption of the GC-A receptor in β-cells (ß GC-A KO). In vitro, the insulinotropic and proliferative actions of ANP were abolished in islets isolated from β GC-A KO mice. Concordantly, in vivo, infusion of BNP mildly enhanced baseline plasma insulin levels and glucose-induced insulin secretion in control mice. This effect of exogenous BNP was abolished in β GC-A KO mice, corroborating the efficient inactivation of the GC-A receptor in β-cells. Interestingly, the ablation of the GC-A receptor under basal conditions had no effect on physiological and metabolic parameters in vivo. Both male and female ß GC-A KO animals showed no differences in basal insulin and glucose homeostasis, as they have similar fasting blood glucose and insulin levels (after overnight fasting) as the control mice. However, HFD-fed β GC-A KO animals had accelerated glucose intolerance and diminished adaptative β-cell proliferation. Apart from that, the most consistent result of the in vivo studies was the gender dependent difference in the impact of ß-cell GC-A deletion on glucose-stimulated insulin secretion. Female, but not male, ß GC-A KO mice showed enhanced fasted insulin levels and a markedly enhanced glucose-stimulated insulin secretion resulting in a distinctly improved glucose tolerance. The postulated and investigated mechanism involves an interaction of estrogens and NPs affecting expression levels of mitochondrial uncoupling protein 2. This thesis extends the current knowledge of the metabolic actions of the NP/GC-A system. Specifically the results indicate that natriuretic peptides contribute to enhanced ß-cell function and vitality during early stages of increased insulin demand, i.e. in type 2 diabetes. Since the studies show an essential role of these cardiac hormones in the endocrine pancreas, it becomes even more important to further investigate the pleiotropic actions of NPs and their potential therapeutic applications in cardio-metabolic diseases.

Syftet med det här arbetet var att undersöka en eventuell koppling mellan subklinisk hypotyreos och depression. De hypoteser som prövas är: ”Värdet för tyreoideastimulerande hormon (TSH) kan användas som markör för depression” samt ”Värdet för antikroppar mot tyreoperoxidas (TPOAk) kan användas som markör för depression”. Metoden som använts är en litteraturstudie. Vetenskapliga artiklar publicerade 2012 och framåt som möter inklusionkriterierna har använts. Dessa kriterier var att artiklarna skulle vara orginalstudier, vetenskapligt granskade, mäta nivåer av TSH och TPOAk i serum samt undersöka sambandet mellan hypotyreos och depression genom att titta på serumnivåer av TSH och TPOAk. Studierna skulle ej vara utförda på djur. Resultatet visar att fyra av sju artiklar påvisar ett positivt samband mellan hypotyreos och depression. Det visar även att tre artiklar kunde påvisa ett positivt samband mellan TSH och depression och tre artiklar kunde påvisa ett positivt samband mellan TPOAk och depression. Slutsatsen är att det verkar finnas ett samband mellan subklinisk hypotyreos och depression samt att TSH och TPOAk inte enskilt utgör markörer för depression men det sammantagna värdet av dem bör kunna ge en indikation på om det finns ett samband eller inte. / The aim of this study was to investigate a possible link between subclinical hypothyroidism and depression. The hypotheses that where being tested are: "the level of thyroid stimulating hormone (TSH) can be used as a marker for depression" and "the level of thyroperoxidase antibodies (TPOAb) can be used as a marker for depression". The method used is a literature review. Scientific articles published in 2012 and forward meeting the criteria for inclusion have been used. These criteria were that the articles would be original, peer-reviewed studies, measuring levels of TSH and TPOAb in serum and examine the link between hypothyroidism and depression by looking at serum levels of TSH and TPOAb. The studies should not be conducted on animals. The results show that four out of seven articles indicate a positive association between hypothyroidism and depression. It also shows that three articles were able to demonstrate a positive association between the TSH and depression and three articles were able to demonstrate a positive association between TPOAb and depression. The conclusion is that there appears to be a link between subclinical hypothyroidism and depression and that the levels of TSH and of TPOAb do not individually represent markers of depression but the overall value of them should be able to give an indication of whether there is a connection or not.