The recently discovered human DREAM complex (for DP, RB-like, E2F and MuvB complex) is a chromatin-associated pocket protein complex involved in cell cycle- dependent gene expression. DREAM consists of five core subunits and forms a complex either with the pocket protein p130 and the transcription factor E2F4 to repress gene expression or with the transcription factors B-MYB and FOXM1 to promote gene expression. Gas2l3 was recently identified by our group as a novel DREAM target gene. Subsequent characterization in human cell lines revealed that GAS2L3 is a microtubule and F-actin cross-linking protein, expressed in G2/M, plays a role in cytokinesis, and is important for chromosomal stability. The aim of the first part of the study was to analyze how expression of GAS2L3 is regulated by DREAM and to provide a better understanding of the function of GAS2L3 in mitosis and cytokinesis. ChIP assays revealed that the repressive and the activating form of DREAM bind to the GAS2L3 promoter. RNA interference (RNAi) mediated GAS2L3 depletion demonstrated the requirement of GAS2L3 for proper cleavage furrow ingression in cytokinesis. Immunofluorescence-based localization studies showed a localization of GAS2L3 at the mitotic spindle in mitosis and at the midbody in cytokinesis. Additional experiments demonstrated that the GAS2L3 GAR domain, a putative microtubule- binding domain, is responsible for GAS2L3 localization to the constriction zones in cytokinesis suggesting a function for GAS2L3 in the abscission process. DREAM is known to promote G2/M gene expression. DREAM target genes include several mitotic kinesins and mitotic microtubule-associated proteins (mitotic MAPs). However, it is not clear to what extent DREAM regulates mitotic kinesins and MAPs, so far. Furthermore, a comprehensive study of mitotic kinesin expression in cancer cell lines is still missing. Therefore, the second major aim of the thesis was to characterize the regulation of mitotic kinesins and MAPs by DREAM, to investigate the expression of mitotic kinesins in cancer cell line panels and to evaluate them as possible anti-cancer targets. ChIP assays together with RNAi mediated DREAM subunit depletion experiments demonstrated that DREAM is a master regulator of mitotic kinesins. Furthermore, expression analyses in a panel of breast and lung cancer cell lines revealed that mitotic kinesins are up-regulated in the majority of cancer cell lines in contrast to non-transformed controls. Finally, an inducible lentiviral-based shRNA system was developed to effectively deplete mitotic kinesins. Depletion of selected mitotic kinesins resulted in cytokinesis failures and strong anti-proliferative effects in several human cancer cell lines. Thus, this system will provide a robust tool for future investigation of mitotic kinesin function in cancer cells. / Der vor kurzem entdeckte humane DREAM Komplex (für DP,RB ähnlich, E2F und MuvB Komplex) ist ein Chromatin bindender Pocket-Protein-Komplex involviert in Zellzyklusphase abhängiger Genregulation. DREAM besteht aus fünf Kernproteinen, die entweder zusammen mit dem Pocket-Protein p130 und dem Transkriptionsfaktor E2F4 die Genexpression reprimieren oder zusammen mit den Transkriptionsfaktoren B-MYB und FOXM1 die Genexpression fördern. GAS2L3 wurde vor kurzem als neues Zielgen des DREAM Komplexes identifiziert. Eine anschließende Charakterisierung in humanen Zelllinien offenbarte, dass GAS2L3 in der Lage ist, das F-Aktin und das Mikrotubuli Cytoskelett zu binden und zu vernetzen. Außerdem ist GAS2L3 speziell während der G2/M Phase exprimiert, spielt eine Rolle in der Cytokinese und ist wichtig für die genomische Integrität. Der erste Teil der Arbeit hatte zum Ziel zu ergründen in welcher Art und Weise DREAM GAS2L3 reguliert. Außerdem sollte das Verständnis der Rolle von GAS2L3 in der Cytokinese erweitert werden. Hierzu durchgeführte ChIP Analysen zeigten, dass sowohl der reprimierende als auch der aktivierende DREAM Komplex an den Promoter von GAS2L3 bindet. Experimente, in denen GAS2L3 durch RNA-Interferenz (RNAi) depletiert wurde, demonstrierten, dass GAS2L3 in der Cytokinese am Prozess der Einschnürung der Teilungsfurche beteiligt ist. Anschließende auf Immunfluoreszenzmikroskopie basierende Lokalisationsstudien zeigten, dass GAS2L3 an der mitotischen Spindel in der Mitose und am Midbody in der Cytokinese lokalisiert ist. Weiterführende Studien zeigten, dass die GAR Domäne von GAS2L3, eine mutmaßliche Mikrotubuli- Bindedomäne, für die Lokalisierung von GAS2L3 in der für die Abszission wichtigen Konstriktionszone verantwortlich ist. Dieses Ergebnis lässt vermuten, dass GAS2L3 eine Rolle in diesem Prozess spielt. Der DREAM Komplex ist bekannt dafür G2/M Genexpression zu fördern. G2/M Zielgene des Komplexes sind unter anderem mehrere mitotische Kinesine und mitotische Mikrotubuli-Bindeproteine. Bisher ist die Art und Weise und das Ausmaß der Regulierung dieser Proteingruppen durch DREAM aber nur ungenügend untersucht worden. Des Weiteren fehlt bisher eine umfassende Charakterisierung der Expression von mitotischen Kinesinen in Krebszellen. Deswegen befasste sich der zweite Teil der Arbeit mit der Charakterisierung der Regulation von mitotischen Kinesinen und Mikrotubuli-Bindeproteinen durch DREAM, untersuchte die Expression dieser beiden Proteingruppen in Krebszelllinien und evaluierte diese anschließend als potentielle Ziele für die Krebstherapie. Eine Kombination aus ChIP Analysen und RNAi Experimenten zeigte, dass DREAM eine zentrale Rolle in der Regulierung von mitotischen Kinesinen spielt. Expressions- analysen deckten auf, dass mitotische Kinesine in der Mehrheit der Krebszelllinien hochreguliert sind im Gegensatz zu den nicht entarteten Kontrollzelllinien. Schließlich wurde ein auf Lentiviren basierendes induzierbares shRNA System etabliert, welches mitotische Kinesine effektiv herunterregulieren konnte. Depletion ausgewählter mitotischer Kinesine führte zu Fehlern in der Cytokinese und hatte starke Auswirkungen auf das Wachstumsverhalten von mehreren Krebszelllinien. Aufgrund dieser Erkenntnisse wird das lentivirale System eine solide Ausgangsbasis für zukünftige Untersuchungen von mitotischen Kinesinen in Krebszellen bilden.

Ziel der Arbeit war die Untersuchung eines möglichen Zusammenhangs zwischen Lebensqualität bzw. sozialer Unterstützung und dem Bedürfnis nach bzw. der Inanspruchnahme von psychosozialer Unterstützung bei Tumorpatienten. Die Datenerhebung erfolgte im Rahmen einer deutschlandweiten Multicenterstudie am Studienstandort Würzburg. Eingeschlossen wurden 128 Patienten mit Melanom, gynäkologischen und gastrointestinalen Tumoren. Die Studiendaten wurden mittels Fragebögen erhoben. Hierzu zählten der SF-12-Fragebogen zur Lebensqualität, der SSUK-8-Fragebogen zur sozialen Unterstützung und jeweils ein Fragebogen zum Bedürfnis und zur Inanspruchnahme psychosozialer Unterstützung. Ein Zusammenhang ergab sich zwischen psychischer Lebensqualität und dem Bedürfnis nach psychosozialer Unterstützung. Patienten, die ein Bedürfnis nach psychosozialer Unterstützung äußerten, wiesen eine signifikant niedrigere psychische Lebensqualität auf. Ebenso konnte ein Zusammenhang zwischen der Inanspruchnahme psychosozialer Unterstützung und der Lebensqualität gesehen werden. Patienten, die psychosoziale Unterstützungsangebote in Anspruch genommen hatten, wiesen eine niedrigere körperliche und psychische Lebensqualität auf. Es konnten keine Zusammenhänge zwischen positiver sozialer Unterstützung und dem Bedürfnis nach bzw. der Inanspruchnahme von psychosozialer Unterstützung gesehen werden. / The aim of this paper was to investigate a possible correlation between quality of life and social support and the need for and the utilization of psychosocial support in tumor patients. The data were collected as part of a Germany-wide multicentre study. The data were collected in Würzburg. Included were 128 patients with melanoma, gynecological and gastrointestinal tumors. The study data were collected by questionnaires. These included the SF-12 quality of life questionnaire, the SSUK-8 social support questionnaire and a questionnaire on the need for and the utilization of psychosocial support. There was a correlation between mental quality of life and the need for psychosocial support. Patients who expressed a need for psychosocial support had a significantly lower mental quality of life. We also found a connection between the utilization of psychosocial support and the health-related quality of life. Patients who had used psychosocial support services had a lower physical and mental quality of life. No correlation could be found between positive social support and the need for or the utilization of psychosocial support.

Onkologische Patienten sowie klinische Forscher zeigen zunehmendes Interesse an Yogainterventionen als komplementäres Therapieverfahren zur Behandlung psychischer und körperlicher Beschwerden. Kurzzeitige Effekte von Yogatherapien auf die häufig krebsassoziierten Symptome Angst, Depressivität und Fatigue wurden in zahlreichen Studien untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen legen nahe, dass Tumorpatienten unmittelbar nach einer Yogaintervention eine Verbesserung der genannten Symptome erleben. Allerdings ist bisher unzureichend untersucht, ob ein Rückgang von Angst, Depressivität und Fatigue langfristig besteht. Ziel der Studie war es daher, nachhaltige Veränderungen von Angst, Depressivität und Fatigue bei Tumorpatienten im Rahmen einer achtwöchigen Yogaintervention zu untersuchen. Wir nahmen an, dass Angst, Depressivität und Fatigue sechs Monate nach einer Yogaintervention genauso niedrig wie unmittelbar nach der Intervention sind und sich signifikant von den Ausgangswerten vor der Intervention unterscheiden. Außerdem sollte untersucht werden, wie viele Teilnehmer die Yogapraxis nach einer Yogaintervention fortführen und ob sich dies auf die Zielparameter auswirkt. Durch eine klinische Studie im Prä-Post-Design wurden die Hypothesen geprüft. Dazu wurden Daten von 58 Teilnehmern mit unterschiedlichen Tumorerkrankungen vor, unmittelbar nach und sechs Monate nach einer achtwöchigen Gentle Hatha- Yogaintervention mittels standardisierter psychologischer Fragebögen gesammelt. Die Mehrheit der Studienteilnehmer war weiblich (90%) und wies anamnestisch eine Mammakarzinom-Erkrankung auf (55%). Die Ergebnisse legen nahe, dass Angst und Fatigue zwischen Interventionsende und sechs Monaten später leicht zunahmen, wohingegen depressive Symptome stabil blieben. Im Vergleich zu den Ausgangswerten vor der Intervention waren Angst, Depressivität und Fatigue sechs Monate nach Interventionsende signifikant reduziert. Ein halbes Jahr nach Beendigung der Yogaintervention gaben 69% der Teilnehmer an, weiterhin Yoga zu praktizieren. Befragungen zeigten, dass die Teilnehmer subjektiv von der Yogapraxis profitierten. Die fortgeführte Yogapraxis stand jedoch nicht mit der Ausprägung von Angst, Depressivität und Fatigue zum Follow-up-Zeitpunkt in Zusammenhang. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Tumorpatienten langfristig von einer Verbesserung von Angst, Depressivität und Fatigue im Rahmen einer Yogatherapie profitieren könnten. Ein kausaler Zusammenhang zwischen Yogatherapie und der gefundenen Verbesserung sechs Monate nach Therapieende konnte jedoch durch die fehlende Kontrollbedingung nicht belegt werden. In Zukunft sollten große randomisierte kontrollierte Studien die vermutete Kausalität untersuchen. / Background: Symptoms of anxiety, depression and cancer-related fatigue are commonly associated with cancer. Cancer patients increasingly use complementary and alternative treatments, such as yoga, to cope with psychological and physical impairments. In the present work, long-term changes of anxiety, depression and fatigue in cancer are examined six month after a yoga intervention. Method: We used an observational design based on a randomized controlled study in cancer patients with mixed diagnoses to evaluate long-term changes of symptoms of anxiety, depression and fatigue six month after the end of yoga therapy. We measured anxiety symptoms with the General Anxiety Disorder scale (GAD-7), depressive symptoms with the Patient Health Questionnaire-2 (PHQ-2) and fatigue with the European Organization for Research and Treatment in Cancer Fatigue Scale (EORTC- QLQ-FA13). The yoga therapy was delivered in weekly sessions of 60 minutes each for 8 weeks. The exercises provided contained both body and breathing exercises as well as meditations. Results: A total of 58 patients participated in the study. Six month after the end of yoga therapy, symptoms of anxiety, depression and fatigue were significantly reduced compared to baseline. However, symptoms of anxiety and fatigue slightly increased during the follow-up period, whereas symptoms of depression remained stable. Conclusion: Our results are promising and support the integration of yoga interventions in supportive cancer treatment concepts, but should be confirmed by randomized controlled trials. Long-term effects of yoga therapy on cancer patients should be the subject of further research.

Zugl.: Heidelberg, Univ., Habil.-Schr., 2008

published_or_final_version / abstract / toc / Molecular Biology / Master / Master of Philosophy

Genetic mapping of pDS15 revealed that this cosmid clone carries the Sinorhizobium meliloti TCA cycle genes mdh, sucCDAB, sdhAB and part of lpdA. Three genes (mdh, sucC , and sucA) were completely sequenced and submitted to GenBank. The nucleotide and amino acid sequences of the TCA cycle genes encoded on pDS15 were aligned and found to be highly homologous with other closely related rhizobial species. S. meliloti cells grown in LBmc express the mdh-sucCDAB operon as one transcript, based on RT-PCR results. Alternative sigma factor sigma54 was not found to have a role in mdh-sucCDAB expression. Despite considerable effort, we have not been able to isolate sucA mutants via random transposon Tn5tac1 mutagenesis to date. Homologous recombination between a plasmid-borne sucA::Tn5 and wild-type S. meliloti sucA failed to generate a bona fide mutant, as revealed by Southern blot analysis. Plasmid pDS15 was mutagenized with transposons Tn5, Tn5tac1, and Tn5-B20. Three Tn5-B20 insertions were mapped to mdh, sucD, and sucA respectively, and preliminary gene expression studies were done.

A comparative survey of the maximum catalytic activities in vitro of 2-oxoglutarate dehydrogenase and pyruvate dehydrogenase in muscles throughout the animal kingdom was carried out. Knowledge of the quantitative nature of the TCA cycle enabled the physiological function and metabolic characteristics of these muscles to be discussed in detail (Chapters Four and Five).

Resveratrol is reported to possess chemotherapeutic properties in several cancers. In this study, we wanted to investigate the molecular mechanisms of resveratrol-induced cell cycle arrest and apoptosis as well as the impact of resveratrol on NAMPT and SIRT1 protein function and asked whether there are differences in hepatocarcinoma cells (HepG2, Hep3B cells) and non-cancerous primary human hepatocytes. We found a lower basal NAMPT mRNA and protein expression in hepatocarcinoma cells compared to primary hepatocytes. In contrast, SIRT1 was significantly higher expressed in hepatocarcinoma cells than in primary hepatocytes. Resveratrol induced cell cycle arrest in the S- and G2/M- phase and apoptosis was mediated by activation of p53 and caspase-3 in HepG2 cells. In contrast to primary hepatocytes, resveratrol treated HepG2 cells showed a reduction of NAMPT enzymatic activity and increased p53 acetylation (K382). Resveratrol induced NAMPT release from HepG2 cells which was associated with increased NAMPT mRNA expression. This effect was absent in primary hepatocytes where resveratrol was shown to function as NAMPT and SIRT1 activator. SIRT1 inhibition by EX527 resembled resveratrol effects on HepG2 cells. Furthermore, a SIRT1 overexpression significantly decreased both p53 hyperacetylation and resveratrol-induced NAMPT release as well as S-phase arrest in HepG2 cells. We could show that NAMPT and SIRT1 are differentially regulated by resveratrol in hepatocarcinoma cells and primary hepatocytes and that resveratrol did not act as a SIRT1 activator in hepatocarcinoma cells.

Zugl.: München, Techn. Univ., Diss., 2007

Univ., Diss.--Göttingen, 1993.