In dieser Studie wurden nicht-integrative Vektorkonstrukte zur Reprogrammierung von zwei menschlichen Zelllinien (HFF1, HUVEC) verwendet, um integrations-freie, episomal generierte iPSC Zelllinien (E-iPSCs) zu generieren. Darüber hinaus wurden diese iPSCs zu sogenannten Leberzell-ähnlichen Zellen (HLCs) differenziert. Hierzu konnten die verschiedenen Stufen der Hepatogenese und die potentielle Reifung zu Leberzellen untersucht sowie mit fötalen und ausgereiften menschlichen Leberzellen verglichen werden. Diese Studie konnte Gen-regulierende Netzwerke aufdecken, welche eine pi-potentiale Vorläuferpopulation in den HLCs präsentieren. Zusätzlich deckte das Transkriptions-Profil auf, dass die iPSC-generierten HLCs unreif und ähnlicher den fötalen Leberzellen sind. Dennoch weisen die HLCs typische funktionelle Charakteristika von Leberzellen auf, z.B. Glykogen-Einlagerung, Aufnahme und Abgabe von Substanzen wie ICG und CDFDA, Sekretierung von Gallensäure und Harnstoff. Zusätzlich konnten typische Leber-Strukturen wie Gallenkanälchen mit Mikrovilli, Fettspeicherung und sogenannte tight junctions, Verbindungsgänge zwischen den Zellen nachgewiesen werden. Um die potentielle Reifung dieser HLCs voranzutreiben, wurde eine Langzeit-Kultivierung von HUVEC-iPSC-generierten HLCs durchgeführt. Dies sollte zugleich zeigen, ob die HLCs länger kultiviert und gleichzeitig reifen können. Ein zweiter Teil dieser Studie befasst sich mit der Generierung von endodermalen Vorläuferzellen (EPs). Es wurden HFF1-iPSCs zu EPs differenziert um die endodermale Entwicklung vor der Entstehung der Gallenwege und des Hepatoblasten zu untersuchen. Die EPs zeigen Merkmale dafür, dass sie sowohl in Hepatozyten, Cholangozyten und auch Pankreaszellen differenziert werden können. Mit Hilfe dieser multipotenten EPs könnte es möglich sein die endodermale Entwicklung des Darmes, der Lunge, Leber, Gallengänge und Gallenblase sowie der Bauchspeicheldrüse näher zu untersuchen. / This project generated and characterized integration-free, episomal-derived induced pluripotent stem cell lines (E-iPSCs) from human somatic cell lines of different origins. Two different somatic cell lines were used, the human fetal fibroblast cell line HFF1 and human umbilical vein endothelial cell line HUVEC. Both were reprogrammed into integration-free iPSCs and were comparable amongst themselves and to human embryonic stem cells, the gold standard of pluripotent stem cells. Furthermore, the iPSCs with different genetic background were differentiated to hepatocyte-like cells (HLCs). With the use of iPSC-derived hepatocytes different stages during hepatogenesis and the potential of maturation could be analyzed as well as compared to fetal liver and primary human hepatocytes (PHH). This study could uncover gene regulatory networks which presence bipotential progenitor populations in HLCs. Additionally, comparable transcriptome profile analyses revealed that the iPSC-derived HLCs are immature and more similar to fetal liver. However, the HLCs hold typical functionality characteristics of hepatocyte, e.g. glycogen storage, uptake and release of ICG and CDFDA, bile acid and urea secretion. Furthermore, typical structures of hepatocytes such as bile canaliculi with microvilli, lipid storage and tight junctions are visible. In order to analyze the maturation potential of HLCs a long-term culture experiment was performed using HUVEC-iPSC-derived HLCs which implies the possibility for long-term culture of HLCs while increasing maturation. Additionally, HFF1-derived iPSCs were differentiated to endodermal progenitors (EPs) to analyze the endodermal development before biliary tree and hepatoblast which can give rise to hepatocytes, cholangiocytes and pancreatic cells. The multipotent EPs hold a great potential to analyze the endodermal development of intestine, lung, liver, bile duct and gallbladder, as well as pancreas.

Einer der Gründe für das Scheitern derzeitiger Behandlungsmethoden beim Brustkrebs ist die Resistenz gegenüber der angewandten Chemotherapie. Eine große Rolle bei der Entstehung der Multiplen Medikamentenresistenz spielt das MDR1-Gen und sein Genprodukt, das P-Glykoprotein. Das Y-Box-Protein YB-1 reguliert die Expression des MDR1-Gens; eine Überexpression und nukleäre Lokalisation von YB-1 geht im Brustkrebs mit einer gesteigerten P-Glykoprotein Expression einher. In dieser Arbeit wurden Gewebeproben von 83 Brustkrebspatientinnen auf eine YB-1 Überexpression im Tumor und im peritumoralen Epithel untersucht. YB-1 wurde mittels der immunhistochemischen APAAP-Methode an Formalin-fixierten, in Paraffin eingebetteten Brustkrebsgewebeproben nachgewiesen. Die klinische Relevanz der YB-1 Expression wurde untersucht, indem sie mit dem klinischen Verlauf in einem mittleren Beobachtungszeitraum von 61 Monaten und etablierten biologischen Tumorfaktoren wie Lymphknotenstatus, histologisches Grading, Tumorgröße, Hormonrezeptorstatus, uPA und PAI-1 verglichen wurde. In der Kohorte der Patientinnen mit einer postoperativen adjuvanten Chemotherapie zeigte sich eine 5-Jahres-Rezidivrate von 68 % bei einer hohen YB-1 Expression im Tumor und eine Rückfallrate von 39 % bei einer niedrigen YB-1 Expression. Unter Beachtung auch der YB-1 Expression im peritumoralen Epithel konnte ein noch größerer Unterschied hinsichtlich der 5-Jahres-Rezidivrate festgestellt werden. Diese betrug bei Patientinnen mit einer hohen YB-1 Expression 66 %, während bei Patientinnen mit einer niedrigen YB-1 Expression im Nachbeobachtungszeitraum kein Rezidiv festgestellt wurde. Bei der Gegenüberstellung der 5-Jahres-Rezidivraten in der Kohorte der Patientinnen ohne Zytostatikatherapie zeigte sich eine Rückfallrate von 30 % bei einer hohen YB-1 Expression und eine Rückfallrate von 0 % bei einer niedrigen YB-1 Expression. Eine hohe YB-1 Expression war demnach in beiden Kohorten mit einer schlechteren klinischen Prognose assoziiert. Das Ergebnis in der Gruppe der Patientinnen ohne postoperative Chemotherapie zeigt, dass YB-1 mit der Tumoraggressivität beim Brustkrebs korreliert. Eine Korrelation zwischen der YB-1 Expression und den etablierten prognostischen Faktoren Lymphknotenstatus, Tumorgröße und histologisches Grading konnte nicht festgestellt werden. Es wurde jedoch eine signifikante negative Korrelation zwischen der YB-1 Expression und dem Hormonrezeptorstatus und eine positive Korrelation zwischen YB-1 und den Faktoren uPA und PAI-1 gefunden. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass YB-1 eine klinische Relevanz besitzt mit Hinblick sowohl auf eine prognostische als auch eine prädiktive Bedeutung bei der Identifikation von Hoch-Risiko-Patientinnen im Brustkrebs in Ab- und Anwesenheit einer postoperativen Chemotherapie. / Intrinsic or acquired resistance to chemotherapy is one of the reasons for failure of current treatment regimens in breast cancer patients. P-glycoprotein and its gene mdr1 plays a major role in the development of a multi-drug resistant tumor phenotype. The Y-box protein YB-1 regulates the expression of mdr1. In human breast cancer, overexpression and nuclear localization is associated with upregulation of P-glycoprotein. In this study, tissues of 83 breast cancer patients have been analyzed with regard to YB-1 overexpression in tumor tissue and in surrounding benign breast epithelial cells. YB-1 has been detached by the immunohistochemical APAAP-method using formalin-fixed, paraffin-embedded breast cancer tissues. Clinical relevance of YB-1 expression was analyzed by comparing it with clinical outcome after a median follow-up of 61 months and with tumor biological factors lymph-node status, tumor size, histological grading, hormone-receptor status and the factors uPA and PAI-1. In patients who received postoperative chemotherapy, the 5-year-relapse rate was 68% in patients with high YB-1 expression in tumor cells and 39% in patients with low expression. With regard to YB-1 expression in surrounding benign breast epithelial cells, the 5-year-relapse rate was 66% in patients with high YB-1 expression whereas in patients with low expression no relapse has been observed so far. YB-1 thus indicates clinical drug resistance in breast cancer. In patients who received no chemotherapy, the 5-year-relapse rate was 30% in patients with high YB-1 expression whereas in patients with low YB-1 expression no relapse occurred. YB-1 thus correlates with breast cancer aggressiveness. In both groups high YB-1 expression was associated with poor clinical outcome. A correlation between YB-1 and tumor biological factors lymph-node status, tumor size and histological grading has not been found. But a significant negative correlation has been observed between YB-1 and hormone-receptor status and a positive correlation between YB-1 and uPA and PAI-1. This dissertation could show the clinical relevance of YB-1 with regard to a prognostic and predictive significance by identifying a high-risk group of breast cancer patients both in presence and absence of postoperative chemotherapy.