PURPOSE: Retinal and choroidal ischemic retinopathies such as retinal-vein occlusion (RVO), diabetic retinopathy (DR), and age-related macular degeneration (AMD) are ocular diseases caused by abnormal changes in the microvasculature. The ischemia can lead to macular edema or neovascularization, which can affect vision. Intravitreal injections (IVI) of anti-vascular endothelial growth factor (anti-VEGF) can help to reduce macular edema and improve visual acuity. Lost to follow-up (LTFU) after anti-VEGF injections increases the risk of vision loss in patients with RVO, DR, and AMD. METHODS: Patients scheduled for an IVI of anti-VEGF between September 2009 and September 2019 with either RVO, DR, or AMD were included in the analysis. LTFU was defined as missing an appointment without another evaluation for at least one interval exceeding 180 days. All patients were seen by a single provider at an urban, hospital-based, single-site retina practice in Boston, MA. RESULTS: Among the 698 patients (mean [SD] age, 70.23 [14.2] years; 373 [53.4%] female) identified as receiving an IVI, 121 (17.3%) were LTFU. Age was not found to be statistically different between the LTFU and not LTFU groups (mean difference, -1.67; 95% CI, -4.66¬–1.32; P=.27). Odds of LTFU was lower among patients with AMD (odds ratio [OR], 0.57; 95% CI, 0.36-0.92; P=.02). Odds of LTFU was greater among patients with Medicaid insurance (OR, 2.31; 95% CI, 1.22-4.33; P=.01), compared with patients with Medicare insurance. A trend towards higher risk of LTFU was seen in patients with DR (OR, 1.42; 95% CI, 0.94-2.15; P=.09) and a toward lower risk in patients with two or more eye diseases (OR, 0.53; 95% CI, 0.24-1.15; P=.10). Medicaid insurance was the only significant (P=.02) independent risk factor of LTFU in the multivariate regression. CONCLUSION: We found a high rate of LTFU after anti-VEGF injections among patients with RVO, DR, AMD, and identified risk and protective factors associated with LTFU among this population. Although our results may not be generalizable, data on LTFU in a clinical practice setting are needed to understand the scope of the problem so that interventions may be designed to improve outcomes.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第22323号 / 医博第4564号 / 新制||医||1041(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 大森 孝一, 教授 横出 正之, 教授 山下 潤 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

Age-related macular degeneration (AMD) is the leading cause for visual impairment in the elderly. The etiology of AMD remains unclear. Clinical and histopathological studies suggest that photoreceptors play a role in disease progression. Here, we found that photoreceptors of AMD patients show adaptive changes in gene expression, suggestive of a nutrient shortage. To study the effect of these changes, we mimicked the metabolic alteration in mouse photoreceptors, by disruption of the Tuberous Sclerosis Complex (TSC). This led to AMD hallmarks, including the advanced stages of geographic atrophy (GA) and choroidal neovascularization (CNV). Furthermore, we found that disease onset requires the activity of the mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1). To study the contribution of photoreceptors to disease, we profiled retinal phospholipids as photoreceptors are rich in phospholipids. We found a reduction in two docosahexaenoic acid (DHA)-containing phospholipids. Feeding DHA to mutant mice, alleviated most AMD-associated hallmarks. To study the inflammatory complications seen with current anti-vascular endothelial growth factor (VEGF) treatments for CNV we used rAAV-mediated gene transfer to overexpress an anti-VEGF protein. We found that inhibition of VEGF can promote retinal inflammation. The data suggests that targeting photoreceptor metabolism may provide novel therapies to treat AMD.

Ackmann, Charlotte Osmotische Induktion des Komplementfaktors C9 in retinalen Pigmentepithelzellen Universität Leipzig, Dissertation 98 Seiten, 208 Literaturangaben, 28 Abbildungen, 8 Tabellen Die altersbedingte Makuladegeneration (AMD) ist die häufigste Ursache für Erblindung bei Erwachsenen in den industrialisierten Ländern. Die AMD ist unter anderem eine chronisch entzündliche Erkrankung, bei der die Aktivierung der alternativen Komplementkaskade eine Rolle spielt. Daneben erhöht Bluthochdruck, der auch durch eine salzreiche Ernährung getriggert wird, das Risiko an einer AMD zu erkranken. Untersucht wurde die Genexpression des Komplementfaktors C9 unter verschiedenen pathologischen Bedingungen in humanen retinalen Pigmentepithel (RPE)-Zellen sowie deren Wirkung auf die physiologischen Eigenschaften der Zellen. Gezeigt wird, dass die Expression des C9 Gens in humanen RPE-Zellen spezifisch durch Hyperosmolarität, Hypoxie und oxidativen Stress induziert wird. Die Menge an C9 Protein wurde durch Hyperosmolarität leicht aber signifikant erhöht. Die hyperosmotische Induktion der C9 mRNA ist abhängig von der Aktivierung der Signalproteine p38 MAPK, ERK1/2, JNK, PI3K, sowie der Transkriptionsfaktoren STAT3 und NFAT5 während für die Hypoxie-induzierte C9 mRNA Expression nur eine Beteiligung des Transkriptionsfaktors STAT3 nachgewiesen wurde. Die Aktivierung verschiedener Signalwege durch Hyper-osmolarität und Hypoxie lässt vermuten, dass eine hohe Kochsalzaufnahme auch unter normoxischen Verhältnissen die Eigenschaften RPE-Zellen verändert. Hyperosmolarität hemmt die Proliferation und Migration der RPE-Zellen, während chemische Hypoxie nur die Proliferationsrate verringert. Die Wirkung einer erhöhten extrazellulären NaCl-Konzentration auf die C9 mRNA Expression wird über zwei Mechanismen vermittelt: über die Erhöhung der extrazellulären Osmolarität und über die Veränderung des NaCl-Gradienten über der Plasmamembran. Die NaCl Wirkung über den veränderten NaCl-Gradienten lässt vermuten, dass eine übermäßige Aufnahme von Kochsalz nicht nur über die Erhöhung des Blutdruckes die Pathogenese der AMD stimuliert, sondern dass Kochsalz auch eine direkte stimulierende Wirkung auf RPE-Zellen besitzt. Diese Vermutung könnte erklären, weshalb hoher Blutdruck ein Risikofaktor der AMD ist, aber Medikamente zur Behandlung des Bluthochdruckes das Risiko der AMD nicht verändert.:Inhaltsverzeichnis Bibliographische Beschreibung IV Abkürzungsverzeichnis V 1. EINLEITUNG 1 1.1. Das retinale Pigmentepithel (RPE) 1 1.2. Die altersbedingte Makuladegeneration (AMD) 2 1.2.1. Die atrophe AMD 3 1.2.2. Die exsudative AMD 4 1.2.3. Die Aktivierung des Komplementsystems bei der exsudativen AMD 5 1.3. Risikofaktoren der AMD 7 1.4. Einfluss von Hypertonie auf die AMD 9 1.4.1. Hypertonie 9 1.4.2. Hypertonie als Risikofaktor der AMD 10 1.5. Therapie der AMD 11 2. FRAGESTELLUNG 13 3. MATERIAL UND METHODEN 14 3.1. Arbeitsmaterialien 14 3.1.1. Substanzen 14 3.1.2. Medien 15 3.1.3. Kits 15 3.1.4. Primer 16 3.1.5. Längenstandards 16 3.1.6. Antikörper 16 3.1.7. Rekombinante humane Proteine 17 3.1.8. Selektive Hemmer 17 3.1.9. Geräte 17 3.2. Zellbiologische Methoden 19 3.2.1. Zellkultivierung 19 3.2.2. Zellstimulation 20 3.2.3. Bestimmung der Proliferationsrate 21 3.2.4. Zellmigration 22 3.3. Molekularbiologische Methoden 23 3.3.1. RNA-Präparation 23 3.3.2. RNA Quantifizierung 24 3.3.3. cDNA-Synthese 24 3.3.4. Real-Time PCR 24 3.3.5. Agarose-Gel-Elektrophorese 26 3.3.6. Untersuchungen mit short interfering (si) RNA 27 3.4. Immunologische Methoden 28 3.4.1. Western Blot 28 3.4.1.1. Extraktherstellung aus RPE-Zellen 28 3.4.1.2. Proteinkonzentrationsbestimmung nach Bradford 29 3.4.1.3. SDS-Gelektrophorese 30 3.4.1.4. Western Blot 32 3.5. Statistische Auswertung 33 4. ERGEBNISSE 34 4.1. Regulation der Genexpression von Komplementfaktoren in RPE-Zellen 34 4.1.1. Hyperosmolarität erzeugt durch NaCl 34 4.1.2. Hyperosmolarität erzeugt durch Sucrose 36 4.1.3. Wirkung von Hypoosmolarität und oxidativem Stress 37 4.1.4. Wirkung von Hypoxie 38 4.1.5. Gemeinsame Wirkung von CoCl2 und NaCl 38 4.1.6. Wirkung von Zytokinen 39 4.1.7. Wirkung von Serum- und Gerinnungsfaktoren sowie Glukose 40 4.1.8. Wirkung von Entzündungsmediatoren 40 4.1.9. Wirkung von Matrixmetalloproteinase und Triamcinolon 41 4.2. Wirkung von Hyperosmolarität auf die Transkription und die Stabilität der C9 mRNA 42 4.3. Beteiligung intrazellulärer Signalwege und Transkriptionsfaktoren an der Induktion der C9 mRNA unter Hyperosmolarität und Hypoxie in RPE-Zellen 43 4.3.1. Beteiligung intrazellulärer Signalwege und Transkriptionsfaktoren an der NaCl-induzierten C9 mRNA Expression in RPE-Zellen 43 4.3.2. Hyperosmolare Induktion der C9 mRNA: Einfluss des Transkriptionsfaktors NFAT5 44 4.3.3. Beteiligung intrazellulärer Signalwege und Transkriptionsfaktoren an der Hypoxie-induzierten C9 mRNA Expression bei RPE-Zellen 46 4.4. Aktivierung intrazellulärer Signalproteine durch Hyperosmolarität bzw. Hypoxie 47 4.5. Wirkung von Hyperosmolarität auf das C9 Protein 48 4.6. Wirkung von Hyperosmolarität auf die physiologischen Eigenschaften der RPE- Zellen 50 4.6.1. Wirkung von Hyperosmolarität auf die Zellproliferation 50 4.6.2. Wirkung von Hyperosmolarität auf die Zellmigration 51 4.6.3. Wirkung von Hyperosmolarität auf die Zellvitalität 51 5. DISSKUSION 53 5.1. Wirkung von Hyper-, Hypoosmolarqität, Hypoxie und oxidativem Stress auf die Genexpression von C9 in humanen RPE-Zellen 53 5.3. Wirkung von Hyperosmolarität auf die Stabilität der C9 mRNA 56 5.4. Beteiligung intrazellulärer Signalwege und Transkriptionsfaktoren an der NaCl- bzw. CoCl2-induzierten C9 mRNA Expression in RPE-Zellen 56 5.5. Einfluss des Transkriptionsfaktors NFAT5 auf die hyperosmolare C9 Induktion 58 5.6. Aktivierung intrazellulärer Signalproteine durch Hyperosmolarität bzw. Hypoxie 58 5.7. Wirkung von Hyperosmolarität auf das C9 Protein 59 5.8. Wirkung des Komplementfaktors C9 und der Hyperosmolarität auf die physiologischen Eigenschaften von RPE-Zellen 60 5.8.1. Wirkung auf die Zellproliferation 60 5.8.2. Wirkung auf die Zellmigration 60 5.8.3. Wirkung auf die Zellvitalität 61 5.9. Bedeutung für das Verständnis der Pathogenese der AMD 61 6. ZUSAMMENFASSUNG 63 7. LITERATURVERSZEICHNIS 68 8. TABELLENVERZEICHNIS 85 9. ABBILDUNGSVERZEICHNIS 86 10. ANHANG 88 10.1. Eigenständigkeitserklärung 88 10.2. Lebenslauf 89 10.3. Danksagung 90

<p>Osteoporosis causes over two million skeletal fractures in the United States every year in people over 50 years of age. Age-related bone loss results from imbalanced bone turnover mainly caused by decreases in sex hormones and skeletal mechanobiology. Estrogen receptor β (ERβ) in osteocytes (Ot) has been proposed to mediate skeletal structural adaptations in response to estrogen and mechanical stimuli. However, direct <em>in vivo</em> studies on Ot-ERβ are lacking, and relevant <em>in vitro</em> studies are mostly made in two-dimensional (2D) culture models, whose cellular environment restricts Ot morphology and biology. To better understand the mechanisms of estrogen-ERs in age-related bone loss, it is important to investigate the role of Ot-ERβ in skeletal turnover in response to sex hormonal and mechanical cues and develop a novel 3D culture model that can reproduce Ot morphology for future <em>in vitro</em> ER studies. The role of Ot-ERβ in bone turnover and skeletal adaptive response to mechanical load were examined in male and female mice at 12wk and 30wk old. Ot-ERβ shows age- and sex-dependent effects on bone morphology. Young male mice with Ot-ERβ deletion (ERβ-dOT) showed increased vertebral cancellous bone, whereas decreased cortical and cancellous vertebral bone mass appeared in adult male ERβ-dOT mice. No difference in bone mass occurred in female mice between genotypes. Ot-ERβ mediates tibial mechanoadaptation in cortical but not cancellous in young and adult male mice but plays an inhibitory role in young female mice during cortical mechanoadaptation. Gonadectomy studies on young adult mice revealed that deletion of Ot-ERβ inhibits the sex hormone withdrawal-induced decreases in bone mass and skeletal strength for male mice but did not play a major role for female mice. Lastly, a novel 3D <em>in vitro</em> culture system was developed using collagen-mineral composites for investigating culture mineralization, osteocyte biology, and osteocyte-osteoblast interaction. Cell viability and cellular differentiation were validated after 3 days and 56 days of culture. Optimal PSC-HA culture conditions were determined based on osteocyte differentiation, gene expression analyses, and tissue mineralization. Overall, this work takes novel steps to demonstrate the <em>in vivo</em> role osteocyte-ERβ plays in skeletal morphology and mechanobiology and develops a novel <em>in vitro</em> 3D culture using PSC-HA composites. These advances will contribute to future mechanistic studies of sex hormone receptors in osteoblasts and osteocytes in age-related bone loss using controlled <em>in vitro</em> environments. </p>

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第20810号 / 医博第4310号 / 新制||医||1025(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 清水 章, 教授 萩原 正敏, 教授 松原 和夫 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第21002号 / 医博第4348号 / 新制||医||1027(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 大森 孝一, 教授 山田 亮, 教授 Shohab YOUSSEFIAN / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

Eine der häufigsten Behinderungen des alternden Menschen stellt die Beeinträchtigung der Hörfunktion durch degenerative Veränderungen der Cochlea, beispielsweise am Ganglion spirale, am CORTI-Organs oder an der Stria vascularis dar. Basierend auf histologischen und funktionellen Untersuchungen, wird die Altersschwerhörigkeit (Presbycusis) beim Menschen durch SCHUKNECHT und GACEK (1993) in sechs verschiedenene Typen eingeteilt: sensorisch, strial/metabolisch, neural, cochlear-konduktiv, gemischt, unbestimmt. Die in diesem Rahmen auftretenden pathophysiologischen und pathomorphologischen Veränderungen der Cochlea sind bedingt durch hörschädigende Faktoren (u.a. Lärm, ototoxische Substanzen, Infektionen sowie genetische Ursachen), die im Laufe des Lebens im Bereich des peripheren Hörorgans und der zentral auditiven Verarbeitung gewirkt haben. Die meisten in der Literatur beschriebenen Untersuchungen, die sich mit cochleären Alterationen mit zunehmendem Alter befassen, wurden an Labortieren unternommen und beschreiben oft nur Alterationen einzelner Strukturen, nicht aber der gesamten Cochlea. Bei Hunden sind in der Literatur überwiegend ausführliche Untersuchungen bezüglich der kongenitalen vererbten Taubheit, z.B. bei Dalmatinern, beschrieben. Es existieren jedoch kaum Studien über altersbedingte morphologische und funktionelle Veränderungen der Cochlea bei Hunden. Das Ziel dieser Arbeit besteht daher in der (immun-) histologischen Untersuchung der Cochlea von 50 Hunden im Alter von 7 Tagen bis 16 Jahren, um altersbedingte morphologische und funktionelle Veränderungen in der Cochlea von Hunden, die nicht unter Laborbedingungen gehalten wurden, zu charakterisieren und sie mit den Befunden an Innenohren von anderen Tierarten und des Menschen zu vergleichen. Anhand der erhobenen Befunde sollen anschließend eventuelle Rückschlüsse auf intra vitam vorhandene Hörstörungen gezogen werden.

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The retinal pigment epithelium (RPE) is a monolayer of cells located directly behind the photoreceptor cells in the retina. These cells are involved in a variety of functions that support the visual process in the eye, namely 1) they form a blood-retina barrier which separates the neural retina from the choroid's blood supply, 2) the apical processes of RPE cells diurnally phagocytose the outer segments of photoreceptor cells, and 3) they participate in the renewal of the photopigment 11-cis retinal. Age-related macular degneration (AMD) is the leading cause of blindness in people over the age of 50 years in North America and other developed countries. AMD involves the death of retinal pigment epithelial (RPE) cells in the macula early in the progress of the disease. Like some other postmitotic cells, the RPE accumulates autofluorescent lysosomal storage bodies (lipofuscin) during senescence. Lipofuscin is reported to begin accumulating in the human RPE around age 20 and continues to accumulate throughout an individual's life. This progressive accumulation of lipofuscin can eventually occupy a substantial fraction of the RPE cytoplasmic volume and may lead to impairment of normal RPE functions, resulting in retinal degeneration and loss of visual function as in AMD. Another autofluorescent granule that accumulates in RPE cells and may contribute to the etiology of AMD is a complex granule exhibiting properties of both melanosomes and lipofuscin granules called melanolipofuscin (MLF). In contrast with the accumulation of LF in the RPE, MLF accumulation has been reported by Feeney-Burns to more closely reflect the onset of AMD. Although there have been significant advances in our understanding of AMD, knowledge of the mechanisms responsible for its progression remain unclear. This dissertation details experiments that were designed to better understand the factors that may play a causal role in AMD as well as the development of methods to assist in AMD research. Specifically, the protein composition of retinal LF was assessed to elucidate its origin. These findings are reported in chapter 2. The accumulation, composition and phototoxicity of MLF were analyzed to assess MLF's origin and possible contribution to AMD. These results are reported in chapter 3. Because protein oxidation is possibly a common posttranslational modification to proteins which accumulate in lipofuscin and melanolipofuscin granules, a method for the detection and analysis of oxidized proteins was developed and is reported in chapter 4. Chapter 5 details the proteomic differences between ARPE-19 cells - the only human RPE cell line available for research - in their differentiated and undifferentiated states and compares these to the proteome of human RPE cells. These results are also compared to the phenotypic difference of these cells as observed by transmission electron microscopy.