Das Mantelzelllymphom (MCL) gehört zu den aggressiven, mit bislang zur Verfügung stehenden Therapien nicht heilbaren, Non-Hodgkin-Lymphomen (NHL). Das MCL weist eine schlechte Prognose auf. Charakteristisch für das MCL ist die t(11,14)- Translokation, die das Cyclin D1- Gen betrifft. Darüber hinaus finden sich zahlreiche weitere genetische Alterationen mit Häufung bestimmter Zugewinne und Verluste von genetischem Material. Einer der am häufigsten chromosomal zugewonnene Abschnitte in MCL ist der kurze Arm von Chromosom 7 (7p). In Fällen mit dieser genetischen Veränderung fand sich das IMP3/IGF2BP3-Gen (Insulin-like growth factor 2 mRNAbinding protein 3) unter den am stärksten differentiell exprimierten Genen. In dieser Arbeit konnte in einer immunhistochemischen Analyse eine stark variable IMP3-Protein-Expression in einer Serie von insgesamt 172 primären MCL gezeigt werden. Darüber hinaus fand sich in diesem Kollektiv eine signifikante Korrelation der IMP3-Expression mit der Proliferationsfraktion (Ki67-Immunhistochemie) sowie auch eine Assoziation mit einer blastoiden Morphologie. Es konnte jedoch letztlich keine statistisch signifikante Assoziation der IMP-3-Protein-Expression mit einem chromosomalen Zugewinn von 7p, dem Genort von IMP3, nachgewiesen werden, so dass hier offenbar auch noch andere Mechanismen für die Regulation eine wichtige Rolle spielen. In einer darüber hinaus untersuchten Vergleichsgruppe von 20 Fällen von Lymphknoten mit Infiltraten durch ein small lymphocytic Lymphoma (SLL) zeigte sich insgesamt nur eine geringe IMP3-Expression. Der Befund einer vermehrten IMP3-Protein-Expression in einer Teilgruppe von MCL mit erhöhter Tumorzellproliferation unterstützt die Idee, dass eine Aktivierung des IGFSignalweges in MCL möglicherweise die Proliferation und biologische Aggressivität begünstigt. Daher könnte eine therapeutische Manipulation dieses Signalweges vermutlich eine zukünftige therapeutische Option für das MCL darstellen. / The mantle cell lymphoma (MCL) is one of the most aggressive non-Hodgkin´s lymphomas (NHL) with poor prognosis. As of today, no therapy is capable to cure this lymphoma. One of the key MCL characteristics is the t(11,14)-translocation, involving the cyclin D1 gene. In addition, there are numerous further genetic alterations, especially gains and losses of genetic material. One of the most commonly affected chromosomal sections is the short arm of chromosome 7 (7p). IMP3/IGF2BP3 gene (insulin-like growth factor 2mRNAbinding protein3) is among the strongest differentially expressed genes in cases with this genetic alteration. This work analyses a series of 172 primary MCL cases with the help of immunohistochemistry. These cases have highly variable IMP3 protein expression. This thesis showed significant correlation between the IMP3 expression and the proliferation levels (Ki67 immunohistochemistry), as well with the blastoid morphology of these cases. However, no statistically significant association was found between the IMP3 protein expression and the chromosomal gains of 7p (the locus of IMP3), suggesting that other mechanisms can be responsible for the regulation of IMP3 in MCL. The analysis of the control group (20 cases of lymphnodes infiltrated with a small lymphocytic lymphoma - SLL) showed overall only a small IMP3 expression. The study of seven secondary MCL cases showed no major differences in IMP3 protein expression between the primary diagnoses and later relapses. The findings of the correlation between the IMP3 protein expression and the increased proliferation support the idea that the activation of the IGF signaling pathway possibly favors proliferation and biological aggressiveness in MCL. Therefore, future MCL therapy research could include therapeutic manipulation of the IGF signaling pathway.

Der klinische Verlauf von Prostatakarzinom(PCa)-Erkrankungen ist extrem unterschiedlich und lässt sich mit den bisher üblichen Verfahren wie der feingeweblichen Beurteilung der Prostatastanzbiopsie bzw. des OP-Präparates und der PSA-Wert-Bestimmung nur unzureichend vorhersagen. Für eine bessere Versorgung von PCa-Patienten sind deshalb neuartige Marker notwendig, die das individuelle Progressions-Risiko bestimmen. Ein hoffnungsvoller Ansatz sind miRNA-Vertreter als Prognose-Parameter. Besonders interessant in dieser Hinsicht ist miR-221, die im PCa-Gewebe signifikant niedriger exprimiert wird. Jedoch existieren für diese in den meisten Neoplasien als Onkogen betrachtete miRNA kaum Erklärungsansätze für eine tumorsuppressive Funktion im PCa. Die vorliegende Arbeit konnte mit Hilfe von Microarray-basierten Expressionsanalysen und deren bioinformatischer Auswertung sowie zell- und molekularbiologischen Experimenten erstmals zeigen, dass miR-221 das protektive Interferon-Signal in PCa-Zellen stärkt und auf diese Weise deren Proliferation hemmt. Daneben konnten zwei prominente Inhibitoren dieses Signals, IRF2 und SOCS3, als neue Zielgene von miR-221 in vitro nachgewiesen und eine Korrelation von miR-221 mit diesen Zielgenen auch in PCa-Nativmaterial identifiziert werden. Somit konnte erstmals ein Mechanismus der – vorher lediglich aufgrund der Herabregulation in PCa-Nativmaterial postulierten – tumorsuppressiven Funktion von miR-221 im Rahmen der PCa-Entstehung und -Progression dargestellt werden. Eine Aktivierung des JAK / STAT-vermittelten Interferon-Signals durch miR-221 erscheint auch in einem breiteren infektiologischen Kontext interessant – sind doch zahlreiche Virenarten wie das HI-Virus, Hepatitis- und Herpesviren in der Lage, die zelluläre miR-221-Expression zu vermindern und auf diese Weise wohl das antivirale Interferon-Signal zu umgehen. Die Erhöhung der zellulären miR-221-Spiegel könnte nach diesem Prinzip auch Interferon-basierte Therapie-Strategien unterstützen bzw. erst ermöglichen. Für das PCa müssen weitere experimentelle sowie klinisch-translationale Untersuchungen zeigen, ob miR-221 als Bestandteil einer Biomarker-Signatur dazu beiträgt, Patienten mit einem letalen PCa frühzeitig zu identifizieren und der dringend notwendigen Primärtherapie bzw. einer adjuvanten Behandlung zuzuführen. Im Gegenzug könnte zahlreichen Patienten, deren (hohe) miR-221-Expression im Tumorgewebe einen günstigeren Verlauf prognostiziert, die übermäßige Therapie erspart werden. / The clinical course of prostate cancer (PCa) is extremely heterogeneous and cannot be predicted sufficiently with usual procedures such as histological examination of prostate biopsies and surgical specimen or determination of PSA values. For a better treatment of PCa patients, novel markers are necessary which predict individual progression risk. MicroRNAs are promising biomarker candidates and miR-221 – which is significantly downregulated in prostate cancer tissue – seems especially interesting. However, as this specific microRNA plays an oncogenic role in various malignancies, no potential tumor suppressive functions are known. By using Microarray-based gene expression analysis, bioinformatical algorithms, cell culture and molecular biology techniques, this thesis could show that miR-221 strengthens interferon signaling in PCa cells thereby serving as a tumor suppressor. Moreover, two prominent inhibitors of this signal, IRF2 and SOCS3, were introduced as new miR-221 target genes in vitro and a negative correlation of these targets and miR-221 was shown for PCa specimen. Altogether, this is the first miR-221-mediated mechanism fitting in with the previously postulated tumor suppressor role of miR-221 in PCa. An activation of JAK / STAT-mediated interferon signaling by miR-221 also seems interesting from an infectious diseases perspective. Several viruses like HIV and members of the Hepatitis and Herpes family are able to lower the cellular miR-221 expression, thereby possibly weakening the antiviral interferon signal. For PCa, further experimental as well as clinical-translational approaches have to determine whether miR-221 could be a part of a clinically relevant biomarker signature. This could help to identify and subsequently treat patients with a high-risk PCa, whereas many patients – with a prognostically favorable high miR-221 expression in tumor tissue – could be spared an overtreatment.

Der ubiquitär vorkommende Schimmelpilz Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) ist Haupterreger der invasiven Aspergillose (IA). Diese invasive Pilzinfektion tritt gehäuft bei Patienten mit immunsuppressiver Langzeit-Therapie z. B. nach allogener Stammzelltransplantation zur Prophylaxe und Therapie der Graft-versus-Host-Disease (GvHD) auf. Trotz der in-vitro-Suszeptibilität der Pilze gegenüber verschiedenen Antimykotika ist die Erkrankung in diesem Patientenkollektiv weiterhin mit einer hohen Letalität assoziiert. Neben ihren direkten, antifungalen Eigenschaften wurden durch Antimykotika auch indirekte, modulierende Wirkungen auf die Funktionalität von Immunzellen beschrieben, die damit möglicherweise das therapeutische Ansprechen dieser Erkrankung beeinflussen. Insbesondere neutrophile Granulozyten (PMN) spielen als Teil der angeborenen Immunität durch ihre Vielzahl an Abwehrmechanismen eine essentielle Rolle für die Bekämpfung von invasiven Pilzinfektionen und damit der IA. Von zusätzlicher Bedeutung und bislang kaum untersucht ist das kombinierte Einwirken von Antimykotika und Immunsuppressiva auf die Funktionalität dieser Zellen. In dieser Arbeit wurde daher in-vitro der Einfluss klinisch eingesetzter Antimykotika zur Therapie der IA (liposomales Amphotericin B bzw. Amphotericin B – Desoxycholat, Voriconazol) auf wichtige Effektorfunktionen humaner neutrophiler Granulozyten nach Exposition gegenüber A. fumigatus untersucht. Im Fokus stand hierbei die Analyse des oxidativen Burst, der Interleukin (IL)-8-Freisetzung, der Bildung von neutrophil extracellular traps (NETs) sowie der Phagozytose-Aktivität dieser Immunzellen. Außerdem wurde der Effekt einer zusätzlichen Gabe klinisch relevanter Immunsuppressiva (Ciclosporin A / Mycophenolat-Mofetil, Prednisolon), die zur Prophylaxe und Therapie der akuten GvHD eingesetzt werden, auf diese vier Funktionen evaluiert. Zusammenfassend ergaben unsere Analysen keinen Anhalt für eine relevante Beeinflussung des oxidativen Burst, der IL-8-Freisetzung und der Phagozytose-Aktivität neutrophiler Granulozyten durch die untersuchten Antimykotika, insbesondere gegenüber A. fumigatus. Weiterhin wurden in dieser Arbeit keine signifikanten Differenzen zwischen dem Einfluss von liposomalem Amphotericin B und Amphotericin B - Desoxycholat beobachtet. Durch Prednisolon konnten überwiegend bereits bekannte, immunsuppressive Wirkungen auf PMN bestätigt sowie zusätzlich Hinweise auf eine Modulation Antimykotika-vermittelter Immuneffekte durch Immunsuppressiva gewonnen werden. Die kurze Exposition der PMN gegenüber Ciclosporin A / Mycophenolat-Mofetil ergab keine signifikanten Veränderungen der Sekretion von reaktiven Sauerstoffspezies. Des Weiteren unterstützen unsere Daten Hinweise auf differente Aktivierungsmechanismen von verschiedenen Effektorfunktionen der PMN. Im Gegensatz zu den anderen untersuchten Funktionen konnte in dieser Arbeit eine signifikant verminderte Bildung von NETs durch liposomales Amphotericin B, Amphotericin B - Desoxycholat und auch Voriconazol beobachtet werden. Damit geben unsere Ergebnisse Anlass zu tiefergehenden Analysen des Zusammenspiels von Antimykotika insbesondere mit dem noch immer wenig verstandenen Mechanismus der Auslösung und Bildung von NETs. Zudem wären weitere Studien wünschenswert, um einen umfassenderen Überblick und ein besseres Verständnis auch hinsichtlich anderer invasiver Pilzinfektionen sowie weiterer Abwehrmechanismen zu erhalten. / Aspergillus fumigatus (A. fumigatus), an opportunistic pathogenic mould, is the most common pathogen to cause invasive aspergillosis (IA). This invasive fungal infection occurs primarily in patients with long-term immunosuppressive therapy, e.g. after haematopoetic stem cell transplantation during prophylaxis and treatment of graft-versus-host-disease (GvHD). Despite in vitro susceptibility to different antifungal drugs, IA is still associated with significant morbidity and mortality. Besides their well-known, direct antifungal properties, antifungal drugs have been reported to interfere with immune response mechanisms, thereby possibly affecting therapeutic outcome. In particular, neutrophils with their broad arsenal of antifungal mechanisms are essential in the innate immune response against invasive fungal infections, including IA. The combined influence of antifungal and immunosuppressive agents is of additional importance and has not been subject to much investigation. Therefore, this study aimed to characterize the in vitro influence of clinically relevant antifungal agents for therapy of IA (liposomal amphotericin B, amphotericin B deoxycholate, voriconazole) on major effector functions of human neutrophils in response to A. fumigatus, particularly oxidative burst, release of interleukin-8 (IL-8), formation of neutrophil extracellular traps (NETs) and phagocytic activity. Moreover, we assessed the combined effects of antifungals and clinically relevant immunosuppressive agents commonly used for prophylaxis and treatment of GvHD (ciclosporin A / mycophenolate-mofetil, prednisolone) on these four effector functions. In conclusion, our findings are not indicative of major impairment or enhancement of oxidative burst, IL-8-release or phagocytosis response of neutrophils to A. fumigatus in presence of the studied antifungal agents. Our results did not show significant differences between liposomal and conventional amphotericin B. We were able to confirm immunosuppressive effects of prednisolone on neutrophils, and observe a modulation of antifungal-mediated immunological effects through prednisolone. Short-time exposure of neutrophils to ciclosporin A / mycophenolate-mofetil did not cause significant alterations in oxidative burst response to A. fumigatus. However, our data provide indications of different activation patterns for distinct effector functions of neutrophils. In contrast to the other effector functions, this study reports a significantly lowered formation of NETs in presence of LAmB, d-AmB, or voriconazole. Therefore, these findings should give rise to a more in-depth analysis of the interference of these antifungal drugs with the still poorly understood mechanisms of NEToses induction and trap formation. Further research is necessary to acquire a deeper knowledge of other invasive fungal infections and further effector mechanisms.

Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, neuroendokrine Zellen in den Atemwegen bei Mäusen zu untersuchen, welche Kontakt zu sensorischen Nervenfasern ausbilden. In vorangegangenen Versuchen konnte bereits die Menge des ausgeschütteten CGRPs nach Stimulation mit Bitterstoffen bestimmt werden. Die Methode zur Messung der Freisetzung von CGRP aus verschiedenen Organen wurde von Prof. Reeh und seiner Arbeitsgruppe etabliert. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, zu untersuchen, woher das ausgeschüttete CGRP kommt und ob die Stimulation von Bürstenzellen mit Bitterstoffen zur Ausschüttung von CGRP aus den neuroendokrinen Zellen führt. Anhand der elektronenmikroskopischen Auswertung und der dreidimensionalen Rekonstruktion konnte gezeigt werden, dass es Kontakt zwischen den neuroendokrinen Zellen im Epithel der Trachea und sensorischen Nervenfasern gibt. Die immunhistochemischen Versuche zeigten, dass es nach Stimulation mit Denatonium höchstwahrscheinlich zur Ausschüttung von CGRP durch die intraepithelialen Fasern gekommen ist. Diese Annahme spiegelt sich in der veränderten Morphologie sowie der geringeren Quantität der intraepithelialen Fasern nach Stimulation mit Denatonium deutlich wider. Dass es weder bei der Anzahl der neuroendokrinen Zellen, noch bei der Erscheinung und Anzahl der extraepithelialen Fasern nach Denatoniumstimulation zu einer Veränderung gekommen ist, unterstützt diese Annahme ebenfalls. Im Hinblick auf die durchgeführten Versuche mit den TRPM5-gendefizienten Mäusen zeigte sich, dass die Stimulation mit Denatonium keine Auswirkungen auf die Anzahl der neuroendokrinen Zellen hatte. Dieses Ergebnis unterstützt die Erkenntnisse der vorangegangenen Untersuchungen, welche gezeigt haben, dass das CGRP nicht von den neuroendokrinen Zellen ausgeschüttet wurde. Des Weiteren lässt das Ergebnis darauf schließen, dass die Ausschüttung von CGRP nicht abhängig von der Anwesenheit von Bürstenzellen ist. Insgesamt zeigen die Untersuchungen, dass es nach Stimulation mit Bittersubstanzen zu einer CGRP-Ausschüttung durch die intraepithelialen Fasern gekommen ist. Interessant wäre es weiterhin zu klären, welche Effekte diese Ausschüttung bewirkt und welche Bedeutung der Freisetzung von Substanz P in diesem Zusammenhang zukommt. / This thesis focused on the objective to investigate the neuroendocrine cells in the respiratory tracts of mice which connect to sensory nervous fibers. In the preceding trials it was possible to determine the amount of the released CGRP after the stimulation with bitter substances. The method of measuring the release of CGRP from a variety of organs was established by Prof. Reeh and his working group. The aim of this work was to investigate where the released CGRP originates from and if the stimulation of brush cells with bitter substances leads to the release of CGRP in the neuroendocrine cells. Based on the electron-microscopic analysis and the three dimensional reconstruction, a correlation between the neuroendocrine cells in the epithelium of mice trachea and the sensory nervous fibers was observed. The immunhistochemical examinations displayed that the stimulation with Denatonium most probably leads to the release of CGRP through intraepithelial fibers. This presumption is reflected in the changed morphology as well as the lower quantity of intraepithelial fibers after the stimulation with Denatonium. Furthermore, the presumption is supported by the fact that neither the number of neuroendocrine cells, nor the appearance and number of extraepithelial fibers led to a change after denationium stimulation. With regards to the executed trials with TRPM5 gene-deficient mice it was observed that the stimulation with Denatonium does not impact the number of neuroendocrine cells. This again supports the finding of the previous trials which showed that CGRP was not released by neuroendocrine cells. Moreover, it can be concluded from this result that the release of CGRP is independent from the existence of brush cells. Overall the trials showed that the release of CGRP through intraepithelial fibers was triggered by the stimulation with bitter substances. Based on these results it would be interesting to investigate the effects of the release and to understand the role of substance P in this correlation.

Die Blut-Hirn-Schranke (BHS) stellt eine wichtige Barriere zwischen dem Blutsystem und dem Gehirngewebe dar. An der Bildung dieser Barriere sind hauptsächlich die Endothelzellen der Blutkapillaren beteilig. Dabei verschließen die Tight Junction Proteine und die Adherens Junction Proteine den interzellulären Spalt zwischen zwei benachbarten Endothelzellen. Dieser Verschluss sorgt dafür, dass keine Noxen aus dem Blut in das Zentralnervensystem gelangen können. Damit jedoch der Transport wichtiger Nährstoffe in das ZNS und der Abtransport von Abfallprodukten aus dem ZNS gewährleistet sind, sind spezielle Rezeptoren und Transporter notwendig. Diese sorgen auch dafür, dass in die Endothelzellen eingedrungene schädliche Substanzen wieder zurück in das Blutsystem befördert werden. Dafür sind Effluxpumpen, Proteine der Solute Carrier Familie und zelluläre Rezeptoren verantwortlich. Die immortalized mouse cerebral/cerebellar capillary endothelial cells (cEND/cerebEND) Modellsysteme sind in-vitro Modellsysteme der BHS und wurden in der AG: Förster in der Anästhesiologie im Universitätsklinikum Würzburg bereits erfolgreich isoliert und schon dazu benutzt verschiedene physiologische und pathophysiologische Prozesse in der BHS zu beschreiben und zu erklären. Die Zellen werden in diesem BHS-Modell mit Hilfe des Polynoma large T Antigens immortalisiert. Das Ziel der Doktorarbeit war der Vergleich der mRNA Expressions- und Proteinlevel verschiedener Tight Junction-Proteine, Adherens Junctions, Effluxpumpen, Proteine der SLC-Familie und zellulärer Rezeptoren der BHS zwischen cEND/cerebEND und primären Zellen, die aus dem Großhirn isoliert wurden, sowohl in 10% FCS als auch in 1% FCS Nährmedium. Es sollte ermittelt werden, ob durch die Immortalisierung der Hirnendothelzellen eine Veränderung in der Expression der Proteine herbeigeführt wird und ob es Unterschiede in der Expression bezüglich der Mediumkonzentration gibt. Untersucht wurden die mRNA Expressionslevel mit Hilfe der RT-PCR und die Proteinlevel mittels Western Blot. Es hat sich heraus gestellt, dass cEND und cerebEND in vielen Fällen ähnliche Mengen an ABC-Transportern, Proteinen der SLC-Familie, zellulärern Rezeptoren und Tight Junction Proteinen wie primäre Zellen, sowohl in 10% FCS als auch in 1% FCS Medium exprimieren. Dabei sind die mRNA- und Proteinexpressionslevel von Tight Junctions und der zellulären Rezeptoren, Insulin- und Transferrinrezeptor, im Vergleich zu primären Zellen am ähnlichsten. In diesen Fällen wird die Expression der untersuchten Proteine durch die Immortalisierung der Hirnendothelzellen nicht signifikant verändert. Somit lässt sich die Barrierefunktion der Hirnendothelzellen besonders gut mit den in-vitro Modellsystemen untersuchen. Die Modellsysteme cEND und cerebEND zeigen allerdings auch einige Schwachstellen. Bcrp, Mct1, Lrp1 und P-gp lassen sich nur bedingt mit diesen Modellsystemen untersuchen, da ihre mRNA- und Proteinexpression sehr stark hoch, im Fall von Bcrp, oder runter reguliert wird, im Fall von Mct1 und Lrp1 in cEND/cerebEND und P-gp in cerebEND. Im Hinblick auf Veränderungen in der Expression durch Mediumreduktion wird deutlich, dass sie zu höheren Expressionsraten in cEND, mehr noch in cerebEND, führt. Dies zeigt sich auf mRNA-Ebene noch deutlicher als auf Proteinebene. Diese Tatsache scheint sich allerdings nicht im Vergleich mit primären Zellen sichtbar zu machen. Es zeigt sich kein Unterschied im Vergleich zu primären Zellen zwischen 10% FCS und 1% FCS Nährmedium. Damit stellen cEND und cerebEND in vielen verschiedenen, jedoch nicht in allen Fragestellungen geeignete Modellsysteme dar. / The blood-brain barrier (BBB) ​​represents an important barrier between the blood system and the brain tissue. The endothelial cells of the blood capillaries are mainly involved in the formation of this barrier. The tight junction proteins and the adherens junction proteins close the intercellular gap between two neighboring endothelial cells. This closure ensures that no noxious substances from the blood can get into the central nervous system. However, in order to ensure that important nutrients are transported to the CNS and that waste products are removed from the CNS, special receptors and transporters are necessary. These also ensure that harmful substances that have entered the endothelial cells are transported back into the blood system. Efflux pumps, proteins from the Solute Carrier family and cellular receptors are responsible for this. The immortalized mouse cerebral / cerebellar capillary endothelial cells (cEND / cerebEND) model systems are in-vitro model systems of the BBB and have already been successfully isolated in the AG: Förster in anaesthesiology at the University Hospital in Würzburg and already used to describe and explain various physiological and pathophysiological processes in the BBB. In this BBB models, the cells are immortalized using the Polynoma large T antigen. The aim of the doctoral thesis was to compare the mRNA expression and protein levels of various tight junction proteins, adherens junctions, efflux pumps, proteins of the SLC family and cellular receptors of the BBB between cEND / cerebEND in 10% FCS as well as in 1% FCS culture medium and primary cells, that were isolated from the cerebrum. It should be determined whether immortalization of the brain endothelial cells leads to a change in the expression of the proteins and whether there are differences in the expression with regard to the medium concentration. The mRNA expression levels were examined using RT-PCR and the protein levels using Western blot. It has been found that cEND and cerebEND in many cases have similar amounts of ABC transporters, proteins of the SLC family, cellular receptors and tight junction proteins like primary cells, both in 10% FCS and in 1% FCS culture medium. The mRNA expression and protein levels of tight junctions and the cellular receptors, insulin- and transferrin receptor, are the most similar compared to primary cells. In these cases, the expression of the examined proteins is not significantly changed by the immortalization of the brain endothelial cells. The barrier function of the brain endothelial cells can thus be investigated particularly well with the in vitro model systems. However, the model systems cEND and cerebEND also show some weak points. Bcrp, Mct1, Lrp1 and P-gp can only be investigated to a limited extent with these model systems, since their transcription and expression are regulated very high, in the case of Bcrp, or down-regulated, in the case of Mct1 and Lrp1 in cEND / cerebEND and P- gp in cerebEND. With regard to changes in expression through medium reduction, it becomes clear that it leads to higher expression rates in cEND, and even more so in cerebEND. This is shown even more clearly at the mRNA level than at the protein level. However, this fact does not appear to be visible in comparison with primary cells. There is no difference compared to primary cells between 10% FCS and 1% FCS culture medium. cEND and cerebEND seem to represent suitable model systems for many, but not for all questions.

Die Arbeit befasst sich mit der experimentellen Untersuchung der MicroRNA-Expression in klarzelligen Nierenzellkarzinomen. Dabei konnte gezeigt werden, dass Tumoren gegenüber normalem Nierengewebe über ein spezifisches Expressionsprofil verfügt. Unter den differententiell exprimierten MicroRNAs fand sich auch miR-21. Aufgrund der durch sie regulierten Gene konnte gezeigt werden, dass ein möglicher Zusammenhang zwischen der Expression von miR-21 und der Genese der klarzelligen Nierenzellkarzinoms besteht. / This work deals with the experimental investigation of microRNA expression in clear cell renal cell carcinoma. It was shown that tumors have a specific expression profile compared to normal kidney tissue. Among the differentially expressed microRNAs, miR-21 was found. Based on the genes regulated by it, it was shown that there is a possible connection between the expression of miR-21 and the genesis of clear cell renal cell carcinoma.

Die vorliegende Studie bringt neue Erkenntnisse bezüglich der Rolle und Ver-teilung der Mikroglia und der eingewanderten Monozyten im Verlauf der Alz-heimer Erkrankung in postmortem Gehirnen. Im Gegensatz zu Studien an Tiermodellen konnten wir in unserer Kohorte eine nur sehr geringe Beteili-gung myeloischer Monozyten an der AD Pathologie beobachten, so dass man annehmen kann, dass bei Menschen die Immunantwort des Gehirns haupt-sächlich von den hirneigenen Mikrogliazellen getragen wird. Dies wurde an humanem postmortem Hirngewebe bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht unter-sucht. Zudem konnte gezeigt werden, dass die vulnerablen, früh von Tangles und Plaques betroffenen Hirnregionen auch eine frühe Mikrogliareaktion aufwei-sen und insbesondere von proinflammatorischen Zellen besiedelt werden und dass die Reaktion in manchen Regionen im Verlauf zunimmt, während in an-deren eine Abflachung oder sogar Abnahme beobachtet wird. / The present study provides new insights into the role and distribution of microglia and migrated monocytes in the progression of AD in postmortem brains. In contrast to studies using animal models, we observed very little involvement of myeloid monocytes in AD pathology in our cohort, suggesting that in humans the immune response of the brain is mainly carried by the brain's own microglial cells. This has not yet been investigated in human postmortem brain tissue. In addition, it could be shown that the vulnerable brain regions affected early by tangles and plaques also exhibit an early microglial response and are colonized in particular by proinflammatory cells and that the response in some regions increases during the course, while in others a flattening or even decrease is observed.

Taxane (wie Paclitaxel oder Cabazitaxel) sind bewährte Arzneimittel in den systemischen Therapieschemata vieler bösartiger Erkrankungen, einschließlich Brust- und Eierstockkrebs. Sie fördern die Stabilisierung der Mikrotubuli, was zu einem Stillstand des Zellzyklus während der Mitose führt, auf den die Apoptose folgt. Neben dieser antimitotischen Wirkung von Taxanen ist seit einiger Zeit auch eine gefäßverändernde Wirkung von Taxanen bekannt. Kürzlich wurde gezeigt, dass Taxane tatsächlich Störungen in der Gefäßarchitektur verursachen, indem sie den Kalziumeinstrom über TRPC6, einen unselektiven Kationenkanal, auslösen. Der erhöhte intrazelluläre Ca2+-Spiegel bewirkt eine Rundung der Endothelzellen, was zu einer Störung des endothelialen Monolayers, Serumausfluss und Gefäßkollaps führt. In dieser Arbeit konzentrierten wir uns auf die Gefäßbetten von peripheren Organen wie dem Herzen oder der Niere in Abhängigkeit vom Tumorstadium und der Taxol-Behandlung. Die Organe wurden mit immunhistochemischen Techniken angefärbt, um Veränderungen in der Architektur und Morphologie der Blutgefäße zu untersuchen. Wir fanden Veränderungen in der Morphologie der Kapillaren des Herzens und darüber hinaus Veränderungen in der Expression endothelialer Antigene in Abhängigkeit vom Tumorstadium, insbesondere eine zunehmende endotheliale Expression von TRPC6 in Abhängigkeit vom Tumorstadium. Diese Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse für das Verständnis der systemischen Auswirkungen maligner Erkrankungen und tragen dazu bei, Folgeerkrankungen bei Patienten mit fortgeschrittenem Krebs zu verhindern. / Taxanes (like Paclitaxel or Cabazitaxel) are well-established drugs in the systemic therapy regimens of many malignancies, including breast and ovarian cancer. They promote the stabilization of microtubules leading to an arrest of the cell cycle during mitosis which is followed by apoptosis. Beside this anti-mitotic action of taxanes, a vascular-directed effect of taxanes has been known for some time. We recently showed that taxanes actually cause vascular disruption by triggering calcium influx via TRPC6. The increased intracellular Ca2+-level causes rounding of endothelial cells, leading to a disruption of the endothelial monolayer, serum efflux, and vascular collapse. In this study, we focused on the vascular beds of peripheral organs like the heart or the kidney in dependency on tumor stage and Taxol-therapy. The organs were stained via immunohistochemical techniques to examine changes in the architecture and morphology of the blood vessels. We found changes in the morphology of the cardiac capillaries and furthermore changes in the expression of endothelial antigens in dependence on the tumor stage, especially an increasing endothelial expression of TRPC6 dependent on the tumor stage. These findings provide new insights for the understanding of the systemic effects of malignant diseases and help to prevent secondary diseases in patients with advanced cancer.

Die in vitro-Generierung naiver T-Zellen wäre ein wichtiger Fortschritt in der Therapie verschiedenster Erkrankungen mit T-Zelldefizienz (HIV, Immundefekte, Stammzell-transplantierte Patienten). Zur Erreichung dieses Ziels wurden in der vorliegenden Arbeit zwei Teilprojekte bearbeitet: a) die Bestimmung der Frequenz CD34+ Stammzellen in Knochenmark, Nabelschnurblut und Leukapheresat, die über ein bevorzugtes lymphoides Differenzierunspotential verfügen. Desweiteren wurde in diesem Zusammenhang nach zwei Phänotypen spezifischer lymphoider Progenitorpopulationen gesucht: CD34+lin-CD45RAhiCD7+ und CD34+lin- CD10+CD24-. b) die Auswertung von in vitro Zellkulturversuchen, bei denen mit Hilfe einer neuartigen Zellkulturmatrix, eine Generierung naiver T-Zellen aus humanen CD34+ Stammzellen möglich sein soll. Unsere Analysen ergaben, dass die CD34+lin-CD45RAhiCD7+ Progenitorpopulation im Knochenmark und im Leukapheresat zu identifizieren war, im Nabelschnurblut jedoch unter der Nachweisgrenze lag. Ebenso konnte die CD34+lin-CD10+CD24- Progenitorpopulation im Knochenmark, Leukapheresat und Nabelschnurblut gefunden werden, allerdings in deutlich niedrigeren Frequenzen als bislang berichtet. Interessanterweise lag der Anteil Linienmarker-negativer Zellen, d.h. der unreifen Vorläuferzellen, im Knochenmark signifikant höher als im Leukapheresat und Nabelschnurblut. Eine mögliche Erklärung dafür könnte sein, daß ins periphere Blut nur reifere Subpopulationen von Progenitorzellen mobilisiert werden. In den Zellkulturversuchen zeigte sich, daß auch mit Hilfe einer neuartigen 3D- Zellkulturmatrix weder mit humanen Hautfibroblasten noch mit humanen Thymusfragmenten als Stromazellquelle aus CD34+ peripheren Blutstammzellen T-Zellen in vitro generiert werden konnten. Es entstanden vielmehr überwiegend Zellen mit monozytärem Phänotyp, und die CD3+ T- Zellen, die in einigen Versuchen gemessen worden waren, erwiesen sich als Residuen aus dem Thymusgewebe. Diese Ergebnisse stehen somit im Widerspruch zu einer publizierten methodischen Arbeit, die mit murinem Thymusgewebe als Stromazellquelle erfolgreich naive T-Zellen generieren konnte. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass lymphoide Progenitoren in klinischen Routinepräparaten wie Knochenmark oder Leukapheresat in niedriger Frequenz natürlicherweise enthalten sind. Da mit derzeit verfügbaren Kultursystemen die in vitro Generierung reifer T- Zellen schwierig bzw. noch nicht möglich ist, stellt sich die Frage, ob nicht zumindest lymphoide Progenitoren in einem noch weiter zu optimierenden in vitro Zellkultursystem differenziert werden können. Durch Kotransplantation dieser Zellen könnte man die Frequenz der lymphoiden Progenitoren im Blut erhöhen und dadurch die T- Zellregeneration beschleunigen. Dieser Ansatz wird in Nachfolgeexperimenten unserer Arbeitsgruppe weiter verfolgt. / The in vitro generation of naive T cells would be an important progress in the therapy of different illnesses with T cell deficiency (HIV, immunodeficiencies, patients with stem cell transplantations). In order to achieve this goal, two partial projects were processed throughout the present work: a) determination of the frequency CD34+ stem cells in bone marrow, umbilical cord blood, and leukapheresate, which have a preferred lymphoid differentiation potential. Furthermore, in this context, two phenotypes of specific lymphoid progenitor populations were sought after: CD34+lin-CD45RAhiCD7+ and CD34+lin-CD10+CD24-. b) evaluation of in vitro cell culture tests in which a generation of naive T-cells from human CD34+ stem cells is supposed to be possible using a new cell culture matrix. Our analyses revealed that the CD34+lin-CD45RAhiCD7+ progenitor population in the bone marrow and in the leukapheresate could be identified but was under the detection limit in the umbilical cord blood. Likewise, the CD34+lin-CD10+CD24- progenitor population in the bone marrow, the leukapheresate, and the umbilical cord blood could be found, although, in considerably lower frequencies than what has been reported until now. Interestingly, the proportion of lineage marker negative cells, i.e. the immature precursor cells, was significantly higher in the bone marrow than in the leukapheresate and the umbilical blood. One possible explanation for this could be that only more mature subpopulations of progenitor cells are mobilized into the peripheral blood. The cell culture tests demonstrated that, even with the help of a new 3D cell culture mixture, neither human skin fibroblasts nor human thymus fragments as a stromal cell source were able to generate T cells from CD34+ peripheral cells. Rather, predominantly cells with a monocytic phenotype were formed and the CD3+ T cells that had been measured in some tests proved to be residues from the thymus tissue. Thus, these results are contradictory to a published methodical work that successfully generates naive T cells with murine thymus tissue as a stromal cell source. In summary, one can determine that lymphoid progenitors are contained naturally in clinical routine preparations such as bone marrow or leukapheresate in low frequency. As the in vitro generation of mature T cells is difficult / not yet possible using the currently available culture systems, the question arises whether not at least lymphoid progenitors can be differentiated in a still to be optimized in vitro cell culture system. Through co-transplantation of these cells, one could increase the frequency of the lymphoid progenitors in the blood, thus accelerating the T cell regeneration. This approach will be pursued further in follow-up experiments by our work group.

Atherosklerose ist ein wichtiger Faktor bezüglich der Pathogenese kardiovaskulärer Erkrankungen, indem sie Einfluss auf die strukturellen und funktionellen Eigenschaften der Gefäße nimmt. Wegen dieser Bedeutung ist es wichtig, diese Erkrankung und deren Zusammenhänge genau zu erforschen. Einige Studien konnten zeigen, dass die Pulswellengeschwindigkeit mit Gefäßwand-eigenschaften, insbesondere deren Steifigkeit, zusammenhängt. So konnte in Untersuchungen von Gotschy et al.27 eine Zunahme der lokalen Pulswellen-geschwindigkeit, als Marker für Gefäßwandsteifigkeit, in Aortenanteilen von ApoE(-/-)-Mäusen im Zeitverlauf mittels MRT gezeigt werden, ohne dass makroskopische Veränderungen in frühen Stufen atherosklerotischer Entwicklung sichtbar waren. Dies wird nun als Ausgangspunkt herangezogen, um zu erforschen, durch welche histologischen Veränderungen des Gefäßes innerhalb der Atherogenese eine frühe Zunahme der lokalen PWV erklärt werden kann. Hierzu wird zum einen die mit der Gefäßwandsteifigkeit in Zusammenhang gebrachte Elastinfragmentierung innerhalb der elastischen Laminae der Aorta ascendens und abdominalis mittels histologischer Untersuchung quantitativ bestimmt. Die elastischen Schichten werden durch modifizierte Elastika-van-Gieson-Färbung dargestellt. Zur vergleichenden Bestimmung wird ein Quotient aus der Anzahl bei mikroskopischer Betrachtung erkennbarer Brüche der elastischen Laminae und bestimmter Gefäßwandquerschnittsfläche erstellt. Die Ausprägung der Elastinfragmentierung unterscheidet sich signifikant in den zwei höchsten Altersklassen der Test- und Kontrollmäuse in beiden untersuchten Aortenabschnitten, wobei die ApoE(-/-)-Tiere stets den höheren Wert aufweisen. Anhand der Ähnlichkeit hinsichtlich der Entwicklung der Messwerte von beschriebener lokalen PWV und der hier gezeigten Elastinfragmentierung kann vermutet werden, dass diese zu einer Erhöhung der Gefäßwandsteifigkeit beiträgt. Die gezeigten histologischen Parameter können so als Indikator für Veränderungen der Gefäßeigenschaften während der Atherogenese und als möglicher Grund einer Veränderung der Gefäßwandsteifigkeit mit konsekutiver Erhöhung der lokalen PWV angesehen werden. Als weiterer Einflussfaktor auf die mechanischen Eigenschaften des Blutgefäßsystems wird die Entwicklung des Kollagengehaltes anteilig an der Aortenwand bestimmt. Es wurde in vielen Publikationen beschrieben, welchen großen Stellenwert Kollagenfasern für die Gefäßwandsteifigkeit haben. Auch wird das untersuchte Kollagen hinsichtlich seiner Faserdicken nochmals genauer untersucht. Die Kollagenfasern werden mittels Pikro-Sirius-Rot gefärbt und anschließend unter zirkulär polarisiertem Licht analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen keinen eindeutigen Trend hinsichtlich ihrer Entwicklung. Sie lassen sich auch nicht mit der aufgestellten Hypothese in Übereinkunft bringen, da keine zeitliche Dynamik verglichen mit der Entwicklung der anderen Parameter nachgewiesen werden kann. Um den beschriebenen entzündlichen Charakter der Atherogenese ebenso zu berücksichtigen, wird das Einwanderungsverhalten von Makrophagen in die Gefäßwand betrachtet. Es wird die relative Fläche der durch Makrophagen besiedelten Gefäßwandanteile bestimmt und als Indikator einer Entzündungsreaktion angesehen, welche direkt oder indirekt Einfluss auf Gefäßwandeigenschaften haben könnte. Mittels eines Antikörpers gegen das makrophagenspezifische Protein CD68 und Kombination mit anti-antikörpervermittelt bindenden fluoreszierenden Substanzen, werden Makrophagen in einem Fluoreszenzmikroskop sichtbar gemacht und die besiedelte Fläche softwaregestützt bestimmt. Dabei kommt die vorliegende Untersuchung zu dem Ergebnis, dass sich die Makrophagenbesiedelung in beiden betrachteten Aortenabschnitten deutlich im Zeitverlauf bei den ApoE(-/-)-Tieren erhöht. Der relative Gefäßwandanteil der von Makrophagen besiedelten Flächen erreicht seinen höchsten Wert innerhalb der Aorta ascendens bei 18 Wochen alten ApoE(-/-)-Tieren; in der Aorta abdominalis bei 30 Wochen alten. Die absolute CD68-Fläche in beiden Aortenabschnitten steigt bis zum Versuchsende hin an, wobei der stärkste Anstieg in der Zeit von sechs zu 18 Wochen geschieht. Dagegen zeigt die Kontrollgruppe eine sehr geringe Zunahme dieser beiden Messgrößen, wobei diese stets auf einem sehr niedrigen Niveau bleiben und keineswegs mit der Entwicklung der Testtiere zu vergleichen sind. Besonders zu beachten ist, das bereits in der jüngsten Altersstufe von sechs Wochen ein höheres Maß an Makrophagenbesiedelung bei Aortenanteilen der ApoE(-/-)-Tiere zu verzeichnen ist, als bei den entsprechenden Kontrollen. Auf Grund dieser Beobachtung, lässt sich ein möglicher Zusammenhang mit der schon früh ansteigenden Gefäßsteifigkeit vor sichtbarer Plaqueentwicklung herstellen. Bei der Klärung der zentralen Fragestellung dieser Arbeit nach einem histomorphologischen Korrelat für die frühzeitige Erhöhung der lokalen PWV zeigt sich folgendes Ergebnis: Insgesamt können die gemessenen histologischen Charakteristika, vor allem die Entwicklung der Elastinfragmentierung innerhalb der Gefäßwand und der Grad der Makrophagenbesiedelung, frühe Indikatoren für Veränderungen morphologischer und funktioneller Gefäßwandspezifikationen sein. Sie kommen daher als denkbare Ursache für den Anstieg der lokalen Pulswellengeschwindigkeit in Betracht, besonders da die zuvor erwähnten histologischen Parameter zeitlich wie diese einen ähnlichen Verlauf hinsichtlich ihrer Entwicklung zeigen. Die Atherogenese und deren zahlreiche Einflussfaktoren bleiben weiterhin Forschungs-gegenstand und es gilt mehr denn je mögliche Mechanismen aufzudecken, um eine Gefäßwandschädigung frühzeitig und effektiv verhindern zu können. Hiervon würde ein Großteil der Bevölkerung profitieren, da die Atherosklerose durch ihre Folgeerkrankungen nach wie vor, nicht nur in Deutschland, die Todesursachenstatistik anführt. / Atherosclerosis is the most important and prevalently appearing pathological change of arteries with influence on their structural and functional attributes. The great relevance of that disease motivates to research this relation precisely. The purpose of this study was to determine the influence of elastin fiber fragmentation, the collagen components and the inflammation in the aortic vessel wall on the aortic stiffness and the local pulse wave velocity (PWV) in the ApoE-/- mouse model. Therefore the histological fractures of elastic filaments, the inflammation (characterized by vessel wall Infiltration with macrophages) and the relative amount of collagen in the vessel wall were analyzed in a quantitative way and correlated with the characteristic of local PWV during aging and progressive therosclerosis. In the previous measurements of local PWV with MRI scan was an increase of the PWV detectable before a morphological correlate could be seen. We found a correlation between elastin fiber fragmentation, inflammation of the vessel wall and the local PWV.