Marburg, Universität, Thesis (doctoral), 2000.

Zugl.: Berlin, Charité, University-Med., Diss., 2005.

Zugl.: München, Univ., Diss., 2008

Stuttgart, Univ., Diss., 2002.

Zugl.: Wien, Univ., Diss., 2010

Die dieser Arbeit zugrundliegenden Untersuchungen am postmortalen Hirngewebe und an den korrespondierenden Proben postmortalen Liquor cerebrospinalis (CSF) konnten einen Zusammenhang der Dichte der parenchymalen TMEM119-positiven Mikroglia und der der CSF belegen. Innerhalb der analysierten Kompartimente bestehend aus Kortex, Marklager und CSF ergaben sich weit gefächerte Messwerte zur jeweiligen Dichte der immuno-positiven Mikroglia. Die Ergebnisse implizierten eine schnelle Reaktion der Mikroglia im Hirngewebe und einen zeitverzögerten Nachweis von immuno-positiven Mikroglia in der CSF. Signifikante Effekte von Alter, Geschlecht, Hirngewicht und insbesondere einem steigenden Postmortalintervall konnten als potenzielle Einflussfaktoren hinsichtlich der CSF-Intensität ausgeschlossen werden. Eine positive Korrelation ergab sich hingegen zwischen der Mikroglia-Dichte der CSF und den Angaben bezüglich erfolgter Reanimationsmaßnahmen der eingeschlossenen Sterbefälle als Hinweis auf einen relevanten Zusammenhang mit dem zerebralen Blutfluss. Neben dem ursprünglich angestrebten isolierten Vergleich zwischen der TMEM119-positiven Mikroglia-Profildichte der CSF, des Kortex und der des Markraums ergaben sich nach Analyse weiterhin morphologische Auffälligkeiten der identifizierten Mikroglia und teils spezifische Verteilungsmuster. Die abschnittsweise laminäre Anordnung der Zellen in den kortikalen Gewebeanteilen wies insbesondere in den supragranulären Schichten nahe der Hirnoberfläche strukturell auffällige Mikroglia-Profile mit annähernd rundem Zellkörper und wenigen bis keinen Zellfortsätzen auf. Ein annähernd identisches Bild konnte im perivaskulären Marklager festgestellt werden und wies auf einen Zusammenhang zum Übertritt der Mikroglia in die CSF sowie eine Assoziation zu den medullären Gefäßen hin. Der erstmalige Nachweis des aktiven Übertritts der TMEM119-positiven Mikroglia durch die weiche Hirnhaut implizierte einen aktiven Zugangsweg der Zellen in die CSF unter Ausbildung eines amöboid erscheinenden Phänotyps neben einem lediglich diffusen und passiven Übertritt der Zellen unter pathologischen Bedingungen. Die durchgeführten Untersuchungen belegen das enorme Potenzial der postmortalen CSF als Untersuchungsmedium insbesondere im Hinblick auf die Erhebung der Mikroglia-Dichte und die Analyse der Mikroglia-Morphologie in Bezug auf neuropathologische Beteiligung im ZNS und damit verbundenen Fragestellungen. / This study on postmortem brain tissue and the corresponding samples of postmortem cerebrospinal fluid (CSF) was able to demonstrate a correlation between the density of parenchymal TMEM119-positive microglia cell profiles and that of CSF. Within the analyzed cortex, medulla and CSF, there was a wide range of measured values for the respective density of immuno-positive microglia cell profiles. The results implied a rapid response of microglia in the brain tissue and a time-delayed detection of immuno-positive microglia in the CSF. Significant effects of age, gender, brain weight and especially an increasing postmortem interval could be excluded as potential influencing factors regarding CSF intensity. However, a positive correlation was found between the microglia density of the CSF and cardiopulmonary resuscitation measures performed in the included deaths as an indication of a relevant connection with cerebral blood flow. In addition to the originally intended comparison between the TMEM119-positive microglia cell profile density of the CSF, the cortex and the medulla, the analysis also revealed morphological abnormalities of the identified microglia and in some cases specific distribution patterns. The laminar arrangement of the cells in the cortical tissue showed structurally conspicuous microglia profiles with almost round cell bodies and few to no cell processes, especially in the supragranular layers near the brain surface. An almost identical impression was observed in the perivascular medullary layer and indicated a transition of the microglia into the CSF as well as an association with the medullary vessels. The first demonstration of the active crossing of TMEM119-positive microglia through the soft meninges implied an active access pathway of the cells into the CSF with the formation of an amoeboid phenotype in addition to a merely diffuse and passive passage of the cells under pathological conditions. The investigations demonstrate the enormous potential of postmortem CSF as an examination medium, particularly with regard to the analysis of microglia density and the analysis of microglia morphology in relation to neuropathological involvement in the CNS and related issues.

Melanozyten (MZ) sind der zweihäufigste epidermale Zelltyp. Das Wachstum und die metabolische Tätigkeit der MZ wird durch humorale Faktoren sowie den direkten Zell-Zell Kontakt kontrolliert. Der schädigende Einfluss der UV-Strahlung, der mit der Entwicklung von epithelialen Tumoren zusammenhängt, wird durch das Pigmentsystem der Haut vermindert. Im Zeitraum von Juni 2006 bis Juni 2007 wurden Präparate mit vorliegenden histologischen und klinischen Befunden von epithelialen Hauttumoren untersucht und mit Melanin-, Melan-A und HMB-45 gefärbt. Hierzu gehören: 40 Basalzellkarzinome (BCC), 20 Plattenepithelkarzinome (PEC), 20 seborrhoische Keratosen (SK), 9 Morbi Bowen (MB), 7 aktinischen Keratosen (AK), und 5 Kerathoakantome (KA). Ziel der Arbeit war die Identifizierung und Charakterisierung der MZ in verschiedenen epithelialen Hauttumoren. Meist waren die Tumorzellen negativ in der Melaninfärbung. Melan-A wurde am stärksten bei SK, BCC und AK exprimiert. Im Gegensatz dazu zeigten sich bei PEC am wenigsten angefärbten Zellen. Die HMB-45-positiv-MZ färbten sich am stärksten bei AK, MB und BCC an. Obwohl HMB-45 bei allen Tumortypen positiv war, war die Auszählung vom HMB-45-positiven-MZ deutlich geringer als bei Melan-A. Es gibt eine Korrelation zwischen MZ und neoplastischen Keratinozyten, jedoch ist noch nicht nachgewiesen, was die MZ dazu stimuliert, zu proliferieren und darüber hinaus zu kolonisieren. Eine Korrelation zwischen der epithelialen Pigmentierung und der Anzahl an MZ zeigte sich nur in gutartigen epithelialen Hauttumoren (SK), während in allen malignen Tumoren keine Korrelation zwischen der MZ-Zahl und eventueller Pigmentierung bestand. Das weist darauf hin, dass hier die Regulation der Pigmentierung zerstört ist. / Melanocytes are the second most common cell in the epidermis. Their growing and metabolic functions are controlled by humoral factors and direct cell contact. The damage caused by UV-Light, which is related to the development of epithelial skin tumors, is diminished by our skin pigment system. We have examined previously diagnosed skin tumors between June 2006 and July 2007 and stained them with Melanine, Melan-A and HMB-45. Among these were 40 basal cell carcinomas (BCC), 20 squamous epithelial carcinomas (PEC), 20 seborrhoeic keratoses (SK), 9 Morbi Bowen (MB), 7 actinic keratoses (AK) and 5 keratoakanthomas (KA). The goal of this study was the identification and characterization of Melanocytes in different epithelial skin tumors. Most were the tumor cells negative for the melanine staining. Melan-A-Expression was strongly positive by SK, BCC and AK, whereas by PEC almost no expression could be seen. The HMB-45-positive melanocytes were mostly seen in AK, MB and BCC. Although an expression of Melan-A and HMB-45 in all epithelial tumors was seen, Melan-A was clearly stronger. There is a correlation between neoplastic keratinocytes and melanocytes, however an explanation about how these keratinocytes influence the growing and colonization of melanocytes in epithelial tumors is not elucidated yet. The macroscopic pigmentation and the number of melanocytes that express Melan-A and HMB-45 are only suitable in benign lesions (e.g. SK). These points to the possibility the regulation of the pigment system in keratinocyte-derivated tumors is probably abnormal.

Tumore der Nebennieren stellen häufige Tumore dar, welche bei mindestens 3 % der Population über 50-Jähriger vorkommen. Im Gegensatz dazu ist das Nebennierenrindenkarzinom mit einer Inzidenz von 1-2 Einwohner pro Million ein sehr seltener Tumor. Da seine Prognose allerdings ungünstig, und diese maßgeblich davon abhängt wie fortgeschritten der Tumor bei Diagnosestellung ist, ist es wichtig, dass die richtige Diagnose frühzeitig gestellt wird. Bis heute ist kein zuverlässiger immunhistochemischer Nebennierenrindenkarzinom-spezifischer Marker etabliert um das Nebennierenrindenkarzinom von anderen retroperitonealen Tumoren zu differenzieren. Sasano et al. schlug bereits 1995 erstmalig den Transkriptionsfaktor Steroidogenic Factor 1 (SF1) als Marker zur Differenzierung von Nebennierenrinden- und Nicht-Nebennierenrindentumoren vor. Allerdings wurde die diagnostische Wertigkeit bisher nur in sehr kleinen Fallserien mit insgesamt nur 17 Nebennierenrindenkarzinomen untersucht. In der vorliegenden Arbeit wurde die SF1 Protein-Expression bei 163 Nebennierenrindenkarzinomen, 52 Nebennierenrinden-Adenomen, 12 normalen steroidogenen Geweben (6 Nebennieren und 6 Ovare), sowie 73 Nicht-Steroidtumoren immunhistochemisch untersucht. Hierbei zeigte sich, das SF1 bei 158 von 161 evaluierbaren Nebennierenrindenkarzinomen und bei allen Proben von normalen und gutartigen Geweben (n=64) nachweisbar war. Im Gegensatz dazu war keine der 73 Nicht-Steroidgeweben SF1 positiv, so dass die diagnostische Genauigkeit extrem gut ist (Sensitivität: 98.6 %, Spezifität: 100 %, positive und negative predictive value jeweils 100 % und 97.3 %). In einem zweiten Schritt wurde untersucht ob die Protein-Expression von SF1 beim Nebennierenrindenkarzinom auch prognostische Bedeutung hat. Hierbei zeigte sich, dass Patienten mit Tumoren mit starker SF1 Färbung (30 %) ein deutlich schlechteres tumorstadium-adjustiertes Rezidiffreies- und Gesamt-Überleben haben als Patienten mit geringer SF1 Expression (hazard ratio: 2.45). Zusätzlich zu den immunhistochemischen Untersuchungen wurden FISH Analysen durchgeführt. Hierbei zeigte sich allerdings keine signifikante Korrelation zwischen SF1 Gendosis und der SF1 Protein-Expression, so dass zu vermuten ist, dass SF1 maßgeblich auf Transkriptions- und Translationsebene reguliert wird. In einem Versuch diese Frage zu beantworten wurden zwei mutmaßliche SF1 Interaktionspartner, FATE1 und DAX1, genauer immunhistochemisch untersucht. Hierbei wurde deutlich, dass FATE1 bei 62 von 141 evaluierbaren Nebenierenrindenkarzinomen und 12 von 62 normalen und gutartigen Geweben nachweisbar war. Im Gegensatz hierzu waren alle 9 Nicht-Steroidgewebe FATE1 negativ. Dies zeigt, das FATE1 nicht zur Diagnostik nutzbar ist (Sensitivität: 61 %, Spezifität: 100 %, positive und negative predictive value 100 % bzw. 14 %). Die DAX1 Analyse zeigte, dass alle 20 normalen und gutartigen Gewebe eine positive DAX1 Färbereaktion zeigten. Von 126 Nebennierenrindenkarzinomen waren 71 DAX1 positiv. Von den 8 untersuchten Nicht-Steroidgeweben waren 6 DAX1 positiv. Diese Ergebnisse belegen, dass auch DAX1 keine diagnostische Genauigkeit besitzt (Sensitivität: 56 %, Spezifität: 25 %, positive und negative predictive value 92 % bzw. 4 %). Die Untersuchung der prognostischen Fähigkeiten von FATE1 und DAX1 zeigte, dass Patienten mit Tumoren mit starker FATE1 Färbung (39 %) ein schlechteres tumorstadium-adjustiertes Gesamt- aber nicht Rezidiffreies-Überleben haben als Patienten mit niedriger FATE1 Protein-Expression (hazard ratio: 2.01). Weiterhin wurde deutlich, dass DAX1 keine deutlichen prognostischen Fähigkeiten besitzt. Zusammenfassend läßt sich aus der vorliegenden Arbeit folgern, das SF1 aktuell der beste diagnostische Marker zur Diagnose von Tumoren der Nebennierenrinde ist und damit Eingang in die histopathologische Routine-Diagnostik von Nebennierentumoren finden wird. Zusätzlich ist die SF1 Expression ein sehr guter prognostischer Marker beim Nebennierenrindenkarzinom, wobei sich die prognostische Aussage durch zusätzliche Färbung von FATE1 und DAX1 nur unwesentlich verbessern läßt. / Adrenal tumors are common tumors which are present in at least 3 % in the human population over their 5th decade. However, adrenocortical carcinoma (ACC) is a rare malignancy which shows an approximate anual incidence of 1-2 per million. Prognosis of ACC is generally poor and depends strongly on the tumor stage. Thus, early and correct diagnosis is important. Until now, no reliable immunohistochemical ACC-specific marker has been established for its differentiation from other retroperitoneal tumors. Already in 1995, Sasano et al. suggested the transcription factor Steroidogenic Factor 1 (SF1) as useful marker for differentiation of adrenocortical and non-adrenocortical tumors. Up to now, SF1's value as diagnostic marker for ACC was investigated only in small series of in a total of 17 samples. In our work, SF1 expression was investigated by immunohistochemistry in 163 ACC, 52 adrenocortical adenomas, 12 normal steroidogenic tissues (6 adrenal glands and 6 ovaries), as well as 73 non-steroidogenic tumors. SF1 protein expression was shown in 158 of a total of 161 evaluable ACC, as well as all normal and benign steroidogenic tissues. In contrast, no SF1 protein was detectable in the non-steroidogenic tumors. Thus, SF1 protein expression is a highly specific diagnostic tool (sensitivity: 98.6 %, specificity: 100 %, positive and negative predictive value: 100 % and 97.3 %, respectively). In a second step, SF1 protein expression was investigated as a prognostic tool in ACC. As shown by us, ACCs presenting strong SF1 immunoreactivity (30 %) showed a strong correlation with overall and recurrence-free patients survival than ACCs presenting low SF1 protein expression (hazard ratio: 2.45). Moreover, FISH analyses were performed which revealed no significant correlation of SF1 gene dosis and SF1 protein expression, suggesting a regulatory mechanism at transcriptional and translational level. To investigate the hypothesis, we investigated two putative interaction partners of SF1, namely FATE1 and DAX1 protein, by immunohistochemistry. FATE1 protein was expressed in 62 of a total of 141 evaluable ACC as well as 12 of a total of 62 normal and benign steroidogenic tissues. In contrast, all non-steroidogenic tissues were FATE1 negative (n=9). Thus, FATE1 is no valuable diagnostic tool (sensitivity: 61 %, specificity: 100 %, positive and negative predictive value: 100 % and 14 %, respectively). DAX1 immunohistochemistry showed that all normal and benign steroidogenic tissues (n=20) were DAX1 positive as well as 71 of a total of 126 ACC samples. Furthermore, 6 out of a total of 8 non-steroidogenic tissues stained DAX1 positive, showing that DAX1 protein is no diagnostic tool (sensitivity: 50 %, specificity: 25 %, positive and negative predictive value: 92 % and 4 %, respectively). Investigation of the prognostic value of FATE1 and DAX1 revealed that patients with tumors characterized by strong FATE1 immunoreactivity (39 %) had a worse outcome in overall but not recurrence-free survival than patients showing low FATE1 expression (hazard ratio: 2.01). DAX1 protein expression has no prognostic value in ACC. In summary, we showed that SF1 is currently the best available diagnostic marker for differentiation of adrenocortical tumors from other retroperitoneal tumors, and that it will be suitable for histopathological diagnostic routine. Furthermore, SF1 expression is a well-suited prognostical tool in adrenocortical carcinoma which is only marginally enhanced by subsequent staining of FATE1 and DAX1 protein.

Makrophagen spielen als Zellen der angeborenen Abwehr eine wichtige Rolle bei der Immunabwehr. Ziel dieser Arbeit war die phänotypische und funktionelle Charakterisierung von Alveolarmakrophagen der Ratte. Hierzu wurden die durch eine bronchoalveoläre Lavage gewonnenen Alveolarmakrophagen immunhistologisch und durchflusszytometrisch untersucht. Zusätzlich wurden sie in vitro mit LPS und IFN-g stimuliert. Die Produktion von Stickstoffmonoxid wurde mit dem Griess Reagenz bestimmt und die Expression von iNOS im Immunoblot nachgewiesen. Zudem wurde die Interaktion mit naiven T-Lymphozyten untersucht. Als Vergleichszellen wurden Peritonealmakrophagen verwendet. Bei den aus bronchoalveolären Lavagen gewonnenen Zellen handelte es sich eindeutig um CD68- und CD11b-positive Alveolarmakrophagen. Vollständig aktivierte Alveolarmakrophagen exprimierten zum Teil andere Oberflächenmoleküle als nicht-aktivierte. So stieg nach Stimulierung der Anteil der Makrophagen, die die kostimulatorischen Moleküle CD80 und CD86 exprimierten, auf ca. 80 Prozent an. Ebenso bildeten sie große Mengen an Stickstoffmonoxid (380 μmol/L NO nach 48 Stunden bei 1 μg/mL LPS) und exprimierten auch das Enzym iNOS. Die aktivierten Alveolarmakrophagen waren nicht in der Lage, naive T-Lymphozyten zu aktivieren. Die Stimulierung der Alveolarmakrophagen in vitro hat gezeigt, dass LPS und IFN-g in den getesteten Konzentrationen in der Lage waren, Makrophagen vollständig zu aktivieren. Die zweistufige Aktivierung von Makrophagen durch ein Priming mit IFN-g und eine darauf folgende vollständige Aktivierung mit LPS, ist bei hohen lokalen Konzentrationen auch nur mit LPS bzw. IFN- g möglich. Dies unterstreicht die besondere Bedeutung der beiden Mediatoren für die Aktivierung von Makrophagen. / Macrophages play an important role as cells of the innate immune system. The functional and phenotypic characterisation of alveolar macrophages of the rat was the purpose of this dissertation. Alveolar macrophages, extracted by bronchoalveolar lavage, were studied with immunohistologic and flow cytometric methods. In addition they were stimulated in vitro with LPS and IFN-. The production of nitrogenmonoxid was measured using the Griess Reagent System and the expression of iNOS was shown by immunoblotting. Further examinations of the interaction between alveolar macrophages and naive T lymphocytes were also performed. Peritoneal macrophages were used to perform a comparative analysis. The cells extracted by bronchoalveolar lavage are clearly alveolar macrophages (CD68 and CD11b in immunohistology almost 100 percent positive). The expression of surface proteins differed between completely activated alveolar macrophages and non-activated ones. After stimulation the amount of macrophages expressing the co-stimulatory molecules CD80 and CD86 rose up to 80 percent. Furthermore they were producing large amounts of nitrogenmonoxid (380 µmol/L NO after 48 hours with 1 µg/mL LPS) (see pictures 4.16 and 4.17) and were expressing the enzyme iNOS (picture 4.19) all of which cannot be observed for non-activated macrophages. Activated macrophages were not able to stimulate naïve T lymphocytes; explaining the absence of proliferation of T lymphocytes in MLR measurements. The in vitro stimulation of alveolar macrophages showed that LPS (125, 250, 1000 ng/mL) and IFN-g(250 ng/mL) were able to stimulate alveolar macrophages completely. The two-stage activation of macrophages utilizing IFN-gfor priming and a subsequently complete activation using LPS, is also possible using high concentrations of LPS or IFN-g alone. This points out the importance of the two mediators for the activation of macrophages.

Thesis (doctoral)--Freie Universität, Berlin, 2000.