Im Rahmen dieser Arbeit wurden Fibroblasten und Keratinozyten, welche in vitro auf unterschiedlichen Scaffolds sowohl gemeinsam als auch in Monokulturen gezüchtet wurden, mittels Real-time PCR auf ihre Genausschüttung untersucht, um festzustellen wie sich die Unterlage auf die Genausschüttung auswirkt. Hierzu wurden die Proben sowohl auf die Genexpressionsmarker für die Basallamina Kollagen IV, Laminin 1 und 5 als auch auf die Genexpressionsmarker für die frühe Differenzierung Keratin K13 und K14 untersucht. Als Referenzgen wurde β-Actin ausgewählt, da dieses Gen in den Vorversuchen mit zwei weiteren Referenzgenen die stabilste Expression gezeigt hatte. Die Genexpressionsanalyse zeigte, dass nur in den Kokulturen von Keratinozyten und Fibroblasten eine ausgewogene Genexpression stattfindet, da sich die Zellen darin beeinflussen und regulieren. / Fibroblasts and keratinocytes were cultured in vitro on different scaffolds in monocultures and cocultures and examined by RT-qPCR for gene expression. Gene expression analysis was made for genes coding for basement Membrane collagen IV, laminin 1 and 5 and for early differentiation keratin K13 and K14. β-Actin was used as reference gene, because it showed in preliminary tests with two other reference genes most stable expression. Gene expression analysis showed only in cocultures of fibroblasts and keratinocytes balanced gene expression, because the two cell types affect and regulate each other.

Zugl.: München, Univ., Diss., 2008

München, Universiẗat, Diss., 2008.

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

Zugl.: Bonn, Univ., Diss., 2009

Die molekulare Chimärismusdiagnostik stellt einen essenziellen Teil der Therapieüberwachung nach allogener HSZT dar. In der Uniklinik Würzburg wird hierbei mittels qPCR eines Panels von 21 Allelen eine Informativität von 95 % und eine Sensitivität von 0,1-0,01 % erreicht. Ziel der Arbeit war eine Optimierung dieser in unserem Labor angewandten Methode zur Chimärismusanalyse in puncto Sensitivität und Informativität. Es wurde untersucht, ob durch Steigerung des DNA-Inputs in die qPCR eine Sensitivitätserhöhung erzielt werden kann, ohne dass PCR-Inhibition auftritt. Dabei erwies sich ein DNA-Input von 250 ng als ideal für eine verlässlichere Detektion von 0,01 % Empfängerzellen. PCR-Inhibition trat nicht auf. Zur Deckung des damit einhergehendem erhöhten DNA-Bedarf wurden verschiedene Elutionsmethoden der DNA-Extraktion verglichen, wobei durch Extraktion mit dem QIAamp DNA Blood Midi-Kit und Elution mit 2 x 200 μl AE-Puffer der höchste DNA-Ertrag gewonnen wurde. Zur Erhöhung der Informativität wurde die Anwendbarkeit eines Primersets für qPCR des SNP rs713753 evaluiert. Hierbei zeigte sich eine mäßige Eignung: Beide Allele des SNP gemeinsam ergaben eine gute Informativität für Empfängerdiskriminierung von 37,5 %. Die qPCR-Effizienzen der lokusspezifischen Referenz und des Allels C waren nahezu optimal, die des Allels T lag lediglich bei 0,87. Die Sensitivität der spezifischen Allele lag bei max. 0,1 %. Sofern auch hier eine Sensitivitätssteigerung durch Erhöhung des DNA-Inputs in die qPCR ohne Auftreten unspezifischer Amplifikation möglich ist, wäre eine Integration der qPCR des SNP rs713753 in die Routinediagnostik denkbar. Zusammenfassend ist eine Optimierung der in unserem Labor angewandten Methode zur Chimärismusdiagnostik hinsichtlich Sensitivität und Informativität durchaus möglich. Eine Erhöhung des DNA-Inputs ist dabei am simpelsten umsetzbar; zur Etablierung weiterer Allele bedarf es zusätzlicher Experimente. / The monitoring of molecular chimerism is an essential part of the follow-up after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. At the University Hospital of Würzburg, a qPCR panel consisting of 21 alleles achieves an informativity of 95 % and a sensitivity of 0.1-0.01 %. The aim of this study was the optimization of the chimerism analysis method used in our laboratory in terms of sensitivity and informativity. It was investigated whether an increase in sensitivity could be achieved by increasing the DNA input to qPCR without causing PCR inhibition. A DNA input of 250 ng was found to be ideal for a more reliable detection of 0.01 % recipient cells. No PCR inhibition occurred. In order to meet the increased demand for DNA, different elution methods for DNA extraction were compared, with the highest DNA yield achieved by extraction using the QIAamp DNA Blood Midi Kit and elution with 2 x 200 µl AE buffer. To increase informativity, the practicality of a qPCR primer set for the SNP “rs713753” was evaluated. This was found to be moderately suitable: both alleles of the SNP taken together resulted in a good informativity of 37.5 % for recipient discrimination. The qPCR efficiencies of the locus-specific reference and the C allele were close to optimal values, while that of the T allele was only 0.87. The sensitivity of the specific alleles was max. 0.1 %. If it is possible to increase the sensitivity by increasing the DNA input into the qPCR without the occurrence of non-specific amplification, the integration of qPCR of the SNP rs713753 into daily diagnostics would be conceivable. In conclusion, it is possible to optimize the sensitivity and informativity of the chimerism analysis method used in our laboratory. Increasing the DNA input is the easiest to implement, whereas additional experiments are needed to establish additional alleles.

Quantifizierung des postmortalen RNA-Status im Gehirn mittels Real-time-PCR: Ein Beitrag zur Bestimmung der Leichenliegezeit Der postmortale Nukleinsäureabbau verläuft unterschiedlich: während DNA im Allgemeinen als stabil angesehen wird und erst mit Einsetzen von Fäulniserscheinungen stärkerer Degradation unterliegt, wird RNA mit dem Sistieren der Kreislauftätigkeit relativ rasch abgebaut. Eine Reihe von Studien hat aber gezeigt, dass RNA in bestimmten Geweben eine höhere Stabilität besitzt als ursprünglich angenommen. Dies könnte Bedeutung für die molekulare Medizinforschung besitzen, die auf Genexpressionsstudien in postmortalem Gewebe angewiesen ist. Außerdem könnte eine Quantifizierung der RNA-Degradation z.B. durch Real-time-PCR zur Eingrenzung der Leichenliegezeit genutzt werden. In dieser Studie wurde ein quantitativer Vergleich verschiedener sog. Haushaltsgene (u.a. GAPDH, ß-Actin, FASN) in Gehirngewebe mit einer Leichenliegezeit zwischen 0 und 96 Stunden und unter alternativen Ansätzen zur reversen Transkription (oligo-(dT)-Primer mit und ohne sog. Anker, Random Hexamer Primer) durchgeführt. Zunächst erfolgten systematische Untersuchungen zur Effektivität der RNA-Isolierung, reversen Transkription und der PCR im Hinblick auf eine möglichst präzise Quantifizierung. Es zeigte sich, dass die Resultate der Real-time-PCR ein Maß für die ursprünglich in der Probe vorhandene mRNA-Menge darstellen. Weiterhin stellte sich heraus, dass eine deutliche und evtl. auch zur Liegezeitbestimmung nutzbare RNA-Degradation erst nach 24h einsetzt. Ein wesentlicher Unterschied zwischen Random- und oligo-(dT)-priming der reversen Transkription war dabei nicht festzustellen. Diese Ergebnisse belegen zum einen, dass RNA im frühen postmortalen Intervall relativ stabil ist und als Substrat für quantitative Untersuchungen dienen kann, zum anderen, dass ein zeitabhängiger Abbau besteht, der eine Eingrenzung der Leichenliegezeit z.B. mittels Grenzwerten in ein frühes und mittleres Postmortalintervall zulässt. / Quantification of the postmortem RNA-status in human brain by means of real-time-PCR: A contribution to the determination of the postmortem interval The postmortem degradation of nucleic acid proceeds differently: whereas DNA is generally considered as stable and is only subject to stronger degradation with the beginning of putrefaction, RNA degrades very fast when the circulation is suspended. A series of studies, however, has shown that RNA has a greater stability in certain tissues than originally expected. This could be important for molecular medical research which is dependent on gene expression studies using postmortem tissue. Furthermore, the quantification of RNA-degradation by means of real-time-PCR could be used for the limitation of the postmortem interval. In this study, a quantitative comparison has been made between different so-called housekeeping-genes (e.g. GAPDH, ß-Actin, FASN) in human brain and a postmortem interval between 0 and 96 hours. Different alternative approaches have been used for the reverse transcription (oligo-(dT)-Primer with and without Anker, Random Hexamer Primer). At first, systematic examinations concerning the effectiveness of RNA isolation, reverse transcription and PCR have been undertaken with regard to a preferably exact quantification. It turned out that the results of the real-time-PCR represent a measure for the mRNA amount originally present in the specimen. Moreover, it emerged that a clear RNA degradation, which could possibly be used for the determination of the postmortem interval, begins after 24 hours. An important difference between random and oligo-(dT) priming of the reverse transcription could not be stated. These results demonstrate, on the one hand, that RNA is relatively stable during the early postmortem interval so that it can serve as substrate for quantitative examinations. On the other hand, it is shown that a time-dependent degradation exists which allows a limitation of the postmortem interval into an early and middle postmortem interval by means of threshold values for example.

Das humanes WU Polyomavirus wurde im Jahr 2007 als ein neues Virus in Proben des Respirationstraktes beschrieben und gehört zur Familie der Polpymaviridae. Das Ziel der Arbeit war es, eine WUPyV-rea-time-PCR zu etablieren und zu evaluieren und mit dieser neuen Methode WUPyV-DNA in Nasenrachenskreten (NRS) zu detektieren und zu quantifizieren. Insgesamt wurden 1232 NRS von Patientin mit akuten respiratoischen Erkrankungen, die an der Universitätskinderklinik Würzburg im Zeitraum von Januar 2002 bis September 2005 und Januar 2007 bis July 2007 stationär behandelt worden waren, auf WUPyV-DNA getestet. Zusätzlich wurden 14 Serum- und 14 Stuhlproben von Kindern mit WUPyV-DNA-pos. NRS getestet. Mit der real-time PCR wurde WUPyV-DNA in 5,2 % der 1232 NRS detektiert. Der Viruslastmedian aller WUPyV-positiven NRS betrug 950 Kopien/m. Neben einigen sehr hohen Viruslasten (4,7 % > E9 Kopien/ml) wurden vor allem niedirge Viruslaten (51,6 % < 1000 Kopien/ml) mit der WUPyV-real-time PCR nachgewiesen. Es ergaben sich keine statistisch signifikanten Zusammenhänge zwischen der Viruslast und der Koinfektionen mit anderen respiratorischen Viren, mit klinischer Diagnose, mit dem Alter der infizierten Kinder und mit dem jahreszeitlichen Auftreten. In 3 der 14 Serum und 2 der 14 Stuhlproben konnte WUPyV-DNA detektiert werden. Virämische Kinder hatten tendenzen zu höhrer Viruslast im NRS.Weitere Studien sind notwendig um die pathogenetische Relevanz des WUPyV für den Menschen zu untersuchen. Die in dieser Arbeit etablierte real-time PCR zur WUPyV-Quantifizierung kann dabei zur Anwendung kommen. / The human WU polyomavirus (WUPyV) has been recently described as a novel virus in respiratory tract samples. To investigate the viral load of WUPyV in nasopharyngeal aspirates (NPA´s), stool samples, and serum samples of pediatric patients with acute respiratory tract diseases, obtained between 2002 and 2007, we etablished a real-time PCR for WUPyV DNA. WUPyV was found in 5,2 % of 1232 NPA. The median viral load in the NPA was 950 copies/ml (maximun: 3.4 E10 copies/ml). The WUPyV load in NPA was neither associated wtih the coinfection status nor with the clinical diagnoses. WUPyV was found in 3 of 14 serum samples and 2 of 14 stool samples. The WUPyV load in NPA tended to be hihger in viremic children. Further stuies are necessary to determine whether WUPyV is a human pathogen.

Ziel dieser Arbeit ist es ein besseres Verständinis der molekularen Prozesse der Melanomentstehung und Tumorprogression zu gewinnen. Hierfür wurde ein Tiermodell transgener Medakas (Oryzias latipes) verwendet, welche als stabiles Transgen das Konstrukt mitf::xmrk besitzen. Diese Fische entwickelten Pigmentzelltumore, welche für eine Microarrayanalyse herangezogen wurden. Aus diesem Microarraydatensatz wurden 11 Gene ausgewählt, welche in dieser Arbeit näher untersucht wurden. Beobachtungen haben ergeben, dass sich bei transgenen Medakas, welche Xmrk exprimieren, verschiedene pigmentierte Hauttumore entwickeln. Diese Tumore wurden je nach ihrem verschiedenen Histiotyp klassifiziert und untersucht. Um einen Eindruck zu gewinnen, wie Xmrk die Transkription verschiedener Gene, welche in der Krebsentstehung und –progression eine wichtige Rolle spielen, beeinflusst, wurden pigmentierte Hauttumore transgener Medakas, so wie zu Vergleichszwecken hyperpigmentierte Haut transgener Medakas und Lymphome und gesunde Organe von Wildtyp-Medakas, untersucht. Mit Hilfe von Real-time-PCR’s wurden die folgenden Gene untersucht: G6PC, GAMT, GM2A, MAPK3, NID1, SLC24A5, SPP1, PDIA4, RASL11B, TACC2 und ZFAND5. Dabei konnte festgestellt werden, dass die Expression der Gene GM2A, MAPK3, NID1, PDIA4, RASL11B, SLC24A5 und ZFAND5 von Xmrk beeinflusst wird, während dies für die Gene G6PC, GAMT, SPP1 und TACC2 nicht zutrifft. Im Vergleich zu gesunder Haut werden GM2A, MAPK3, PDIA4, RASL11B, SLC24A5 und ZFAND5 in Tumoren höher exprimiert. Die Gene G6PC, GAMT, NID1, SPP1 und TACC2 werden dagegen verglichen mit gesunder Haut unverändert oder niedriger exprimiert. Die Bedeutung der erhöhten Genexpression lässt sich in vielen Fällen zurzeit nur theoretisch erfassen. Eine höhere Expression von SLC24A5 beispielsweise lässt vermuten, dass ein Zusammenhang zwischen der Melaninproduktion und der Zellproliferation besteht. Die Überexpression von GM2A weist dagegen auf eine Rolle von GM2A als Tumormarker hin. Dahingegen scheint die erniedrigte Expression von GAMT und G6PC Auskunft über den veränderten Stoffwechsel in Tumoren zu geben. Um diese Ergebnisse zu bestätigen und zu entschlüsseln wie genau Xmrk die Expression der getesteten Gene beeinflusst, sind allerdings noch weitere funktionelle Studien nötig. Generell kommt man zu dem Schluss, dass die Genexpression sich in jedem Tumor unterscheidet. Daher scheint jeder Tumor seinen eigenen Evolutionsweg zu beschreiten. / Target of this work is to get a better understanding in melanomagenesis and tumorprogression. Therefore a model of transgenic medakas (Oryzias latipes) was used, wich had the construct mitf::Xmrk as a stable, integrated transgen. Those fishes developed pigmentcelltumors that, wich where used in a microarrayanalysis. Of the results of this microarray 11 genes where chosen and analysed in this study. Those transgenic medakas which got xmrk injected, but without a tumorsuppresorgen, developed various pigmented kinds of skin cancer. Those tumors were analysed equally to their histiotyps. To get an idea, how Xmrk effects the transcription of several genes, which play an important role in tumor development and progression, pigmented skin cancer of transgenic medakas and for comparison, hyper pigmented skin of transgenic medakas and also lymphoma and healthy organs where tested. The following genes where tested by real-time-PCR: G6PC, GAMT, GM2A, MAPK3, NID1, SLC24A5, SPP1, PDIA4, RASL11B, TACC2 and ZFAND5. It was noticed that the expression of the genes GM2A, MAPK3, NID1, PDIA4, RASL11B, SLC24A5 und ZFAND5 gets modified by Xmrk. In contrast the genes G6PC, GAMT, SPP1 and TACC2 didn't. In comparison to healthy skin GM2A, MAPK3, PDIA4, RASL11B, SLC24A5 and ZFAND5 got higher expressed in tumors. Indeed the expression level of the genes G6PC, GAMT, NID1, SPP1 and TACC2 is the same or even lower than in healthy skin. The meaning of the higher gen expression can currently just be theoretically conceived. The higher expression of SLC24A5 for example leads to guess that there is a link between the production of melanin and cell proliferation. The overexpression of GM2A shows that GM2A plays maybe a role as an tumor marker. However the lower expression of G6PC and GAMT gets references about the metabolism in cancer. To fix this results and get an better understanding how Xmrk affects the expression of this genes, additional funktional studies are necessary. The result is that gene expression differs in each tumor. A common conclusion is not possible. It appears that each tumor goes its own evolutionary way.

Universiẗat, Diss., 2007--Giessen.