Ein wichtiger Regulator der Lipolyse im Fettgewebe ist das sympathische Nervensystem. Über die Bedeutung präsynaptischer Faktoren (z.B. der lokalen Noradrenalinfreisetzung) des Fettgewebes ist jedoch wenig bekannt. Zudem sezerniert das Fettgewebe Signalmoleküle, die die lokale Lipolyse beeinflussen können, z.B. Angiotensin II (Ang II). Die Lipolyse hängt zudem von der Durchblutung und der Zellularität des Gewebes ab. Es wurde geprüft, ob (I) die lokale neuronale Noradrenalinfreisetzung die Durchblutung und den Stoffwechsel im subkutanen abdominalen Fettgewebe (SAF) beeinflußt und geschlechtsspezifische Unterschiede vorliegen, (II) Ang II die Durchblutung und den Stoffwechsel des SAF inhibiert, (III) Durchblutung und Stoffwechsel des SAF bei Schlanken von der Hautfaltendicke abhängen. 42 Normalgewichtige (18 Männer, 24 Frauen) wurden mit der Mikrodialysetechnik untersucht. Das adrenerge System des SAF wurde mit Isoproterenol (Iso) und Tyramin (Tyr) charakterisiert. Mittels Ethanol-Dilutionstechnik, [Glycerol], [Lactat] und [Glucose] im Dialysat wurden Änderungen in Durchblutung, Lipolyse, Glycolyse und Glucoseversorgung abgeschätzt. Die Hautfaltendicke wurde mittels Caliper-Technik bestimmt. Niedrigere Tyr-Dosen erhöhten die Lipolyse im SAF, die Durchblutung blieb konstant. Der Lipolyseanstieg war bei den Frauen größer als bei den Männern, war aber auch unter Iso bei den Frauen höher. Ang II verminderte zumindest im SAF der Frauen leicht die Durchblutung und indirekt die Lipolyse. Die Hautfaltendicke korrelierte geschlechtsunabhängig negativ-linear mit der Durchblutung und der Lipolyse. Die lokale neuronale Noradrenalinfreisetzung spielt eine wichtige Rolle in der Regulation der Lipolyse des SAF. Die geschlechtsspezifischen Unterschiede sind auf postsynaptische Faktoren zurückzuführen. Ang II beeinflußt die Durchblutung und die Lipolyse des SAF nur gering. Durchblutung und Stoffwechsel des SAF sind schon bei Normalgewichtigen mit zunehmender Hautfaltendicke vermindert. / The sympathetic nerve system is one important regulator of lipolysis. The regulatory role of neuronal transmitter release (e.g. of norepinephrine) and re-uptake in adipose tissue is only poorly understood. Furthermore, adipose tissue secretes hormones, e.g. angiotensin II (Ang II), which can affect adipose tissue lipolysis. Finally, lipolysis depends on blood flow and cellularity of adipose tissue. Aims of this thesis were (I) to characterize the impact of local neuronal norepinephrine release on blood flow and metabolism in subcutaneous abdominal adipose tissue (SAT) and to assess possible gender effects, (II) to proof if Ang II inhibits lipolysis and blood flow in SAT, and (III) to test if SAT thickness is negatively correlated with blood flow and metabolism even in non-obese subjects. 42 lean subjects (18 men, 24 women) were studied using microdialysis technique. Tyramine (Tyr) and isoproterenol (Iso) were used to characterize adrenergic response of SAT. Dialysate [ethanol], [glycerol], [lactate], and [glucose] were measured to assess tissue blood flow (ethanol dilution technique), lipolysis, glycolysis, and nutritive supply. Skin fold thickness was taken to assess thickness of SAT. During perfusion with lower Tyr doses, ethanol ratio remained unchanged, whereas lipolysis increased. The lipolytic response was higher in women vs. men, a gender difference was also observed for Iso-stimulated lipolysis. During perfusion with Ang II, blood flow and lipolysis decreased slightly at least in women. Skin fold thickness was negatively correlated with tissue perfusion and lipolysis without gender-specific differences. Neuronal norepinephrine release plays an important role in the regulation of lipolysis of SAT. The gender difference is explained by a difference in postsynaptic adrenergic sensitivity. Ang II has a minimal effect on local blood flow and metabolism. Increased SAT thickness is associated with reduced tissue perfusion and lipid metabolism, even in lean subjects.

Das Neuroblastom, ein embryonaler Tumor des sympathischen Nervensystems, stellt durch seine außerordentliche Heterogenität klinisch eine große Herausforderung dar. Ziel dieser Arbeit war es, die Expression der GATA-Transkriptionsfaktoren GATA-2, -3, -4 und des Kofaktors friend-of-GATA (FOG)-2 im Neuroblastom und im sich entwickelnden sympathischen Nervensystem zu vergleichen. Davon ausgehend wurde die Rolle der Proteine im Neuroblastom näher untersucht. Es wurde gezeigt, dass alle vier Proteine in humanem Neuroblastom-Gewebe sowie in einer humanen Neuroblastom-Zelllinie (SH-SY5Y) exprimiert werden und nukleär lokalisiert sind. Lediglich Gata-4 wurde jedoch im sich entwickelnden sympathischen Nervensystem der Maus nicht exprimiert. Die Einzigartigkeit von GATA-4 bestätigte sich auch durch Microarray-Analysen von 251 Neuroblastom-Proben. Während GATA-2, -3 und FOG-2 signifikant mit Markern für eine günstige Prognose assoziiert wurden, korrelierte die GATA-4 Expression mit MYCN-Amplifikation. Interessanterweise führte die lentivirale Überexpression von GATA-4 zu einer Proliferationsinhibition humaner Neuroblastomzellen (SH-SY5Y und SH-EP) sowie zu der verstärkten Expression von DPYSL3 und Bcl-2. Zudem konnte durch das Differenzierungsagens Retinsäure die GATA-4 Expression induziert werden. So wurde in dieser Arbeit bestätigt, dass normale Entwicklungsprozesse in prognostisch günstigen Neuroblastomen intakt sind. Umgekehrt sind in Tumoren mit schlechterer Prognose diese Prozesse gestört. Die in vitro verlangsamte Proliferation sowie die Induktion von Bcl-2 nach Überexpression von GATA-4 könnten in vivo bei der schlechteren Therapierbarkeit der prognostisch ungünstigen Neuroblastome eine Rolle spielen. Es ist bekannt, dass die Behandlung mit Retinsäure u. a. durch Bcl-2 zu einer Chemoresistenz führen kann. Da die Expression von GATA-4 durch Retinsäure induziert werden und GATA-4 die Expression von Bcl-2 verstärken kann, könnte GATA-4 an der Chemoresistenz beteiligt sein. / Neuroblastoma, an embryonal tumor of the sympathetic nervous system, remains clinically challenging due to its extreme heterogeneity. The aim of this study was to compare the expression of GATA transcription factors GATA-2, -3, -4 and the cofactor friend-of-GATA (FOG)-2 in neuroblastoma and in the developing sympathetic nervous system. The functional role of these proteins in neuroblastoma was subsequently investigated based on the results of the GATA expression studies. The analysis showed that all four proteins are expressed in human neuroblastoma tissue as well as in a human neuroblastoma cell line (SH-SY5Y) and are localized in the cell nuclei. Only Gata-4, however, was not expressed in the developing murine sympathetic nervous system. Its uniqueness was also confirmed by microarray analyses of 251 neuroblastoma specimens. While GATA-2, -3 and FOG-2 were significantly associated with favorable prognostic markers, GATA-4 expression correlated with MYCN-amplification. Interestingly, lentiviral GATA-4 overexpression led to inhibited proliferation of human neuroblastoma cells (SH-SY5Y and SH-EP) as well as to increased expression of DPYSL3 and Bcl-2. In addition, GATA-4 expression could be induced by the differentiation agent retinoic acid. In conclusion, it was confirmed that normal developmental molecular pathways are intact in prognostically favorable neuroblastoma. In contrast, these developmental processes seem to be defective in tumors with unfavorable prognosis. The slowed proliferation, as observed in vitro, as well as the induction of Bcl-2 brought about by GATA-4 overexpression may contribute in vivo to the difficult treatability of prognostically unfavorable neuroblastoma. It is known that treatment of neuroblastoma with retinoic acid can lead to chemoresistance, mediated by Bcl-2 amongst others. Since retinoic acid can induce the expression of GATA-4 and GATA-4 itself can enhance the expression of Bcl-2, GATA-4 could be involved in chemoresistance.

Stickstoffmonoxid (NO) spielt eine bedeutende Rolle in der Regulation des Blutdruckes, es ist ein starker Vasodilatator. Mäuse mit genetisch inaktivierter endothelialer Stickstoffmonoxidsynthase (eNOS-/-) haben einen Bluthochdruck. Mäuse mit fehlender neuronaler NO-Produktion (nNOS-/-) zeigen einen erniedrigten Blutdruck in Narkose. Im Gegensatz dazu konnte in der Literatur eine Hemmung der Katecholaminfreisetzung durch neuronal gebildetes NO gezeigt werden. Es war deshalb das Ziel dieser Studie, die Kreislaufparameter von eNOS-/- und nNOS-/- Mäusen im wachen Zustand in Ruhe und unter Stress zu untersuchen. Außerdem wurde untersucht, ob nNOS die Expression des Schlüsselenzyms der Katecholaminsynthese, Tyrosinhydroxylase (TH), hemmt und die hämodynamische Antwort auf Stress abschwächt. Acht nNOS-/-, neun eNOS-/- und neun Wildtypkontrollmäuse (WT) erhielten einen Femoralarterienkatheter. Blutdruck und Herzfrequenz sowie die Körperkerntemperatur wurden 24h nach der Operation unter wachen Bedingungen in Ruhe und bei Erhöhung der Umgebungstemperatur aufgezeichnet. Die Tyrosinhydroxylase-mRNA-Expression und -Proteingehalt der Nebennieren wurden mittles RT-PCR und Western Blot bestimmt. In Ruhe zeigten eNOS-/- und nNOS-/- Mäuse einen signifikant erhöhten mittleren und diastolischen Blutdruck im Vergleich zu Wildtypkontrollen. Während des Hitzestresses war der initiale Blutdruckabfall bei den eNOS-/- Mäusen signifikant vermindert. Der stressinduzierte Anstieg von Blutdruck und Herzfrequenz war deutlich verstärkt bei nNOS-/- Mäusen im Vergleich zu WT und eNOS-/- Mäusen. Die TH-mRNA-Expression war zehnfach erhöht bei nNOS-/- Mäusen im Vergleich zu WT. Auch der Proteingehalt der Nebennieren war dreifach erhöht in nNOS-/- im Vergleich zu WT. Diese Ergebnisse zeigen, dass endothelial gebildetes NO hauptsächlich an der thermoregulatorischen Vasodilatation der Hautgefäße beteiligt ist. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass neuronal gebildetes NO die TH-Expression hemmt und die sympathisch vermittelte Stressantwort vermindert. / Nitric oxide (NO) plays an important role in the circulatory regulation, it is a very potent vasodilator. Mice deficient of a functional endothelial NO synthase (eNOS-/-) exhibit hypertension. Mice lacking a functional neuronal NO production (nNOS-/-) were observed to be hypotensive under anaesthesia. In contrast, evidence from the literature suggests an inhibition of catecholamine release by NO derived from nNOS. Therefore it was the aim of this thesis to evaluate the circulatory parameters in eNOS-/- and nNOS-/- under conscious conditions at rest and in reponse to stress. Additionally, it was tested if nNOS inhibits the expression of the key enzyme of the catecholamine synthesis, tyrosine hydroxylase, and thereby reduces the hemodynamic responses to stressful stimuli. Eight nNOS-/-, nine eNOS-/-, and nine wild type controls (WT) were chronically instrumented with femoral artery catheters. 24h after surgery,resting blood pressure and heart rate were measured and then mice were exposed to an elevated ambient temperature. Arterial blood pressure together with heart rate and core temperature were recorded in conscious animals. Tyrosine hydroxylase mRNA expression and protein content in the adrenal gland were measured by RT-PCR and western blotting, respectively. At rest, eNOS-/- and nNOS-/- exhibited a significantly elevated mean and diastolic blood pressure compared to WT. During heat stress, the initial decrease in blood pressure seen in WT and nNOS-/- was significantly blunted in eNOS-/-. The stress-induced acceleration of heart rate and increase in blood pressure were much stronger in nNOS-/- compared to WT and eNOS-/- . TH mRNA expression was ten times larger in nNOS-/- than in WT. Correspondingly, protein content in the adrenal gland was increased threefold in nNOS-/- compared to WT. The results of this thesis indicate that endothelial derived NO predominantly mediates the thermoregulatory vasodilatation. Furthermore, it shows that neuronally derived NO inhibits TH expression and, therefore, limits the sympathetically-mediated responses to stressful stimuli, such as heat stress.