Cancer metastasis is a highly complex process and is of great clinical importance since majority of cancer related mortality is associated with metastatic disease rather than primary tumor. The fact that cancer metastasis can develop years or even decades after primary tumor diagnosis, makes this process even more complex and therefore its understanding is of vital importance. Cervical cancer (CxC) is one of the most commonly diagnosed and cause of death among gynecologic cancers worldwide. In this chapter, our aim is to provide a broad overview of risk factors, modes of metastasis and major molecular factors and signaling pathways involved in the progression and metastasis of CxC. The understanding of these factors will enhance the knowledge of CxC pathogenesis and targeting these pathways would help combat against CxC and its metastasis.

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Edema or tissue swelling is exacerbated during inflammation due to increased leukocyte infiltration and vascular permeability, after which resolution returns the tissue to homeostasis. In acute inflammatory reactions, upregulated levels of vascular endothelial growth factor (VEGF) is shown to increase vascular permeability. Vascular endothelial cells (EC) form a selective barrier regulating the degree of microvascular exchange and permeability in normal physiological and pathological settings. Vascular EC express pro-permeability VEGF receptors and neuropilin co-receptors that can mediate both stimulatory and inhibitory signals. Secreted class 3 semaphorin-3F (SEMA3F) is a high affinity ligand for the NRP2 receptor and has been shown to be anti-angiogenic through its ability to inhibit cell migration and attachment. Importantly, SEMA3F has been shown to compete for binding with VEGF to the NRP2 receptor. However, the role, if any, of SEMA3F in inflammation has yet to be fully elucidated. We hypothesize that SEMA3F reduces edema by inhibiting vascular permeability thereby promoting a quickened resolution of inflammation. To generate inflammatory lesions, delayed-type hypersensitivity cutaneous reactions were induced on the ear skin of C57BL/6 mice through topical applications of oxazolone. Total ear thickness as a readout of tissue swelling was compared to baseline (Day 0). To determine the effects of depleting SEMA3F during inflammation, ear thickness was measured after SEMA3F antibody or control IgG intraperitoneal injection into Nrp2+/- mice. To assess the effects of increased systemic SEMA3F on edema, ear thickness was measured after intravenous delivery of SEMA3F adenovirus (Ad-3F) or control adenovirus into wild-type mice. We report that SEMA3F depletion via SEMA3F antibodies led to significantly prolonged edema compared to controls. Ad-3F treated mice exhibit lower levels of inflammatory edema compared to control. We demonstrate that the SEMA3F signaling cascade is a key mediator of fluid homeostasis in inflammation. Likely, SEMA3F serves as an anti-inflammatory mechanism preventing excessive edema. / 2020-02-20T00:00:00Z

Age-related macular degeneration (AMD) is a major cause of blindness in adults. Abnormal growth of blood vessels in the eye during the course of AMD causes damage to the retina, resulting in irreversible blindness. The goal of this research was to determine whether physical pressure on retinal cells can contribute to the increased blood vessel formation. To replicate the tears in the cell layers, a micropatterning method was used as a means of detaching cells from each other. Two new devices were also developed to mimic slow and fast increases in mechanical pressure on cell layers of the eye. After detaching cells from each other and adding mechanical stress to cells, the levels of angiogenic proteins secreted by retinal cells were measured. The results showed that both cell-cell detachment and mechanical stress can increase the secretion of angiogenic proteins. After adding mechanical stress, we also added the secreted proteins to blood vessel cells and observed an increase in blood vessel formation, indicating that mechanical stress can independently induce angiogenesis. These results suggest that physical stimuli in the eye can contribute to the aberrant blood vessel formation in AMD.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第19364号 / 医博第4041号 / 新制||医||1011(附属図書館) / 32378 / 新制||医||1011 / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 上杉 志成, 教授 山下 潤, 教授 野田 亮 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

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Das Ziel der Arbeit war eine Charakterisierung der Angiogenese im unveränderten Stutenovar sowie in equinen Granulosazelltumoren (GZTt). In diesem Zusammenhang sollte das Vorkommen und die Bedeutung ausgewählter angiogener Faktoren und ihrer Rezeptoren in den genannten Geweben ermittelt werden. Darüber hinaus war zu klären, inwieweit histomorphologische und immunhistologische Untersuchungen bezüglich der Angiogenese einen Beitrag zur Charakterisierung der biologischen Wertigkeit equiner Granulosazelltumoren liefern können. Für die Untersuchungen standen 71 Granulosazelltumoren 70 einseitig ovariektomierter Tiere und einer euthanasierten Stute, bei der eine ausgedehnte abdominale Metastasierung des Tumors festgestellt wurde, zur Verfügung. Als Kontrolle dienten die unveränderten Ovarien von 20 Stuten (Sektion n=8, Ovariektomie n=2, Schlachthof n=10). Darüber hinaus wurden bei 46 Stuten mit GZTt die Serumhormonwerte (Östradiol, Progesteron und Testosteron) bestimmt. Die unveränderten Ovarien sowie die GZTt wurden zunächst pathologisch-anatomisch untersucht, in Formalin (4%) fixiert und routinemäßig für die Histologie aufgearbeitet. Mittels konventioneller Lichtmikroskopie (Hämalaun-Eosin-Färbung) erfolgte anschließend eine repräsentative Auswahl von verschiedenen Funktionskörpern (n=66) des unveränderten Ovars sowie von GZTt unterschiedlicher Wachstumsformen (n=21 sowie eine Metastase des malignen GZT), an welchen die immunhistolo-gischen Untersuchungen (vascular endothelial growth factor A (VEGF A), vascular endothelial growth factor B (VEGF B), vascular endothelial growth factor receptor 1 (VEGF-R1), vascular endothelial growth factor receptor 2 (VEGF-R2), Angiopoietin 1 (Ang1), Angiopoietin 2 (Ang2), Angiopoietinre-zeptor (Tie2), von Willebrand Factor) durchgeführt wurden. Es kann festgestellt werden, dass im unveränderten zyklischen Stutenovar die intensivste Koexpression der angiogenen Faktoren VEGF A, VEGF B, Ang1, Ang2 und ihrer Rezeptoren VEGF-R1, VEGF-R2 und Tie2 in den Granulosa- und Thekazellen sowie den vaskulären Strukturen der Thekazellschicht im periovulatorischen (Tertiär-/Graaf´sche Follikel bis Corpora haemorrhagica) Zeitraum, der Phase der am deutlichsten ausgeprägten Angiogenese im Ovar, nachgewiesen werden kann. Zum einen ist dies für die Erhaltung und Reifung eines Follikels bis zum sprungreifen Tertiärfollikel essentiell, zum anderen findet kurz nach der Ovulation eine so ausgeprägte Angiogenese statt, dass schließlich alle Luteinzellen des reifen C. luteum mindestens einen Kontakt zu den neugebildeten Gefäßen besitzen. Somit wird eine optimale Erfüllung der Funktion des C. luteum als temporär endokrine Drüse für die Progesteronsynthese gewährleistet. Im eigenen Untersuchungsgut können hinsichtlich des Expressionsmusters gewisse Ähnlichkeiten zwischen dem unveränderten zyklischen Ovar und den benignen GZTt festgestellt werden. Insbesondere die neoplastischen Granulosazellen und Leydig-like cells erinnern in ihrem Expressionsverhalten bezüglich der untersuchten angiogenen Faktoren/Rezeptoren an die Granulosazellen beziehungsweise die luteinisierten Thekazellen des periovulatorischen zyklischen unveränderten Ovars. Zum einen lassen diese Befunde den Schluss zu, dass die neoplastischen Granulosazellen und Leydig-like cells der untersuchten Tumoren, entsprechend den periovulatorischen Granulosazellen und Thekazellen des zyklischen Ovars, infolge der Expression der angiogenen Faktoren und ihrer Rezeptoren einen wesentlichen Beitrag zur Angiogenese und damit zur Durchblutung, zur Versorgung und zum Wachstum der GZTt leisten. Andererseits kann durch die Ähnlichkeit im Expressionsmuster der genannten Zellen auch mittels der durchgeführten Untersuchungen gezeigt werden, dass es sich bei den equinen Granulosazelltumoren um weitgehend gut differenzierte Neoplasien handelt. Trotzdem ist in Einzelfällen mit einer Metastasierung zu rechnen. Die konventionelle Histopathologie liefert diesbezüglich jedoch keine verwertbaren Anhaltspunkte. Mittels der immunhistologischen Untersuchungen kann aufgezeigt werden, dass zwischen benignen und malignen Granulosazelltumoren partiell ein verändertes Expressionsverhalten bezüglich der untersuchten angiogenen Faktoren und ihrer Rezeptoren existiert. Inwieweit diese Abweichung jedoch als hinweisend für eine potenzielle Malignität interpretiert werden kann, ist aufgrund der zu geringen Probenanzahl maligner Neoplasien abschließend nicht beurteilbar und Bedarf einer Konkretisierung der bisherigen Ergebnisse an einem größeren Untersuchungsgut.

Eine Schwäche der Atemmuskulatur tritt als häufige „Klinik“ bei Herz-Lungenerkrankungen, Kritisch-Kranken und Maschinell-Beatmeten auf. Als Hauptatemmuskel ist vornehmlich das Zwerchfell - die Luftpumpe des Lebens – betroffen und Belastungsintoleranz, pulmonale Komplikationen sowie eine verschlechterte Gesamtprognose die mögliche Folgen. Typisches Charakteristikum einer Diaphragmalen Dysfunktion ist die abnorme mikrovaskuläre Blut- und Sauerstoffversorgung. Hier ent- und besteht ein Milieu aus Gewebshypoxie, vermehrten Sauerstoffradikalen, Inflammation (Zytokinerhöhung) und gestörter Proteinhomöostase. Dieses wird verdächtigt, einen Prozess von Atrophie und kontraktiler Dysfunktion in Gang zu setzen. Der Vascular Endothelial Growth Factor A spielt als Protein der Gefäßhomöostase eine entscheidende Rolle in der skelettmuskulären Kapillaritätsregulation und ermöglicht den Myofibrillen die Anpassung an (Trainings-)Aktivität oder Inaktivität. Für das Zwerchfell sind Inaktivität unter Beatmung und erhöhte Beanspruchung unter CHI, COPD und bei Kritisch-Kranken bekannt. Einendes Element dieser Krankheitsbilder auf skelettmuskulärer Ebene scheint die abnorme Sauerstoffversorgung. Das Diaphragma wurde bisher wenig untersucht - bekannt ist die hohe Empfindlichkeit des Zwerchfells auf eine veränderte, skelettmuskuläre Homöostase aus Tiermodellen zu CHI, Bluthochdruck, COPD und VIDD. Es ist unklar, ob eine niedrigere VEGF-Expression zur Dysfunktion beiträgt. An gängigen Tiermodellen mit konditioniertem skelettmuskulärem VEGF-Knockout wurde bisher für das Diaphragma weder eine reduzierte kontraktile Funktion in vitro beschrieben noch eine direkte Verbindung zwischen Zwerchfelldysfunktion und reduzierter VEGF-Expression untersucht. In unserer Arbeit gelang es uns nach konditioniertem VEGF-Mangel in diaphragmalen Muskelproben eine reduzierte Kraft (-15%) nachzuweisen. Hinzu kamen spezifische Faserveränderungen der Knockoutgruppe: Ein reduzierter Typ I-Faserquerschnitt und ein reduziertes Kapillar-Faser-Verhältnis. Zudem zeigt die Knockoutgruppe eine reduzierte Expression des kontraktilen Hauptproteins Aktin. Weitere Signaltransduktionsproteine für Muskelatrophie und oxidativen Stress wurden charakterisiert. Letztlich weist diese Arbeit den Kontraktilitätsverlust im Diaphragma bei skelettmuskulärem VEGF-Mangel am Mausmodell nach. Als Ursache dafür sind eingeschränkte Kapillarität, Faseratrophie und sarkolemmales Aktindefizit zu sehen. Vermehrte postulierte Sauerstoffradikale konnten nicht aufgezeigt werden. Möglicherweise aufgrund einer mitochondrialen Kompensation. Der diaphragmale VEGF-Mangel könnte den Schlüsselfaktor für den Beginn der Zwerchfelldysfunktion darstellen und ein möglicher therapeutischer Ansatzpunkt für betroffene Patienten sein.

Die Anastomoseninsuffizienz, als postoperative Komplikation der Kontinuitätswiederherstellung nach Oesophagusresektionen bei malignen Erkrankungen der Speiseröhre, stellt einen wesentlichen Faktor der erhöhten Patientenmortalität- und Morbidität dar. Ziel der Arbeit war es, den Einfluss von VEGF-A als Wachstumsfaktor, in Kombination mit einer, bereits als Medizinprodukt zugelassene Versiegelungsmatrix (TachoSil®) aus Kollagen, mit Fibrinogenbeschichtung, als Augmentation einer End-zu-End Oesophagogastrostomie im Tiermodell zu untersuchen. Es konnten mittels ELISA gezeigt werden, dass eine Liberation von VEGF, aus der damit inkubierten Versiegelungsmatrix, über die als kritisch für die postoperative Anastomosenheilung geltende Dauer von fünf Tagen, möglich ist. Es konnte nach Auswertung von drei Verdünnungsreihen eine wirksame Konzentration für die nachfolgenden Versuche ermittelt werden. Danach wurde in vitro, im Zellversuch an HUVECs, die Auswirkung auf die Zellproliferation unter Anwesenheit der Versiegelungsmatrix und VEGF-A untersucht. Hier zeigte sich wie erwartet die proliferationsfördernde Wirkung des VEGF-A auf Endothelzellen, jedoch auch ein unklarer antiproliferativer Effekt der Versiegelungsmatrix. Im nachfolgenden Tierversuch wurden 34 Brown Norway Rats einer Oberbauch- Medianlaparotomie mit nachfolgender Gastrolyse, Resektion des proximalen, kleinkurvaturseitigen Magenanteils, des Vormagens und des oesophagogastralen Übergangs unterzogen und im gleichen Eingriff eine Schlauchmagenbildung mit einer End-zu-End oesophagogastralen Anastomose durchgeführt. Bei 19 Tieren wurde die Anastomosenregion mittels TachoSil® 360° zirkulär augmentiert, bei 14 Tieren erfolgte die Augmentation der Anastomosenregion mit VEGF inkubiertem TachoSil® in gleicher Weise. Sechs Tiere verstarben postoperativ, die Todesursache blieb, trotz Obduktion unklar. Bei a.e. entzündlichen Veränderungen der Lunge schien eine pulmonale Komplikation wahrscheinlich. Am fünften postoperativen Tag wurden die bis dahin überlebenden Tiere relaparatomiert, der distale Oesophagus, der Schlauchmagen und das Duodenum wurden en-bloc reseziert und die Tiere intraoperativ euthanasiert. Anhand der Resektate erfolgte die manometrische Dichtigkeitsprüfung der Anastomosenregion, hier zeigte sich lediglich bei einem Tier, der nur mit TachoSil® augmentierten Gruppe, eine Anastomoseninsuffizienz. Alle anderen Resektate zeigten sich manometrisch suffizient, signifikante Unterschiede zwischen den verschiedenen Gruppen bestanden nicht. Abschließend wurde die notwendige Bruchkraft der verschiedenen Anastomosen ermittelt. Dies gelangt durch Einspannen der Resektate in ein Tensiometer. Hier wurden durchschnittlich 2,08 N bis zur Zerreißung der Anastomose gemessen. Signifikante Unterschiede zwischen den verschiedenen Gruppen bestanden nicht. Im Vergleich zum TachoSil® freien Vorversuch, der von Drescher et al. 2012 publiziert wurde, konnte abschließend gezeigt werden, dass die Anastomosenaugmentation mit TachoSil® die Insuffizienzrate signifikant senkte (0-8% vs. 33%). Die Anastomosenbruchkraft war in den TachoSil® Gruppen signifikant höher (2,08 N vs 1,53 N). Hinsichtlich der Verwendung von VEGF gab es keine statistisch signifikanten Unterschiede.:Inhalt Abkürzungsverzeichnis 3 1. Einleitung 5 1.1. Hypothesen 7 1.2. Anatomie des Oesophagus 8 1.3. Anatomie des Oesophagus bei Rattus norvegicus und vergleichende Anatomie der Vertebraten 11 1.4. Kurze Historie der Oesophaguschirurgie 11 1.5. Das Oesophaguskarzinom 15 2. Anastomosenheilung 19 2.1. Die Anastomoseninsuffizienz 21 2.2. Klassifikation der Anastomoseninsuffizienz 24 2.3. Prävention von Anastomoseninsuffizienzen 24 2.4. Erkennen von Anastomoseninsuffizienzen 25 2.5. Diagnostik von Anastomoseninsuffizienzen 26 2.6. Therapie von Anastomoseninsuffizienzen 26 2.7. Spezielle Situation oesophagogastraler Anastomosen 27 3. VEGF 34 4. TachoSil 40 5. Versuchsaufbau 42 6. Materialien und Methoden 43 6.1. Geräte und Software 43 6.2. Verbrauchsmaterialien 44 6.3. Reagenzien 44 6.4. Operative Versuche 46 6.5. Statistik 47 6.6. Liberationsversuch 47 6.7. HUVEC Anzuchtversuch 49 6.8. Konfokale Lasermikroskopie 52 6.9. Operative Versuchsdurchführung 52 6.9.1. Manometrie der Anastomosenregion 57 6.10. Tensiometrie der Anastomosenregion 58 7. Ergebnisse 59 7.1. VEGF Liberationsversuch 59 7.2. Auswirkung von TachoSil und VEGF-A auf die HUVEC Proliferation 60 7.3. Konfokale Lasermikroskopie 62 7.4. Operativer Versuch 64 7.5. Interpretation und Diskussion 65 7.6. Limitationen 71 7.7. Ausblick 71 8. Zusammenfassung der Arbeit 73 9. Literaturverzeichnis 75 10. Anlagen: 101 11. Abbildungsverzeichnis: 103 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 104 Danksagung 106

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