Klinisch- Experimentelle Forschungseinrichtung (KEF)

Statusbericht
der Klinisch-Experimentellen Forschungseinrichtung (KEF)
des Jahres 2010
Prof. Dr. rer. nat. J. Born
Institut für Neuroendokrinologie
Prof. Dr. med. K. Dalhoff und
PD Dr. med. J. Rupp
Medizinische Klinik III und Institut für
Medizinische Mikrobiologie und Hygiene
Prof. Dr. med. J. Erdmann
Medizinische Klinik II
PD Dr. med. T. Fischer
Klinik für Dermatologie und Venerologie
PD Dr. med. J. Habermann
Klinik für Allgemeine Chirurgie
Prof. Dr. med. O. Hiort
Klinik für Kinder- und Jugendmedizin
Prof. Dr. med. S. Ibrahim
Klinik für Dermatologie und Venerologie
Prof. Dr. med. M. Kunz
Klinik für Dermatologie, Zentrum für
Entzündungsmedizin
Prof. Dr. med. T. Kurz und
Prof. Dr. med. T. Weil
Medizinische Klinik II
Dr. med. J. Köchling
Klinik für Kinder- und Jugendmedizin
Prof. Dr. med. P. Lamprecht und
Prof. Dr. med. W.L. Gross
Poliklinik für Rheumatologie
Prof. Dr. med. H. Lehnert
Medizinische Klinik I
Prof. Dr. med. R. Paus
Klinik für Dermatologie und Venerologie
Prof. Dr. med. J. Klein
Medizinische Klinik I
Prof. Dr. med. A. Peters
Medizinische Klinik I
Prof. Dr. med. M. Kopp
Klinik für Kinder- und Jugendmedizin
Prof. Dr. med. B. Wollenberg
Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde
Für den Inhalt der Berichte sind Antragsteller bzw. Projektleiter verantwortlich
Inhaltsverzeichnis
Struktur
1
Gebäude
2-4
Antragsteller und Projekte
5-8
Forschungsberichte und Drittmittel 2010
9 - 80
Infrastruktur der KEF
Klinisch- Experimentelle Forschungseinrichtung (KEF)
Die Klinisch-Experimentelle Forschungseinrichtung (KEF) ist eine zentrale
Einrichtung des UK-SH, Campus Lübeck. Der Vorstand besteht neben dem Dekan als
Vorsitzenden und dem Koordinator aus drei weiteren Mitgliedern der
Forschungskommission aus dem Kreis der Professoren sowie zwei Mitgliedern der
Forschungskommission aus dem Kreis der Wissenschaftlichen Mitarbeiter. Die Einrichtung
stellt Laborräume samt Infrastruktur zur Verfügung.
A) Vorstandsmitglieder der KEF 2010
Vorsitzender und Dekan der Medizinischen Fakultät: Herr Prof. Dr. W. Solbach
Koordinator der KEF:
Herr Prof. Dr. G. Sczakiel
Mitglieder aus der Forschungskommission:
Frau Prof. Dr. G. Gillessen-Kaesbach
Frau Prof. Dr. B. Wollenberg
Herr Prof. Dr. W. Solbach
Herr Prof. Dr. C. Klein
Herr Dr. J. Kramer
Herr Dr. P.Steven
B) Mitarbeiter der KEF:
Frau P. Höltig,(Sekretariat)
Dr. Rosel Kretschmer-Kazemir-Fa
Dr. T. Vollbrandt
Herr M. Schütt
Herr W. Wünsche
1
2
3
4
Antragsteller und Projekte
Arbeitsgruppe Prof. Dr. rer. nat J. Born und Prof. Dr. rer. medic. L. Marshall,
Institut für Neuroendokrinologie
Einflüsse von Schlaf und elektrischer Hirnstimulation auf Gedächtnis bei der Ratte
Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. K. Dalhoff und PD Dr. med. J. Rupp
Medizinische Klinik III und Inst. f. Med. Mikrobiologie und Hygiene
Mechanismen der körpereigenen Abwehr gegen respiratorische Pathogenese: in vitro
Infektion ein einem humanen Lungenmodell
Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. J. Erdmann,
Medizinische Klinik II
Die Arbeitsgruppe hat erst im Herbst 2010 ihre Arbeit in der KEF aufgenommen
Arbeitsgruppe PD Dr. med. T. Fischer,
Experimentelle Dermatologie
a:Gen-Mapping von humanen Haarfollikeln als Targeting-Strategie zur Identifizierung von
spezifischen intrafollikluären Matabolismen
b:Gene-analysis based identification of biological pathways at different ages of life
c:CHR-und Substanz P-regulierter Stress am Haarfollikel
d:Melatonin als protektiver Faktor gegen UV-induzierte Schäden im humanen VollhautModell
e:Melatonin und Melatonin-Metaboliten als protektiver Faktor gegen UV-induzierte Schäden
im humanen Keratinozyten-Zellmodell
f:Untersuchun von antioxidativ wirksamen Naturextrakten gegen UV-induzierte Schäden in
humaner Haut
Arbeitsgruppe Prof. Dr .Dr. med. J. K. Habermann,
Klinik für Chirurgie
a:Diagnostic serum protein chip validation for population wide colorectal cancer screening
b:Analgotemp-Monitoring
Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. O. Hiort ,
Klinik für Kinder- und Jugendmedizin
a:Identifizierung Genitalentwicklungs-spezifischer Androgenrezeptor-Coregulator-Interaktion
b:Korreklation der postpubertären Entwicklung von PAIS Patienten mit bekannter AR
Mutation und ihrer in-vitro Funktionseinschränkungen
5
Antragsteller und Projekte
c:Einfluss von Mutationen und epigenetischen Veränderungen im GNAS-Locus auf die
Signaltransduktion des Growth Hormone Relaesing Hormone Rezeptors
d:Albrightsche
hereditäre
Osteodystrophie:
molekulargenetische Veränderungen
Klinische,
biochemische
und
e:Comparison of clinical and metabolic effects of testosterone and estrogens in adult
gonadectomized patients with 46,XY DSD due to to complete androgene insensitivity
syndrome (cAIS)
f:Aufklärung der Pathogenese des Pseudohypoparathyreoisismus Typ Ic
Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. S. Ibrahim,
Klinik für Dermatologie und Venerologie
Genetics of autoimmunity to structural components of the skin
Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. J. Klein,
Medizinische Klinik I
Regulatoren der Fettgewebsfunktion und Kontrollmechanismen der Energiehomöostase
Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. M. Kopp,
Klinik für Kinder- und Jugendmedizin
Die Arbeitsgruppe hat erst im Herbst 2010 ihre Arbeit in der KEF aufgenommen
Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. M. Kunz,
Klinik für Dermatologie, Zentrum für Entzündungsmedizin, CCIM
Identifikation von Osteopontin-abhängigen Gen- und Proteintargets und funktionelle
Analysen zu deren Rolle für die Melanommetastasierung
Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. T. Kurz und Prof. Dr. med. J Weil,
Medizinische Klinik II
Bedeutung des Phospholipase D Signaltransduktionsweges am Herzen
Arbeitsgruppe Dr. med. J. Köchling,
Klinik für Kinder- und Jugendmedizin
Präklinische Untersuchung von Leukämie spezifischer DNA-Vakzinierung zur Behandlung
von minimal residual disease bei PH+ akuter lymphoblastischer Leukämie im syngenen
Mausmodell
6
Antragsteller und Projekte
Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. P. Lamprecht und Prof. Dr. med. W. L. Gross,
Poliklinik für Rheumatologie
Frühpathogenese der Wegenerschen Granulomatose: von der natürlichen Abwehr mit
Granulombildung zur Autoimmunität
Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. H. Lehnert,
Medizinische Klinik I
a:vestigating the functional role of 5-HAT and MC4 receptors in the central regulation of
appetite: a combinded neurophysiological and molecular approach
b:deutung von Nesfatin-1 in der Homöostase des Körpergewichtes und in-vitro Studien zur
Wirkungsweise
Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. R. Paus,
Klinik für Dermatologie und Venerologie
a:Wirkstoff-Screening an Keratinoyten
b:Entwicklung eines Haarwuchsmittels auf der Basis von Thymuspeptiden
c:Molekulare Kontrollen der Haarfollikelinduktion
d:Neue adulte Stammzellen aus humanen Schweißdrüsen; 3D-Kultur humaner glandulärer
Stammzellen
e:Protection of epithelial stem cells from autoimmune destruction by targeted immune
privilege (IP) manipulation: Exploiting the bulge IP as a model
f:Tissue Damage Mechanisms
g:Der Einfluss von beta1-Integrin Antikörper vermittelten Signalen auf primäre, epitheliale
humane K15+Haarfollikelprogenitoren
h:Hormonelle Regulation
Haarfollikelstammzellen
humaner
epithelialer
und
mesenchymaler
Haut-
und
i:Einfluß von Nestin und Schweißdrüsen-Stammzellen auf die Geweberegeneration von
Hautwunden
j:Selektive Steigerung der humanen Haarfollikelpigmentierung durch Stimulation endogener
Melanin-Produktion
k:Hair Physiolpathology Studies
l:Austestung einer Subtanz auf menschliche Kopfhaarfollikel und Kopfhaut
m:Pharmakologische Wirkung von Biotin auf unterschiedliche Parameter der Haarbiologie
7
Antragsteller und Projekte
n:Untersuchung zum Wirkmechanismus der Inhaltsstoffe Miliacin, Pantothensäure und LCystein auf Haarwurzeln
o:A research proposal for mode of action of OND-1 on hair growth
p:Einfluss von TR-Liganden auf den Haarfollikel
Arbeitsgruppe Prof. Dr. med. A. Peters,
Medizinische Klinik I
a:Reaktion des Stresssystems bei adipösen jungen Männern
b:Wird die Adaption der neuroendokrinen Gegenregulation bei wiederholten Hypoglykämien
durch die Blockade von GABAergen Signalwegen aufgehoben?
c:Der Einfluss antizipatorischer Prozesse auf die Nahrungsaufnahme
d:Postprandiale Insulingabe und weitere Nahrungsaufnahme bei Frauen
Arbeitsgruppe Frau Prof. med. Dr. B. Wollenberg,
Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde
a:Die Rolle von Th17 Zellen bei Kopf-Hals-Karzinomen
b:.Apoptose-Regulation in HNSCC unter dem Einfluss von Paclitaxel
c:Visulalisierung von Tumorsubpopulationen aus HNSCC mit Hilfe von spezifischen
magnetischen Nanopartikeln durch einen Magnetic Particle Imaging Scanner
d:Genexpressionsprofile maligner Kopf-Hals Tumore
e:Funktion und Regulation der TLR-Stimulation auf die mTOR Aktivität in HNSCC
f:Einfluss von 1,8-Cineol auf proliferative Prozesse in Polyposis nasi
8
Prof. Dr. rer. nat. J. Born/ Prof. Dr. rer. medic. L. Marshall
Prof. Dr. rer. nat. J. Born und Prof. Dr. rer. medic. L. Marshall
Institut für Neuroendokrinologie
Projekt
Einflüsse von Schlaf und elektrischer Hirnstimulation auf Gedächtnis bei der Ratte
1. Fragestellung:
a) Untersuchung der Wirkung von schwacher transkranieller elektrischer Stimulation bei
Ratten auf die gehirnelektrische Aktivität und Verhalten.
b) Untersuchung der Wirkung von Schlaf auf Gedächtnis bei der Ratte
2.Methodik:
Chronische EEG-Ableitungen, transkranielle elektrische Stimulation, Verhaltenstests,
histologische Hirnschnittuntersuchung (HE-Färbung)
3.Ergebnisse:
a) Ergebnisse deuten auf eine unterschiedliche Wirkung der transkraniellen elektrischen
Stimulation im Schlaf bei der Ratte als beim Menschen hin
b) Ein neues Verhaltensparadigma, dessen Inhalte schlafabhängig sind, wurde etabliert
Zeitraum
2010
Drittmittel
Projektträger DFG-SFB 654: Z-Projekt, A6
Förderzeitraum 2009/2-2013/1
Fördervolumen ca. 588,000
Sachmittel/Stellen
davon 1.5 E13/2, E8
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen
Ca. 15,000 €
2. Neu eingeworbene Drittmittel
s. oben DFG-SFB,
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010:
b) eingereicht
Effects of anodal slow oscillation transcranial direct current stimulation (tDCS) in the rat
Sonja Binder, Paul Christian Baier, Matthias Mölle, Jan Born & Lisa Marshall
9th Göttingen Meeting of the German Neuroscience Society (Abstract)
2. Buchbeiträge
3. Anderes
Dissertationen und andere Abschlüsse
keine
9
Prof. Dr. med. K. Dalhoff und PD Dr. med. J. Rupp
Prof. Dr. med. K. Dalhoff und PD Dr. med. J. Rupp
Medizinische Klinik III, Inst. f. Med. Mikrobiologie und Hygiene
Projekt
Mechanismen der körpereigenen Abwehr gegen respiratorische Pathogene: in vitro
Infektion in einem humanen Lungenmodell
1. Fragestellung:
Chronische Atemwegserkrankungen gehören weltweit zu den fünf häufigsten
Volkserkrankungen. Infektion und Kolonisation der unteren Atemwege spielen eine wichtige
Rolle in der Pathogenese und Progression, wobei die zugrunde liegenden Mechanismen
unzureichend charakterisiert sind. Im Rahmen dieses Projekts wird die Rolle von
Erregererkennungsrezeptoren
und
Molekülen
der
Signaltransduktion
für
die
Entzündungsreaktion bei Infektionen mit intra- und extrazellulären Pathogenen in der
humanen Lunge charakterisiert. Die zentrale Frage ist, ob eine pathologische Reaktion auf
mikrobielle Stimulation an der Entwicklung der COPD beteiligt ist und wieweit Normoxie bzw
Hypoxie Entzündungsreaktion und pulmonales Remodeling beeinflussen. In diesem
Zusammenhang tritt eine Dysbalance zwischen proinflammatorischen (zB TNF-α) und
profibrotischen (TGF-ß) Faktoren zunehmend in den Fokus.
2.Methodik:
In unserer Arbeitsgruppe entwickeltes Modell der in vitro- Gewebsinfektion in der humanen
Lunge. Die Gewebsproben werden aus Lungenresektaten gewonnen. Nach in vitro Infektion
mit
Hämophilus influenzae und/oder
C. pneumoniae wird die Expression von
Erkennungsrezeptoren der TLR Familie, Wachstumsfaktorrezeptoren (EGFR, VEGF),
Endothelin sowie von MAP-Kinasen in pulmonalen Epithelzellen und Makrophagen mittels in
situ Hybridisierung, RT-PCR und Immunhistochemie untersucht. Die Modulation der
Expression wichtiger Rezeptoren und Signalmoleküle unter Normoxie und Hypoxie wird
selektiv evaluiert. Für die Gewebsuntersuchungen steht ein innovatives Fixierungsverfahren
zur Verfügung ( Kooperation mit PD Dr. T. Goldmann, Klinische und experimentelle
Pathologie am Forschungszentrum Borstel). Die funktionelle Bedeutung der beschriebenen
Signalwege hinsichtlich Inflammation und Infektion wird durch selektive Inhibition geprüft.
Für umfassende Analysen von Reaktionswegen werden Microarrays durchgeführt, auf
Proteinebene die Proteomanalyse nach mikrobieller Stimulation mittels 2D-Elektrophorese.
3. Ergebnisse:
Zur Identifizierung von Schlüsselmolekülen der NTHI-induzierten Entzündungsreaktion
wurden Genomarray - Experimente durchgeführt, die eine starke Heraufregulation des
erstmals von unserer Arbeitsgruppe in der Lunge beschriebenen TGF-β-Pseudorezeptors
BAMBI (BMP and activin membrane-bound inhibitor) ergaben (s. Ref.
). In diesem
Zusammenhang konnten wir inzwischen zeigen, dass die akute Stimulation von humanem
Lungengewebe mit H. influenzae die Expression von TGFß inhibiert. Aktuelle, inzwischen als
Abstract publizierte Daten zeigen ein Remodeling des pulmonalen Epithels nach Infektion mit
H. influenzae und C. pneumoniae, welches mit einer Hochregulation von VEGF und
Endothelin assoziert ist.
Hierbei kommt es zu einem mesenchymalen Umbau der
Epithelzellen, der mit einem Verlust epithelialer (E-Cadherin) und einer Expression
mesenchymaler Marker (zB Vimentin) in infizierten pulmonalen Epithelzellen einhergeht
(Epithelial—mesenchymale Transition).
Zeitraum
2010
10
Prof. Dr. med. K. Dalhoff und PD Dr. med. J. Rupp
Drittmittel
Projektträger
1. BMBF „Med. Infektionsgenomik“/ Projekt „Chlamydia host interactome, CHI” (2010-2013)
(J. Rupp)
2.
GRK- Initiative „Genes, environment and inflammation“ des
„Inflammation at Interfaces“ (2010-2013)/ 1 PhD- Stipendium (J. Rupp)
Exzellenzclusters
3. Forschungsförderung der Universität zu Lübeck (2009-2012), Paketverbund „Entzündung
des Epithels- Ein Balanceakt“. Projekt: „Die funktionelle Bedeutung des Lungenepithels in
der Entstehung chronischer Lungenveränderungen bei bakterieller Infektion“ (J. Rupp)
4. BMBF/ ERA-NET PathoGenoMics (2nd call, 2009-2012)/ Projekt “Pathomics“. (J. Rupp)
5. DFG- Exzellenzcluster “Inflammation at Interfaces“ (2008-2012). Chlamydial host
interactive proteins (CHIP). (J. Rupp)
6. BMBF Kompetenznetz ambulant erworbene Pneumonie CAPNETZ . (K. Dalhoff)
Förderzeitraum
ad 1: 2010- 2013
ad 2: 2010- 2013
ad 3: 2009- 2012
ad 4: 2009- 2012
ad 5: 2008- 2012
ad 6: 2007-2010
Fördervolumen 2010
Sachmittel/Stellen
ad 1: 200.681 Euro
ad 2:
76.800 Euro
ad 3: 108.600 Euro (36.200 Euro in 2010)
ad 4: 212.807 Euro (83.000 Euro in 2010)
ad 5: 400.000 Euro (100.000 Euro in 2010)
ad 6:
21.004 Euro
Ausgegebene Drittmittel in 2009
Sachmittel/Stellen
ad 1:
0 Euro
ad 2:
0 Euro
ad 3: 36.200 Euro
ad 4: 34.000 Euro
ad 5: 89.911 Euro
ad 6: 21.004 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
BMBF „Med. Infektionsgenomik“/ Projekt „Chlamydia host interactome, CHI” (2010-2013)
(J. Rupp)
GRK- Initiative „Genes, environment and inflammation“ des Exzellenzclusters „Inflammation
at Interfaces“ (2010-2012)/ 1 PhD- Stipendium (J. Rupp)
11
Prof. Dr. med. K. Dalhoff und PD Dr. med. J. Rupp
BMBF Deutsches Zentrum für Infektiologie: Vorbegutachtung erfolgreich absolviert (J. Rupp/
W. Solbach)
BMBF Deutsches Zentrum für Lungenkrankheiten: Vorbegutachtung erfolgreich absolviert
(P. Zabel)
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
1. Krüger S, Ewig S, Giersdorf S, Hartmann O, Suttorp N, Welte T; CAPNETZ study group.
Cardiovascular and inflammatory biomarkers to predict short- and longterm survival in
community-acquired pneumonia. Results from the German competence network CAPNETZ
Am J Respir Crit Care Med 2010 (epublished ahead of print)
IF 9.71
2. Strassburg A, Luers A, Dalhoff K. Decreased apoptosis of pulmonary PMN in COPD
patients with community-acquired pneumonia. Clin Respir J. 2010;4:111-9.
3. Drömann D, Rupp J, Rohmann K, Osbahr S, Ulmer AJ, Marwitz S, Röschmann K,
Abdullah M, Schultz H, Vollmer E, Zabel P, Dalhoff K, Goldmann T. The TGF-betapseudoreceptor BAMBI is strongly expressed in COPD lungs and regulated by nontypeable
Haemophilus influenzae. Respir Res. 2010;11:67
IF 3.1
4. Witte L, Droemann D, Dalhoff K, Rupp J. C. pneumoniae is frequently detected in the
blood after acute lung infection. Eur Respir J 2010; in press
IF 5.5
5. Bellmann-Weiler R, Martinz V, Kurz K, Engl S, Feistritzer C, Fuchs D, Rupp J, Paldanius
M, Weiss G. Modification of Chlamydia pneumoniae infection in human monocytic and
endothelial cells by nutritional factors. Immunobiology 2010; 215:842-848.
IF 3.6
6. Bunk S, Schaffert H, Schmid B, Goletz C, Zeller S, Borisova M, Kern F, Rupp J, Hermann
C. Chlamydia pneumoniae-induced memory CD4+ T cell activation in human peripheral
blood correlates with distinct antibody response patterns. Clin Vaccine Immunol 2010;
17.705-12.
IF 2.4
b) eingereicht
Shima K, Szaszak M, Solbach W, Gieffers J, Rupp J. Impact of a low oxygen environment
on the efficacy of antimicrobials against intracellular Chlamydia trachomatis. Antimicrob
Agents Chemother (submitted)
Szaszak M, Steven P, Shima K, Orzekowsky-Schröder R, Hüttmann G, König IR, Solbach
W, Rupp J. NAD(P)H fluorescence lifetime imaging reveals C.trachomatis metabolism and
its interaction with the host cell. Mol Microbiol (submitted)
2. Buchbeiträge
Rohmann K, Tschernig T, Pabst R, Goldmann T, Drömann D. Innate Immunity in hostpathogen interaction in the human lung. Cell and Tissue Research 2010,
doi:10.1007/s00441-010-1048-7
3. Anderes
12
Prof. Dr. med. K. Dalhoff und PD Dr. med. J. Rupp
Promotionsstipendium für Fr. Sünya Osbahr (2008-2010).
Dissertationen und andere Abschlüsse
Habilitation:
Daniel Droemann
Dissertationen:
Claudia Jungnitz
13
PD Dr. med. T. Fischer
PD Dr. T. Fischer
Experimentelle Dermatologie
Projekt 1
Gen-Mapping von humanen Haarfollikeln als Targeting-Strategie zur Identifizierung
von spezifischen intrafollikulären Metabolismen
1. Fragestellung:
Voruntersuchungen zeigten sowohl auf männliche als auch weibliche humane Haarfollikel
eine wachstumsstimulierende Wirkung von bestimmten den Haar-Metabolismus fördernden
Substanzen. Das aktuelle Projekt hat zum Ziel, Gene zu untersuchen, die durch diese
Substanzen induziert werden.
Gewinnung von Haarfollikel-tragenden Kopfhautgewebeproben von Männern und Frauen mit
androgenetischer Alopezie
Mikrodissektion und Kultivierung der Einzelhaarfollikel im Haarorgankulturmodell bis zu 120
Std.
Funktionelle Untersuchungen: Haarschaftelongation, Proliferations-/Apoptose- Assays,
Immunohistochemie/-fluoreszenz
Gen-Mapping mit DNA-Chip/Micro-Array-Analyse
Gen-Profiling mit Pathway-Analyse
Q-PCR
3. Ergebnisse:
In den behandelten, humanen Haarfollikeln von Männern und Frauen wurden über 2.000
regulierte Gene identifiziert. Die Gene wurden hinsichtlich der regulierenden
Stoffwechselprozesse geordnet. Weiterhin wurden geschlechtsspezifische Unterschiede im
Umfang der Gen-Expression festgestellt. Im laufenden Projektjahr wurde ein Haarspezifisches Zellmodell entwickelt, in welchem die Gen-, und Protein-Expressionen sowie
Aktivitäten untersucht wurden. Die Identifizierung und Bestätigung dieser Gene ist die Basis
für weitere Untersuchungen, die neue Mechanismen und Targets der Haarbiologie
erschließen können.
Zeitraum:
April 2008 – April 2011 (verlängert bis Dezember 2011)
Drittmittel
Projektträger:
Industrie-Sponsor A (aus vertraglichen Gründen nicht genannt)
Förderzeitraum:
April 2008 bis Dezember 2011 (3,5 Jahre)
Fördervolumen:
Gesamtvolumen: 422.191,77 EUR inkl. Overhead + MwSt.
Jahresbudget 2008: 107 000.- EUR
Jahresbudget 2009: 123.059.- EUR
Jahresbudget 2010: 105.000.- EUR
Sachmittel/Stellen
30.000.- EUR / 93.000.- EUR/Jahr
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen
20.000.- EUR/82.000.- EUR
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
keine, da Projekt weiterläuft
14
PD Dr. med. T. Fischer
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten:
keine, da zunächst vor Anmeldung von Schutzrechten Patentrecherchen durchgeführt
werden
2. Buchbeiträge:
keine, da zunächst vor Anmeldung von Schutzrechten Patentrecherchen durchgeführt
werden
3. Anderes: Patent-fähige Mechanismen und Gene
Dissertationen und andere Abschlüsse:
Projekt 2
Gene-analysis based identification of biological pathways at different ages of life
1. Fragestellung:
Die Aging-Prozesse des humanen Haares sind nahezu unbekannt, und bisher sind
insgesamt im klinisch-wissenschaftlichen Feld der Alopezien nur zwei einzige Diagnosen von
Haarausfall hinsichtlich ihrer Pathogenese gut definiert: die androgenetische Alopezie und
die Alopecia areata. Daneben gibt es die diffuse Alopezie, die ein weites Spektrum von
Ursachen pathogenetisch unter sich vereint. Fälle von diffusem Haarausfall sind relativ
häufig, jedoch deren Ursachen oft nicht bekannt. Ziel der Untersuchung ist, an humanen
Haarfollikeln von Individuen in verschiedenen Altersstufen Gen-Analysen durchzuführen und
die Expression der Gene zu vergleichen.
2. Methodik:
Gewinnung von Haarfollikel-tragenden Kopfhautgewebeproben von Menschen mit/ohne
diffuser Alopezie verschiedener Altergruppen
Mikrodissektion und Kultivierung der Einzelhaarfollikel im Haarorgankulturmodell über 24
Std.
Gen-Mapping mit DNA-Chip/Micro-Array-Analyse
Gen-Profiling mit Pathway-Analyse-Software
Q-PCR
In situ-Detektion der durch die identifizierten Gene kodierten Proteine/Enzyme
Western Blot Detektion von selektierten Proteinen, deren Gene als relevant identifiziert
wurden
3. Ergebnisse:
Im Vergleich mit Haarfollikeln junger Individuen ohne Alopezie fanden sich bei Haarfollikeln
von Individuen in höherem Alter mit Alopezie insgesamt mehr als 2.000 Gene verändert. Die
regulierten Gene konnten verschiedenen biologischen Prozessen zugeordnet werden. Die
Expression ausgewählter Gene werden nun mittels PCR überprüft. Die Protein-Expression in
situ in Haarfollikeln derselben Patientinnen werden mittels Immunfluoreszenz untersucht.
Zeitraum:
Juli 2008 – Dezember 2010 (verlängert bis Dezember 2011)
Drittmittel
Projektträger:
Industrie-Sponsor B (aus vertraglichen Gründen nicht genannt)
Förderzeitraum:
Juli 2008 bis Dezember 2011
Fördervolumen:
254.000.- EUR (inkl. Overhead + MwSt.)
15
PD Dr. med. T. Fischer
Sachmittel/Stellen
74.000.- EUR / 180.000.- EUR
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen
28.000.- EUR / 60.000.- EUR
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
104.000.- EUR
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
keine, da zunächst vor Anmeldung von Schutzrechten Patentrecherchen durchgeführt
werden
2. Buchbeiträge:
keine, da zunächst vor Anmeldung von Schutzrechten Patentrecherchen durchgeführt
werden
3. Anderes: Patent-fähige Mechanismen und Gene
Dissertationen und andere Abschlüsse
Projekt 3
CRH- und Substanz P-regulierter Stress am Haarfollikel
1. Fragestellung:
Corticotropin-releasing hormone (CRH) ist ein wichtiger Stress-Mediator der zentralen
hypothalamischen-hypophysären-adrenotropen Stressantwort (HPA-Achse). Ein Äquivalent
dieser Stress-Achse wurde sowohl in humaner Haut als auch im humanen Haarfollikel
identifiziert. Ziel der Untersuchung ist, wesentliche Elemente der Stress-Achse, die noch
nicht im Haarfollikel beschrieben sind, zu identifizieren, wobei neben der klassischen HPAAchse auch eine neue Stress-Achse, die Substanz-P-vermittelte Stress-Achse untersucht
werden soll. Schließlich soll geprüft werden, ob Coffein, eine durch die Arbeitsgruppe für das
Haar als wichtiger Wachstumsfaktor identifizierte Substanz, diese Stress-Antwort in für den
Haarfollikel funktionell relevanter Weise reduzieren kann.
2. Methodik:
Gewinnung von Haarfollikel-tragenden Kopfhautgewebeproben
Mikrodissektion und Kultivierung von Einzelhaarfollikeln
Inkubation mit CRH alleine und CRH in Kombination mit Coffein
Haarschaftlängenmessung
Haarzyklus-Analyse (HE)
Immunfluoreszenz:
Apoptose (TUNEL-Assay)
Keratinozytenproliferation (Ki-67)
Transforming Growth Factor-β2 (TGF- β2)
Insulin-like Growth Factor-I (IGF-I)
CRH-Rezeptor 1
Inositol-1,4,5-triphosphat-Receptor
Melanocortin-Rezeptor 2
Substanz P
Tyrosinkinase-Rezeptor A
16
PD Dr. med. T. Fischer
p75NTR
NGF
3. Ergebnisse:
In Dosisfindungsstudien zu CRH wurde die Konzentration 10-7 M als die maximal
suppressive Konzentration auf die Haarschaftelongation bei humanen Haarfollikeln im
Haarorgankulturmodell identifiziert. Ebenso wurde unter dieser Konzentration der
Proliferationsmarker Ki67 in Haarkeratinozyten und die Rate anagener Haare reduziert.
Unter der Konzentration 10-7 M wurden auch die Mechanismen der Stress-Antwort im
Haarfollikel wie Suppression des Wachstumsfaktors IGF-1 und Aktivierung des KatagenInduktors TGF-beta2 charakterisiert. Unter Co-Inkubation mit Coffein in aus Vorstudien als
wirksam identifizierten Konzentrationen (0,001%; 0,005%) wurde eine Reduktion bzw.
Aufhebung der Stress-Antwort beobachtet. Die Untersuchung der Parameter der HPAStress-Achse zeigte, daß CRH seinen eigenen Rezeptor CRH-R1/2 als auch den Rezeptor
für den intra-zellulären second messenger Inositol-1,4,5-triphosphat und den MelanocortinRezeptor 2 aktiviert. Es konnte gezeigt werden, daß Coffein alle drei Parameter signifikant
auf das Ausgangsniveau herunterreguliert. Der nicht-HPA-abhängige Stressmediator
„Substanz P“ wurde ebenfalls durch CRH aktiviert und durch Coffein herunterreguliert. Der
hochaffine anti-apoptotische Rezeptor TrkA wurde durch CRH nicht reguliert, jedoch durch
Coffein hochreguliert. Weitere Untersuchungen von CRH-Rezeptor-Isoformen mittels PCR
am vorhandenen biologischen Material werden aktuell durchgeführt.
Zeitraum:
August 2008 – Dezember 2010
Drittmittel
Projektträger:
AG Fischer (Quer-Finanzierung durch Industrie-Mittel; aus
vertraglichen Gründen nicht genannt)
Förderzeitraum:
August 2008 bis Dezember 2010
Fördervolumen:
20.000 .- EUR
Sachmittel/Stellen
20.000.- EUR / -
1. Ausgegebene Drittmittel in 2001
Sachmittel/Stellen
5.000.- EUR
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
keine
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten:
in Arbeit
2. Buchbeiträge:
keine
3. Anderes:
Fischer TW, Bergmann A, Erdmann H, Piskozub N, Klenk A, Paus R. Human organ-cultured
hair follicles from men with androgenetic alopecia express a CRH-mediated stress response
that is modified by caffeine.
Abstract, Poster und Vortrag auf der Tagung der Arbeitsgemeinschaft Dermatologische
Forschung (ADF) der Deutschen Dermatologischen Gesellschaft, Heidelberg, 03/2009
Bergmann A, Erdmann H, Piskozub N, Klenk A, Paus R, Fischer TW. Caffeine – Modulator
of a CRH-induced stress-response in human organ-cultured hair follicles from men with
androgenetic alopecia.
17
PD Dr. med. T. Fischer
Abstract und Poster auf der Tagung der European Hair Research Society, Graz, Austria,
07/2009
Fischer TW, Bergmann A, Erdmann H, Piskozub N, Klenk A, Paus R. Responsiveness of Ex
Vivo Human AGA Male Hair Follicles to CRH-induced Stress and its Modulation by Caffeine
Vortrag auf der Tagung der European Hair Research Society, Graz, Austria, 07/2009
Dissertationen und andere Abschlüsse
Anne Bergmann (experimentelle Phase der Dissertation abgeschlossen; schriftlicher Teil vor
Abschluß)
Projekt 4
Melatonin als protektiver Faktor gegen UV-induzierte Schäden im humanen VollhautModell
1. Fragestellung:
Für Melatonin ist in den letzten Jahren eine wesentliche Bedeutung als protektive Substanz
gegen UV-induzierte Schäden in humaner Haut charakterisiert worden. Bisherige
Untersuchungen wurden überwiegend in humanen Zell- oder Tiermodellen durchgeführt,
jedoch nicht an dem dem Menschen am nächsten stehenden Modell, dem humanen
Vollhautmodell. In diesem zu etablierenden und validierenden Modell soll humane Vollhaut
mit UV-Licht exponiert werden und die daraus resultierenden Schäden auf Lipid-, Protein-,
Mitochondrien- und DNA-Ebene untersucht werden. Die relevanten UV-Expositions-Dosen
sollen ebenso wie verschiedene Mechanismen der UV-Reaktion der Haut untersucht
werden. Schließlich sollen protektive Melatonin-Effekte und die wirksamsten Konzentrationen
identifiziert werden, die eine Reduktion von Zellschäden, Anhebung antioxidativer Enzyme,
Reduktion von freien Sauerstoffradikalen und oxidativen DNA-Schäden bewirken. Weiterhin
soll untersucht werden, wie sich das Melatonin-Rezeptorprofil der Haut unter UV-Exposition
verändert und ob Präinkubation durch Melatonin selbst das Rezeptorprofil moduliert.
2. Methodik:
Gewinnung von humanen Hautbiopsien aus plastischer Chirurgie, Dermato- Chirurgie
Präparation und Kultivierung unter air-liquid-interface Kulturbedingungen
Präinkubation mit Melatonin in verschiedenen Konzentrationen
UV-Exposition in ansteigenden Dosen von 25 mJ/cm² bis 600 mJ/cm² (Untersuchung der
UV-Dosis-Dynamik)
Entnahme der Hautgewebestücke aus Kultur zu verschiedenen Zeitpunkten nach UVExposition (Untersuchung der Zeit-Dynamik).
Immunfluoreszenz
Western Blot
PCR
Untersuchungsparameter:
Sunburn Cells und Morphologie (Hämatoxylin-Eosin-Färbung); Pigmentierung (MassonFontana); Apoptose (TUNEL-Assay); Keratinozytenproliferation (Ki-67); Apoptose (Casp-3,
Casp-9; p53); Mitochondrien-Schaden (Cytochrom C, Membran-Potential, „mitochondrial
common deletion“); DNA-Schaden (PARP, 8-OH- deGuanosin); antioxidative Enzyme (SOD,
CAT, Gpx);
3. Ergebnisse:
Es wurden bisher Untersuchungen zu UV-Dosen von 10 bis 600 mJ/cm² und zu den
Zeitpunkten 0, 24 und 48 Std. nach UV-Exposition durchgeführt, wobei im Vollhautmodell
beginnende Schäden der Haut bei 100 mJ/cm² auftreten, und signifikante Schädigungen der
Haut bei 200 mJ/cm² zum Zeitpunkt 24 Std. post UV und bei 75 mJ/cm² zum Zeitpunkt 48
Std. post UV beobachtet werden. Diese UV-Dosen liegen deutlich höher als im Zell-Modell,
in welchem initiale Schäden bei 25 mJ/cm² induziert werden und z.B. die IC50% Suppression
bei 50 mJ/cm² liegt. Dies wird erklärt durch die physikalisch und biologisch gegen UV18
PD Dr. med. T. Fischer
Strahlung resistentere Haut mit allen intakten Hautschichten einschließlich des Stratum
corneums. Durch diese Untersuchung konnte der relevante UV-Bereich im humanen
Vollhautmodell identifiziert werden. In den Untersuchungen zur Charakterisierung der UVAntwort im humanen Vollhautmodell zeigten die meisten bisher untersuchten Parameter in
der Regel bereits eine UV-induzierte Aktivierung bei 24 Std. (sunburn cells, Casp-3, Casp-9,
Catalase, p53, TUNEL, PARP) mit teilweise Zunahme aber auch Abnahme der Dynamik bis
48 Std. nach UV-Exposition. Es konnte gezeigt werden, daß Melatonin eine signifikante
protektive Wirkung gegen UV-induzierte Schäden ausübt.
Zeitraum:
Januar 2008 – Juni 2011
Drittmittel
Projektträger:
AG Fischer (Quer-Finanzierung durch Industrie-Mittel; aus
vertraglichen Gründen nicht genannt)
Förderzeitraum:
Januar 2008 bis Juni 2011
Fördervolumen:
35.000.- EUR
Sachmittel/Stellen
20.000.- EUR / -
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen
20.000.- EUR / -
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
keine (Neuanträge zum Thema in Arbeit)
Einzelförderantrag bei Medizinischer Fakultät Universität zu Lübeck gestellt > abgelehnt
(22.10.2010)
Antrag für Forschungsstipendium bei Deutschter Dermatologischer
Gesellschaft/Arbeitsgemeinschaft Dermatologische Forschung eingereicht (1.12.2010)
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
Fischer TW, Zmijewski MA, Wortsman J, Slominski A (2008) Melatonin maintains
mitochondrial membrane potential and attenuates activation of initiator (casp-9) and effector
caspases (casp-3/casp-7) and PARP in UVR-exposed HaCaT keratinocytes. J Pineal Res,
44:397-407. (IF 4,829)
Fischer TW, Slominski A, Zmijewski MA, Reiter RJ, Paus R (2008) Melatonin as a major
skin protectant: From free radical scavenging to DNA damage repair. Exp Dermatol, 17:713730. (IF 2,951)
Review:
Kleszczyński K, Hardkop LH, Fischer TW. Differential effects of melatonin as a broad range
UV-damage preventive dermato-endocrine regulator. Derm Endocrinol, in print
2. Buchbeiträge:
Fischer TW. Melatonin and prevention of UV solar skin damage. In: Ronald Ross Watson
(Ed): Melatonin In The Promotion Of Health. Taylor & Francis Press, 2nd Edition (submitted
1.10.2010)
Fischer TW, Elsner P. Melatonin. In: Elsner P, Maibach HI (eds): Cosmeceuticals – Drugs vs.
Cosmetics, Taylor & Francis Press, 3rd Edition (in Arbeit)
3. Andere:
19
PD Dr. med. T. Fischer
Abstract
Hardkop LF, Piskozub N, Fischer TW. The dermato-endocrine regulator melatonin modifies
the time- and dose-dependent UV-response in a human full skin model in vitro.
Exp Dermatol 2010;19:170
Abstract u. Poster
Kleszczynski, K., Hardkop, L.F., Piskozub, N., Zillikens D., Fischer T.W. Antiapoptotic, proantioxidative protective effects of melatonin against UV-induced damage in a human full skin
model in vitro. J Invest Dermatol 2010;130:S135
Poster auf dem 70th Annual Meeting of the Society for Investigative Dermatology, 5.5. –
8.5.2010, Atlanta, USA
Vortrag
Hardkop LF, Kleszczynski K, Piskozub N, Fischer TW. The dermato-endocrine regulator
melatonin modifies the time- and dose-dependent UV-response in a human full skin model in
vitro. Vortrag auf dem 9th Annual Meeting der Arbeitsgruppe Dermato-Endokrinologie der
Arbeitsgemeinschaft Dermatologische Forschung (ADF) der Deutschen Dermatologischen
Gesellschaft, 17.2.2010, Lübeck
Poster
Hardkop LF, Kleszczynski K, Piskozub N, Fischer TW. The dermato-endocrine regulator
melatonin modifies the time- and dose-dependent UV-response in a human full skin model in
vitro. 37th Tagung der Arbeitsgemeinschaft Dermatologische Forschung (ADF)
>> Posterpreis der ADF, 2010
Dissertationen und andere Abschlüsse
Lena Hardkop (experimentelle Phase der Dissertation abgeschlossen;
Arbeit)
schriftlicher Teil in
Projekt 5
Melatonin und Melatonin-Metaboliten als protektiver Faktor gegen UV-induzierte
Schäden im humanen Keratinozyten-Zellmodell
1. Fragestellung:
UV-induzierter oxidativer Stress ist einer der wesentlichen Faktoren für Hautalterung und
Photokarzinogenese, welche in der immer älter werdenden Bevölkerung zunehmende
individual- und bevölkerungsmedizinische Probleme darstellen. Auch zunehmende Zahlen
von organtransplantierten Patienten unter Immunsuppression sind einem deutlich erhöhten
Risiko von Hautkrebs ausgesetzt. Im Rahmen des Forschungsprojektes sollen die in
humaner Haut gezeigten UV-protektiven Effekte von Melatonin in humanen Keratinozyten
untersucht werden. Dabei sollten die wesentlichen Mechanismen der komplexen Melatoninvermittelten protektiven Wirkung in UV-bestrahlten Keratinozyten analysieren werden, um
zelluläre und molekulare Targets zu identifizieren, die spezifisch blockiert werden können.
Dies würde eine sinnvolle und effektive Präventiv-Strategie darstellen, um der Hautalterung
und
Photokarzinogenese
vorzubeugen.
Das
Projekt
verfolgt
damit
einen
grundlagenwissenschaftlichen Forschungsansatz mit translationalem Bezug auf die klinische
Dermatologie.
2. Methodik:
Zellkultur von humanen normalen Keratinozyten und HaCaT Keratinozyten
Präinkubation mit Melatonin in verschiedenen Konzentrationen
UV-Exposition in ansteigenden Dosen von 10 mJ/cm² bis 100 mJ/cm² (Untersuchung der
UV-Dosis-Dynamik)
Entnahme der Zellpopulationen aus der Kultur zu verschiedenen Zeitpunkten nach
UVExposition (Untersuchung der Zeit-Dynamik).
Immunfluoreszenz
20
PD Dr. med. T. Fischer
Western Blot
PCR
FACS-Analyse
Untersuchungsparameter:
Zellvitalität, -proliferation; antioxidative Enzyme; Photoprodukte; mitochondrialer Schaden;
oxidativer Stress; oxidativer DNA-Schaden;
3. Ergebnisse:
Es wurden bisher Untersuchungen zu ausgewählten UV-Dosen zum Zeitpunkt 24 Std. nach
UV-Exposition durchgeführt, wobei sich eine deutliche UV-Dosis Antwort hinsichtlich
Proliferation dokumentieren ließ. In den nächsten Schritten werden in einem größeren
Bereich verschiedene UV-Dosen getestet und die Wirkung von Melatonin und verschiedener
Metabolite untersucht.
Zeitraum:
Oktober 2010 – Dezember 2011
Drittmittel
Projektträger:
AG Fischer (Quer-Finanzierung durch Industrie-Mittel; aus
vertraglichen Gründen nicht genannt)
Förderzeitraum:
Oktober 2010 bis Dezember 2011
Fördervolumen:
5.000.- EUR
Sachmittel/Stellen
5.000.- EUR / -
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen
2.000.- EUR / -
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
keine (Neuanträge zum Thema in Arbeit)
Einzelförderantrag bei Medizinischer Fakultät Universität zu Lübeck gestellt, > abgelehnt
(22.10.2010)
Antrag für Forschungsstipendium bei Deutschter Dermatologischer
Gesellschaft/Arbeitsgemeinschaft Dermatologische Forschung eingereicht (1.12.2010)
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
2. Buchbeiträge:
Fischer TW. Melatonin and prevention of UV solar skin damage. In: Ronald Ross Watson
(Ed): Melatonin In The Promotion Of Health. Taylor & Francis Press, 2nd Edition (submitted
1.10.2010)
3. Andere:
Review
Kleszczyński K, Hardkop LH, Fischer TW. Differential effects of melatonin as a broad range
UV-damage preventive dermato-endocrine regulator. Derm Endocrinol, in print
Dissertationen und andere Abschlüsse
Bachelor-Arbeit:
Annika Wieghaus (experimentelle Phase der Bachelor-Arbeit)
21
PD Dr. med. T. Fischer
Projekt 6
Untersuchung von antioxidativ wirksamen Naturextrakten gegen UV-induzierte
Schäden in humaner Haut
Kooperation mit Exzellenz-Cluster Mitglied der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Prof. Dr. Gerald Rimbach, Direktor der Abteilung Lebensmittelwissenschaft (Food Science)
des Institutes für Humanernährung und Lebensmittelkunde
1. Fragestellung:
Für Naturextrakte aus verschiedenen Pflanzen sind antioxidative Eigenschaften bekannt, die
in vielen Lebensbereichen protektive Wirkungen entfalten können. Oxidativer Schaden spielt
eine wesentliche ursächliche Rolle bei der Induktion von UV-induziertem Schaden in der
Haut, wie z.B. Hautalterung und Photokarzinogenese. Durch Voruntersuchungen zur
Wirkung von Naturextrakten in humanen Keratinozyten in der Forscherguppe von Prof.
Rimbach konnte gezeigt werden, daß auf verschiedenen zellulären Ebenen Naturextrakte
protektive Effekte auf die Zellen haben. Ziel der Kooperation ist, diese Ergebnisse in einem
weiteren humanen Modell, welches noch näher an der in vivo-Situation orientiert ist, zu
überprüfen. Dazu war das humane in vitro Vollhautmodell in unserer Arbeitsgruppe etabliert,
sodaß diese Fragestellung komplementär zu Arbeitsgruppe von Prof. Rimbach bearbeitet
werden konnte. Als Untersuchungsparameter zur Evaluation von UV-induzierten Schäden
sollen Zellproliferation, Apoptose-Induktion und Aktivierung von antioxidativen Enzymen
verwendet werden.
2. Methodik:
Gewinnung von humanen Hautbiopsien aus plastischer Chirurgie, DermatoChirurgie
Präparation und Kultivierung unter air-liquid-interface Kulturbedingungen
Präinkubation mit Melatonin in verschiedenen Konzentrationen
UV-Exposition in ansteigenden Dosen von 25 mJ/cm² bis 600 mJ/cm² (Untersuchung der
UV-Dosis-Dynamik)
Entnahme der Hautgewebestücke aus Kultur zu verschiedenen Zeitpunkten nach
UVExposition (Untersuchung der Zeit-Dynamik).
Immunfluoreszenz
Untersuchungsparameter:
Sunburn Cells und Morphologie (Hämatoxylin-Eosin-Färbung); Apoptose (TUNEL-Assay);
Keratinozytenproliferation (Ki-67); Apoptose (Casp-3, Casp-9); antioxidative Enzyme;
3. Ergebnisse:
Es wurden bisher Untersuchungen zu UV-Dosen von 10 bis 600 mJ/cm² und zu den
Zeitpunkten 0, 6, 24 und 48 Std. nach UV-Exposition durchgeführt. Es konnten 2
Naturextrakte identifiziert werden, die in verschiedenen Konzentrationen protektive
Wirkungen gegen UV-induzierte Schäden im Vollhautmodell vermitteln.
Zeitraum:
Februar 2010 – März 2011
Drittmittel
Projektträger:
AG Fischer (Quer-Finanzierung durch Industrie-Mittel; aus
vertraglichen Gründen nicht genannt)
Förderzeitraum:
Februar 2010 – Dezember 2010
Fördervolumen:
7.500.- EUR
Sachmittel/Stellen
3.500.- EUR / 4.000.- EUR
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
22
PD Dr. med. T. Fischer
Sachmittel/Stellen
3.500.- EUR / 4.000.- EUR
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
keine (gemeinsamer Forschungsantrag geplant)
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
keine (in Planung mit Kooperationspartner)
2. Buchbeiträge:
3. Andere:
Dissertationen und andere Abschlüsse
23
PD Dr. Dr. med. J. K. Habermann
PD Dr. Dr. med. J. K. Habermann
Klinik für Allgemeine Chirurgie
Projekt 1
Diagnostic serum protein chip validation for population wide colorectal cancer
screening
1. Fragestellung:
In der klinischen Routine kommen derzeit zwei Verfahren für die frühzeitige Erkennung von
Darmkrebs zum Einsatz: Der Stuhltest auf okkultes Blut, der eine geringe Sensitivität
aufweist, und die Darmspiegelung, die den Goldstandard aller Untersuchungen darstellt. Bei
dem zuletzt genannten Verfahren können gleichzeitig auch verdächtige Polypen entfernt
werden. Allerdings fällt die Akzeptanz für diese Untersuchungsmethode in der deutschen
Bevölkerung gering aus: nur ca. 30% der hierzu Berechtigten nehmen das Angebot einer
kassenärztlich getragenen Vorsorgekoloskopie wahr. Eine Folge davon ist, dass weit über
50% der Patienten mit Darmkrebs erst in einem fortgeschrittenen Tumorstadium
diagnostiziert werden und somit schlechte Heilungschancen besitzen. In diesem Projekt soll
daher ein Verfahren für die Früherkennung von Darmkrebs entwickelt und etabliert werden,
das nicht-invasiv mit einem einfachen Bluttest zu einer hohen Verlässlichkeit bei hoher
Akzeptanz führt. Hieran arbeitet das Chirurgische Forschungslabor der Klinik für Allgemeine
Chirurgie, Universität zu Lübeck, gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Jena, dem
Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg und Randox Laboratories GmbH. Das
Chirurgische Forschungslabor koordiniert dieses BMBF Netzwerk.
2. Methodik:
Das gemeinsame Ziel der Antragsteller ist es, einen Biochip zu generieren, der es durch eine
optimierte Biomarker-Kombination erlaubt, mit hoher Genauigkeit kolorektale Tumoren zu
einem frühestmöglichen Zeitpunkt zu entdecken. Damit soll ein kosteneffektives und
patientenfreundliches Screeningverfahren etabliert werden, um die betroffenen Patienten
rechtzeitig und dadurch mit einer nahezu 100%igen Heilungschance therapieren zu können.
Zuerst erfolgt die Charakterisierung der entsprechenden Antikörper und Antigene.
Anschließend werden diese Antikörper zur Chipherstellung genutzt, um Serumproben von
Patienten mit kolorektalen Karzinomen, Adenomen und gesunden Kontrollpersonen zu
testen. Das Hybridisieren und Auslesen der Chips erlaubt dann in Kombination mit speziellen
statistischen Analyseverfahren die bestmöglichste Markerkombination für eine klinische
Studie zu ermitteln.
3. Ergebnisse:
Eigens identifizierte Serumproteinbiomarker wurden selektiert und durch eine Auswahl
publizierter Biomarker ergänzt. Entsprechende Antikörper und Antigene wurden in mehr als
400 Kombinationen für die gemeinsame Chipherstellung auf Kreuzreaktivität getestet. Ein
Antikörper und zwei Antigene wurden hierbei durch den Industriepartner selbst entwickelt.
Die Assay-Optimierung und Herstellung der Testchips wurde erfolgreich beendet. Außerdem
wurde das Instrumentarium zur Chip-Hybridisierung und –Analyse installiert und eine
Schulung für die Bedienung der Geräte vorgenommen. Parallel dazu wurde die Rekrutierung
von Patienten mit kolorektalem Karzinom, mit Adenomen und von gesunden
Kontrollpersonen abgeschlossen. Hierbei wurden strikte Ausschlusskriterien angesetzt, so
dass etwa Personen mit unvollständiger Darmspiegelung ausgeschlossen wurden, um
eventuelle Missklassifikationen bzgl. Diagnosestellung zu minimieren. Derzeit werden 400
Patientenseren mittels optimierter Chips hybridisiert und ausgelesen.
24
PD Dr. Dr. med. J. K. Habermann
Zeitraum
Januar 2008 bis März 2011, Anschlussförderung ist beantragt
Drittmittel
Projektträger: BMBF
Förderzeitraum: 10-2007 bis 03-2011
Fördervolumen Gesamtes Konsortium: € 1.475.265,(eigene AG: € 476.092,00)
Ausgegebene Drittmittel
in 2008: € 214.599,00
in 2009: € 101.140,00
in 2010: € 112.164,53
(Sachmittel: € 34.184,63 / Personalmittel: € 82.051,74 / Reisekosten: € 928,16)
Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
North German Tumor Bank of Colorectal Cancer (DKH e.V.), 2010 – 2012
€ 656.196,- Verbund (€ 213.420,- eigene AG)
Managing Infections of the Skeletal System in Germany (BMBF), 2010 – 2012
€ 1.885.469,- Verbund (€ 402.859,23 eigene AG)
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
b) eingereicht
a)
Bünger S, Laubert T, Roblick UJ, Habermann JK (2010) Serum biomarkers for
improved diagnostic of pancreatic cancer: a current overview. J Cancer Res Clin Oncol. 2010
Dec 31. [Epub ahead of print],
IF 2.261
b)
Bünger S, Haug U, Kelly M, Klempt-Giessing K, Cartwright A, Posorski N, Dibbelt L,
Fitzgerald SP, Bruch H-P, Roblick UJ, von Eggeling F, Brenner H, Habermann JK: Towards
standardized high-throughput serum diagnostics: Multiplex-protein array identifies IL-8 and
VEGF as serum markers for colon cancer. Eingereicht.
2. Buchbeiträge
keine
3. Anderes
keine
Dissertationen und andere Abschlüsse
Zwei Doktorarbeiten werden voraussichtlich in 2011 abgeschlossen werden.
Projekt 2
Analgotemp-Monitoring
1. Fragestellung:
Entwicklung eines marktfähigen „Analgotemp-Monitoring“ für die präzise Steuerung von
regionalen Anästhesieverfahren
25
PD Dr. Dr. med. J. K. Habermann
2. Methodik:
Medizinproduktentwicklung inklusive Hard- und Software nach MPG, DIN 62304, DIN 14971,
und DIN 13485.Messung eines physiologischen Signals zur objektiven Messung der
Schmerzausschaltung und Entwicklung eines Algorithmus zur Darstellung in einer EDVMonitoreinheit nach Spinalanästhesie
3. Ergebnisse:
Entwicklung eines Labormusters, Antragstellung einer Pilotstudie vor der Ethikkommission,
Aufbau eines QM-Systems, Medizinische Softwareentwicklung nach DIN 62304
Zeitraum
01.07.2010 – 31.12.2011
Drittmittel
Projektträger
BMWI, EXIST-Forschungstransfer
PTJ Berlin, Forschungszentrum Jülich
Förderzeitraum
01.07.2010 – 31.12.2011
Fördervolumen
Sachmittel/Stellen
453.686 €
3 Vollzeitstellen (Wiss. Mitarbeiter), ½ Stelle BWL
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen
130.000 €
40.000 € Sachmittel/90.000 € Personalkosten
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
keine
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
Die Ergebnisse der Pilotstudie werden Ende 2011 publiziert.
2. Buchbeiträge
keine
3. Anderes
keine
Dissertationen und andere Abschlüsse
Im Rahmen des Projektes ist eine Dissertation geplant und in Arbeit.
26
Prof. Dr. med. O. Hiort
Prof. Dr. med. O. Hiort
Klinik für Kinder und Jugendmedizin
a) Identifizierung
Interaktionen
Genitalentwicklungs-spezifischer
Androgenrezeptor-Coregulator-
b) Korrelation der postpubertären Entwicklung von PAIS Patienten mit bekannter AR
Mutation und ihrer in-vitro Funktionseinschränkungen.
c) Einfluss von Mutationen und epigenetischen Veränderungen im GNAS-Locus auf
die Signaltransduktion des Growth Hormone Releasing Hormone Rezeptors
d) Albrightsche
hereditäre
Osteodystrophie:
molekulargenetische Veränderungen.
Klinische,
biochemische
und
e) Comparison of clinical and metabolic effects of testosterone and estrogens in adult
gonadectomized patients with 46,XY DSD due to complete androgene insensitivity
syndrome (cAIS)
f) Aufklärung der Pathogenese des Pseudohypoparathyreoidismus Typ Ic
1. Fragestellung:
a) Gibt es Genitalentwicklungs-spezifische Androgenrezeptor Coregulatoren, die in einem
kleinen Zeitfenster der Genitalentwicklung gewebespezifisch exprimiert werden.
b) Lässt sich die in-vitro Funktionseinschränkung selektierter AR-Mutationen mit der
postpubertären Entwicklung von PAIS Patienten korrelieren.
c) Einfluss von genetischen und epigenetischen Veränderungen im GNAS-Gen auf die GsαAktivität und GHRH Funktion
d) Epigenetische Veränderungen im GNAS Locus und ihre Korrelation mit verschiedenen
Formen des Pseudohypoparathyreoidismus
e) Gibt es einen Einfluss von Testosteron auf klinisch und metabolisch messbare Parameter
in Patienten mit kompletter Androgenresistenz.
f) Ursachen des Pseudohypoparathyreoidismus Typ Ic
2. Methodik:
Zellkultur primärer Zellen und Zellinien, Mutationsnachweis, Western Blot, Q-RT-PCR,
Inkubationsversuche und Nachweis von Steroidmetaboliten (RIA, TandemMassenspektroskopie), Transfektionen, Reportergenassays, Mutagenese, SangerSequenzierung, Pyro-Sequenzierung, GFP-tagging, Fluoreszenzmikroskopie, KinaseAssays, Analyse posttranslationaler Modifikationen, Liganden-Bindungsassay, Hefe und
Mammalia-2-Hybrid-Systeme, Co-IP, Zellfraktionierung, MLPA, GST-Pull down, In-vitro
Transkription-Translation,
cAMP-RIA,
DNA-Methylierungsanalyse,
RNAi,
Immunhistologie.
3. Ergebnisse:
a) Um nach gewebs- und entwicklungsspezifisch exprimierten AndrogenrezeptorCoregulatoren während der Embryonalentwicklung der Maus zu suchen wurden zunächst
verschiedene AR-Bait und Prey-Konstrukte kloniert und die Bedingungen für ein
Liganden-abhängiges Yeast-2-Hybrid Screening etabliert. Anschließend wurde aus dem
Genitalhöcker männlicher Mausembryonen der Stadien E15, E16 und E17 je eine cDNA
Bibliothek erstellt, über homologe Rekombination in die Hefevektoren eingebracht und
nach DHT-abhängigen AR-Interaktionspartnern durchmustert. Positive Klone wurden
durch Retransformation bestätigt und sequenziert. Neben 14 bereits bekannten A
27
Prof. Dr. med. O. Hiort
b) Coregulatoren (wie z.B. SRC1, SRC3; Hic5 oder β-Catenin) wurden einige neue
Kandidatengene identifiziert. Aus der Gruppe der bekannten AR-Coregulatoren die in
unserem Screening identifiziert wurden konnte bisher nur für β-Catenin eine
entwicklungsspezifische Expression im Genitalhöcker gezeigt werden. Die anderen
Coregulatoren werden zurzeit immunhistochemisch hinsichtlich ihrer speziellen
Expression im Genitalhöcker während der Genitalentwicklung analysiert. Aus der Gruppe
der potentiellen AR-Coregulatoren konnte ein Protein mit 9 unabhängigen Klonen aus
allen 3 cDNA-Bibliotheken isoliert werden. Eine Funktion dieses Proteins ist zurzeit völlig
unbekannt. Kotransfektionsanalysen mit verschiedenen Reportergenen und Zelllinien
zeigten, dass es sich um einen AR Coaktivator handelt. Das Protein ist in der Lage die
Transaktivierung auch anderer nukleärer Rezeptoren zu verstärken, besitzt aber keine
intrinsische Aktivierungsfunktion. Pull-down Experimente zeigten eine Interaktion des AR
mit diesem Cofaktor in-vitro. Momentan wird dieser Cofaktor in weiteren RNAi und CoIP
Experimenten charakterisiert.
c) Bisher konnten 15 PAIS-Patienten mit postpubertären Verlaufsdaten aus der Lübecker
Datenbank extrahiert werden. Aus Cambridge konnten weitere 21 Patienten rekrutiert
werden, so dass zurzeit 25 verschiedene AR-Mutationen von Patienten mit PAIS
identifiziert werden konnten. Diese 25 Mutationen wurden in dem AR-Expressionsvektor
pSVAR rekonstruiert. Die Mutationen wurden in Cos1-Zellen auf Ihre Transaktivität an
einem Glucocorticoid-responsivem Reportergen getestet und mit der Transaktivität an
einem Androgen-responsivem Reportergen in Hela Zellen verglichen. Die meisten
Mutanten zeigen eine unterschiedliche Transaktivierung in den beiden Reportersystemen,
welche bei Mutation der DNA-Bindungsdomäne am stärksten ausgeprägt ist. Mutationen
in der BF3 Region führen zu einer ungewöhnlich hohen Sensitivität im N/C-Interaktionsassay und sind mit hoch variablen Phänotypen bei gleicher Mutation assoziiert. Niedrige
Hormonkonzentrationen führen zu einem Verlust der N/C-Interaktion, während hohe
Hormonkonzentrationen zu einer verstärkten N/-Interaktion führen. Solche Mutationen
könnten bereits durch kleine Variationen im individuellen Hormonhaushalt zu sehr
variablen Phänotypen führen und lassen somit keinen Schluss auf die postpubertäre
Entwicklung zu.
d) Vom GNAS Gen werden zahlreiche Transkriptvarianten abgelesen. Durch alternatives
Spleißen von Exon 3 und einem CAG entstehen zwei lange und zwei kurze GsαSpleißvarianten, von denen nicht bekannt ist, ob sie spezifische Funktionen erfüllen.
Diese vier alternativen Spleißvarianten von Gsα wurden in Expressionsvektoren kloniert
und sollen im Zusammenhang mit verschiedenen Mutationen, die in Patienten mit
Wachstumsstörungen gefunden wurden, hinsichtlich ihrer Rolle in der Signaltransduktion
des GHRH-Rezeptors in einem Gsα-knockout-Zellmodell untersucht werden. Da sich die
embyonale GNAS E2-/E2- Zelllinie nur sehr schlecht transfizieren ließ, musste zunächst
die Transfektionseffizienz für diese Zelllinie optimiert werden. Die Transfektionseffizienz
für diese Zelllinie konnte von unter 1% auf 40-50% transfizierte Zellen gesteigert werden.
Die Sequenzanalyse eines kommerziell erworbenen GHRHR-Expressionsplasmids ergab,
dass dieser GHRHR-Klon offensichtlich defekt war und rekombiniert hatte. Nachdem
dieser Rezeptor jetzt erneut kloniert wurde, sind nun die Voraussetzungen für die
funktionellen Analysen der GHRHR Signaltranduktion gegeben.
e) Der GNAS-Locus unterliegt einem komplexen Imprinting und erzeugt vielfältige
Transkripte durch Verwendung verschiedener erster Exons und alternativem Spleißen.
Die Transkripte werden z.T. in verschiedenen Leserahmen und gewebespezifisch
exprimiert, aber auch nicht-kodierende RNAs oder Antisense-RNAs kommen vor. Das am
besten charakterisierte Transkript, Gsα, kodiert für die kleine Untereinheit des
stimulatorischen G-Proteins. Maternal vererbte Mutationen in Gsα führen zum
Pseudohypoparathyreoidismus des Typ Ia, während der Verlust des Imprintings in der
Promoterregion des Exon A/B zum Pseudohypoparathyreoidismus des Typ Ib führt und in
Patienten mit Pseudohypoparathyreoidismus des Typ Ic eine normale Gsα-Aktivität und
bisher keine genetischen Veränderungen nachgewiesen werden konnten. Diese bisher
relativ klare Trennung scheint allerdings nicht mehr so generell gültig zu sein. Unsere
28
Prof. Dr. med. O. Hiort
e)Analysen und die anderer Gruppen weisen auf einen größeren Umfang von
Imprintingstörungen auch in PHP Ia und PHP Ic Patienten hin. Durch die Anschaffung eines
Pyrosequencers wird jetzt eine deutlich schnellere und genauere Analyse des Imprintings
und der auftretenden Methylierungsstörungen möglich. Zurzeit werden insbesondere PHP Ic
und PHP Ia Patient mit Wachstunsstörungen auf Veränderungen im Methylierungsmuster
des GNAS Lokus analysiert.
f)In dieser randomisierten klinischen Doppelblind-Crossover Studie soll geklärt werden, ob in
erwachsenen gonadektomierten Patienten mit kompletter Androgenresistenz positive Effekte
auf Lebensqualität und klinisch-metabolische Parameter nachweisbar sind. Die Ergebnisse
dieser Studie sollen mit funktionellen Analysen der jeweiligen AR-Mutation korreliert werden
um zu klären, ob evtl. Restaktivitäten oder Spleißvarianten zu solchen Effekten beitragen.
Die Studie befindet sich zurzeit in der Patientenrekrutierungsphase.
g)PHPIc Patienten weisen in der Regel Anzeichen einer AHO trotz normaler Gsα-Aktivität in
einen in-vitro Assay aus Erytrhozytenmembranen auf. Mutationen im GNAS-Gen sind
normalerweise nicht nachweisbar. In einem Screening von 30 Patienten mit Diagnose PHP
Ic haben wir trotz normaler Gsα-Aktivität Mutationen im GNAS-Gen gefunden. Alle
Mutationen lagen in extremen C-Terminus des Proteins. Diese Region spielt eine wichtige
Rolle für die rezeptorgekoppelte Signaltransduktion. Durch in-vitro Analysen konnten wir
zeigen, dass, diese Mutationen selektiv die rezeptorgekoppelte Signaltranduktion
vermindern, jedoch in einem rezeptorunabhängigen Assay eine normale cAMP Synthese
generieren. Diese Subpopulation der PHP Ic Patienten stellt somit eine Variante der PHP Ia
Patienten dar. Die restlichen PHP Ic Patienten werden jetzt auf epigenetische
Veränderungen im komplexen GNAS Locus durchmustert.
.
Zeitraum
a) gesamtes Jahr 2010
b) gesamtes Jahr 2010
c) 01.01.2010 – 30.06.2010
d) 01.04.2010 – 31.12.2010
e) 01.09.2010 – 31.12.2010
f) 01.12.2010 – 31.12.2010
Drittmittel
Projektträger
a)
b)
c)
d)
e)
f)
EU, EuroDSD, WP3, task2
EU, EuroDSD, WP3,task1
Industrie, Novo Nordisk
Industrie, Novo Nordisk
BMBF
Universität zu Lübeck - Forschungsförderung
Förderzeitraum
a)
b)
c)
d)
e)
f)
1.5.2008-30.4.2011
1.5.2008-30.4.2011
08.02.2008 – 30.06.2010
03.09.2009 – 31.05.2011
01.09.2010 – 31.08.2013
01.12.2010 – 30.11.2011
29
Prof. Dr. med. O. Hiort
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen
a) ca. 25.000 € Sachmittel / 1 ¼ MTA-Stellen, 2 Postdoc-Stellen (Biologe/in), ½ Stelle
Studienassistenz
b) zusammen mit a)
c) - / ¼ Postdoc-Stelle (Ärztin)
d) ca. 5.000 € / ½ Stelle Doktorandin
e) ca. 500 € / ½ Stelle Ärztin, ½ Stelle Psychlogin
f) ca. 7.000 € / ¼ MTA-Stelle
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
a) Studie “Comparison of clinical and metabolic effects of testosterone and estrogens in
adult gonadectomized patients with 46,XY DSD due to complete androgene
insensitivity syndrome (cAIS)” – BMBF–Projekt 01KG1003 – Multizentrisches Projekt
mit Gesamtvolumen von 590.207 € (Anteil für Lübeck: ca. 370.000 €)
b) Analyse von Protein-Interaktionen des Androgenrezeptors während der
Embryonalentwicklung des äußeren männlichen Genitales – Forschungsförderung –
Einzelförderung der Universität zu Lübeck für Dr. Helga Grötsch in Höhe von
37.350 €
c) Aufklärung der Pathogenese des Pseudohypoparathyreoidismus Typ Ic –
Forschungsförderung – Einzelförderung der Universität zu Lübeck für Dr. Susanne
Thiele in Höhe von ca. 34.718 €
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Bens S, Ammerpohl O, Martin-Subero JI, Appari M, Richter J, Hiort O, Werner R, Riepe
FG, Siebert R, Holterhus PM. Androgen receptor mutations are associated with altered
epigenomic programming as evidenced by HOXA5 methylation. Sex Dev. 2010 (in press)
IF:2.985
Ledig S, Hiort O, Scherer G, Hoffmann M, Wolff G, Morlot S, Kuechler A, Wieacker P.
(2010). Array-CGH analysis in patients with syndromic and non-syndromic XY gonadal
dysgenesis: evaluation of array CGH as diagnostic tool and search for new candidate
loci. Hum Reprod 2010 Oct;25(10):2637-46. IF:3.859
Argyriou L, Hiort O, Meinecke P, Wünsch L, Volleth M, Hinrichs F, Caliebe A, GillessenKaesbach G. (2010). A de novo unbalanced translocation leading to partial monosomy
9p23-pter and partial trisomy 15q25.3-qter associated with 46,XY complete gonadal
dysgenesis, tall stature and mental retardation. Clin Dysmorphol. 2010 Oct;19(4):190-4.
IF:0.521
Jürgensen M, Kleinemeier E, Lux A, Steensma TD, Cohen-Kettenis PT, Hiort O, Thyen
U; DSD Network Working Group. Psychosexual development in children with disorder of
sex development (DSD)--results from the German Clinical Evaluation Study. J Pediatr
Endocrinol Metab. 2010 Jun;23(6):565-78. IF:0.74
Walter KN, Kienzle FB, Frankenschmidt A, Hiort O, Wudy SA, van der Werf-Grohmann
N, Superti-Furga A, Schwab KO. Difficulties in diagnosis and treatment of 5alphareductase type 2 deficiency in a newborn with 46,XY DSD. Horm Res Paediatr. 2010
Jul;74(1):67-71. IF:1.730
30
Prof. Dr. med. O. Hiort
Kulle AE, Riepe FG, Melchior D, Hiort O, Holterhus PM. A novel ultrapressure liquid
chromatography tandem mass spectrometry method for the simultaneous determination
of androstenedione, testosterone, and dihydrotestosterone in pediatric blood samples:
age- and sex-specific reference data. J Clin Endocrinol Metab. 2010 May;95(5):2399409. IF:6.202
Klopocki E, Hennig BP, Dathe K, Koll R, de Ravel T, Baten E, Blom E, Gillerot Y, Weigel
JF, Krüger G, Hiort O, Seemann P, Mundlos S. Deletion and point mutations of PTHLH
cause brachydactyly type E. Am J Hum Genet. 2010 Mar 12;86(3):434-9. IF:12.303
Lecumberri B, Fernández-Rebollo E, Sentchordi L, Saavedra P, Bernal-Chico A, Pallardo
LF, Bustos JM, Castaño L, de Santiago M, Hiort O, Pérez de Nanclares G, Bastepe M.
Coexistance of two different pseudohypoparathyroidism subtypes (Ia and Ib) in the same
kindred with independent Gs{alpha} coding mutations and GNAS imprinting defects. J
Med Genet. 2010 Apr;47(4):276-80. IF:5.751
Thiele S, Werner R, Ahrens W, Hübner A, Hinkel KG, Höppner W, Igl B, Hiort O.
Selective deficiency of Gsα and the possible role of alternative gene products of GNAS in
Albright hereditary osteodystrophy and Pseudohypoparathyroidism type Ia. Exp Clin
Endocrinol Diabetes. 2010 Feb;118(2):127-32. IF:1.69
Holterhus PM, Bebermeier JH, Werner R, Demeter J, Richter-Unruh A, Cario G, Appari
M, Siebert R, Riepe F, Brooks JD, Hiort O. (2009). Disorders of sex development expose
transcriptional autonomy of genetic sex and androgen-programmed hormonal sex in
human blood leukocytes. BMC Genomics 10:292, IF:3.76
b) eingereicht
Celia Zazo, Susanne Thiele, Cesar Martín, Eduardo Fernandez-Rebollo, Lorea MartinezIndart, Ralf Werner, Intza Garin, Spanish PHP Group, Olaf Hiort, Guiomar Perez de
Nanclares. Gsα activity is diminished in erythrocyte membranes of patients with
pseudohypoparathyroidism due to epigenetic alterations at the GNAS locus
Thiele S, de Sanctis L, Werner R, Grötzinger J, Aydin C, Jüppner H, Bastepe M, Hiort
Functional characterization of GNAS mutations found in patients with
pseudohypoparathyroidism type Ic reveal a new subgroup of pseudohypoparathyroidism
affecting selectively Gsα-receptor interaction.
Werner R, Kulle A, Sommerfeld I, Riepe FG, Wudy S, Hartmann MF, Merz H, Döhnert U,
Bertelloni S, Holterhus PM, Hiort O. Origin of testosterone synthesis in patients with 17βhydroxysteroid dehydrogenase 3 deficiency.
2. Buchbeiträge
Werner R, Grötsch H, Hiort O. (2010). 46,XY disorders of sex development – the
undermasculinised male with disorders of androgen action. Best Pract Res Clin
Endocrinol Metab. Apr;24(2):263-77. Review. IF:3.893
Bertelloni S, Hiort O. 2010 Disorders of sex development. Preface. Sex Dev. Sep;4(45):191. IF:2.985
3. Anderes
Dissertationen und andere Abschlüsse
Dissertationen:
Jenny Schütt: Funktionelle Charakterisierung von Androgenrezeptormutationen
Inken Sommerfeld: Androgenmetabolismus in peripheren Genitalhautfibroblasten von
Patienten mit 17β-Hydroxysteroiddehydrogenase 3-Mangel.
31
Prof. Dr. med. O. Hiort
Julia Gesing: Androgenresistenz - Funktion und Phänotyp. In-vitro Charakterisierung
definierter Mutationen des Androgenrezeptors.
Zhi Gang Gao: Androgen Receptor coregulators are expressed during mouse GT
development.
Laufende Dissertationen:
Merle Thieme: Screening neuer Mutationen im Phex-, FGF23- und DMP1- Gen bei Patienten
mit hypophosphatämischer Rachitis
Janina Kalk: Vergleich der Androgenresponsivität humaner Genitalhautfibroblasten unter
Monolayer und Matrix-basierten 3D-Kulturbedingungen
Marlene Kunert: Identifikation von Koregulatoren des Androgenrezeptors aus dem
Genitalhöcker männlicher Mausembryonen. Ein Hefe-2-Hybrid-Ansatz.
Bettina Brix: Einfluss von genetischen und epigenetischen Veränderungen im GNAS-Gen auf
die Gsα-Aktivität und GHRH Funktion
Mona Ellaithi: Disorders of Sexual Development (DSD) in Sudanese patients.
32
Prof. Dr. med. S. Ibrahim
Prof. Dr. med. S. Ibrahim
Klinik für Dermatologie und Venerologie
Projekt 1
Genetics of autoimmunity to structural components of the skin
1. Fragestellung:
A- Identification of susceptibility genes for pemphigus vulgaris
B- Mapping genes controlling tissue damage in EBA
C- Defining the role of the mitochondrial genome in autoimmunity
2. Methodik:
Molecular genetics, animal models of autoimmunity
3. Ergebnisse:
A- To identify susceptibility genes for pemphigus vulgaris we plan to perform the first genome
wide association study in humans. To achieve this aim we have organized an international
consortium including groups from Germany, UK, Greece, Turkey, Egypt, Kuwait and Israel.
The first stage, a genome scan using illumina microrrays carrying 200000 SNPs, is
underway. We expect the results later this year. Replication studies are planned for 2011.
B- To study more complex aspects of blistering diseases genetics, e.g. gene-gene and geneenvironment interactions, we are utilizing the mouse model EBA. In the first state conducted
in 2009-2010 we established the mouse resources needed for gene mapping namely the
autoimmunity advanced intercross line. Using this resource we mapped the basic
quantitative trait loci controlling disease phenotypes. In 2010 we plan to identify the first loci
mediating gene-environment (microbiota) interactions.
C. In our earlier studies we showed that mitochondrial genome polymorphism contribute to
disease susceptibility. To define the pathways involved, we developed a series of mouse
strains carrying mutations in the mitochondrial genome (conplastic strains). Those showed
differential susceptibility to diseases. In 2011 we plan to continue our studies to define the
molecular and cellular pathway s involved.
Zeitraum
01.01.2010-31.12.2010
Drittmittel
Projektträger
DFG
Förderzeitraum
01.01.2009-31.12.2012
Fördervolumen
Sachmittel/Stellen
3 Stellen (Gesamt: € 390 000)
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen 134.400,- €
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 200x
33
Prof. Dr. med. S. Ibrahim
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2009-2010
b) eingereicht
a)
1- Ludwig, RJ; Recke, A; Bieber, K; Müller, S; de Castro Marques, A; Banczyk, D; Hirose, M;
Kasperkiewicz, M; Ishii, N; Schmidt, E; Westermann, J; Zillikens, D; Ibrahim, S. Generation of
antibodies of distinct subclasses and specifity is linked to H2s in an active mouse model of
epidermolysis bullosa acquisita . J. Inv. Dermat. 2010, in press. IF:5.5
2- Kunz M, Ibrahim SM. Cytokines and cytokine profiles in human autoimmune diseases and
animal models of autoimmunity. Mediators Inflamm. 2009:979258. Epub 2009 Oct 26. IF:2
3- Mikkat S, Lorenz P, Scharf C, Yu X, Glocker MO, Ibrahim SM. MS characterization of
qualitative protein polymorphisms in the spinal cords of inbred mouse strains. Proteomics.
2010 Mar;10(5):1050-62. IF: 4.4
4- Yu X, Wester-Rosenlöf L, Gimsa U, Holzhueter SA, Marques A, Jonas L, Bauer K, Kunz
M, Nizze H, Tiedge M, Holmdahl R, Ibrahim SM. The mtDNA nt7778 G/T polymorphism
affects autoimmune diseases and reproductive performance in the mouse. Hum Mol Genet.
2009 Dec 15;18(24):4689-98. IF:7.4
5- Xinhua Yu, Ulrike Gimsa, Lena Wester-Rosenlöf, Ellen Kanitz, Winfried Otten, Manfred
Kunz, and Saleh M. Ibrahim. Dissecting the effects of mtDNA variations on complex traits
using mouse conplastic strains. Genome Research, 19(1):159-65. IF: 11.3
6- Yu X, Teng H, Marques A, Ashgari F, Ibrahim SM. High resolution mapping of Cia3: a
common arthritis quantitative trait loci in different species.J Immunol. 2009;182(5):3016-23.
IF:5.6
2. Buchbeiträge
keine
3. Anderes
keine
4. Dissertationen und andere Abschlüsse
keine
Projekt 2
Fine mapping and positional cloning of the Cia27 quantitative trait gene(s)
1. Fragestellung:
Identification of genes controlling autoantibody production in mouse models of rheumatoid
arthritis
2. Methodik:
Molecular genetics, animal models of autoimmunity
34
Prof. Dr. med. S. Ibrahim
3. Ergebnisse:
We previously identified a Quantitative Trait Locus (QTL), on chromosome 5 namely Cia27,
controlling the antibody response in CIA by means of intercross analysis between the
susceptible DBA strain and the resistant FVB strain. Originally, the confidence interval of this
QTL was 43 Mb but it was refined to 4.1 Mb by an Advanced Intercross Line (AIL). Using a
new QTL fine-mapping approach, Haplotype Sharing Analysis, we identified 6 candidate
genes. Further congenic mapping pointed to one of these genes as the main candidate. By
sequencing of the coding region of the 6 candidates we discovered 3 non-synonymous
substitutions between DBA and FVB in our main candidate as well as in a different
candidate. Additionally, we performed a genome-wide expression profiling to identify strainspecific differentially expressed genes.
At present, we are confirming our findings using additional Cia27 congenic mice. These are
carrying fragments from 6 different strains with resistant genome on the susceptible B10.q
and DBA backgrounds. Future studies will aim at identifying the cell type where our gene is
expressed and analyzing the role of the susceptibility gene in CIA. For that we are generating
a tissue-specific knock out mouse and establishing an in vitro knockdown assays.
Zeitraum
01.01.2010-31.12.2010
Drittmittel
Projektträger
DFG
Förderzeitraum
01.06.2009-31.05.2011
Fördervolumen
Sachmittel/Stellen
„ Stellen (Gesamt: 190 000)
1. Ausgegebene Drittmittel in 2009
Sachmittel/Stellen 69.000,- €
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2009
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
2. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2009-2010
b) eingereicht
a)
1- Tu-Rapp H, Pu L, Marques A, Kulisch C, Yu X, Gierer P, Ibrahim SM, Vollmar B. Genetic
control of leucocyte--endothelial cell interaction in collagen-induced arthritis. Ann Rheum Dis.
2010 Mar;69(3):606-10. IF:8.1
2- Martin-Trujillo A, van Rietschoten JG, Timmer TC, Milena Rodriguez F, Huizinga TW, Tak
PP, Marsal S, Ibrahim SM, Dijkmans BA, van der Pouw Kraan TC, Verweij CL. Loss of
imprinting of IGF2 characterizes high IGF2mRNA-expressing type of Fibroblast-like
Synoviocytes in Rheumatoid Arthritis. Ann Rheum Dis. 2010 Jun;69(6):1239-42. IF: 8.1
2. Buchbeiträge
keine
35
Prof. Dr. med. S. Ibrahim
3. Anderes
keine
Dissertationen und andere Abschlüsse
keine
36
Prof. Dr. med. J. Klein
Prof. Dr. med. J. Klein
Medizinische Klinik I
Projekt
Regulatoren der Fettgewebsfunktion und Kontrollmechanismen der
Energiehomöostase
1. Fragestellung:
Das Kortikosteroidsystem spielt eine wichtige Rolle in der Pathogenese des Metabolischen
Syndroms und seiner kardiovaskulären Komplikationen. So führt in Mäusen die Inhibierung
bzw. die Aktivierung des corticosterone-reactivating enzyme 11β-hydroxysteroid
dehydrogenase type 1 (11β−HSD-1) im Fettgewebe zur Prävention oder Induktion der
charakteristischen Merkmale des Metabolischen Syndroms. Lange Zeit wurde vermutet,
dass die Wirkung der Kortikosteroidhormone im Adipozyten ausschließlich durch
zytosolische Glukokortikoidrezeptoren (GR) vermittelt wird. Wir und andere haben kürzlich
den Mineralokortikoidrezeptor (MR) als neues Ziel für die Modulation von
Adipozytenfunktionen identifiziert. Bekannt ist, dass der MR Einfluss auf die Adipogenese
der Fettzellen nimmt, seine genaue Rolle in der Kontrolle der Fettzellbiologie und deren
Dysfunktion ist allerdings bisher nur ansatzweise aufgeklärt. Unser aktuelles Projekt befasst
sich mit der Identifizierung neuer physiologischer und therapeutisch nutzbarere Regulatoren
der Fettgewebsfunktion mittels Modulation des Kortikosteroidsystems.
.
2. Methodik:
Als Modellsystem verwendet unsere Arbeitsgruppe murine Fettzelllinien aus braunen bzw.
weißen Fettdepots. Ergänzt werden diese durch die Generierung neuer Adipozytenlinien aus
verschiedenen knockout Mausmodellen. Die in vitro verwendeten Techniken umfassen
zellbiologische, molekularbiologische und proteinbiochemische Methoden. Analysen
verschiedener zellfunktioneller Assays zur Messung von Enzymaktivitäten, zellulärer
Glukoseaufnahme, Protein-, Glykogen- und Lipid-Synthese sind etabliert. Durch RNAInterferenz ist es uns außerdem möglich stabile oder transiente knock-downs verschiedener
Schlüsselgene der Adipozytenfunktionen herbeizuführen. Zusätzlich sind Methoden zur
Charakterisierung mitochondrialer Funktionen einschließlich der Messung des
Sauerstoffverbrauchs in Fettzellen etabliert.
3. Ergebnisse:
Im Zeitraum 2010 standen Untersuchungen zur Rolle des MR und GR in der
Adipozytenbiologie im Vordergrund. Hier konnten wir erstmalig einen gegensätzlichen
Einfluss von MR und GR auf metabolische und inflammatorische Adipozytenfunktionen
aufzeigen. So bewirkte die selektive Stimulation des GR eine antiinflammatorisches
Adipokinprofil, wohin gegen die Aktivierung des MR proinflammatorisch wirkte.
Darüber hinaus konnte die Rolle der Kortikosteroidrezeptoren währende der Adipogenese
bestimmt werden. Unter Verwendung der, im Rahmen dieses Projektes entwickelten MR bzw.
GR knock-out Zelllinien, zeigte sich eine leicht verminderte Fettzelldifferenzierung in GR (-/-)
Adipozyten während der frühen Adipogenese. MR (-/-) Zellen dagegen waren nicht mehr in
der Lage Lipide zu akkumulieren.
Des Weiteren wurde der Einfluss von GR und MR auf die Thermogeneseaktivität der
Fettzellen analysiert. Die selektive Aktivierung des MRs führte zur Initiierung einer
Transdifferenzierung von ernergiespeichernden weißen in energieabgebende braune
Adipozyten. Selektive Modulationen des MRs/GRs könnten demnach neue
pharmakotherapeutische Möglichkeiten zur Behandlung der Kernkomponenten des
Metabolischen Syndroms darstellen.
37
Prof. Dr. med. J. Klein
Zeitraum
2008-2011
Drittmittel
Projektträger
1) Deutsche Forschungsgemeinschaft
2) BMBF: Kompetenznetz Adipositas
Förderzeitraum
1) 2007-2010
2) 2008-2011
Fördervolumen
1) 152.000 €
2) 187.000 €
Sachmittel/Stellen für 2010
A. Sachmittel: € 75.000
B. Stellen: 2X TV-L E13; TV-L E9
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen
A. Sachmittel: € 35.000
B. Stellen: 12Mon TV-L E13, 12Mon TV-L E9
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Arginine-vasopressin directly promotes a thermogenic and pro-inflammatory adipokine
expression profile in brown adipocytes.
Küchler S, Perwitz N, Schick RR, Klein J, Westphal S.
Regul Pept. 2010 Sep 24;164(2-3):126-32. Epub 2010 Jun 8
IF: 2,16
Cold-induced alteration of adipokine profile in humans.
Iwen KA, Wenzel ET, Ott V, Perwitz N, Wellhöner P, Lehnert H, Dodt C, Klein J.
Metabolism. 2010 Apr 26. [Epub ahead of print]
IF: 2,588
The balance between gluco- and mineralo-corticoid action critically determines inflammatory
adipocyte responses.
Hoppmann J, Perwitz N, Meier B, Fasshauer M, Hadaschik D, Lehnert H, Klein J.
J Endocrinol. 2010 Feb;204(2):153-64.
IF: 2,86
Cannabinoid type 1 receptor blockade induces transdifferentiation towards a brown fat
phenotype in white adipocytes.
Perwitz N, Wenzel J, Wagner I, Büning J, Drenckhan M, Zarse K, Ristow M, Lilienthal W,
Lehnert H, Klein J. Diabetes Obes Metab. 2010 Feb;12(2):158-66.
IF: 4,126
38
Prof. Dr. med. J. Klein
3. Anderes
Dissertationen und andere Abschlüsse
Eike Wenzel: Medizinische Dissertation (Dr. med.): „magna cum laude“
Nina Poll: Medizinische Dissertation (Dr. med.):
39
Prof. Dr. med. M. Kunz
Prof. Dr. med. M. Kunz
Klinik für Dermatologie, Zentrum für Entzündungs-medizin, CCIM)
Projekt
Identifikation von Osteopontin-abhängigen Gen- und Proteintargets und funktionelle
Analysen zu deren Rolle für die Melanommetastasierung
1. Fragestellung:
Osteopontin ist ein wichtiger Wachstumsfaktor für das maligne Melanom und andere maligne
Tumoren. Die genauen Mechanismen, wie Osteopontin seine Wirkung in Tumorzellen
vermittelt sind bislang unbekannt. Offenbar induziert Osteopontin unter anderem
Matrixmetalloproteinasen. Dies kann aber seine starke pro-proliferative Wirkung nicht
erklären.
2. Methodik:
Zur Identifikation von Genen und Proteinen, die von Ostopontin induziert oder Osteopontinabhängig exprimiert werden, wurde eine Proteomanalyse nach Osteopontin Knockdown
durchgeführt. Die Proteomanalyse erfolgte mittels 2D-Gelelektrophorese und
Massenspektrometrie.
3. Ergebnisse:
Insgesamt wurden 850 Proteine identifiziert. Als differentiell wurden in mehreren
Parallelansätzen 4 Kandidatengene gefunden. In nachfolgenden Untersuchungen wurden für
die jeweiligen Gene wiederum stabile Transfektanten hergestellt und ihre Wirkung auf die
zelluläre Proliferation und Migration untersucht. Letztlich wurden dann in Vorbereitung auf
Tierversuche stabile Transfektanten für das Luziferasegen hergestellt, in denen zusätzlich
ein Kandidatengen ausgeschaltet werden soll.
Zeitraum: 2 Jahre (bis 30.10.2010)
Drittmittel
Projektträger
Erwin und Gertrud Roggenbuckstiftung für Tumorforschung
Förderzeitraum
2008-2010
Fördervolumen
50.000.- €/Jahr
Sachmittel/Stellen: Sachmittel 20.000.- € (2 Jahre), 1 MTA für 2 Jahre
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010:
Sachmittel/Stellen: Sachmittel 3.500.- €; MTA: 35.000.- €
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
Keine
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
b) eingereicht
a) keine
b) (in Vorbereitung)
2. Buchbeiträge
keine
3. Anderes
keine
Dissertationen und andere Abschlüsse keine
40
Prof. Dr. med. T. Kurz/ Prof. med. Dr. J. Weil
Prof. Dr. med. T. Kurz/ Prof. Dr. med. J. Weil
Medizinische Klinik II
Projekt
Bedeutung des Phospholipase D Signaltransduktionsweges am Herzen
1. Fragestellung:
In experimentellen Untersuchungen wurden Mechanismen der neurohumoralen Aktivierung
auf Rezeptorebene und im Hinblick auf die Signaltransduktionswege unter pathologischen
Bedingungen der Myokardischämie und –hypertrophie charakterisiert. Besonderes Interesse
gilt dabei der kardialen sympathischen Neurotransmission bei Patienten mit Typ II Diabetes
mellitus, bei denen in einem Drittel der Fälle eine kardiovaskuläre Neuropathie vorliegt.
Experimentelle Untersuchungen konnten zeigen, dass Veränderungen im Phospholipase D
(PLD)/Phosphatidatphosphohydrolase (PAP)-Signaltransduktionsweg mit konsekutiver
Bildung des PKC-Aktivators Diacylglycerol möglicherweise entscheidend für die gestörte
Ca2+-Homöostase des diabetischen Kardiomyozyten sind.
2. Methodik:
Zur Bearbeitung der Fragestellung wurden biochemische und molekularbiologische
Methoden, sowie experimentelle Modelle (z.B. working heart) zur funktionellen
Charakterisierung eingesetzt.
3. Ergebnisse:
1) Die funktionelle Bedeutung des Phospholipase D Signaltransduktionsweges am Herzen ist
bislang unzureichend untersucht. Wir generierten daher transgene Mäuse mit
herzspezifischer Überexpression der humanen PLD2 (hPLD2-TG). Herzen von 12-Wochen
alten hPLD2-Mäusen zeigen sowohl makroskopisch als auch auf kardiomyozytärer Ebene
Zeichen einer Myokardhypertrophie. Zudem zeigt sich eine signifikante Zunahme der
Expression der Hypertrophie-assoziierten Gene ANP, ß-MHC und alpha-Actin im Myokard
der hPLD2-TG Tiere. Strukturell findet sich eine deutliche Zunahme des interstitiellen
fibrillären Kollagens als Zeichen einer interstitiellen Fibrose. Darüberhinaus konnten wir
zeigen, dass der PLD Signaltransduktionsweg bei den neurohumoral (Noradrenalin und
Angiotensin) vermittelten hypertrophen Effekten am Herzen eine entscheidende Rolle zu
spielen.
2) Untersuchungen der eigenen Arbeitsgruppe konnten molekulargenetisch erstmals
Zusammenhänge zwischen der Adipositas und Varianten im Lipin 1 Gen dokumentieren.
Weiterhin konnten wir zeigen, dass Lipin 1 biochemisch-funktionell eine Phosphatidat
Phosphohydrolase 1 (PAP1) Isoenzymaktivität besitzt und im Herzen exprimiert wird. Die
Phosphatidat Phosphohydrolase 1 (PAP1) spielt eine entscheidende Rolle in der
Lipidhomöostase. Da die Lipidhomöostase bei Patienten mit diabetischer Kardiomyopathie
häufig verändert ist, hypothetisierten wir, dass das Myokard im Rahmen eines Typ 2
Diabetes mellitus durch Veränderungen der PAP1 Expression und Aktivität gekennzeichnet
ist, und dass die kardiale PAP1 Aktivität mit einer abnormalen Lipin Expression assoziiert ist.
Im tierexperimentellen Modell des Typ II Diabetes (diabetische ZDF-fa/fa Ratten) zeigt sich
eine signifikant niedrigere linksventrikuläre PAP1 Aktivität im Vergleich zu nicht-diabetischen
Kontrolltieren. Darüberhinaus findet sich eine hoch signifikante Korrelation der PAP1 Aktivität
mit der Lipin-1 and Lipin-3 mRNA Expression in den ZDF Ratten. Übereinstimmend mit
diesen Befunden, ist im humanen atrialen Myokard die PAP1 Aktivität signifikant niedriger bei
Patienten mit Diabetes mellitus im Vergleich zur nichtdiabetischen Kontrollgruppe. Die
Befunde weisen daraufhin, dass die veränderte kardiale PAP1 Aktivität bei Diabetikern zur
metabolischen Dysfunktion des diabetischen Herzens beiträgt.
41
Prof. Dr. med. T. Kurz/ Prof. med. Dr. J. Weil
Zeitraum
1.1.2010 bis Juli.2010
Drittmittel
Projektträger 1. MUL-Förderung Dr. F. Schütte (Bedeutung von Lipin 1 für die Pathogenese
der diabetischen Kardiomyopathie. Vom Gen zur Funktion)
2. Drittmittel
Förderzeitraum
Fördervolumen
Sachmittel/Stellen
1. 2008-2010
1. Sachmittel: 15000 Euro; Stellen: BAT Vb ½ für 2 Jahre
2. Sachmittel: 30000 Euro
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen
Sachmittel: 5000 Euro
Stellen: BAT Vb und BAT Vb ½
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
5000 Euro (TRACER-Studie)
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Burgdorf C, Schäfer U, Richardt G, Kurz T. U73122, an aminosteroid phospholipase C inhibitor, is a
potent inhibitor of cardiac phospholipase D by a PIP2-dependent mechanism. J Cardiovasc
Pharmacol. 2010 Jun;55(6):555-9.
Burgdorf C, Hänsel L, Heidbreder M, Jöhren O, Schütte F, Schunkert H, Kurz T. Suppression of
cardiac phosphatidate phosphohydrolase 1 activity and lipin mRNA expression in Zucker diabetic fatty
rats and humans with type 2 diabetes mellitus. Biochem Biophys Res Commun. 2009 Dec
4;390(1):165-70. IF: 2,648
2. Buchbeiträge
3. Anderes
Dissertationen und andere Abschlüsse
42
Dr. med. J. Köchling
Dr. med. J. Köchling
Klinik für Kinder- und Jugendmedizin
Projekt
Präklinische Untersuchung von Leukämie-spezifischer DNA-Vakzinierung zur
Behandlung von minimal residual disease bei Ph+ akuter lymphoblastischer Leukämie
im syngenen Mausmodell
1. Fragestellung:
Die akute lymphoblastische Leukämie (ALL) ist die häufigste maligne Erkrankung im Kindesund Jugendalter. Trotz sehr guter Gesamtprognose erleiden ca. 20% der Patienten mit ALL
ein Rezidiv, wobei nur 35-40% der Rezidivpatienten dauerhaft geheilt werden können. Die
langfristige Überlebenschance bei erwachsenen Patienten mit ALL beträgt derzeit weniger
als 40%. Besonders ungünstig ist die Prognose von Patienten mit Philadelphia Chromosom
positiver akuter lymphoblastischer Leukämie (Ph+ ALL). Deshalb ist hier die Entwicklung
neuer Therapiestrategien zur Rezidivprophylaxe dringend erforderlich. Nach Reduktion der
Leukämiezellzahl durch Polychemotherapie kommt dem Immunsystem generell eine
entscheidende Rolle für die Eliminierung residueller Lymphoblasten und damit für eine
dauerhafte Remission zu. Die Fragestellung des Projekts ist die Evaluierung einer
leukämiespezifischen DNA-Vakzine im syngenen Mausmodell. Hiebei sollte die präventive
und therapeutische Effizienz gegenüber Ph+ ALL untersucht werden. Ferner wurde der
Synergismus der DNA-vakzine mit 6-Mercaptopurin oder Anthocyanen untersucht. Das
Projekt soll als Basis für eine geplante Rezidivprophylaxe und Behandlung von MRD
(minimal residual disease) bei Patienten mit Ph+ ALL dienen.
2. Methodik:
Die Experimente wurden mit immunkompetenten Balb/c Mäusen und der syngenen murinen
pre-B ALL Zellinie BM185 durchgeführt, die durch retrovirale Transduktion von Balb/c
Knochenmarkstammzellen mit dem humanem Fusionsgen BCR-ABL generiert wurde. Die
Mäuse erhalten eine letale subkutane Dosis BM185 Zellen, die nach 3 Wochen bei zu einem
Tumor > 2cm Ø führt.
Die Vakzinierungen erfolgen durch intrakutane Injektion mit einem neu entwickelten nichtviralen Genexpressions-System, dem MIDGE-Vektor (minimalistic immunogenically defined
gene expression vector). Die DNA-Vakzine wurde im protektiven Modus 4 und 1 Woche vor
dem Leulämiechallenge und im therapeutischen Modus am Tag 2 und 9 nach dem
Leukämiechallenge durchgeführt. Die Vakzine wurde durch Integration verschiedener DNA-Komponenten und verschiedener Applikationsstechniken optimiert. Die optimierte Vakzine
enhält neben leukämiespezifischen BCR-ABL Gensequenzen die cDNA von GM-CSF und
IL-12. Als toll-like Rezeptor-Agonist wurde das DNA-Molekül dSLIM (double stem-loop
immunomodulator) mit 6 CpG Sequenzen eingesetzt. Nach subkutaner Injektion der
Leukämiechallengedosis erfolgte die Leukämiequantifizierung mittels täglicher Messung des
Tumorvolumens. Als biometrische Parameter dienten die tumorfreie Lebenszeit, die
Gesamtlebenszeit, die Überlebensrate und die Tumorgrösse. Als funktionelle Assays wurden
der 51Cr-Release Assay, sowie CD8+, CD4+- T-Zell- und NK-Zell-Depletions Assays
durchgeführt. Ferner führten wir bei verschiedenen Leukämiezellinien den Alamar Blue
Assay zum Nachweis der Proliferationshemmung und den Caspase-Assay zum Nachweis
der Induktion der Caspasen 3, 8 und 9 bei in vitro Experimenten mit 6-Mercaptopurin,
Imatinib, Cyanidin, Delphinidin und Beerenextrakten durch.
3. Ergebnisse:
Die Immunisierung mit kompletter Vakzine (BCR-ABL/GM-CSF/dSLIM) führt zu einer
Protektion gegenüber letalem Leukämiechallenge. Die mittlere tumorfreie Lebenszeit war
signifikant länger (p=0.019)als bei nicht vakzinierten Kontrollen. Ebenso war die mittlere
gesamte Lebenszeit signifikant länger (p=0.008) als bei nicht vakzinierten Kontrollen. Es
43
Dr. med. J. Köchling
überlebten 4/15 der mit BCR-ABL/GM-CSF/dSLIM vakzinierten Mäuse (27%) gegenüber
0/10 (0%) der Kontrollgruppe. Im 51Cr-Release-Assay zeigte sich im Vergleich zur Kontrolle
eine spezifische Lyse bei vakzinierten Mäusen. Leukämiespezifische Sequenzen (BCR-ABL)
konnten 36h nach GeneGun Vakzinierung als mRNA in muriner Haut nachgewiesen werden.
Bei den Immunisierungsexperimenten waren leukämiespezifische Sequenzen (BCR-ABL)
erforderlich. Die Basis-Vakzine (BCR-ABL/GM-CSF/dSLIM) konnte durch DNAKomplexierung mit Poly(β-Aminoester) in Nanopartikel optimiert werden. So war die mittlere
tumorfreie Lebenszeit und die Gesamtlebenszeit signifikant länger als bei der Kontrollgruppe
und 7/18 (39%) Mäuse überlebten tumorfrei. Während die Kovakzinierung mit dem
kostimulatorischen Molekül CD40-L keine Verbesserung gegenüber der Basis-Vakzine
(BCR-ABL/GM-CSF/dSLIM) zeigte, führte die Kovakzinierung mit Interleukin 12 und
Interleukin 27 zu einer signifikanten Verbesserung der Vakzineffizienz. Die Vakzine BCRABL/GM-CSF/IL-12/dSLIM führte im protektiven Modus zu einem tumorfreien Überleben von
91% der Mäuse.
In CTL-Assays konnten wir zeigen, dass leukämiespezifische Sequenzen (BCR-ABL) für die
Effizienz der Vakzine entscheidend sind, was die Induktion einer erworbenen Immunantwort
impliziert. Nach Zelldepletionen mit anti CD8 T Zell AK, anti CD4 T Zell AK oder anti NK Zell
AK (asialo GM1) an den Tagen -35, -32, -29, -24 -21, -17, -14, -11, -7, und -3 zeigte sich,
dass sowohl CD4+ T-Zellen, CD8+ T-Zellen als auch NK-Zellen eine Rolle für die antileukämische Wirkung der Vakzine spielen. Insbesondere führte die selektive Depletion der
CD4+ T-Zellen oder der NK-Zellen zur signifikanten Reduzierung der tumorfreien und
gesamten Lebensdauer im Vergleich zur nicht depletierten Kontrolle und einem Absinken der
Überlebensrate von 78% auf 0%. Die Untersuchungen zeigen, dass für die Vakzinwirkung
sowohl eine angeborene als auch eine erworbene Immunreaktion eine Rolle spielen.
Mit dem Ziel, die klinische Situation von minimal residual disease (MRD) im Mausmodell
abzubilden, verglichen wir die Effizienz der DNA-Vakzine (BCR-ABL/GM-CSF/IL-12/dSLIM)
auch im therapeutischen Modus mit Imatimib, 6-Mercaptopurin, den Anthocyanen Cyanidin
und Delphinidin sowie unfraktioniertem Beerenextrakt. Die Vakzinierungen erfolgten an den
Tagen 2 und 9 nach dem Leukämiechallenge am Tag 0. Die Applikation von Imatimib,
Cyanidin, Delphinidin oder Beerenextrakt zeigte keine längere tumorfreie und gesamte
Lebenszeit im Vergleich zur Kontrollgruppe, und die Überlebensrate betrug 0%. Die
Applikation von 6-Mercaptopurin führte zur signifikant längeren tumorfreien und gesamten
Lebenszeit im Vergleich zur Kontrollgruppe und einer Überlebensrate von 10%. Die alleinige
Vakzinierung an den Tagen 2 und 16 führte zu einer Überlebensrate von 58% und einer
signifikant längeren tumorfreien und gesamten Lebensdauer. Während die
Kombinationsbehandlung mit der DNA-Vakzine und Imatinib, Cyanidin oder Delphinidin
keine signifikante Verbesserung der biometrischen Parameter zeigte, führte die
Kombinationsbehandlung mit der DNA-Vakzine und Beerenextrakten oder 6-Mercaptopurin
zur signifikant längeren tumorfreien und gesamten Lebenszeit im Vergleich zur DNA-Vakzine
allein und einer Überlebensrate von 90% bzw. 100%.
Hiermit konnten wir eine synergistische Wirkung von leukämiespezifischer DNA-Vakzine und
6-Mercaptopurin bzw. anthocyanin-reichem Beerenextrakt nachweisen.
Zeitraum
01.09.2006 – 31.10.2010
Drittmittel
Projekttitel:
Projektträger:
Fördervolumen:
Förderzeitraum:
Präklinische Untersuchung von Leukämie-spezifischer DNAVakzinierung zur Behandlung von minimal residual disease bei
Ph+ akuter lymphoblastischer Leukämie im syngenen Mausmodell
José Carreras Leukämie-Stiftung e.V.
230.400,- €
01.09.06 – 31.01.10
44
Dr. med. J. Köchling
Projektträger:
Fördervolumen:
Förderzeitraum:
Lübeck Hilfe für krebskranke Kinder e.V.
33.000,- €
01.10.08 – 31.10.10
Projekttitel:
DNA-Vakzinierung und Behandlung mit Anthozyanen zur Rezidivprophylaxe der akuten lymphoblastischen Leukämie
Projektträger:
Fördervolumen:
Förderzeitraum:
Lübeck Hilfe für krebskranke Kinder e.V.
17.538,- €
18.02.10 – 31.10.10
Sachmittel/Stellen 2010
Die Dipl. Biologin Frau Y. Rott (volle Stelle) wurde bis zum 15.12.09 von der José Carreras
Leukämie-Stiftung e.V. und vom 16.12.09 - 15.07.10 aus diversen Drittmitteln der Klinik für
Kinder- und Jugendmedizin Lübeck finanziert.
1. Ausgegebene Drittmittel 2006 - 2010:
Jahr 2006
Jahr 2007
Jahr 2008
Jahr 2009
Personalkosten:
18.885,94 € 17.180,76 € 26.957,21 € 28.530,80 €
7.514,16 €
30.024,18 € 22.705,96 €
______________________________________________________________
Verbrauchskosten:
Reisekosten:
4.729,10 €
0,00 €
19.339,84 €
2.844,82 €
21.479,87 €
304,60 €
24.750,91 €
3.186,49 €
Insgesamt:
31.129,2 €
69.389,6 €
71.447,64 €
56.468,20 €
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010:
17.538,- €
Lübeck Hilfe e.V.
3. Beantragte Drittmittel
Projekttitel:
Rezidivprophylaxe bei akuter lymphoblastischer Leukämie
durch Survivin-Minigen DNA-Vakzine
Projektträger:
Fördervolumen:
Förderzeitraum:
José Carreras Leukämie-Stiftung e.V.
281.800,- €
01.06. 11 - 31.05.13
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten und Abstracts
Köchling J, Rott Y, Arndt S, Green J, Anderson D, Langer R, Stripecke R, Schmidt M, Henze G,
Bucsky P: Prevention of Ph+ acute lymphoblastic leukaemia by DNA vaccination using a non-viral
vector system and nanoparticle delivery. Eur J Paed 167: 371, 2008.
45
Dr. med. J. Köchling
Köchling J, Prada JJ, Bahrami M, Stripecke R, Seeger K, Henze G, Wittig B, Schmidt M: Anti-tumor
effect of DNA-based vaccination and dSLIM immunomodulatory molecules in mice with Ph+ acute
lymphoblastic leukaemia. Vaccine. 26: 4669-4675, 2008.
Rott Y, Arndt S, Green J, Anderson D, Stripecke R, Schmidt M, Westermann J and Köchling J: DNA
vaccination against Ph+ ALL using a nonviral vector system and nanoparticle delivery. 2. Rostocker
Symposium für Tumorimmunologie im Kindesalter. 14.-15.03.2008.
Rott Y, Arndt S, Green J, Anderson D, Stripecke R, Schmidt M, Westermann J and Köchling J: DNAVakzine zur Behandlung minimaler Resterkrankung (MRD) bei ALL. 2. Lübecker Doktorandentag.
04.06.2008
Rott Y, Arndt S, Green J, Anderson D, Stripecke R, Schmidt M, Wittig B and and Köchling J:
Opimization of a BCR-ABL specific DNA vaccine against Ph+ ALL using a nonviral vector system and
nanoparticle delivery. Blood 112: 4625, 2008.
Rott Y, Arndt S, Green J, Stripecke R, Schmidt M, und Köchling J: CD8+ T-Zellen und NK- Zellen
vermitteln die protektive Wirkung einer Ph+ ALL spezifischen DNA-Vakzine. 3. Rostocker Symposium
für Tumorimmunologie im Kindesalter. 27.-28.03.09.
Rott Y, Arndt S, Green J, Stripecke R, Wittig B, Schmidt M, and Köchling J: CD8+ T cells and natural
killer cells are essential for the immunization by a BCR-ABL-specific DNA vaccine against Ph+ ALL.
Mol Ther 17: S155, 2009.
Rott Y, Arndt S, Marschke C, Stripecke R, Wittig B, Schmidt M and Köchling J: Synergism between
+
Imatinib mesylate and a BCR-ABL-specific DNA vaccine against pre-established Ph acute
lymphoblastic leukemia in syngeneic mice. Blood 114: 1201, 2009.
Rott Y and Köchling J: Synergismus von BCR-ABL spezifischer DNA-Vakzine und Imatinib als
Rezidivprophylaxe bei Ph+ akuter lymphoblastischer Leukämie im syngenen Mausmodell. Pädiatrie
hautnah 22: 266-267, P43, 2010.
Rott Y, Schmidt M, Wittig B, Egbert Herting and Köchling J: Synergism between chemotherapy with 6+
mercaptopurine and DNA vaccination against Ph acute lymphoblastic leukemia in syngeneic mice.
Blood 2010 (Poster) angenommen.
Rott Y, Sagner M, Ungefroren H, Schmidt M, Wittig B, Herting E and Köchling J: Antileukemic efficacy
of anthocyanins in-vitro and in-vivo and in combination with a DNA vaccine against Ph+ acute
lymphoblastic leukemia. Blood 2010 (Poster) angenommen.
Rott Y, Schmidt M, Arndt S, Marschke C, Lauten M, Wittig B, Westermann J, Köchling J,: Synergism
of a BCR-ABL-specific DNA vaccine and 6-mercaptopurine against pre-established Ph+ ALL in mice. J
Clin Invest 2010, eingereicht.
Köchling J, Rott Y, Sagner M, Ungefroren H, Lauten M, Wittig B, Schmidt M: Efficient treatment of Ph+
acute lymphoblastic leukemia with a DNA vaccine and anthocyanins. Vaccine 2010, eingereicht.
2. Buchbeiträge:
keine
Dissertationen und andere Abschlüsse:
Frau Dipl. Biol. Yvonne Rott wird ihre Dissertation zum Dr. rer. Nat. voraussichtlich im Mai
2011 abschließen.
46
Prof. Dr. med. P. Lamprecht und Prof. Dr. med. W. L. Gross
Prof. Dr. med. P. Lamprecht und Prof. Dr. med. W. L. Gross
Poliklinik für Rheumatologie
Projekt
Klinische Forschergruppe 170: Frühpathogenese der Wegenerschen Granulomatose:
von der natürlichen Abwehr mit Granulombildung zur Autoimmunität (TP03; TP04)
1. Fragestellung:
Die Wegenersche Granulomatose (WG) ist eine entzündliche Systemerkrankung unklarer
Ätiologie, die als lokale, granulomatöse Entzündung im Respirationstrakt beginnt und nach
einer variablen Zeitspanne in eine lebens- und/oder organbedrohende Autoimmunvaskulitis
mündet. Kernfragen der WG-Frühpathogenese betreffen u.a. die Induktion der ANCA, also
der Vaskulitis-assoziierten und gegen das „Wegenersche Autoantigen“ (Proteinase 3, PR3)
gerichteten, antineutrophilen zytoplasmatischen Autoantikörper (PR3-ANCA). Hierbei geht es
darum, warum (und wo) die PR3 zum exklusiven Zielautoantigen wird und welche Faktoren
(genetische, exogene Einflüsse) in der granulomatösen Entzündung zu
keimzentrumsähnlichen Follikeln führen, die mit der Autoimmunität bei der WG im
Zusammenhang gebracht werden. Wir postulieren, dass dieser Prozess mit der
Granulombildung in der lokalisierten WG beginnt und mit der schrittweisen Ausbildung
lymphatischer Strukturen im Granulom und Induktion von PR3-ANCA in der frühen
Generalisation vollendet wird und untersuchen diese Hypothese in detaillierten Abschnitten.
2. Methodik:
- Phänotypisierung von Lymphozyten, insbesondere T-Zellen, mittels Durchflußzytometrie
- Erstellung von Zytokinprofilen mittels Durchflußzytometrie
- Zellkulturversuche (Stimulation mit Zytokinen, Peptiden etc.)
- molekulare Analysen; z.B. Messung der mRNA verschiedener Mediatoren mittels PCR
- Gewebsanalysen (Immunhistochemie, Immunfluoreszenz, Einzelzell-PCR für
Immunglobulingene)
- coated capillaries
3. Ergebnisse:
Im Rahmen von T-Zellanalysen konnten wir zeigen, dass die Anzahl der regulatorischen TZellen im Blut als auch in der nasalen Mukosa der WG im Vergleich zu Kontrollen signifikant
erhöht sind. Des weiteren fanden sich bei den zirkulierenden regulatorischen T-Zellen der
WG im Vergleich zu gesunden Kontrollen bisher nicht beschriebene phänotypische und
funktionelle Veränderungen. Im Rahmen von B-Zellanalysen konnten in Kooperation mit
anderen Arbeitsgruppen rekombinante Immunglobuline aus einzelnen Gewebs-B-Zellen
gewonnen werden, die Affinitäten für ein proinflammatorisches Transmembranprotein und für
ein Tetraspanin aufwiesen.
Eine in Kooperation mit einem anderen Teilprojekt unserer klinischen Forschergruppe
durchgeführte Analyse des nukleären Proteins high mobility group box protein 1 (HMGB1)
hat ergeben, dass Serum-HMGB1 einen Marker der Krankheitsaktivität der WG darstellt und
bei der Differenzierung verschiedener ANCA-assoziierter Vaskulitiden hilfreich ist. Weitere
Untersuchungen dazu konzentrieren sich auf die Freisetzung von HMGB1 im entzündeten
Gewebe. Eine in Kooperation mit einem anderen Teilprojekt unserer klinischen
Forschergruppe durchgeführte Untersuchung zur S. aureus-Besiedlung der Nase bestätigte
und ergänzte bisherige Ergebnisse, die die postulierte Rolle von S. aureus als ein
Auslöser/Unterhalter der chronischen Entzündung mit Granulombildung im Respirationstrakt
bei der WG stützen.
Zeitraum
01.01.-31.12.2010
47
Prof. Dr. med. P. Lamprecht und Prof. Dr. med. W. L. Gross
Drittmittel
Projektträger
a) DFG; Universität zu Lübeck, Medizinische Fakultät / Senatsausschuss Medizin
b) Verein zur Förderung der Erforschung und Bekämpfung rheumatischer Erkrankungen
e.V.
Förderzeitraum
a) 01.01.2008-31.12.2010
b) 01.01.2010-31.12.2010
Fördervolumen
a) € 944.100,-/Jahr
b) € 1500,Sachmittel/Stellen
a) € 27.500,- / 2 x BATIIa (E13), 2 x BATVb (E9)
b) € 1500,- / keine
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen
a) € 27.500,- / 2 x BATIIa (E13), 2 x BATVb (E9)
b) € 1500,2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
Verlängerungsantrag für die KFO 170 ist gestellt und positiv begutachtet worden, der
schriftliche Bescheid der DFG dazu wird im Dezember 2010 erwartet und entsprechend
nachgereicht
Graduiertenkolleg GRK1721 – Modulation von Autoimmunität – Teilprojekt 10 (Lamprecht):
„High Mobility Group Box 1 (HMGB1) Protein: Danger-Signal bei Wegenerscher
Granulomatose?“: Doktorandenstelle ½ E13, geplant ab 04/2011
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
b) eingereicht
a) Klapa S, Mueller A, Csernok E, Fagin U, Klenerman P, Holl-Ulrich K, Gross WL,
Lamprecht P. Lower numbers of FoxP3 and CCR4 co-expressing cells in an elevated
subpopulation of CD4+CD25high regulatory T cells from Wegener’s granulomatosis. Clin Exp
Rheumatol 2010 28:72-80; IF: 2.4
Thurner L, Müller A, Cerutti M, Martin T, Pasquali JL, Gross WL, Preuss KD, Pfreundschuh
M, Voswinkel J. Wegener’s granuloma harbors B lymphocytes with specificities against a
proinflammatory transmembrane protein and a tetraspanin. J Autoimmun 2010 epub;
IF: 7.231
Wibisono D, Csernok E, Lamprecht P, Holle JU, Gross WL, Moosig F. Serum HMGB1 levels
are increased in active Wegener’s granulomatosis and differentiate between active forms of
ANCA-associated vasculitis. Ann Rheum Dis 2010 69:1888-9; IF: 8.111
Laudien M, Gadola SD, Podschun R, Hedderich J, Paulsen J, Reinhold-Keller E, Csernok E,
Ambrosch P, Hellmich B, Moosig F, Gross WL. Sahly H. Lamprecht P. Nasal carriage of S.
aureus and endonasal activity in Wegener’s granulomatosis as compared to rheumatoid
arthritis and chronic rhinosinusitis with nasal polyps. Clin Exp Rheumatol 2010 28:51-5;
IF: 2.4
48
Prof. Dr. med. P. Lamprecht und Prof. Dr. med. W. L. Gross
Bremer JP, Ullrich S, Laudien M, Gross WL, Lamprecht P. Methotrexate plus leflunomide for
the treatment of relapsing Wegener’s granulomatosis. A retrospective uncontrolled study.
Clin Exp Rheumatol 2010 28:67-71; IF: 2.4
b)
2. Buchbeiträge
keine
3. Anderes
- Posterpreis der DGRh 2010 für cand. med. Mirca Windmöller
- Posterpreis der DGRh 2010 für cand. med. Sebastian Jendrek
Dissertationen und andere Abschlüsse
keine
49
Prof. Dr. med. H. Lehnert
Prof. Dr. med. H. Lehnert
Medizinische Klinik I
Projekt
Grundlagen der zentralnervösen Appetitregulation
• ‘Investigating the functional role of 5-HT and MC4 receptors in the central
regulation of appetite: a combined neurophysiological and molecular approach’
• ‘Bedeutung von Nesfatin-1 in der Homöostase des Körpergewichtes und invitro Studien zur Wirkungsweise’
1. Fragestellung:
Eine Störung der streng kontrollierten Regulation der Nahrungsaufnahme und
Aufrechterhaltung der Energiehomöostase führt zur Adipositas und zu hierdurch bedingten
Folgeerkrankungen. Da die Prävalenz der Adipositas weltweit stark ansteigt, sind
Untersuchungen zu den Mechanismen der zentralnervösen Regulation der
Nahrungsaufnahme sowie der Energiehomöostase von großer Bedeutung.
In unserer Arbeitsgruppe wird der Themenkomplex Regulation der Energiehomöostase in
einer Reihe einander ergänzender Projekte bearbeitet. So untersuchen wir die Interaktion
peripherer Hormone wie Nesfatin-1, Visfatin, Leptin u.a. mit dem zentralen Nervensystem im
Bezug auf die Homöostase des Körpergewichtes. In tierexperimentellen Studien werden die
Veränderungen zentralnervöser Mechanismen der Regulation der Nahrungsaufnahme sowie
deren Veränderung bei Adipositas bearbeitet.
In elektrophysiologischen Experimenten untersuchen wir nicht nur neuronale Mechanismen,
die an der Energiehomöostase im engeren Sinne involviert sind, sondern auch den Lust- und
Belohnungspathway, der eine zentrale Rolle beim Antrieb der Nahrungsaufnahme
(hedonische Nahrungsaufnahme) spielt.
Darüber hinaus sind wir mit der Weiterentwicklung und Optimierung calorimetrischer
Messsysteme beschäftigt.
Folgende Fragestellungen werden zurzeit bearbeitet:
•
•
•
•
•
•
•
Ist Nesfatin-1 in die Regulation der Thermogenese involviert und wird seine
Expression durch periphere Hormone beeinflusst?
Interagieren Leptin und Nesfatin-1 bei der Regulation der Thermogenese?
Welche Signaltransduktionsmechanismen sind an den Effekten von Nesfatin-1
beteiligt?
Wie werden die beobachteten Signaltransduktionswege und Mechanismen in Tieren
mit einer diätinduzierten Adipositas modifiziert?
Optimierung calorimetrischer Messsysteme: Verbesserung der Messempfindlichkeit,
optische Überwachung der Tiere im Versuch
Wie reguliert der anorexigene Neurotransmitter 5-HT die neuronale Aktivität von
Neuronen im Nucleus Arcuatus (ARC), eine Kernregion die an der Regulation der
Energiehomöostase beteiligt ist, und welche 5-HT-Rezeptorsubtypen sind an der
Regulation beteiligt?
Wie reguliert 5-HT die neuronale Aktivität von Neuronen im prefrontalem Cortex
(PFC), eine Kernregion der eine zentrale Rolle beim Antrieb der Nahrungsaufnahme
zukommt, und welche 5-HT-Rezeptorsubtypen sind an der Regulation beteiligt?
2. Methodik:
In-vivo
Div. tierexperimentelle OP Techniken: stereotaktische Implantation,
Mikroinjektion, Adrenalektomie, intranasale Applikation, direkte Calorimetrie
50
zentralnervöse
Prof. Dr. med. H. Lehnert
in-vitro
patch-clamp (whole cell), Zellkultur
Labormethoden
PCR, quantitative-Real-Time-PCR (qRT-PCR),
Radioimmunoassay (RIA), HPLC-ECD
in-situ
Hybridisierung,
Western
Blot,
3. Ergebnisse:
Aus den o.g. Projekten liegen bisher noch nicht publizierte Ergebnisse vor, die aus diesem
Grund hier nicht im Detail ausgeführt werden können.
Unser Projekt zur Bedeutung von Leptin bei der Regulation der Nahrungsaufnahme und des
Körpergewichtes, dessen Förderung durch die DFG kürzlich auslief, wurde von uns im
Berichtszeitraum abgeschlossen. Die Ergebnisse des Projektes belegen unsere Hypothese,
dass i.n. Leptin auch bei adipösen Tieren wirksam ist, da es auf diesem Applikationsweg das
Gehirn unter Umgehung der Blut-Hirn-Schranke erreicht und daher die bei Adipositas dort
vorliegende Leptin-Resistenz vermieden wird. Die diskutierte Leptin-Resistenz auf
Signaltransduktionsebene bei DIO lag bei unseren Tieren entweder nicht vor oder die hohen
Wirkspiegel von Leptin im Hypothalamus, wie sie durch i.n. Gabe erreicht wurden, waren in
der Lage, bei DIO wie bei schlanken Tieren vergleichbare Effekte auf die Homöostase des
Körpergewichtes zu erzielen. Unsere Befunde eröffnen den Weg für weitere, auch
humanexperimentelle, Untersuchungen. Letztlich könnte die i.n. Applikation von Leptin z.B.
als begleitende Therapie zu einer Diät mit niedrigem Energiegehalt das Therapieziel
Gewichtsabnahme bei adipösen Patienten unterstützen.
In einem weiteren Projekt beschäftigen wir uns mit der Bedeutung von Nesfatin-1 und einer
potentiellen Interaktion mit Leptin in der Regulation der Thermogenese. In calorimetrischen
Untersuchungen konnten wir zeigen, dass die i.c.v. Gabe von Nesfatin-1 zu einer
signifikanten Erhöhung der Thermogenese im Vergleich zu Kontrolltieren führt, die in etwa
vergleichbar ist mit der thermogenetischen Wirkung von Leptin. Die Nahrungsaufnahme
wurde negativ beeinflusst (Manuskript in Vorbereitung). Ob diese in einer
pharmakologischen Studie gemachten Beobachtungen zur Funktion von Nesfatin-1 in der
Regulation der Thermogenese eine physiologische Relevanz besitzen, ist zur Zeit noch
unbekannt und wird von uns in einer nachfolgenden Studie untersucht werden.
In den bisher durchgeführten elektrophysiologischen Untersuchungen an Neuronen im N.
arcuatus (ARC) und präfrontalen Cortex (PFC) konnte gezeigt werden, dass 5-HT die
Aktivität von Neuronen unterschiedlich reguliert. In beiden Gehirnregionen führte die Gabe
von 5-HT in einer Subpopulation von Neuronen zu einer Hyperpolarisation und damit
Inhibition der Neurone. In einer weiteren Subpopulation führte die 5-HT Applikation zur
Depolarisation. Weiterhin zeigte eine weitere Population von Neuronen keine Reaktion nach
5-HT Gabe. Ein charakteristisches Merkmal für Neuronen des PFC, die durch Gabe von 5HT inhibiert werden, ist eine biphasische Reaktion: nach einer anfänglichen Inhibition kommt
es zu einer deutlichen Depolarisation über das Ruhe-Membran Potential vor 5-HT Gabe. Die
Inhibition geht in den beiden untersuchten Gehirn-Regionen mit einer Öffnung von
Ionenkanälen einher. Es konnte nachgewiesen werden, dass vornehmlich ein RezeptorSubtyp der 5-HT1 Rezeptor Familie die Inhibition vermittelt. Weiterführende Experimente
beschäftigen sich mit der Manifestierung der bisher erhaltenen Daten. Der beobachteten
Depolarisation hingegen, direkt oder im Rahmen der biphasischen Antwort, scheinen
mehrere Mechanismen zugrunde zu liegen. In einigen Fällen scheint für die Depolarisation
eine Co-Lokalisation mehrerer Rezeptor-Subtypen verantwortlich zu sein. Aktuelle
Experimente beschäftigen sich mit der Identifizierung von spezifischen 5-HT-RezeptorSubtypen, die diese Reaktion vermitteln. Des Weiteren werden z.Z. Experimente mit Tieren
mit einer diätinduzierten Adipositas durchgeführt.
51
Prof. Dr. med. H. Lehnert
Zeitraum
A)
07/2008 – 06/2011
B)
01/2010 – 12/2012
Drittmittel
A)
Projektträger
Förderzeitraum
Fördervolumen
Sachmittel/Stellen
B)
Projektträger
Förderzeitraum
Fördervolumen
Sachmittel/Stellen
BMBF
36 Monate
194.080 Euro
60.900 Euro / 1 Stelle E13 für 30 Monate (ca. 128.580 Euro) / 4.600
Euro Reisekosten
Universität zu Lübeck (Einzelförderung für NachwuchswissenschaftlerInnen der Universität zu Lübeck an Fr. Dr. K. Paulus)
24 Monate
74.975 Euro
15.675 Euro / 0,50 Stelle E13 für 24 Monate
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
A)
Sachmittel/Stellen
ca. 26.590 / ca. 55.430 Euro
B)
Sachmittel/Stellen
ca. 3.000 / ca. 27.000 Euro
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Benedict C, Brede S, Schiöth HB, Lehnert H, Schultes B, Born J, Hallschmid M.
Intranasal insulin enhances postprandial thermogenesis and lowers postprandial
serum insulin levels in healthy men. Diabetes. 2010 Sep 28. [Epub ahead of print]
Schulz C, Paulus K, Lehnert H. Adipocyte-brain: crosstalk. Results Probl Cell
Differ. 2010;52:189-201.
Tan BK, Adya R, Farhatullah S, Chen J, Lehnert H, Randeva HS. Metformin
Treatment May Increase Omentin-1 Levels in Women with Polycystic Ovary Syndrome.
Diabetes. 2010 Sep 17. [Epub ahead of print]
Ramanjaneya M, Chen J, Brown JE, Tripathi G, Hallschmid M, Patel S, Kern W,
Hillhouse EW, Lehnert H, Tan BK, Randeva HS. Identification of nesfatin-1 in
human and murine adipose tissue: a novel depot-specific adipokine with increased
levels in obesity. Endocrinology. 2010 Jul;151(7):3169-80.
Schulz C, Paulus K, Lobmann R, Dallman M, Lehnert H. Endogenous ACTH, not only
alpha-melanocyte-stimulating hormone, reduces food intake mediated by
52
Prof. Dr. med. H. Lehnert
hypothalamic mechanisms. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2010 Feb;298(2):E237-44.
Poeggeler B, Schulz C, Pappolla MA, Bodó E, Tiede S, Lehnert H, Paus R. Leptin
and the skin: a new frontier. Exp Dermatol. 2010 Jan;19(1):12-8. Epub 2009 Jul 8.
Review.
b) eingereicht
2. Buchbeiträge
C. Schulz, D. Grammatopoulus, H. Lehnert: 1. Einführung in die Prinzipien der
Endokrinologie.
In: Deutsche Gesellschaft für Endokrinologie - Lehnert (editor) Rationelle Diagnostik und
Therapie in der Endokrinologie, Diabetologie und Stoffwechsel, Georg Thieme Verlag,
Stuttgart, 3. edition, 2010
M. Bidlingmaier, C. Schulz: 16. Labordiagnostik in der Endokrinologie.
In: Deutsche Gesellschaft für Endokrinologie - Lehnert (editor) Rationelle Diagnostik und
Therapie in der Endokrinologie, Diabetologie und Stoffwechsel, Georg Thieme Verlag,
Stuttgart, 3. edition, 2010
3. Anderes
keineDissertationen und andere Abschlüsse
keine
-
53
Prof. Dr. med. R. Paus
Prof. Dr. med. R. Paus
Klinik für Dermatologie, Allergologie und Venerologie, Experimentelle Dermatologie
Projekt 1
ZIM-Kooperationsprojekt: Manipulation der intrakutanen Erythropoietin-Produktion in
menschliccher Haut durch topisch applizierbare Substanzen
1. Fragestellung:
Entwicklung eines innovativen, topisch anwendbaren Präparates, das die endogene
Erythropoietin-Synthese in der Haut anregt und zur Förderung von Wundheilungsprozessen
und zur Eindämmung inflammatorischer Reaktionen eingesetzt werden kann.
2. Methodik:
Haarfollikel-Organkultur, Wundheilungsmodell, Zellkultur, ELISA, DNA-Microarry, qPCR,
3. Ergebnisse:
Diese Studie liefert erste Hinweise darauf, dass EPO normale menschliche MelanozytenFunktionen, unter physiologisch relevanten Bedingungen in situ moduliert. Allerdings
bestehen hierbei gravierende interindividuelle Unterschiede (Stimulation versus Hemmung
der Haarfollikelmelanogenese und Tyrosinaseaktivität in situ unter EPO Applikation).
Erfolgreiche Weiterentwicklung unseres Langzeit-Hautorgankulturmodells (Lu et al. Exp
Dermatol 2007) zu einem Modell für gezielte topische Applikation von Testsubstanzen auf
normale Epidermis in einem serum-freien, humanen Vollhaut-Organkulturmodell.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger:
AiF-BMWi
Förderzeitraum: 04/10-10/11
Fördervolumen: 173.369 Euro
Sachmittel: 74.023 Euro / Stellen:
E13 100%, E9 100%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 0 Euro /Stellen: 86.614 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
173.369 Euro
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a)erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Bodó E, Wiersma F, Funk W, Kromminga A, Jelkmann W, Paus R. Does erythropoietin
modulate human hair follicle melanocyte activities in situ? Exp Dermatol. 2010 Jan;19(1):657. (IF 3.239)
Projekt 2
ProINNO-Kooperationsprojekt: Entwicklung eines Haarwuchsmittels auf der Basis von
Thymuspeptiden (F284 083)
54
Prof. Dr. med. R. Paus
1. Fragestellung:
Entwicklung neuartiger Applikationen zur Vermeidung oder Genesung von Haarausfall auf
der Basis von Thymuspeptiden.
2. Methodik:
Haarfollikel-Oragnkultur, immunhistochemische Analysen.
3. Ergebnisse:
Weiterentwicklung Langzeit-Hautorgankulturmodells für gezielte topische Applikation von
Testsubstanzen auf normale Epidermis in einem serum-freien, humanen VollhautOrgankulturmodell (s. oben): Austestung von verschiednen Thymuspeptidepräparationen.
Publikation in Vorbereitung.
Die Förderung aus diesem Projekt wurde auch intensiv für Studien zur Neuroendokrinologie
der Haut genutzt. Hierzu konnten wir die u..g. Arbeiten publizieren.
Normale menschliche Epidermis ist sowohl Quelle als auch Ziel von TSH, welches
epidermale Parameter definiert regelt. Intra-epidermale TSH-Expression scheint durch die
klassischen endokrinen Kontrollen, welche die systemische HPT-Achse bestimmen, geregelt
zu werden. Intraepidermale TSH-Immunoreaktivität ist herauf reguliert durch TRH und
herunter reguliert durch Thyroid-Hormone. TSH-Behandlung von Organ-kultivierter humaner
Haut erhöht die epidermale Expression von Involucrin, Loricrin und der Keratine 5 und 14.
Somit scheint normale humane Epidermis in situ sowohl eine extra-hypophysäre Quelle und
gleichzeitig auch Ziel von TSH-Signalen zu sein. Darüber hinaus belegen unsere Arbeiten
erstmals, dass ddie menschlicche Haut zumindest Teilaspekte einer funktionell aktiven,
peripheren Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüsen-Achse etabliert hat.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger:
Förderzeitraum:
AiF-BMWi
08/08-07/10
Fördervolumen:
96.508 Euro
Sachmittel: 18.500 Euro /Stellen:
E13 100%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 10.685 Euro / Stellen: 40.425 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
173.396 Euro
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a)erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Bodó E, Kany B, Gáspár E, Knüver J, Kromminga A, Ramot Y, Bíró T, Tiede
S, van Beek
N, Poeggeler B, Meyer KC, Wenzel BE, Paus R. Thyroidstimulating hormone, a
novel, locally produced modulator of human epidermal
functions,
is
regulated
by
thyrotropin-releasing hormone and thyroid hormones. Endocrinology. 2010 151(4):1633-42.
(IF 4.752)
Pattwell DM, Lynaugh KJ, Watson RE, Paus R. HaCaT keratinocytes express functional
receptors for thyroid-stimulating hormone. J Dermatol Sci. 2010 59(1):52-5 (IF 3.713)
55
Prof. Dr. med. R. Paus
Projekt 3
Molekulare Kontrollen der Haarfollikelinduktion
1. Fragestellung:
Untersuchung des Transkriptionsfaktors NFkappaB und seiner upstream Regulatoren
während der Haarfollikel-Induktion
2. Methodik:
Haarfollikel-Organ-Kultur, immunhistologische
Methoden (qPCR, DNA-Microarray)
Untersuchungen,
molekular-biologische
3. Ergebnisse:
Es wurde gezeigt, daß ein komplexes Zusammenspiel und die gegenseitige Abhängigkeit
von Wnt / beta-Catenin und EDA / EDAR / NF-kappaB Signalwege während der Initiierung
und Aufrechterhaltung der Haarfollikelinduktion eine entscheidende Rolle spielen.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger:
DFG (PA 345/12-2)
Förderzeitraum: 01.06.09-31.05.11
Fördervolumen
Sachmittel: 50.400 Euro / Stellen:
E9 100%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 6.809 Euro / Stellen: 35.316 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
Keine
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a)erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Sayama K, Kajiya K, Sugawara K, Sato S, Hirakawa S, Shirakata Y,
Hanakawa Y, Dai X,
Ishimatsu-Tsuji Y, Metzger D, Chambon P, Akira S, Paus R,
Kishimoto
J,
Hashimoto
K.Inflammatory mediator TAK1 regulates hair
follicle morphogenesis and anagen
induction shown by using keratinocytespecific TAK1-deficient mice. PLoS One. 2010
5(6):e11275. (IF 4.351)
Hoi CS, Lee SE, Lu SY, McDermitt DJ, Osorio KM, Piskun CM, Peters RM,
Paus
R,
Tumbar T. Runx1 directly promotes proliferation of hair follicle stem
cells and epithelial
tumor formation in mouse skin. Mol Cell Biol. 2010
30(10):2518-36 (IF 6.057)
Lefever T, Pedersen E, Basse A, Paus R, Quondamatteo F, Stanley AC,
Langbein L,
Wu X, Wehland J, Lommel S, Brakebusch C. N-WASP is a novel regulator of hair-follicle
cycling that controls antiproliferative TGF{beta}
pathways. J Cell Sci. 2010 1;123(Pt
1):128-40. (IF 6.144)
Sugawara K, Schneider MR, Dahlhoff M, Kloepper JE, Paus R. Cutaneous consequences of
inhibiting EGF receptor signaling in vivo: Normal hair follicle
development, but retarded
hair cycle induction and inhibition of adipocyte
growth in Egfr(Wa5) mice. J Dermatol Sci.
2010 57(3):155-61. (IF 3.713)
56
Prof. Dr. med. R. Paus
Al-Nuaimi Y, Baier G, Watson RE, Chuong CM, Paus R. The cycling hair
follicle as an
ideal systems biology research model. Exp Dermatol. 2010 19(8):707-13. (IF 3.239)
Projekt 4
BMBF Konsortialprojekt: „Neue adulte Stammzellen aus humanen Schweissdrüsen“;
Teilprojekt 3: 3D-Kultur humaner glandulärer Stammzellen
1. Fragestellung:
Etablierung einer eine spezifische Nische simulierenden 3D-Kultur, die es ermöglicht Nestin+
Zellen der Schweissdrüsen in Richtung Keratinozyten, Fibroblasten, Adipozyten und/oder
endotheliale Derivate zu differenzieren, um diese als neuartige Strategie zur Regeneration
einer funktionalen Epidermis und/oder des subkutanen Fettgewebe bei Brandwunden zu
verwenden.
2. Methodik:
Immunhisto- und zytologische Analysen, 3D-Kulturmodell, Zellkultur, qPCR
3. Ergebnisse:
Bisher wurden in einem Rattenhirn-Co-Kultur-Modell isolierte Stammzellen aus
menschlichen Pankreas, Parotis und der Haut kultiviert. Durch diese neue Methode wird die
Effizienz dieser Stammzell-Populationen spontan durch ektodermale Differenzierung in
neuronalen Zellen zu differenzieren stark erhöht. Um das regenerative Potential dieser
Zellen zu untersuchen, werden diese zurzeit in ein Brandwunden-Nacktmaus-Modell injiziert
und in einem humanen Wundheilungsmodell verwendet. Erste Indizien weisen darauf hin,
dass die Transplantation von Nestein+-Zellen in der Tat die Wundheilung des murinen
Brandwundenmodell beschleunigt und vielleicht sogar die postnatale Ausbildung neuer
Haarfollikel fördert.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger: BMBF / DLR
Förderzeitraum:
06/2010-06/2013
Fördervolumen:
166.617,50 Euro
Sachmittel: 37.500 Euro / Stellen: 125.367,50 Euro (E13, 100%; E9, 100%)
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 0 Euro / Stellen: nicht besetzt
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
166.617,50 Euro
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a)erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Hindocha S, Iqbal SA, Farhatullah S, Paus R, Bayat A. Characterization of
Dupuytren's disease. Br J Surg. 2010 [Epub] (IF 4.077)
stem cells in
Ansell DM, Kloepper JE, Thomason HA, Paus R, Hardman MJ. Exploring the "Hair
Growth-Wound Healing Connection": Anagen Phase Promotes Wound Re-Epithelialization.
J Invest Dermatol. 2010 [Epub] (IF 5.543)
57
Prof. Dr. med. R. Paus
Sebastian A, Syed F, McGrouther DA, Colthurst J, Paus R, Bayat A. A novel in vitro assay
for electrophysiological research on human skin fibroblasts:
Degenerate
electrical
waves downregulate collagen I expression in keloid
fibroblasts. Exp Dermatol. 2010
[Epub] (IF 3.239)
Ernst N, Tiede S, Tronnier V, Kruse C, Zechel C, Paus R. An improved, standardised
protocol for the isolation, enrichment and targeted neural differentiation of Nestin+
progenitors from adult human dermis. Exp Dermatol. 2010 19:549-55.
Projekt 5
Schwerpunkt Autoimmunität, TP B10: Protection of epithelial stem cells from
autoimmune destruction by targeted immune privilege (IP) manipulation: Exploiting
the bulge IP as a model
1. Fragestellung:
Wodurch lässt sich das Immunprivileg (IP) der
Stammzellnische destruieren und wieder restituieren?
humanen
adulten
Haarfollikel-
2. Methodik:
Haarfollikel-Organkultur, immunhistochemische Analysen, Maus-Depilationsexperimente
3. Ergebnisse:
In Kooperation mit Dr. MJ. Harries von der Universität Manchester wurden Biopsien von
Patienten mit vernarbender Alopezie von Stellen gesunder Kopfhaut und betroffener
Kopfhaut entnommen und hinsichtlich IP bedeutsamer Parameter verglichen. Erste
Ergebnisse zeigen eine signifikant verstärkte Expression von MHC Klasse I und II Molekülen,
sowie von beta-2 Mikroglobulin in der Wulst-Region und eine verminderte Immunreaktivität
von K15 in betroffenen Kopfhautregionen, die auf einen Zusammenbruch des IP schließen
lassen. Durch IFNg lässt sich das Wulst-IP zum Zusammenbruch bringen, während es mit
a_MSH und FK506 teilweise zu restituieren ist. IFNg induziert außerdem eine
Stammzelldepletion. Hauptpublikation in Vorbereitung.
Weitere in diesem Zusammenhang generierte Arbeiten, die sich u.a. mit dem IP des
Anagenhaarbulbus bei der Alopecia areata beschäftigen, sind unten aufgeführt.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger:
Schwerpunkt Autoimmunität TP B10
Förderzeitraum: 2010-2011
Fördervolumen: 64.195 Euro
Sachmittel/Stellen:
E13 50%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 2.440 Euro / Stellen: 26.576 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
keine
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Petukhova L, Duvic M, Hordinsky M, Norris D, Price V, Shimomura Y, Kim H, Singh P, Lee
A, Chen WV, Meyer KC, Paus R, Jahoda CA, Amos CI, Gregersen PK, Christiano AM.
58
Prof. Dr. med. R. Paus
Genome-wide association study in alopecia
areata implicates
adaptive immunity. Nature. 2010
466(7302):113-7. (IF 34.480)
both
innate
and
Harries MJ, Meyer KC, Chaudhry IH, Griffiths CE, Paus R. Does collapse of
immune
privilege in the hair-follicle bulge play a role in the pathogenesis of
primary
cicatricial
alopecia? Clin Exp Dermatol. 2010 35(6):637-44. (IF 1.550)
Kloepper JE, Bíró T, Paus R, Cseresnyés Z. Point scanning confocal
microscopy
facilitates 3D human hair follicle imaging in tissue sections. Exp Dermatol. 2010 19(7):6914 (IF 3.239)
Arck P, Handjiski B, Hagen E, Pincus M, Bruenahl C, Bienenstock J, Paus R.
'gut-brain-skin axis'? Exp Dermatol. 2010 19(5):401-5. (IF 3.239)
Is there a
Tauchi M, Fuchs TA, Kellenberger AJ, Woodward DF, Paus R, Lütjen-Drecoll
E.Characterization of an in vivo model for the study of eyelash biology and trichomegaly:
mouse eyelash morphology, development, growth cycle, and
anagen prolongation by
bimatoprost., Br J Dermatol. 2010 162(6):1186-97. (IF 4.260)
Kaufman G, d'Ovidio R, Kaldawy A, Assy B, Ullmann Y, Etzioni A, Paus R,
Gilhar A. An
unexpected twist in alopecia areata pathogenesis: are NK cells protective and CD49b+ T
cells pathogenic? Exp Dermatol. 2010 19(8):e347-9. (IF 3.239)
Projekt 6
Exzellenz Cluster IRN „Type VII Collagen“ TP: Tissue Damage Mechanisms in
Epidermolysis Bullosa
1. Fragestellung:
Untersuchung der autoimmunen Mechanismen der Haarfollikelschädigung (Fokus:
Zerstörung epithelialer Stammzellen durch anti-Kollagen Typ VII Antikörper in einem
passiven EBA-Mausmodell), sowie Charakterisierung und Manipulation des HaarfollikelImmunprivileg durch anti-Kollagen VII-Autoantikörper.
2. Methodik:
Injektion von Anti-Collagen-VII-Antikörpern induziert vernarbende Alopezie und HaarfollikelImmunprivileg-Kollaps im EBA-Mausmodell. Dies wird vergleichend mit humaner HaarfollikelOrgan-Kultur und immunhistochemische Analysen untersucht.
1. Ergebnisse:
Die Injektion von Anti-Kollagen-VII-Antikörpern führt u.a. zu einem Zusammenbruch des
Haarfollikelimmunprivilegs und zu einer exzessiven Mastzellaktivierung, parallel mit einer
Herunterregulation von immuninhibitorischen Expressionsmustern, die ansonsten für das
gesunde Haarfollikelepithel charakteristisch sind. Dadurch kommt es zunächst zu einer
Aktivierung und Differenzierungsinduktion von epithelialen Haarfollikel-Stammzellen, deren
Pool schließlich so weit depletiert wird, dass eine Haarfollikelregeneration unmöglich wird. Ist
dieser „point-of-no-retrun“ überschritten, resultierte eine vernarbende Alopezie.
Hauptpublikation in Vorbereitung.
Weitere in diesem Zusammenhang generierte Arbeiten, die sich u.a. mit dem IP HaarfollikelStammzellnische beschäftigen, sind unten aufgeführt.
59
Prof. Dr. med. R. Paus
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger:
Förderzeitraum:
Exzellenz Cluster IRN „Type VII Collagen“ (DFG)
2008-11
Fördervolumen:
50.000 Euro
Sachmittel: 10.000 Euro / Stellen: E13 50%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 0 Euro / Stellen: 28.992 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
keine
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Harries MJ, Paus R. The pathogenesis of primary cicatricial alopecias. Am J
177(5):2152-62. (IF 5.673)
Pathol. 2010
Harries MJ, Sun J, Paus R, King LE Jr. Management of alopecia areata. BMJ.
341:c3671. doi: 10.1136/bmj.c3671. (IF 13.660)
2010
Imanishi H, Tsuruta D, Tateishi C, Sugawara K, Paus R, Tsuji T, Ishii M, Ikeda K, Kunimoto
H, Nakajima K, Jones JC, Kobayashi H. Laminin-511,
inducer of hair growth, is downregulated and its suppressor in hair growth,
laminin-332
up-regulated
in
chemotherapy-induced alopecia. J Dermatol Sci. 2010 58(1):43-54. (IF 3.713)
Projekt 7
Der Einfluss von beta1-Integrin Antikörper vermittelten Signalen auf primäre,
epitheliale humane K15+Haarfollikelprogenitoren
1. Fragestellung:
Dieses
Projekt
soll
zeigen,
wie
Tochterzellen
der
epithelialen
humanen
Haarfollikelstammzellen auf stimulierende und inhibitorische beta1-Integrin antikörper
reagieren und welche funktionellen Charakteristika, Oberflächenmoleküle und
Genexpressionsprofile den Zellen dadurch erhalten beleiben oder verloren gehen.
2. Methodik:
Haarfollikel-Organkultur, Zellkultur, immunhisto-/-cytologische Analysen, DNA-Microarray,
qPCR
3. Ergebnisse:
Erste Daten zeigen, dass aktivierende beta-1 Integrin-Antikörper die Haarfollikelstammzellen
aktivieren und somit den Haarfollikel zur Proliferation anregen wobei inhibierende Antikörper
diesen Effekt aufheben. Verstärkt werden konnte dieser Effekt des aktivierende Antikörper
durch Verwendung verschiedener Progenitoren-Nischen-simulierender Extrazellulär
Komponenten.
Zeitraum 2010
60
Prof. Dr. med. R. Paus
Drittmittel
Projektträger: UzL, Fakultäts Projekt E42-2010
Förderzeitraum: 01/10-12/11
Fördervolumen: 71.200
Sachmittel: 11.000 Euro /Stellen:
E13 50%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 1.557 Euro / Stellen: 3.575 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
71.000 Euro
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a)erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Tiede S, Bohm K, Meier N, Funk W, Paus R. Endocrine controls of primary
adult human
stem cell biology: thyroid hormones stimulate keratin 15 expression,
apoptosis,
and
differentiation in human hair follicle epithelial stem cells in situ and in vitro. Eur J Cell Biol.
2010 89(10):769-77. (IF 3.314)
Ito N, Sugawara K, Bodó E, Takigawa M, van Beek N, Ito T, Paus R.
CorticotropinReleasing Hormone Stimulates the In Situ Generation of Mast
Cells from Precursors in
the Human Hair Follicle Mesenchyme. J Invest
Dermatol. 2010 130(4):995-1004. (IF
5.543)
Projekt 8
GRK 1727, TP6: Perifollikuläre Mastzellen und Mastzell-T Zell Interaktionen in der
Pathogenese von Alopecia areata (TP6, GRK 1727/1)
1. Fragestellung:
Da Mastzellen (MZ) an der Regulation des Haarwachstums beteiligt sind und läsionale
Haarfollikel bei der Alopecia Areta (AA) auffällig viele perifollikuläre MZ zeigen, aber MZdefiziente Mausstämme spontan keine AA entwickeln, stellt sich die Frage nach der – bisher
noch völlig unklaren - Rolle von MZ in der Pathogenese der AA. Die Klärung dieser Frage
erscheint bei der AA besonders wichtig, da MZ antigen-spezifische, CD8+ T Zell-abhängige
Autoimmun-Antworten bei der Maus dirigieren können.
2. Methodik:
Haut/Haar-Organkultur, Immunhistomorphometrie, qPCR, laser-capture-Mikrodissektion
3. Ergebnisse:
Da dieses Projekt erst angelaufen ist, gibt es noch keine Ergebnisse.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger:
Förderzeitraum:
Graduiertenkolleg 1727/1 / DFG
2011-2015
Fördervolumen: noch nicht festgelegt
Sachmittel: nicht festgelegt / Stellen:
E13 50%
61
Prof. Dr. med. R. Paus
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 0 Euro / Stellen: 0
Projekt 9
Einfluß von Nestin und Schweissdrüsen-Stammzellen auf die Geweberegeneration von
Hautwunden
1. Fragestellung:
Hier soll untersucht werden, ob Schweissdrüsen isolierte Nestin-pos. Zellen die gleiche
regenerative Kapazität zeigen, wie z.B. Nestin-pos. Zellen die aus der Dermis oder dem
Haarfollikel-Mesenchym isoliert wurden.
2. Methodik:
Kokultivierung Nestin+ Stammzellen (isoliert aus Schweissdrüse, Dermis oder HaarfollikelMesenchym) in Wundstanzen aus humaner Haut und anschließende Analyse etablierter
Wundheilungsparameter (Proliferation, Apoptose und inflammatorische Marker).
1. Ergebnisse:
Zunächst konnte bisher gezeigt werden, dass Nestin+ Stammzellen isoliert aus
Schweissdrüsen die Wundheilung signifikant fördern. Ebenso konnte bisher auch gezeigt
werden, dass im Vergleich zur Nestin-pos. Zellpräparation, die Schweissdrüse die größte
Ausbeute dieser Zellen ermöglicht und schon nach der 1. Passage eine bis zu 90% Nestinpos. Zellpopulation hervorbringt.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger
Förderzeitraum
Fraunhofer EMB, Lübeck
07/2010-12/2010
Fördervolumen:
70.000 Euro
Sachmittel (nicht festgelegt) /Stellen: E13 75%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 7.628 Euro / Stellen: 48.743 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
30.000 Euro
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a)erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Iqbal SA, Syed F, McGrouther DA, Paus R, Bayat A. Differential distribution of
haematopoietic and non-haematopoietic progenitor
cells
in
intralesional
and
extralesional Keloid: Do keloid scars provide a niche
for
non-haematopoietic
mesenchymal stem cells? Br J Dermatol. 2010 162(6):1377-1383.. (IF 4.260)
Petschnik AE, Klatte JE, Evers LH, Kruse C, Paus R, Danner S. Phenotypic
indications
that human sweat glands are a rich source of nestin-positive stem
cell populations. Br
J Dermatol. 2010 162(2):380-3. (IF 4.260)
62
Prof. Dr. med. R. Paus
Projekt 10
Selektive Steigerung der humanen Haarfollikelpigmentierung durch Stimulation
endogener Melanin-Produktion
1. Fragestellung:
Suche nach topisch applizierbvbaren Substanzen, die einer Haarergrauung entgegenwirken
können
2. Methodik:
Haarfollikel- und Vollhaut-Organkultur, immunhistochemische Analysen, Morphometrie
3. Ergebnisse:
Vertraulich (UK S-H-Vorstand vertraglich vereinbarte Regelung). 15% Overhead stehen dem
UK S-H zur Verfügung.
Durch dieses Projekt indirekt wesentlich mitfinanzierte, aber damit nicht im thematischen
Zusammenhang stehende grundlagenwissenschaftliche Publikationen sind unten gelistet.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger
Förderzeitraum
Henkel AG& Co. KGaA
07/08 - 03/10
Fördervolumen
264.000 Euro
Sachmittel (nicht festgelegt) /Stellen: E13 100%, E9 50%, E6 50%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 63.296 Euro / Stellen: 96.600 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
keine
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Gáspár E, Hardenbicker C, Bodó E, Wenzel B, Ramot Y, Funk W, Kromminga A, Paus R.
Thyrotropin releasing hormone (TRH): a new player in human hairgrowth
control.
FASEB J. 2010 Feb;24(2):393-403. (IF 6.401)
Langan EA, Ramot Y, Hanning A, Poeggeler B, Bíró T, Gaspar E, Funk W,
Griffiths CE,
Paus R.Thyrotropin-releasing hormone and oestrogen
differentially regulate prolactin and
prolactin receptor expression in female
human skin and hair follicles in vitro. Br J
Dermatol. 2010 May;162(5):1127-31 (IF 4.260)
Paus R. A neuroendocrinological perspective on human hair follicle
Pigment Cell Melanoma Res. 2010 [Epub] (IF 4.344)
pigmentation.
Projekt 11
Hair Physiopathology Studies
1. Fragestellung:
Präklinische Austestung verschiedener Substanzen
Stammzellen, Pigmentierung und Haarfollikeldystrophie.
63
mit
Wirkung
auf
Haarfollikel-
Prof. Dr. med. R. Paus
2. Methodik:
Verschiedene Testsubstanzen (u.a. Polyamine, PPAR-Liganden) wurden im Hinblick auf
Haarfollikel-Pigmentierung und Wachstum erfolgreich getestet. Haarfollikel-Organkultur,
Haut-Organkultur,
immunhistochemische
Analysen.
1. Ergebnisse:
Vertraulich (UK S-H-Vorstand vertraglich vereinbarte Regelung). 15% Overhead stehen dem
UK S-H zur Verfügung. Durch dieses Projekt indirekt mitfinanzierte, aber damit nicht im
thematischen Zusammenhang stehende wissenschaftliche Publikationen sind unten gelistet.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger:
Förderzeitraum:
Giuliani SpA, Italy
12/2009-12/2010
Fördervolumen:
331.817 Euro
Sachmittel (nicht festgelegt) /Stellen:
E13 100%, E13 50%, E9 50%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 97.761 Euro / Stellen: 109.200 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
73.000 Euro
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a)erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Ramot Y, Pietilä M, Giuliani G, Rinaldi F, Alhonen L, Paus R. Polyamines and
couple in search of perfection. Exp Dermatol. 2010 19(9):784-90. (IF 3.239)
hair: a
Ramot Y, Bíró T, Tiede S, Tóth BI, Langan EA, Sugawara K, Foitzik K, Ingber A, Goffin V,
Langbein L, Paus R.Prolactin--a novel neuroendocrine regulator of
human keratin
expression in situ. FASEB J. 2010 24(6):1768-79 (IF 6.401)
Brosh R, Sarig R, Natan EB, Molchadsky A, Madar S, Bornstein C, Buganim
Y, Shapira T,
Goldfinger N, Paus R, Rotter V. p53-dependent transcriptional
regulation of EDA2R and
its involvement in chemotherapy-induced hair loss.
FEBS Lett. 2010 584(11):2473-7.
(IF 3.541)
Projekt 12
Austestung von Steroidhormonen auf menschliche Kopfhaarfollikel und Kopfhaut
1. Fragestellung:
Es wird der Einfluss eines bestimmten Steroidhormons auf den Haarfollikel sowie die
menschliche Kopfhaut untersucht
2. Methodik:
Haarfollikel-Organkultur, Kopfhaut-Organkultur, immunhistochemische Analysen
3.Ergebnisse:
Vertraulich (UK S-H-Vorstand vertraglich vereinbarte Regelung). 15% Overhead stehen dem
UK S-H zur Verfügung. Durch dieses Projekt indirekt mitfinanzierte, aber damit nicht im
64
Prof. Dr. med. R. Paus
thematischen Zusammenhang stehende wissenschaftliche Publikationen sind unten gelistet.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger:
Curadis GmbH
Förderzeitraum: 01.04.09-31.12.10
Fördervolumen
72.000 Euro
Sachmittel (nicht festgelegt) / Stellen: E9 50%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 19.355 Euro / Stellen: 21.000 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
72.000 Euro
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Seeliger S, Buddenkotte J, Schmidt-Choudhury A, Rosignoli C, Shpacovitch V, von Arnim U,
Metze D, Rukwied R, Schmelz M, Paus R, Voegel JJ, Schmidt WE, Steinhoff M. Pituitary
adenylate cyclase activating polypeptide: an
important vascular regulator in human
skin in vivo. Am J Pathol. 2010
177(5):2563-75. (IF 5.673)
Langan EA, Foitzik-Lau K, Goffin V, Ramot Y, Paus R. Prolactin: an emerging force along
the cutaneous-endocrine axis. Trends Endocrinol Metab. 2010 21(9):569-77. (IF 6.562)
Projekt 13
Pharmakologische Wirkung von Biotin auf unterschiedliche Parameter der
Haarbiologie
1. Fragestellung:
Pharmakologische Wirkung von Biotin auf unterschiedliche Parameter der Haarbiologie
2. Methodik:
Haarfollikel-Organkultur, Haut-Organkultur, immunhistochemische Analysen
3.Ergebnisse:
Vertraulich (UK S-H-Vorstand vertraglich vereinbarte Regelung). 15% Overhead stehen dem
UK S-H zur Verfügung. Durch dieses Projekt indirekt mitfinanzierte, aber damit nicht im
thematischen Zusammenhang stehende wissenschaftliche Publikationen sind unten gelistet.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger: Dr. Pfleger Chemische Fabrik GmbH
Förderzeitraum: 10/09-10/10
Fördervolumen: 88.000 Euro
Sachmittel (nicht festgelegt) / Stellen
E13 50%, E9 100%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 14.270 Euro / Stellen: 71.400 Euro
65
Prof. Dr. med. R. Paus
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
Keine
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Langan EA, Paus R.,Female pattern hair loss: beyond an androgenic
Dermatol. 2010 Nov;163(5):1140-1. (IF 4.260)
aetiology? Br J
Schneider MR, Paus R. Sebocytes, multifaceted epithelial cells: lipid
production and
holocrine secretion. Int J Biochem Cell Biol. 2010 42(2):181-5.
(IF 4.887)
Projekt 14
Untersuchung zum Wirkmechanismus von Nutraceuticals auf Haarfollikel
1. Fragestellung:
Die Untersuchungen sollen zum erstmalig Aufschluss über Wirkmechanismus der
Inhaltstoffe Miliacin, Vitamin B5 und Cystein auf menschliche Haarfollikel geben und somit
eine Grundlage für weitere mechanistische Forschungsvorhaben liefern.
2. Methodik:
Haarfollikel-Organkultur, DNA-Microarry, Einfluss der Testsubstanzen auf K15+ epitheliale
Stammzellen in situ
3. Ergebnisse:
Vertraulich (UK S-H-Vorstand vertraglich vereinbarte Regelung). 15% Overhead stehen dem
UK S-H zur Verfügung. Durch dieses Projekt indirekt mitfinanzierte, aber damit nicht damit
im thematischen Zusammenhang stehende wissenschaftliche Publikationen sind unten
gelistet.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger: Bayer Vital GmbH
Förderzeitraum: 05/10-05/11
Fördervolumen: 68.000 Euro
Sachmittel: nicht festgelegt / Stellen E9 60%, E6 25%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 10.267 Euro / Stellen: 33.600 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
68.000 Euro
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Poeggeler B, Schulz C, Pappolla MA, Bodó E, Tiede S, Lehnert H, Paus R.
Leptin and the skin: a new frontier. Exp Dermatol. 2010 19(1):12-8. (IF 3.239)
66
Prof. Dr. med. R. Paus
Langan EA, Ramot Y, Goffin V, Griffiths CE, Foitzik K, Paus R. Mind the
(gender)
gap: does prolactin exert gender and/or site-specific effects on the
human hair follicle?
J Invest Dermatol. 2010 130(3):886-91. (IF 5.543)
Rakers S, Gebert M, Uppalapati S, Meyer W, Maderson P, Sell AF, Kruse C,
Paus
'Fish matters': the relevance of fish skin biology to investigative dermatology.
Dermatol. 2010 19(4):313-24. (IF 3.239)
R.
Exp
Projekt 15
Human hair growth modulation by non-immunosuppressive cylosporin-derivates
1. Fragestellung:
Innerhalb dieses Projektes soll heraus gefunden werden, ob das nicht-immunsuppressive
CsA-Dervat OND-1 Einfluss auf Haarschaftelongation, Haarzyklusverschiebung oder
Keratinozyten-Proliferation sowie -Apoptose hat.
2. Methodik:
Humane Haarfollikel-Organkultur, DNA-Microarray, immunhistochemische Analysen, qPCR
3.Ergebnisse:
Vertraulich (UK S-H-Vorstand vertraglich vereinbarte Regelung). 15% Overhead stehen dem
UK S-H zur Verfügung. Durch dieses Projekt indirekt mitfinanzierte, aber damit nicht damit
im thematischen Zusammenhang stehende wissenschaftliche Publikationen sind unten
gelistet.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger: ORIENT BIO Inc. Korea
Förderzeitraum: 07/10-06/11
Fördervolumen: 98.160 Euro
Sachmittel: nicht festgelegt / Stellen E13 100%
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 4.465 Euro / Stellen: 51.347 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
98.160 Euro
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Pincus M, Keil T, Rücke M, Bruenahl C, Magdorf K, Klapp BF, Douglas AJ,
Paus
R,
Wahn U, Arck P. Fetal origin of atopic dermatitis. J Allergy Clin Immunol. 2010 125(1):2735.e1-4. (IF 9.165)
Farman N, Maubec E, Poeggeler B, Klatte JE, Jaisser F, Paus R. The mineralocorticoid
receptor as a novel player in skin biology: beyond the renal
horizon?
Exp Dermatol.
2010 Feb;19(2):100-7. (IF 3.239)
67
Prof. Dr. med. R. Paus
Projekt 16
Einfluss von Schilddrüsenhormon-Rezeptor-Liganden auf den Haarfollikel
1. Fragestellung:
Es soll getestet werden ob verschiedene TR-Liganden einen Einfluss auf
Haarschaftelongation, Haarzyklusverschiebung, Haarpigmentierung, Haarmorphologie und
Haarbulbus-Proliferation und – Apoptose hat.
2. Methodik:
Haarfollikel-Organkultur, Immunhistomorphometrie, DNA-Microarry, qPCR
3.
Ergebnisse:
Vertraulich (UK S-H-Vorstand vertraglich vereinbarte Regelung). 15% Overhead stehen dem
UK S-H zur Verfügung. Durch dieses Projekt indirekt mitfinanzierte, aber damit nicht im
thematischen Zusammenhang stehende wissenschaftliche Publikationen sind unten gelistet.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger: Dr. August Wolff GmbH & Co. KG
Förderzeitraum: 07/10-06/11
Fördervolumen: 65.000 Euro
Sachmittel: nicht festgelegt / Stellen:
Studentische Hilfskräfte:
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 7.060 Euro / Stellen: 1.812 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
65.000 Euro
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Paus R. Exploring the "thyroid-skin connection": concepts, questions, and
relevance. J Invest Dermatol. 2010 130(1):7-10 (IF 5.543)
clinical
Anderson JR, Zorbas JS, Phillips JK, Harrison JL, Dawson LF, Bolt SE, Rea
SM,
Klatte
JE, Paus R, Zhu B, Giles NL, Drummond PD, Wood FM, Fear MW.
Systemic decreases
in cutaneous innervation after burn injury. J Invest Dermatol. 2010 130(7):1948-51. (IF
5.543)
Projekt 17
Beeinflussung des mitochondrialen Metabolismus zur Verhinderung der
Haarfollikelalterung
1. Fragestellung:
Untersuchung des Einflusses von UV, eines ROS-Donors und von CRH oder Substance P
auf die Haarfollikel-Mitochondrien im Haut/Haarfollikel-Organkultur-Modell.
68
Prof. Dr. med. R. Paus
2. Methodik:
Haut/Haar-Organkultur, Immunhistomorphometrie, qPCR
3.Ergebnisse:
Auf der strukturellen Ebene bestätigt TEM, dass TSH mitochondriale Biogenese stimuliert.
Auf Ebene der Transkription, erhöht TSH MTCO1 mRNA und verbessert signifikant die
Komplex I- und IV- (Cytochrom-c-Oxidase) Aktivität.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger:
Förderzeitraum:
Henkel AG& Co. KGaA
09/10-08/12
Fördervolumen. 240.000 Euro
Sachmittel: nicht festgelegt / Stellen Studentische Hilfskräfte
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel: 5.340 Euro / Stellen: 3.139 Euro
2. Neu eingeworbene Drittmittel in 2010
240.000 Euro
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1.Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
Poeggeler B, Knuever J, Gáspár E, Bíró T, Klinger M, Bodó E, Wiesner RJ,
Wenzel BE,
Paus R. Thyrotropin powers human mitochondria. FASEB J. 2010
May;24(5):1525-31.
(IF 6.401)
Ohyama M, Zheng Y, Paus R, Stenn KS. The mesenchymal component of
hair follicle
neogenesis: background, methods and molecular characterization.
Exp Dermatol. 2010
19(2):89-99. (IF 3.239)
Kloepper JE, Sugawara K, Al-Nuaimi Y, Gáspár E, van Beek N, Paus R. Methods in
research: how to objectively distinguish between anagen and
catagen in human
follicle organ culture. Exp Dermatol. 2010 19(3):305-12. (IF 3.239)
69
hair
hair
Prof. Dr. med. A. Peters
Prof. Dr. med. A. Peters
Medizinische Klinik I
Projekt 1
Reaktion des Stresssystems bei adipösen jungen Männern
Wissenschaftler: Prof. Dr. A. Peters, Dr. Christian Hubold, Dr. Britta Kubera, Ann-Sophie
Lindenberg, Saskia Otte, Irena Zeiß, Kristin Schlichting, Sophia Zug, Hannah Wischnath
1. Fragestellung:
Wir konnten kürzlich bei normalgewichtigen jungen Männern zeigen, wie das Gehirn
während psychosozialem Stress Energie anfordert: es benutzt hierfür die zerebrale
Insulinsuppression. Des Weiteren erhöht psychosozialer Stress den Energiebedarf des
Gehirns.
Nach
psychosozialem
Stress
haben
wir
eine
deutlich
erhöhte
Kohlenhydrataufnahme beobachtet, die dazu diente, den Energiebedarf des Gehirns
auszugleichen und die Körperspeicher wiederaufzufüllen.
Die Reaktion des Stresssystems bei adipösen Männern ist bisher weniger erforscht.
Vorherige Studien haben jedoch gezeigt, dass adipöse gegenüber normalgewichtigen
Probanden eine abgeschwächte Stressantwort auf verschiedene Stimuli wie physiologischer
Stress, Kälte und Glukoselast zeigen. In diesem Projekt haben wir daher die Reaktion des
Stresssystems auf einen 10-minütigen psychosozialen Stresstest bei adipösen jungen
Männern untersucht.
2. Methodik:
20 männliche adipöse Männer wurden zu zwei Terminen in die Forschungsräume der KEF
einbestellt. In der Stress-intervention wurde der Trier Social Stress Test (TSST)
durchgeführt, die Nicht-Stressintervention diente als Kontrolle. Die Probanden wurden
randomisiert in zwei Gruppen eingeteilt, die sich in der Art der Energiezufuhr unterschieden:
einer Gruppe wurde nach dem Stresstest ein reichhaltiges Buffet angeboten, während die
andere Gruppe nur einen mageren Salat bekam. Über den gesamten Versuchszeitraum
(12.30 Uhr – 19.30 Uhr) wurden in regelmäßigen Abständen Blutproben entnommen, um
nachfolgend Stresshormone, Glukose-, Insulin- und Laktatkonzentrationen zu analysieren.
Des Weiteren wurden neuroglukopenische und autonome Symptome sowie die Stimmung
der Probanden erfasst und kognitive Tests durchgeführt.
3. Ergebnisse:
Die Datenerhebung konnte am 13.12.2010 beendet werden. Zurzeit werden die Blutanalysen
durchgeführt. Die ersten Ergebnisse werden voraussichtlich im Frühjahr 2011 vorliegen.
Projekt 2
Wird die Adaptation der neuroendokrinen Gegenregulation bei wiederholten
Hypoglykämien durch die Blockade von GABAergen Signalwegen aufgehoben?
Wissenschaftler: Dr. Johanna Klement, Kathrin Scholz, Birte Mergelkuhl
1. Fragestellung:
GABA-Antagonisten verhindern in Tierstudien die hormonelle Adaptation an wiederholte
Hypoglykämien. In einer Humanstudie konnte der GABA-Blocker Modafinil die
Wahrnehmung autonomer Symptome auf eine einzelne Hypoglykämie verstärken – weitere
Humanexperimente stehen noch aus. Diese viel versprechenden Vorarbeiten möchten wir
als Grundlage nutzen, um die Wirkung des GABA-Blockers Modafinil auf die
70
Prof. Dr. med. A. Peters
Gegenregulation bei wiederholt induzierten Hypoglykämien an gesunden Probanden zu
untersuchen.
2. Methodik:
15 gesunde, männliche, normalgewichtige Probanden kommen im Abstand von vier Wochen
zu zwei Versuchsbedingungen. In der einen Bedingung erhalten die Probanden den GABARezeptorblocker Modafinil, in der anderen Bedingung ein Placebo. An zwei aufeinander
folgenden Tagen werden insgesamt drei Hypoglykämien induziert. In regelmäßigen
Abständen werden Blutproben zur Blutzucker- und Hormonbestimmung abgenommen sowie
Symptomlisten abgefragt und kognitive Tests durchgeführt.
3. Ergebnisse:
Die Ergebnisse werden zurzeit ausgewertet.
Projekt 3
Der Einfluss antizipatorischer Prozesse auf die Nahrungsaufnahme
Wissenschaftler: Dr. Manfred Hallschmid, Dr. Sebastian Schmid, Dr. Kamila Jauch-Chara
1. Fragestellung:
Kognitive Prozesse sind entscheidend bei der Regulation des menschlichen Essverhaltens
und der Vorbereitung des Organismus auf die Nahrungsaufnahme. So spielen
antizipatorische Prozesse eine bedeutende Rolle für die cephale Phase, welche die
Digestion und die Absorption von Nährstoffen verbessert. Die antizipatorische Antwort des
Organismus ist notwendig, um Blutglukose-Spitzen zu verhindern und den postprandialen
Metabolismus effektiv zu aktivieren. In der vorliegenden Studie untersuchen wir den Einfluss
antizipatorischer Prozesse auf Ausmaß und Zusammensetzung der Nahrungsaufnahme
sowie beteiligte psychologische Komponenten.
2. Methodik:
Insgesamt 60 Probanden werden einer von 4 Bedingungen zugeordnet. Zwei Gruppen
erhalten die Information, 2 Stunden später ad libitum von einem umfangreichen
Frühstücksbüffet (3500 kcal) essen zu dürfen, die beiden anderen Gruppen die Information,
bis zum Versuchsende nüchtern bleiben zu müssen. Anschließend dürfen die Probanden wie
erwartet oder überraschend von einem Frühstücksbüffet (3500 kcal) essen oder erhalten
überraschend bzw. wie erwartet keine Möglichkeit dazu. In regelmäßigen Abständen wurden
Blutproben zur Blutzucker- und Hormonbestimmung abgenommen sowie Symptomlisten
abgefragt und kognitive Tests durchgeführt.
3. Ergebnisse:
Bei Frühstückserwartung kommt es in der Zeit von 7.35-9.45 Uhr zu einem signifikanten
Anstieg des subjektiven Hungergefühls im Vergleich zu fehlender Erwartung. In den
Gruppen, die kein Frühstück erhielten, gingen die Antizipation der Nahrungsaufnahme und
der Entzug der erwarteten Nahrung mit einer deutlichen Steigerung der Cortisolspiegel im
Sinne einer Verzögerung des morgendlichen Cortisolabfalls einher. Erstmalig können wir so
die weitverbreitete Annahme belegen, dass Nahrungserwartung beim Menschen mit einem
Cortisolanstieg einhergeht. Der markanteste Effekt in den beiden Gruppen, die Frühstück
erhielten, bestand in einer deutlichen Verstärkung des postprandialen Ghrelinabfalls, d.h. die
Antizipation der Nahrungsaufnahme verstärkte die postprandiale Supprimierung dieses
hunger-induzierenden Hormons deutlich. Beide Effekte belegen, wie relevant antizipative
Prozesse beim Menschen für die neuroendokrine Regulation des Essverhaltens sind.
71
Prof. Dr. med. A. Peters
Projekt 4
Postprandiale Insulingabe und weitere Nahrungsaufnahme bei Frauen
Wissenschaftler: Dr. Manfred Hallschmid, Dr. Sebastian Schmid, Dr. Kamila Jauch-Chara
1. Fragestellung:
In bisherigen Untersuchungen haben wir zeigen können, dass die intranasale Gabe von
Insulin, mit deren Hilfe das Hormon direkt in das Gehirn transportiert werden kann, zu einer
Verminderung der Nahrungsaufnahme bei Männern führt. Frauen scheinen für diesen
anorexigenen Effekt nicht sensitiv zu sein, allerdings wurde in den bisherigen
Untersuchungen das Hormon vor der Nahrungsaufnahme gegeben. Wir nahmen an, dass
die postprandiale Gabe von Insulin auch bei Frauen durchaus die Sättigung verstärken
könnte. Dies wurde in dem vorliegenden Versuch untersucht.
2. Methodik:
30 Probandinnen wurden auf zwei experimentelle Gruppen aufgeteilt. Gegen Mittag erhielten
alle Probanden ein Mittagessen. Im Anschluss erfolgte die Gabe von intranasalem Insulin
(160 IU) bzw. Placebo per Nasenspray. Daraufhin nahmen die Probanden an verschiedenen
kognitiven Tests und Geschmackstests teil, bevor sie gegen 15 Uhr verschiedene Kekse
erhielten, von denen sie unter dem Vorwand eines Geschmackstests ad libitum essen
durften.
3. Ergebnisse:
Die postprandiale Insulingabe verstärkte während des Intervalls zwischen Mittagessen und
Kekstest das Sättigungsgefühl und reduzierte den Hunger auf süße Lebensmittel. Im
Kekstest verzehrten die mit Insulin behandelten Probandinnen signifikant weniger
Schokoladenkekse. Beide Ergebnisse deuten darauf hin, dass zentralnervös verabreichtes
Insulin, wenn es postprandial gegeben wird, bei weiblichen Probanden die Sättigung
verstärkt, was sich insbesondere auf den Verzehr hedonisch akzentuierter Lebensmittel
auswirkt.
Zeitraum 2010
Drittmittel
Projektträger
Förderzeitraum
Fördervolumen
Sachmittel/Stellen
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen
2. Neu eingeworbene Drittmittel 2010
DFG, Klinische Forschergruppe KFO 126
SELFISH BRAIN
2004-14.12.2011
insgesamt 5 Mio. Euro
20 zu 80%
700.000€
keine
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck im Jahr 2010
b) eingereicht
a)
Peters A, Langemann D: Stress and eating behavior. f1000 Biology Reports 2010, 2:13
(doi:10.3410/B2-13).
Peters A, Hitze B, Langemann D, Bosy-Westphal A, Müller MJ: Brain size, body size, and
longevity. Int J Obes 2010, 34(8): 1349-52.
72
Prof. Dr. med. A. Peters
van Dyken R, Hubold C, Meier S, Hitze B, Marxsen A, Oltmanns KM, Schweiger U, Lehnert
H, Pellerin L, Peters A: Low plasma lactate concentrations as a biomarker of an incompetent
brain-pull: a risk factor for weight gain in type 2 diabetes patients. Psychoneuroendocrinology
2010, 35(9):1287-93.
Hitze B, Hubold C, van Dyken R, Schlichting K, Lehnert H, Entringer S, Peters A: How the
selfish brain organizes its supply and demand. Front Neuroenergetics 2010, 2:7.
doi:10.3389/fnene.2010.00007.
Peters A: The selfish brain: competition for energy resources. Am J Hum Biol 2011, 23(1):2934.
Benedict C, Brede S, Schiöth HB, Lehnert H, Schultes B, Born J, Hallschmid M: Intranasal
insulin enhances postprandial thermogenesis and lowers postprandial serum insulin levels in
healthy men. Diabetes 2010, Epub ahead of print.
Hallschmid M, Jauch-Chara K, Korn O, Mölle M, Rasch B, Born J, Schultes B, Kern W:
Euglycemic infusion of insulin detemir compared to human insulin appears to increase direct
current brain potential response and reduces food intake while inducing similar systemic
effects. Diabetes 2010, 59(4): 1101-7.
Jauch-Chara K, Hallschmid M, Schmid SM, Bandorf N, Born J, Schultes B: Sleep loss does
not aggravate the deteriorating effect of hypoglycemia on neurocognitive function in healthy
men. Psychoneuroendocrinology 2010, 35(4): 624-8.
Krug R, Benedict C, Born J, Hallschmid M: Comparable sensitivity of postmenopausal and
young women to the effects of intranasal insulin on food intake and working memory. J Clin
Endocrinol Metab 2010, 95(12):E468-72.
Schultes B, Ernst B, Wilms B, Thurnheer M, Hallschmid M: Hedonic hunger is increased in
severely obese patients and is reduced after gastric bypass surgery. Am J Clin Nutr 2010,
92(2): 277-283.
Loebig M, Klement J, Schmoller A, Betz S, Heuck N, Schweiger U, Peters A, Schultes B,
Oltmanns KM: Evidence for a relationship between VEGF and BMI independent of insulin
sensitivity by glucose clamp procedure in a homogenous group of healthy young men. Plos
One 2010, 5 (9): e12610.
Klement J, Hubold C, Cords H, Oltmanns KM, Hallschmid M, Born J, Lehnert H, Peters A:
High-calorie glucose-rich food attenuates neuroglycopemic symptoms in patients with
Addison’s disease. J Clin Endocrinol Metab 2010, 95 (2): 522-8.
b)
Kubera B, Hubold C, Otte S, Lindenberg A, Zeiß I, van Dyken R, Steinkamp M, Klement J,
Entringer S, Pellerin L, Peters A: Rise in plasma lactate concentrations with psychosocial
stress: a possible sign of cerebral energy demand. eingereicht bei Physiology & Behavior.
Ott V, Friedrich M, Prilop S, Lehnert H, Jauch-Chara K, Born J, Hallschmid M: Food
anticipation and subsequent food withdrawal increase serum cortisol in healthy men.
2. Buchbeiträge
Keine
73
Prof. Dr. med. A. Peters
3. Anderes
keine
Dissertationen und andere Abschlüsse
Heli Laube: Plasma VEGF-Konzentration als Biomarker eines kompetenten brain-pulls: seine
Veränderungen nach Mahlzeit- und CRH-Stimulation bei normalgewichtigen und adipösen
Probanden.
Ann-Sophie Lindenberg: Neuroglykopenische und autonome Symptome unter Stress und
stressbezogener Energiesupplementation bei normalgewichtigen jungen Männern.
Cecilia Loeck: Effekte einer Glukoseinfusion auf die neuroendokrinen Folgen eines
Hypocortisolismus bei Pateinten mit Morbus Addison.
74
Prof. Dr. med. B. Wollenberg
Prof. Dr. med. B. Wollenberg
Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde
Projekt 1
Die Rolle von Th17 Zellen bei Kopf-Hals-Karzinomen
1. Fragestellung:
Die Entdeckung einer neuen Population von CD4+ T-Helferzellen, zusätzlich zu den
traditionellen Th1 and Th2 Subpopulationen, die selektiv Interleukin 17 produzieren, lieferte
neue Erkenntnisse über die Immunregulation und Immunabwehr. Diese
CD4+ THelferzelllinie, die Th17 Zellen genannt werden, spielt tatsächlich eine kritische Rolle bei der
Pathogenese verschiedener Autoimmunerkrankungen sowie von Allergen- und Antigenspezifischen Immunantworten. Jedoch ist wenig über die Rolle von Th17 Zellen bei der
Pathogenese und der Entwicklung von HNSCC bekannt und steht daher im Fokus dieser
Studie.
2. Methodik:
Th17 Zellen aus dem peripheren Blut wurden mittels Cellsorter sowie mit Hilfe magnetisch
gekoppelter Antikörper isoliert und im Durchflusszytometer FACSCanto sowie hinsichtlich
ihrer Zytokinsekretionsprofile im BioPlex-Assay umfassend charakterisiert.
3. Ergebnisse:
Eine Kombination von TGF-β and IL-6 induziert Th17 Zellen durch die Expression des
Transkriptionsfaktors RORgammat. Th17 Zellen und induzierte regulatorische T Zellen
werden reziprok zueinander durch TGF-β und IL-6 reguliert. IL-17 ist ein hoch
inflammatorisches Cytokin mit erheblichen Effekten auf Stromazellen in vielen Geweben
sowie Endothel- und Epithelialzellen, Synoviozyten und myeloiden Zellen und es induziert
die Produktion von vielen anderen Cyto- and Chemokinen wie IL-6, -8 und -1β, G-CSF, GMCSF, TGF-β, TNF-α, GRO-α und MCP-1. In dieser Studie wurden Level und Funktion von
Th17 Zellen in HNSCC Patienten zu bestimmen und ihr Zusammenspiel mit regulatorischen
T Zellen analysiert. Th17-Zellen wurden mittels Durchflusszytometrie phänotypisiert, die
Expression von Cytokinen und Transkriptionsfaktoren wurde untersucht und ihre Funktion
wurde mittels Proliferations- und Migrationsassays. Unsere Ergebnisse zeigen eine massiv
gestörte Funktion von Th17-Zellen bei HNSCC Patienten.
Projekt 2
Apoptose-Regulation in HNSCC unter dem Einfluss von Paclitaxel
1. Fragestellung:
In der Krebs-Therapie kommt es häufig zu Ausbildungen von Resistenzen gegenüber einer
durch Chemotherapeutika induzierten Apoptose, so auch bei Kopf-Hals-Karzinomen (head
and neck squamous cell carcinoma, HNSCC). Eine konventionelle Therapie bei
HNSCC-Patienten ist die zyklische Verabreichung von Zytostatika. Jedoch kommt es häufig
zur Ausbildung eines Rezidivtumors indem die Krebszellen den Zelltod umgehen. Die
molekularen Mechanismen hierbei sind bislang unklar.
2. Methodik:
Die Auswirkungen der induzierten Apoptose durch das Zytostatikum Paclitaxel (Taxol®)
wurden auf RNA-Ebene mittels Genome-Wide GeneChips analysiert. Zur Identifizierung von
Apoptose relevanten Proteinen unter Paclitaxel-Behandlung wurden die Expressionslevel in
unbehandelten und behandelten permanenten HNSCC-Zelllinienpärchen (Primärtumor und
Metastase) miteinander verglichen.
75
Prof. Dr. med. B. Wollenberg
3. Ergebnisse:
Die Apoptose wird in den einzelnen HNSCC-Zelllinien untereinander wie auch innerhalb
eines Zelllinienpärchens (Primärtumor und Metastase) unterschiedlich effizient induziert.
Dies spiegelt sich auch in den Ergebnissen der Datenanalyse der humanen GeneChips
wieder.
Die Analyse der Datensätze kann einen Aufschluss über die Auswirkung des Zytostatika
induzierten programmierten Zelltods liefern, um potentielle Kandidaten zu identifizieren, die
in Verbindung mit der Ausbildung von Resistenzen in Krebszellen stehen. Diese könnten
mögliche Angriffspunkte in der Krebstherapie sein, um Krebszellen gegenüber der
Behandlung mit Chemotherapeutika zu sensibilisieren und somit die Apoptose zielgerichtet
und effizienter zu induzieren.
Projekt 3
Visualisierung von Tumorsubpopulationen aus HNSCC mit Hilfe von spezifischen
magnetischen Nanopartikeln durch einen Magnetic Particle Imaging Scanner
1. Fragestellung:
Fortschritte in der medizinischen Bildgebung sind entscheidend für die onkologische
Diagnostik sowie für die wissenschaftliche Grundlagenforschung. Durch die Entwicklung
eines Magnetic Particle Imaging (MPI) - Kleintierscanners ist es möglich Tumorzellen durch
Bindung an magnetische Nanopartikel zu detektieren. Diese Nanopartikel bestehen aus
einem Eisenoxidkern mit einer Dextranhülle und sollen so verändert werden, dass sie an
spezifische Zellen aus Kopf - Hals - Plattenepithelkarzinomen (HNSCC) binden. Die Methode
verspricht eine hohe Sensitivität sowie eine hohe räumliche und zeitliche Auflösung.
Neben der Visualisierung der Nanopartikel auf Einzelzellebene im Versuchstier (Maus) ist
eine bessere Untersuchung von Migration, Metastasierung oder z.B. Rekrutierung von
Stammzellen möglich.
2. Methodik:
Verschiedene HNSCC Zelllinien wurden für die Experimente verwendet. Dabei wurden
jeweils der Primärtumor sowie die dazugehörige Metastase kultiviert. Die Zytotoxizität der
Nanopartikel
auf
das
Überleben
der
Zellen
wurde
mikroskopisch
sowie
durchflusszytometrisch durch Färbung mit Propidiumiodid sowie Annexin studiert. Die
Aufnahme der Nanopartikel durch die Zellen wurde mikroskopisch durch FITC- Dextran
Nanopartikel untersucht. Die Messung der Nanopartikel erfolgte im Magnetic Particle –
Spektrometer.
3. Ergebnisse:
Erste Versuche zeigen, dass durch die unspezifische Aufnahme der noch unmaskierten
Nanopartikel kein toxischer Einfluss auf die HNSCC – Zelllinien oder Unterschiede im
Wachstum besteht. Eine Detektion der von den Zellen aufgenommenen Nanopartikel war im
Spektrometer möglich.
Projekt 4
Genexpressionsprofile maligner Kopf-Hals Tumore
1. Fragestellung:
In den westlichen Industrieländern ist Krebs nach Herz-Kreislauferkrankungen die häufigste
Todesursache. Gerade bei Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen sind die Sterberaten
weiterhin hoch und die Überlebensraten, bedingt durch die lokale Tumorinvasion und hohe
Rezidivrate, gering. Der verantwortliche zelluläre sowie molekulare Mechanismus für die
Tumor-Aggressivität und das unbefriedigende Ansprechen auf Chemotherapie und
Bestrahlung ist weitgehend unbekannt. Unser Ziel ist die Identifizierung und
Charakterisierung von Unterschieden zwischen dem definierten Tumorbereich und der
76
Prof. Dr. med. B. Wollenberg
intakten epithelialen Schicht bei Patienten mit Larynx- oder Hypopharnyxkarzinom. Im Fokus
dieser genomweiten vergleichenden Expressionsanalyse stehen neue innovative Therapien
und klinisch-diagnostische Denkansätze.
2. Methodik:
Die Tumorbereiche sowie die Epithelschicht wurden exakt aus soliden Larynx- oder
Hypopharnyxkarzinomen mittels Laser-Mikrodissektion aus histologischen Präparaten
geschnitten. Nach Isolation und Qualitätskontrolle der RNA dienten GeneChips der Firma
Affymetrix für die genomweiten Expressionsanalysen.
3. Ergebnisse:
Wir werden den Fortschritt unserer vergleichenden Untersuchungen zeigen und dabei
insbesondere auf Signalwege, die für die Zellteilung, Proliferation, Transformation oder auch
Migration verantwortlich sind, eingehen.
Die Entstehung von Tumoren basiert auf einer veränderten Zellaktivität/Zelleigenschaft oder
z.B. der intrazellulären Konzentration von Onkogenen und Tumorsuppressorproteinen.
Unterschiede auf RNA-Ebene zwischen dem Tumorbereich und der Epithelschicht bei
Patienten mit Larynx- oder Hypopharnyxkarzinom lassen Rückschlüsse auf die erhöhte
unkontrollierbare Zellteilungsrate im Tumor sowie den verminderten Zelltod ziehen.
Projekt 5
Funktion und Regulation der TLR- Stimulation auf die mTOR Aktivität in HNSCC
1. Fragestellung:
Das Plattenepithelkarzinom des Kopf-Hals-Bereiches (head and neck squamous cell
carcinoma, HNSCC) ist der sechsthäufigste Tumortyp weltweit und zählt zu den Tumoren mit
einer äußerst schlechten Prognose. Ein kausaler Zusammenhang zwischen chronische
Entzündungen und maglinen Tumorwachstum ist allgemein anerkannt.
In der angeborenen Immunität spielen hierbei die „Mustererkennenden Rezeptoren“ („pattern
recognition receptors“; PRRs), besonders die Familie der Toll- like Rezeptoren (TLR), eine
große Rolle bei der Vermittlung von Signalen und können häufig als Ausgangspunkt der
Signalkaskaden gesehen werden.
mTOR (mammalian target of Rapamycin) ist für die Proliferation, Wachstum und Mortalität
der Zellen verantwortlich und ein „Downstream- Mediator“ des Akt-PI(3)K Signalweg. Eine
Inhibierung von mTOR ist durch Rapamycin möglich.
mTOR ist bei vielen malignen Tumoren dysreguliert. Da mTOR in deregulierter Form die
Bildung von Proteinen, die für Wachstum und Entwicklung der Tumorzelle zuständig sind,
induziert, stellt es ein neuartiges und interessantes Target in der Tumorforschung dar.
Unsere Studien befassen sich mit der Funktion und Regulation von Nukleotid- bindenden
Rezeptoren im mTOR vermittelten Signalweg sowie die Auswirkungen auf die
Zytokinsekretion bei HNSCC.
.
2. Methodik:
Um den Einfluss auf die immunmodulatorische Zytokinsekretion zu testen wurden
Überstände aus spezifischer TLR Stimulation und mTOR Inhibierung in Flex Set Messungen
eingesetzt. Des Weiteren wurden Expressionsanalysen mittels Western Blot,
Durchflusszytometrie, ELISA sowie Zytotoxizität Assays in verschiedenen permanenten
Zelllinien, gesunden Gewebe und Tumorgewebe durchgeführt.
3. Ergebnisse:
Bisherige Ergebnisse deuten darauf hin, dass Rapamycin erst nach TLR- Stimulation eine IL6 Sekretion induziert sowie die IL-1β Sekretion reduziert. Zudem konnten durch Zytotoxizität
Assays die wachstumsinhibierende Wirkung von Rapamycin bei permanenten HNSCC
Zelllinien bestätigt werden.
77
Prof. Dr. med. B. Wollenberg
Projekt 6
Einfluss von 1,8-Cineol auf proliferative Prozesse in Polyposis nasi
1. Fragestellung:
Chronische Rhinosinusitis mit nasalen Polypen (Polyposis nasi) ist eine mit chronischer
Entzündung und Polypenwachstum einhergehende Erkrankung der nasalen und
paranasalen Schleimhäute. Histologisch betrachtet sind nasale Polypen durch das
ödematöse fibrozytäre Stroma und die Einwanderung von Entzündungszellen charakterisiert.
Gering ausgeprägte Erkrankungen können durch die Einnahme von Glukokortikoiden
behandelt werden. 1,8-Cineol findet Anwendung bei Atemwegserkrankungen und wirkt beim
Menschen in der Lunge und Nebenhöhlen schleimlösend und bakterizid. Wir evaluieren die
Behandlung chronischer Rhinosinusitis mit nasalen Polypen durch 1,8-Cineol, als pflanzliche
Alternative zu Glukokortikoiden.
2. Methodik:
Nasale Polypen wurden im Verlauf einer Nasennebenhöhlensanierungen chirurgisch entfernt
und als Einzelzellsuspension in Kultur gebracht. Diese Einzelzellsuspensionen wurden mit
verschiedenen Konzentrationen von 1,8-Cineol und Glukokortikoiden (Dexamethason,
Mometason) behandelt. Der Einfluss auf Proliferation wurde sowohl durch einen VitalitätsTests (MTT), als auch im xCELLigence System (Roche) umfassend bestimmt.
3. Ergebnisse:
Durch die Behandlung mit 1,8-Cineol konnte durch Vitalitäts-Tests und im xCELLigence
System eine deutliche Verminderung der Zell-Proliferation, als auch ein Rückgang der
Zellzahl beobachtet werden.
Durch die Anwendung von 1,8-Cineol kommt es zu einer Reduktion der Proliferation von
nasalen Polypen einer chronischen Rhinosinusitis. Dies würde bedeuten, dass 1,8-Cineol
eine pflanzliche Alternative zu standardgemäßen Glukokortikoiden wäre. Die
zugrundeliegenden zellulären und molekularen Mechanismen stehen im Fokus unserer
Forschung, zur Evaluation innovativer Therapieansätze.
Drittmittel
Projektträger
Werner und Klara Kreitz-Stiftung (bis Ende 2010)
Thema: „Verstärkung der EGF-R Therapie durch die Inhibierung TLR3
abhängiger Signalkaskaden bei malignen Kopf-Hals-Tumoren“
Mittel: 8 000.- Euro
Thema: „Tumor-Stammzellen in Kopf-Hals-Tumoren“
Mittel: 6 500.- Euro
Fresenius-Stiftung (bis Ende 2010)
Thema: „Ernährung, Zytokine, Stoffwechselaktivität und zirkadiane
Rhythmen bei Kopf-Hals-Karzinomen zur Individualisierung der
Tumortherapie“
Mittel: 180 000.- Euro
Forschungsförderung durch die Universität Lübeck (bis Ende 2011)
‚Juniorantrag’ für Herrn Dr. Robert Böscke
Mittel: 36 000.- Euro
78
Prof. Dr. med. B. Wollenberg
Forschungsschwerpunkt ‘Bildgebung bei Krankheitsprozessen’
Mittel: 112 200.- Euro
Stiftung Kopf-Hals (bis Ende 2010)
Thema: „Immunstimulation Natürlicher Killer Zellen bei malignen KopfHals Tumoren“
Mittel: 12 000.- Euro
Forschungsförderung durch die Merck KGaA (bis Ende 2011)
Cetuximab als Komplement-verstärkendes Therapeutikum gegen
CD59+ ‚Tumorstammzellen’ in Kopf-Hals-Karzinomen’
Mittel: 200 000.- Euro
Monika Kutzner Stiftung (bis Ende 2010)
‚Pluripotente Progenitorzellen in malignen Kopf-Hals-Karzinomen’
Mittel: 60 000.- Euro
Wyeth-Pharma GmbH (bis Ende 2010)
‘Preclinical evaluation of Temsirolimus in human bladder cancer and
squamous cell cancer of the head and neck’
Mittel: 20 000.- Euro
Rudolf Bartling Stiftung
einmalige Geräteanschaffung, 60.000,- EUR, in 2010
•
Cassella med GmbH
138 000,- EUR
Klinische und Molekularbiologische Studie zum therapeutischen Einsatz von CINEOL bei
Polyposis nasi
•
Junior-Antrag des UK-SH (Dr. Robert Böscke)
36 000,- EUR
Stammzellcharakteristika und die Rolle des Wnt/FZD-Signalweges für die Entzündung und
Progression der Polyposis nasi
1. Ausgegebene Drittmittel in 2010
Sachmittel/Stellen
Sachmittel:
100.000,- Euro Verbrauchsmaterial
Stellen:
3x
4x
12 Monate BAT Vb
12 Monate BAT 2a/2
Publikationen aus dem laufenden KEF-Projekt mit IF
1. Originalarbeiten
a) erschienen /bzw. im Druck
79
Prof. Dr. med. B. Wollenberg
Wulff, S., Pries, R., and B. Wollenberg (2010) Cytokine release of human NK cells solely
triggered with Poly I.C. Cellular Immunology, April 4, Accepted for publication. IF: 2,70
Schott, A.K., Pries, R., and B. Wollenberg (2010) Permanent up-regulation of regulatory Tlymphocytes in patients with head and neck cancer. Int. J. Mol. Med., 26(1): 67-75.
IF: 1,85
Kesselring, R., Pries, R., and B. Wollenberg (2010) Human Th17 cells can be induced
through head and neck cancer and have a functional impact on HNSCC development. British
J. Cancer, 26(1): 67-75.
IF: 4,35
Fiona Schedela1, Ralph Priesb1, Beate Thodea, Brigitte Wollmannb, Dieter Jochama,
Barbara Wollenbergb, Ingo Kausch (2010) mTOR inhibitors show promising in vitro activity
in bladder cancer and head and neck squamous cell carcinoma. Oncol. Reports, in print
IF: 1,85
Expression of the T cell Receptor αβ on a CD123+ BDCA2+ HLA-DR+ Subpopulation in
Head and Neck Squamous cell Carcinoma (2010)
ANNETTE THIEL§, REBECCA KESSELRING§, RALPH PRIES§, ALEXANDER PUZIK#,
NADINE WITTKOPF§, BARBARA WOLLENBERG§
PlosOne, in print
IF: 4,35
b) eingereicht
Plasmacytoid Dendritic Cell Subpopulations in Head and Neck Squamous Cell
Carcinoma
ANNETTE THIEL§, REBECCA KESSELRING§, RALPH PRIES§, ALEXANDER PUZIK#,
NADINE WITTKOPF§, BARBARA WOLLENBERG§
The Th17 surface receptor CD161 is downregulated on Th17 cells in head and neck
cancer
Rebecca Kesselring1, Annette Thiel1, Ralph Pries1, Barbara Wollenberg1
Induced Neuronal Differentiation of Human Skin- and Gland-derived Stem Cells by
Means of Co-Culture
Petschnik AE1, Fell B1, Tiede S2, Habermann J3, Pries R4, Kruse C1, Danner S1
2. Anderes / Dissertationen
•
Abschluss der naturwissenschaftlichen Dissertation von Frau Rebecca Kesselring.
•
Abschluss der Bachelorarbeiten des Studienganges ‚Molecular Life Sciences von
Frau Yvonne Paulukat und Anna Schildt.
•
Abschlüsse der med. Dr.-Arbeiten von Frau Bettina Hoffmann, Frau Anne Schott,
Frau Annette Thiel und Herrn Christian Meyer.
80