dc.contributor.author
Ulbrich, Claudia
dc.date.accessioned
2018-06-07T22:21:21Z
dc.date.available
2009-06-16T09:07:05.580Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/9169
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-13368
dc.description
1\. Einleitung 1 2\. Zielsetzung 3 3\. Literaturübersicht 4 3.1 Die Bildung
multizellulärer Sphäroide (MCS) in Kultur 4 3.1.1 Herkömmliche und neue
Methoden zur Herstellung von MCS 5 3.1.1.1 Liquid-Overlay Technik 5 3.1.1.2
Spinner-Flask Methode 5 3.1.1.3 Aktuelle Methoden der Sphäroidkultur 6 3.2 Das
Zytoskelett der Zelle 6 3.3 Die Extrazelluläre Matrix (EZM) 9 3.3.1 Kollagen
Typ I und III 11 3.3.2 Fibronektin 12 3.3.3 Laminin 13 3.3.4 Osteopontin 13
3.3.5 Integrine 14 3.3.6 Transforming Growth Factor-ß 15 3.3.7 Der Einfluss
der extrazellulären Matrix auf Zellen 15 3.4 Apoptose 16 3.4.1 Extrinsische
Faktoren 19 3.4.1.1 Fas (CD95) 19 3.4.1.2 Welche Bedeutung hat Fas für den
Körper? 20 3.4.2 Intrinsische Faktoren 21 3.4.2.1 Die Bedeutung der Bcl-2
Familie 21 3.4.2.2 Die Funktion von p53 im Zeichen der Apoptose 23 3.4.2.3
NF-B 24 3.5 Der Wachstumsfaktor bFGF 26 3.6 Endothelin-1 28 3.7 eNOS 28 3.8
Die „Random positioning machine“ in ihrer Verwendung als Klinostat 29 3.9 Die
Zelllinie Ea.hy926 31 4\. Eigene Untersuchungen 32 4.1 Materialien und
Methoden 32 4.1.1. Material 4.1.1.1 Geräte 32 4.1.1.1.1 Klinostat 33 4.1.1.1.2
Das Durchflusszytometer 33 4.1.1.2 Verbrauchsmaterialien 35 4.1.1.3
Chemikalien 35 4.1.1.4 Antikörper 37 4.1.1.5 Western Blot-Analyse 38 4.1.1.6
Oligonukleotide 39 4.1.1.7 Die Zelllinie 40 4.1.2 Methoden 40 4.1.2.1
Zellkulturtechnik 40 4.1.2.2 Gewinnung von Zellmaterial nach Kultivierung auf
dem Klinostaten 40 4.1.2.4 Mikroskopie 41 4.1.2.5 Durchflusszytometrie 41
4.1.2.6 Western Blot-Analyse 42 4.1.2.7 TaqMan PCR 43 4.1.2.8 F-Aktin Färbung
mittels Rhodamin-Phalloidin 45 4.1.2.9 Indirekte Immunfluoreszenz 46 4.1.2.10
Statistik 46 4.2 Ergebnisse 47 4.2.1 Die Effekte der Schwerelosigkeit auf
extrazelluläre Matrixproteine 48 4.2.1.1 Kurzzeitversuche 48 4.2.1.1.1
Osteopontin 48 4.2.1.2 Langzeitversuche 50 4.2.1.2.1 Kollagen Typ I 50
4.2.1.2.2 Kollagen Typ III 51 4.2.1.2.3 Fibronektin 52 4.2.1.2.4 Laminin 53
4.2.1.2.5 Osteopontin 54 4.2.1.3 Einfluss des basic Fibroblast Growth Factor
auf die EZM 57 4.2.1.3.1 Kollagen Typ I 57 4.2.1.3.2 Kollagen Typ III 60
4.2.1.3.3 Fibronektin 63 4.2.1.3.4 Laminin 65 4.2.1.3.5 Osteopontin 66 4.2.2
Die Auswirkungen von simulierter Schwerelosigkeit in Bezug auf Apoptose 69
4.2.2.1 Kurzzeitversuche 69 4.2.2.1.1 Bax 69 4.2.2.1.2 Bcl-2 71 4.2.2.1.3 Fas
73 4.2.2.2 Langzeitversuche 75 4.2.2.2.1 Bax 75 4.2.2.2.2 Bcl-2 77 4.2.2.2.3
Caspase-3 78 4.2.2.2.4 Fas 81 4.2.2.2.5 p53 83 4.2.2.3 Einfluss des basic
Fibroblast Growth Factor auf die Apoptosefaktoren 84 4.2.2.3.1 Bax 84
4.2.2.3.2 Bcl-2 87 4.2.2.3.3 Caspase-3 89 4.2.2.3.4 Fas 92 4.2.2.3.5 p53 95
4.2.2.3.6 NFB 98 4.2.3 Wirkung von bFGF auf Endothelin-1, eNOS und TGF1 100
4.2.3.1 Endothelin-1 100 4.2.3.2 eNOS 103 4.2.3.3 TGF1 105 4.2.4 Korrelation
von Endothelin-1 und TGF1 106 4.2.5 Das Zytoskelett 107 4.2.5.1 F-Aktin 107
4.2.5.2 F-Aktin und alpha-/beta-Tubulin 108 4.2.5.3 Vimentin 109 5\.
Diskussion 111 5.1 Endothelzellen und Schwerelosigkeit 111 5.2
Dreidimensionale multizelluläre Sphäroide 112 5.3 Veränderungen des
Zytoskeletts der Endothelzellen unter simulierter Schwerelosigkeit 112 5.4 Die
Rolle der Extrazellulären Matrix bei Endothelzellen 113 5.5 Apoptose und
Schwerelosigkeit 113 5.6 Langzeiteffekte der simulierten Schwerelosigkeit auf
Genexpression und Proteingehalt 115 5.7 Vorübergehende und Langzeiteffekte der
Mikrogravitation 116 5.8 Der basic Fibroblast Growth Factor 116 5.9 Der
Klinostat als Research-Tool 117 6\. Zusammenfassung 118 7\. Summary 119 8\.
Literaturverzeichnis 120 9\. Wissenschaftliche Publikationen 132 10\. Anlagen
Tabellenverzeichnis Abbildungverzeichnis Abkürzungsverzeichnis
Quellenverzeichnis Danksagung Selbständigkeitserklärung
dc.description.abstract
Endothelzellen in der Schwerelosigkeit Viele Weltraummissionen haben gezeigt,
dass länger dauernde Weltraumflüge das Risiko kardiovaskulärer Probleme
erhöhen. In dieser Arbeit wurden zum einen erstmalig humane Endothelzellen
über einen Zeitraum von 10 Tagen unter den Bedingungen der Mikrogravitation
mithilfe eines dreidimensionalen Klinostaten untersucht, um vorübergehende von
länger andauernden Effekten der Schwerelosigkeit zu unterscheiden. Die
maximale Expression aller untersuchten Gene war 10 min nach Beginn der
Klinorotation erreicht. Die Genexpression (Osteopontin, Fas, TGF-ß1) sank auf
niedrigere aber hochregulierte Level oder stieg erneut (Caspase-3) nach dem
vierten Tag der Klinorotation an. Der Caspase-3-, Bax- und Bcl-2-Proteingehalt
erhöhte sich nach 10 Tagen Mikrogravitation. Darüber hinaus fanden sich im
Langzeitversuch ein vermehrter Gehalt an Kollagen Typ I und III, sowie
Veränderungen des Zytoskeletts im Bezug auf alpha- und beta-Tubulin sowie
F-Aktin. Darüber hinaus untersucht diese Arbeit die Wirkung von bFGF im
Hinblick auf Kurzzeiteffekte. Die Fibroblast Growth Factor-Familie besteht aus
Wachstumsfaktoren, die in Wundheilung und Embryonalentwicklung involviert
sind. Die Interaktion mit an Zelloberflächen-gebundene Heparansulfat-
Proteoglykane ist für die FGF Signaltransduktion essenziell. In normalem
Gewebe kommt bFGF in Basalmembranen und in der subendothelialen
extrazellulären Matrix von Blutgefäßen vor. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die
möglichen Effekte von bFGF auf den programmierten Zelltod und die
extrazellulären Matrixproteine, den Proteingehalt von Induktoren und
Inhibitoren der Apoptose und der Genexpression von Endothelin-1 und eNOS zu
untersuchen. Diese Arbeit hat erstmalig gezeigt, dass bFGF unter Bedingungen
von 0 g den Gehalt an Kollagen Typ I, Bcl-2, Caspase-3, Fas und NFB reduziert
und den Gehalt an Kollagen Typ III, Fibronektin, Laminin, Bax, p53,
Endothelin-1, eNOS und TGF1 steigert. In folgenden Studien muss nun geklärt
werden, wie sich Endothelzellen über einen Zeitraum von > 10 d unter den
Bedingungen simulierter Schwerelosigkeit verhalten, zu welchen exakten
Zeitpunkten signifikante Veränderungen eintreten, welche Rolle bFGF bei diesen
Vorgängen spielt und ob es möglich ist, die Methode der Kultivierung von
Endothelzellen mithilfe einer RPM im Bereich des Tissue Engineering
einzusetzen.
de
dc.description.abstract
Endothelial cells under microgravity Many space missions have shown that
prolonged space flights may increase the risk of cardiovascular problems.
Using a three-dimensional clinostat, this work investigated for the first time
human endothelial EA.hy926 cells up to 10 days under conditions of
microgravity to distinguish transient from long-term effects of
weightlessness. Maximum expression of all selected genes occurred after 10
minutes of clinorotation. Gene expression (osteopontin, Fas, TGF-ß) declined
to slightly upregulated levels or rose again (caspase-3) after the fourth day
of clinorotation. Caspase-3, Bax and Bcl-2 protein content was enhanced for 10
days of microgravity. In addition, long-term accumulation of collagen type I
and III and alterations of the cytoskeletal alpha- and beta-tubulins and
F-actin were detectable. Besides that, this work investigates the effects of
bFGF on short-term investigations. Fibroblast growth factors are a family of
growth factors involved in wound healing and embryonic development. The
interaction with cell-surface associated heparin sulfate proteoglycans has
been shown to be essential for FGF signal transduction. In normal tissue, bFGF
is present in basement membranes and in the subendothelial extracellular
matrix of blood vessels. The specific goal of this work was to examine
possible effects of bFGF on programmed cell death and extracellular matrix
proteins, protein contents of inducers and inhibitors of apoptosis and the
gene expression of endothelin-1 and eNOS. This work clearly demonstrates for
the first time that bFGF reduces collagen type I, bcl-2, caspase-3, fas and
NFB and increases collagen type III, fibronectin, laminin, bax, p53,
endothelin-1, eNOS and TGF1. New experiments should show how endothelial
cells react to conditions of simulated microgravity for a time period > 10d,
at which defined time points significant changes occur, if bFGF plays a key
role in this changes and if it is possible to use this method of cultivation
of endothelial cells with the help of a RPM for tissue engineering in future.
en
dc.format.extent
137, [12] S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
weightlessness simulation (MeSH)
dc.subject
extracellular spaces
dc.subject
spheroids, cellular (MeSH)
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft
dc.title
Endothelzellen in der Schwerelosigkeit
dc.contributor.contact
claudia.ulbrich@charite.de
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. Dr. R. Rudolph
dc.contributor.furtherReferee
Priv.-Doz. Dr. D. Grimm
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. J. Plendl
dc.date.accepted
2009-04-03
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000010529-4
dc.title.translated
Endothelial cells under microgravity
en
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000010529
refubium.note.author
Gleichzeitig erschienen im Verl. DVG, ISBN 978-3-941703-16-2
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000005735
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access