Die kultur der gegenwart : ihre entwicklung und ihre ziele.

3:4:2 Zellen-und gewebelehre, morphologie unt entwicklungsgeschichte -- v. 3:4:3. Physiologie und ökologie. I. Botanischer teil, unter redaktion von G. Haberlandt. -- v. 3:4:4. Abstammungslehre. Systematik paläontologie. Biogeographie. -- v. 3:5. Anthropologie, unter leitung von G. Schwalbe und E. Fisher. 1923 -- v. 3:7:1. Naturphilosophie, unter redaktion von C. Stumpf. -- v. 4:12. Technik des kriegswesens.

Modulation of proliferation-specific and differentiation-specific markers in human keratinocytes by SMAD7

We examined the potential role of SMAD7 in human epidermal keratinocyte differentiation. Overexpression of SMAD7 inhibited the activity of the proliferation-specific promoters for the keratin 14 and cdc2 genes and reduced the expression of the mRNA for the proliferation-specific genes cdc2 and E2F1. The ability of SMAD7 to suppress cdc2 promoter activity was lost in transformed keratinocyte cell lines and was mediated by a domain(s) located between aa 195-395 of SMAD7. This domain lies outside the domain required to inhibit TGFbeta1 signaling, suggesting that this activity is mediated by a novel functional domain(s). Examination of AP1, NFkappaB, serum response element, Gli, wnt, and E2F responsive reporters indicated that SMAD7 significantly suppressed the E2F responsive reporter and modestly increased AP1 activity in proliferating keratinocytes. These data Suggest that SMAD7 may have a role in TGFbeta-independent signaling events in proliferating/undifferentiated keratinocytes. The effects of SMAD7 in differentiated keratinocytes indicated a more traditional role for SMAD7 as an inhibitor of TGFbeta action. SMAD7 was unable to initiate the expression of differentiation markers but was able to superinduce/derepress differentiation-specific markers and genes in differentiated keratinocytes. This latter role is consistent with the ability of SMAD7 to inhibit TGFbeta-mediated suppression of keratinocyte differentiation and suggest that the opposing actions of SMAD7 and TGFbeta may serve to modulate squamous differentiation. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

Analysis of distinct tartrate-resistant acid phosphatase promoter regions in transgenic mice

The tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) is present in multiple tissues, including kidney, liver, lung, spleen, and bone. Recent study of (TRAP) gene expression has provided evidence for distinct promoters within the (TRAP) gene, suggesting that the gene has alternative, tissue-preferred mRNA transcripts. Examination of endogenous (TRAP) exon 1B and 1C mRNA transcripts revealed tissue-preferred transcript abundance with increased exon 1B transcripts detected in liver and kidney and increased exon 1C transcripts detected in bone and spleen. In this investigation, we have made transgenic mice that express a marker gene driven by two candidate promoters, designated BC and C, within the (TRAP) gene. The BC and C promoters are 2.2 and 1.6 kb, respectively, measured from the translation initiation site. Evaluation of BC transgenic lines demonstrated robust expression in multiple tissues. In contrast, significant transgene expression was not detected in C transgenic lines. Evaluation of transgene mRNAs in BC transgenic lines revealed that virtually all expression was in the form of B transcripts, suggesting that the tissue-preferred pattern of endogenous (TRAP) was not replicated in the BC transgenic line. Likewise, osteoclastogenic cultures from BC, but not C, transgenic bone marrow cells expressed the transgene following receptor activator of NFkappaB ligand/macrophage colony-stimulating factor stimulation. In conclusion, when compared with the 2.2-kb BC portion of the (TRAP) promoter region, the 1.6-kb C portion does not account for significant gene expression in vivo or in vitro; production of the bone- and spleen-preferred (TRAP) C transcript must depend on regulatory elements outside of the 2.2-kb promoter. As the majority of currently investigated transcription factors that influence transcriptional regulation of osteoclast gene expression bind within the 1.6-kb C portion of the (TRAP) promoter, it is likely that transcription binding sites outside of the 2.2-kb region will have profound effects on regulation of the gene in vivo and in vitro.

MicroRNA-induced polarization of microglia and macrophages after focal cerebral ischemia

Der ischämische Schlaganfall ist nicht nur die zweithäufigste Todesursache weltweit, sondern auch eine der Hauptursachen für körperliche Beeinträchtigungen im Erwachsenenalter. Das Ausmaß der durch den Schlaganfall hervorgerufenen Gewebeschädigung ist stark durch das Immunsystem geprägt. Die im Zentralnervensystem (ZNS) ansässigen Mikroglia und die aus dem Blutsystem infiltrierenden Makrophagen sind die Schlüsselzellen der lokalen und systemischen Entzündungsantwort nach dem ischämischen Schlaganfall. Sowohl Mikroglia als auch Makrophagen spielen in der Entwicklung der Gewebeschädigung eine duale Rolle. Zum einen phagozytieren sie Zelltrümmer und unterstützen neuroregenerative Prozesse, zum anderen sind diese Zellen in der Lage den Zustand der Gewebsschädigung zu verschlimmern und einer Regeneration des ZNS entgegenzuwirken. Die Polarisierung der Mikroglia/Makrophagen hin zu verschiedenen Phänotypen ist abhängig von der jeweiligen Phase der Gewebeschädigung. Der destruktive, proinflammatorische Phänotyp (M1) steht dabei dem protektiven, antiinflammatorischen Phänotyp (M2) gegenüber. Die Notwendigkeit einer zielgerichteten Regulierung der polarisierten Mikroglia/Makrophagen zum protektiven M2-Phänotyp wurde bereits mehrfach im Zusammenhang mit der Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen erwähnt. In der vorliegenden Dissertation soll die immunregulierende und neuroprotektive Wirkung der microRibonukleinsäure-124 (miRNA-124) in Bezug auf die Polarisierung von Mikroglia/Makrophagen zu verschiedenen Zeitpunkten nach Verschluss der Arteria cerebri media (ACM) im Gehirn von Mäusen gezeigt werden. Zu diesem Zweck wurde die liposomierte miRNA-124 zu einem frühen Zeitpunkt (Tag 2) und zu einem späten Zeitpunkt (Tag 10) nach Verschluss der ACM verabreicht. Die Behandlung mit der miRNA-124 zu einem frühen Zeitpunkt resultierte dabei in einem signifikanten Anstieg in der Anzahl der M2-positiven Mikroglia/Makrophagen im Vergleich zur Kontrollgruppe. Gleichzeitig nahm die Anzahl der M1-positiven Mikroglia/Makrophagen signifikant ab. Im Wesentlichen resultierte die Behandlung mit der miRNA-124 zu beiden Zeitpunkten in einem geringeren Verhältnis von proinflammatorischen (M1) zu antiinflammatorischen (M2) Mikroglia/Makrophagen. Zu den weiteren Erkenntnissen einer frühzeitigen Behandlung im Rahmen dieser Dissertation gehören: (i) eine signifikante Zunahme des neuronalen Überlebens, das zudem positiv mit der Anzahl der M2-positiven Mikroglia/Makrophagen korreliert, (ii) eine verbesserte funktionelle Erholung, welche in Verbindung mit den veränderten neuroinflammatorischen Ereignissen steht und (iii) ein signifikant verkleinertes Läsionsareal, welches durch reaktive Astrozyten zum gesunden Gewebe hin abgegrenzt wird. Die Ergebnisse dieser Dissertation zeigen, dass die Verabreichung von miRNA-124 eine neue Möglichkeit zur Regulierung der Immunantwort und der Neuroprotektion im Rahmen der Behandlung des ischämischen Schlaganfalls darstellt.

Peptide-mediated oligonucleotide delivery into eucaryotic cells

Nukleinsäuren sind viel versprechende Moleküle um genetisch bedingte Erkrankungen zu behandeln. Die unzureichende Serumstabilität und die schlechte Zellaufnahme aufgrund des hohen Molekulargewichts, der negativen Ladung und des hydrophilen Charakters der Nukleinsäure, erschweren jedoch die klinischen Anwendungen. Des Weiteren müssen bevor die Nukleinsäuren einem Patienten verabreicht werden können, geeignete in vitro-Systeme entwickelt werden, um die Auswirkungen der Nukleinsäure auf die Zellen zu untersuchen. Daher wurden zahlreiche virale als auch nicht-virale Transportsysteme entwickelt, um den Transport der therapeutischen Nukleinsäuren in die Zellen zu erleichtern. Da jedoch die Anwendung von viralen Vektoren mit vielen Nachteilen verbunden ist, werden nicht-virale Transportsysteme mit einem guten Wirkungsgrad und einer geringen Toxizität dringend benötigt. In den letzten Jahren sind sogenannte zellpenetrierende Peptide (cell penetrating peptides, CPP) als effektive, nicht-virale Vektoren für den Nukleinsäure-Transfer in den Fokus der Forschung getreten. Sie sind in der Lage, Moleküle in das Zellinnere zu transportieren, welche aufgrund ihrer Ladung, Größe und Hydrophilie normalerweise nicht die Zellmembran passieren können. Ziel dieser Arbeit war die Etablierung von geeigneten in vitro-Systemen sowie die Entwicklung von neuen peptid-basierten Transportmolekülen, die über eine nicht-kovalente Verbindung in der Lage sind, die Nukleinsäuren in die Zellen zu transportieren. Hierfür wurden verschiedene CPPs im Hinblick auf ihre Transportfähigkeit für Forschungsbereiche untersucht, die noch geeignete Transporter benötigen. Die untersuchten CPPs wurden sowohl von dem humanen Calcitonin (hCT) als auch von dem kationischen antimikrobiellen Peptid CAP18 (sC18) abgeleitet. Die in dieser Arbeit untersuchten CPPs waren in der Lage, Nukleinsäuren erfolgreich in verschiedene Zelllinien (MCF-7, HEK-293 und hTERT RPE-1) zu transportierten, ohne dabei die Vitalität der Zellen zu beeinflussen. Des Weiteren konnte für das CPP N-E5L-hCT(18-32)-k7 eine bemerkenswert hohe Transfektions-Effizienz erzielt werden, nachdem nicht-differenzierte hTERT RPE-1 Zellen damit transfiziert wurden. Die Effizienz überschritt sogar die von Lipofectamin, welches als positiv Kontrolle verwendet wurde. CPP N-E5L-hCT(18-32)-k7 war zudem in der Lage in einzellige Protisten (Choanoflagellate) zu internalisieren.

BODIPY-Porphyrazin-Hybride als panchromatische Lichtsammelsysteme für farbstoffsensibilisierte Solarzellen

In farbstoffsensibilisierten Solarzellen (DSSC) spielen Chromophore, die als Lichtsammel- und Energie-/Elektronentransfersysteme fungieren, eine zentrale Rolle. Phthalocyanine mit ihren intensiven Absorptionsbanden um 400 nm und 700 nm besitzen großes Potential für die effektive Sensibilisierung von Solarzellen. Trotz ihrer vielversprechenden physikochemischen Eigenschaften und intensiver Bemühungen erreichen Phthalocyanin-sensibilisierte Solarzellen nicht die Effizienzen, die bisher mit anderen Chromophorklassen erzielt werden konnten. In der vorliegenden Dissertation wurde die Entwicklung effizienter Lichtsammelsysteme für DSSC auf der Basis von Aza-substituierten Phthalocyaninen, sogenannten Pyrazinoporphyrazinen, verfolgt. Ein besonderer Fokus lag dabei auf einer Verbesserung der Absorptionseigenschaften der Chromophore im Bereich ihrer intrinsischen Absorptionslücke zwischen den Maxima um 400 nm und 700 nm. Um diese optische Lücke zu schließen wurden komplementär absorbierende BODIPY-Farbstoffe kovalent an synthetisch maßgeschneiderte Porphyrazine gebunden. Insgesamt wurden sechs neue Porphyrazin-Sensibilisatoren synthetisiert und photophysikalisch sowie elektrochemisch charakterisiert. Alle in dieser Arbeit untersuchten Porphyrazine tragen sterisch anspruchsvolle Tri(p-tolyl)propinyl-Gruppen um Agglomerationen zu vermeiden. Darüber hinaus wurden die Porphyrazine peripher entweder mit Hydroxy- oder Carboxygruppen als Bindungsstellen für oxidische Materialien ausgestattet sowie mit sechs BODIPY-Auxiliarfarbstoffen funktionalisiert, deren Substitutionsmuster variiert wurden. Zur Darstellung der komplexen Porphyrazine wurde eine Syntheseroute erarbeitet, die statistische Cyclisierungen unterschiedlicher Dinitril-Vorstufen beinhaltete und es ermöglichte, funktionelle Gruppen erst am vorgeformten Makrocyclus einzuführen. Die photophysikalische Untersuchung der hochfunktionalisierten Farbstoffe erfolgte über UV/Vis- und Fluoreszenzspektroskopie. Im Fall der BODIPY-Porphyrazin-Hybride schließt die zusätzliche Absorptionsbande der peripheren BODIPY-Einheiten die intrinsische Absorptionslücke der Porphyrazine. Die Hybride zeigen somit eine breite Absorption über den gesamten sichtbaren Spektralbereich mit hohen Extinktionskoeffizienten von ca. 4·10^5 M^−1cm^−1. Mittels Fluoreszenz- und Anregungsspektren wurde ein photoinduzierter Energie-transfer von den BODIPY-Einheiten auf den Porphyrazinkern nachgewiesen. Das elektrochemische Verhalten der BODIPY- und Porphyrazin-Verbindungen wurde mittels Cyclo- und Square-Wave-Voltammetrie untersucht. Die Effizienzen der Lichtenergieumwandlung wurden mit Hilfe von selbst-hergestellten und standardisierten farbstoffsensibilisierten Solarzellen bewertet. Alle Solarzellen zeigten eine messbare Photoaktivität unter Bestrahlung. Die Wirkungsgrade der Zellen lagen jedoch alle unter 1 %. Generell führten die Carboxyl-funktionalisierten Porphyrazine zu besseren Wirkungsgraden als die analogen, mit der tripodalen Ankergruppe ausgestatteten Derivate. Die mit Hilfe von Adsorptionsisothermen ermittelten Bindungskonstanten der Adsorption der Farbstoffe auf der TiO2-Oberfläche zeigten, dass beide Hafteinheiten eine feste Verankerung der Chromophore auf den TiO2-Elektroden ermöglichten. Insgesamt wirkte sich die Präsenz der peripheren BODIPY-Farbstoffe positiv auf die Wirkungsgrade der Solarzellen aus, jedoch nur in geringem Maß. Dieses Ergebnis wurde hauptsächlich auf die geringe Energiedifferenz zwischen der Leitungsbandkante des TiO2 und den LUMO-Energieniveaus der Chromophore zurückgeführt. Zusätzlich scheinen konkurrierende Prozesse wie die direkte Photoelektroneninjektion von den BODIPY-Einheiten in das TiO2 eine wichtige Rolle zu spielen. Neben der Anwendung in DSSC wurde die Wechselwirkung der Porphyrazine mit Graphen untersucht. Hierzu wurden A3B-Porphyrazine mit Pyrenyl-Seitenketten ausgestattet, die eine nicht-kovalente Verankerung des Chromophors auf Graphen ermöglichen. UV/Vis- und Fluoreszenzmessungen gaben u.a. erste Hinweise auf eine elektronische Kommunikation zwischen den beiden Hybridpartnern.