Neurons derived from P19 embryonic carcinoma cells as a platform for biosensor applications - optimisation and characterisation

P19 is a mouse-derived embryonal carcinoma cell line capable of differentiation toward ectodermal, mesodermal and endodermal lineages and could thus be differentiated into neurons. Different culture conditions were tested to optimise and increase the efficiency of neuronal differentiation since the population of P19-derived neurons was reported to be heterogeneous with respect to the morphology and neurotransmitters they synthesise. P19-derived neurons were cultured on microelectrode arrays as cell aggregates and as dissociated cells. Improved neuronal maturation was shown by the presence of microtubule associated protein 2, neurofilament and synaptophysin formation when initiation of neuronal differentiation was prolonged. High initial cell density cultures and coating of surfaces with polyethylenimine-laminin further improved neuronal maturation of differentiated P19 cells. Increased spontaneous activities of the P19-derived neurons were correspondingly recorded. Two to three hours recordings were performed between 17 and 25 days when extracellular signals were stabilised. It was found that P19-derived neurons developed network properties as partially synchronised network activities. P19-derived neurons appeared to give inhomogenous response to the 2 major neurotransmitters, -aminobutyric acid (GABA) and glutamate. The P19-derived neuronal networks obtained from optimised protocol in this thesis were predominantly GABAergic. The reproducible long term extracellular recordings performed showed that neurons derived from P19 embryonal carcinoma cells could be applied as a model for cell based biosensor in corporation with microelectrode arrays.

Die Leber als Latenzort des murinen Cytomegalovirus: Identifizierung und Charakterisierung des latent infizierten Zelltyps

Die Untersuchungen der murinen Cytomegalovirus (mCMV) Infektion im BALB/c Mausmodell konzentrierten sich bislang auf die Lunge, da diese einen Hauptort der mCMV Latenz darstellt. Da latentes CMV auch häufig durch Lebertransplantationen übertragen wird, wurde in dieser Arbeit die Leber als ein weiteres medizinisch relevantes Organ der CMV Latenz und Reaktivierung untersucht. Um zunächst die zellulären Orte der mCMV Latenz in der Leber zu ermitteln, wurden verschiedengeschlechtliche Knochenmarktransplantationen (KMT) mit männlichen tdy-positiven Spendern und weiblichen, tdy-negativen Empfängern, mit anschließender mCMV Infektion durchgeführt, um latent infizierte Mäuse mit geschlechtschromosomalem Chimärismus zu generieren. Diese Chimären erlaubten eine Unterscheidung zwischen tdy-positiven Zellen hämatopoetischen Ursprungs und tdy-negativen stromalen und parenchymalen Gewebszellen. Die Separation von Leberzellen der Chimären mittels zentrifugaler Elutriation und anschließender DNA Quantifizierung viraler und zellulärer Genome durch eine quantitative real-time PCR ergab einen ersten Hinweis, dass Endothelzellen ein zellulärer Ort der mCMV Latenz sind. Die darauf folgende immunomagnetische Zelltrennung lokalisierte latente virale DNA in der CD31-positiven Zellfraktion. Die Koexpression von CD31 mit dem endothelzellspezifischen Oberflächenmarker ME-9F1 identifizierte die sinusoidalen Endothelzellen der Leber (LSEC) als die Zellen, die latente virale DNA beherbergen. In den zytofluorometrisch aufgereinigten CD31+/ME-9F1+ LSEC waren bei gleichzeitigem Rückgang der männlichen tdy Markergene virale Genome angereichert, was darauf hinwies, dass Zellen, die virale DNA enthalten, vom Knochenmark-Empfänger stammen. Durch zytofluorometrische Analysen isolierter LSEC konnte eine vom Spender abstammende Subpopulation MHCII+/CD11b+ LSEC identifiziert werden. Anschließende Quantifizierungen viraler DNA aus latent infizierten Mäusen detektierten eine Abnahme viraler Genome mit zunehmender Menge an tdy-positiven Zellen, was beweist, dass MHCII+/CD11b+ LSEC keinen Ort der mCMV Latenz darstellen. Die limiting dilution Untersuchungen der isolierten latent infizierten LSEC ergaben eine Frequenz von einer latent infizierten Zelle unter ~1,9x104 LSEC und eine Anzahl von 7 bis 19 viralen Genomen pro latent infizierter Zelle. Nach 24 Stunden Kultivierung der LSEC konnte mittels quantitativer real-time RT-PCR mit Gesamt-RNA aus LSEC ein Anstieg der Genexpression der immediate early Gene ie1 und ie3 sowie eine Induktion des early Gens e1 gezeigt werden. Eine Erhöhung der transkriptionellen Reaktivierung durch die Inkubation der LSEC mit unterschiedlichen HDAC Inhibitoren konnte allerdings nicht erzielt werden, da sowohl die Menge der isolierten RNA aus behandelten Kulturen, als auch die Anzahl viraler Transkripte im Vergleich zu den unbehandelten Kulturen erniedrigt war. Aufgrund der kurzen Lebensdauer isolierter LSEC in vitro konnte durch Kokultivierungen latent infizierter LSEC zusammen mit murinen embryonalen Fibroblasten keine Virusreaktivierung induziert werden. Im Gegensatz dazu wurden durch den Transfer gereinigter ME-9F1+/CD31+ LSEC aus latent infizierten Spendern in immunsupprimierte Empfänger virale Rekurrenzen in Lungenexplantatkulturen des Rezipienten detektiert. Damit konnten LSEC eindeutig als zellulärer Ort von mCMV Latenz und Reaktivierung in der Leber identifiziert werden.

Die Rolle des anti-apoptotischen Proteins Mcl-1 für die Leber und das hepatozelluläre Karzinom

Myeloid cell leukemia-1 (Mcl-1) ist ein anti-apoptotisches Mitglied der Bcl-2-Proteinfamilie. Als solches ist es in der Lage, die mitochondriale Aktivierung während der Apoptose zu hemmen. Dadurch schützt es Zellen bei zellulärem Stress (wie z.B. Differenzierung, Proliferation oder Virusinfektion) vor Apoptoseinduktion. Aufgrund dieser Eigenschaft ist es unabkömmlich während der Embryogenese und in verschiedenen hämatopoetischen Zellpopulationen. Des Weiteren ist Mcl-1 als Protoonkogen in verschiedenen humanen Tumorentitäten verstärkt exprimiert und kann so zu einer verminderten Apoptosesensitivität von Tumorzellen beitragen. Auch primäre humane Hepatozyten können nach Mcl-1-Induktion durch Wachstumsfaktorbehandlung gegenüber CD95-vermittelter Apoptose geschützt werden. Daher sollte untersucht werden, welche Bedeutung Mcl-1 im hepatozellulären Karzinom (HCC) und in der gesunden Leber einnimmt. Hierzu wurde zunächst humanes HCC-Gewebe hinsichtlich der Expression von Mcl-1 untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Mcl-1 sowohl auf mRNA- als auch auf Protein-Ebene in HCC-Gewebe verstärkt exprimiert ist im Vergleich zu benachbartem Normalgewebe. Auch in verschiedenen HCC-Zelllinien konnte eine starke Mcl-1-Expression nachgewiesen werden. Diese war vor allem über den PI3K/Akt-Signalweg reguliert. Eine Hemmung dieses Signalwegs führte zu einer Reduktion der Mcl-1-Expression und so zu einer Sensitivierung der Zellen gegenüber verschiedenen Chemotherapeutika und zielgerichteten Therapien. Des Weiteren wurde die Mcl-1-Expression spezifisch durch RNA-Interferenz gehemmt. Auch hier konnte gezeigt werden, dass Zellen mit unterdrückter Mcl-1-Expression deutlich sensitiver gegenüber verschiedenen Apoptose-induzierenden Substanzen reagierten. Eine kombinierte Hemmung der Mcl-1-Expression und der PI3-Kinase führte schließlich zu einer nochmals verstärkten Sensitivierung. Im Gegensatz dazu führte eine Überexpression von Mcl-1 zu einer Hemmung der Apoptoseinduktion. Im zweiten Teil der Arbeit wurde eine Mauslinie etabliert, welche spezifisch in Hepatozyten kein Mcl-1 exprimiert, um so die Bedeutung von Mcl-1 für die Leber in vivo zu untersuchen. Es zeigte sich, dass Mcl-1flox/flox-AlbCre-Mäuse bereits im Alter von acht Wochen eine verminderte Lebergröße aufweisen. Dies wurde verursacht durch spontane Apoptoseinduktion in den Mcl-1 negativen Hepatozyten. Hierdurch kam es zu einer Leberschädigung, ersichtlich durch erhöhte Transaminasenwerte, erhöhte Caspase-3-Aktivierung, und Schädigung der Gewebsstruktur. Zudem war als kompensatorischer Effekt die Zellproliferation erhöht, ohne dass sich jedoch das Lebergewicht an das von Kontrolltieren anglich. Interessanterweise kam es in Mcl-1flox/flox-AlbCre-Mäusen als Folge der chronischen Leberschädigung zur Entwicklung einer Leberfibrose, ersichtlich durch eine verstärkte Collageneinlagerung. Weiterhin reagierten Mcl-1flox/flox-AlbCre-Mäuse wesentlich empfindlicher gegenüber Todesrezeptor-vermittelter Apoptose. Diese Daten zeigen zum einen, dass Mcl-1 zur Apoptoseresistenz von HCC-Zellen beitragen kann. Zielgerichtete Therapien, welche die Expression von Mcl-1 hemmen, könnten folglich für die Therapie des HCCs von Interesse sein. Des Weiteren konnte in dieser Arbeit zum ersten Mal gezeigt werden, dass Mcl-1 ein zentraler anti-apoptotischer Faktor für Hepatozyten in vivo ist.

The role of NPxY domains in LRP1 receptor maturation and function

Analyses of low density lipoprotein receptor-related protein 1 (LRP1) mutant mouse embryonic fibroblasts (MEFs) generated from LRP1 knock-in mice revealed that inefficient maturation and premature proteasomal degradation of immature LRP1 is causing early embryonic lethality in NPxY1 and NPxY1+2 mutant mice. In MEFs, NPxY2 mutant LRP1 showed efficient maturation but, as expected, decreased endocytosis. The single proximal NPxY1 and the double mutant NPxY1+2 were unable to reach the cell surface as an endocytic receptor due to premature degradation. In conclusion, the proximal NPxY1 motif is essential for early sorting steps in the biosynthesis of mature LRP1.rnThe viable NPxY2 mouse was used to provide genetic evidence for LRP1-mediated amyloid-β (Aβ) transport across the blood-brain barrier (BBB). Here, we show that primary mouse brain capillary endothelial cells (pMBCECs) express functionally active LRP1. Moreover, demonstrate that LRP1 mediates [125I]-Aβ1-40 transcytosis across pMBCECs in both directions, whereas no role for LRP1-mediated Aβ degradation was detected. Aβ transport across pMBCECs generated from NPxY2 knock-in mice revealed a reduced Aβ clearance in both directions compared to WT derived pMBCECs. Finally, we conclude that LRP1 is a bona-fide receptor involved in bidirectional transcytosis of Aβ across the BBB.rn

Generierung und Charakterisierung von in-vitro- und in- vivo-Modellsystemen zur Untersuchung des Skelettsystems

Die Entstehung und Aufrechterhaltung von Knorpel- und Knochengewebe wird durch eine Vielzahl von hemmenden oder fördernden Faktoren hoch komplex reguliert, wobei die dabei involvierten physiologischen Prozesse bisher nur teilweise verstanden werden. Auch die Ursachen sowohl degenerativer Erkrankungen, aber auch durch Mutationen im FGFR3-Gen verursachter Chondrodysplasien sind in ihrer Ätiopathogenese noch nicht vollständig erforscht. In dieser Arbeit wurden verschiedene experimentelle Ansätze verfolgt, die zur weiteren Aufklärung der Pathophysiologie zweier unterschiedlicher Skeletterkrankungen beitragen sollten.rnEin relevantes Charakteristikum der degenerativen Gelenkserkrankung Osteoarthrose ist der Verlust an Aggrekan, hauptverantwortlich verursacht durch die Aggrekanase ADAMTS5. Es wurde ein Tiermodell generiert, bei dem gezielt mittels des Tet-ON-Systems die Aggrekanase mAdamts-5 überexprimiert werden kann. Nach Konstruktherstellung und Generierung als auch Charakterisierung des in vitro-Modells wurde das Tiermodell hergestellt, um die Folgen der Überexpression im Hinblick auf einen verstärkten Aggrekanabbau im Knorpel der Mäuse zu analysieren. Nach initialer Charakterisierung auf Induzierbarkeit zeigte eine Gründerlinie eine induzierbare transgene mAdamts5-Expression. Die Überprüfung auf Knorpelspezifität zeigte, sowohl embryonal als auch im adulten Tier, dass sich der verwendete, zusammengesetzte Kollagen-Typ II Promotor wie der endogene verhielt und somit funktional war. Nach Doxyzyklininduktion wurde bei der optimalen Dosis von 1 mg/ml im Vergleich zum induzierten Wildtyp-Tier eine 15%ige Abnahme des Gesamt-Glykosamino-glykan(GAG)-Gehaltes und eine um 120% erhöhte GAG-Abgabe ins Medium detektiert, was eine verstärkte Spaltung von Aggrekan bedeutete. Die transgene Aggrekanase wurde überexprimiert und spaltete verstärkt Aggrekan. Da aufgrund der histologischen Untersuchungen jedoch keine Knorpelerosionen feststellbar waren, konnte im Umkehrschluss gefolgert werden, dass der Knorpel einen Verlust an Glykosaminoglykanen bis zu einer gewissen Grenze tolerieren kann. Mit dem generierten und charakterisierten Tiermodell konnte mit dem Verlust an GAG eine Osteoarthrose-ähnliche Situation simuliert werden, insbesondere im Hinblick auf frühe Stadien der Erkrankung, bei denen noch keine makroskopisch eindeutig sichtbare Knorpelerosionen vorliegen. rnIm zweiten Teil der Arbeit wurden Zellkulturexperimente zur weiteren Aufklärung FGFR3-regulierter Prozesse durchgeführt. Nach Generierung und Verifizierung der stabilen Zelllinien, die mittels des Tet-ON-Systems das FGFR3-Gen mit jeweils einer Chondrodysplasie-assoziierten Mutation (Achondroplasie-Mutation G380R, Thanatophore Dysplasie Typ II-Mutation K650E) induzierbar überexprimieren, wurden die Auswirkungen der zwei verschiedenen Mutationen anhand bereits beschriebener Signalwege untersucht. Über die Rekrutierung des ERK-Signalweges konnte bei beiden Zelllinien die Funktionalität nachgewiesen werden, wobei die Zelllinie mit der einen schwereren Phänotyp beim Menschen verursachenden TDII-Mutation eine stärkere Aktivierung zeigte. Bei der Aktivierung von STAT1 wies nur die TDII-Zelllinie eine Phosphorylierung auf, nicht jedoch die ACH-Zelllinie; dies deckte sich mit bereits publizierten Untersuchungen. Beide Kaskaden zeigten eine unterschiedliche Signalantwort aufgrund der verschiedenen Mutationen. Des Weiteren konnte eine unterschiedliche MMP13-Zielgenexpression nachgewiesen werden, wobei lediglich die ACH-Zelllinie eine erhöhte MMP13-Expression (6-fach) zeigte. Zur Identifizierung neuer involvierter FGFR3-Zielgene wurde die differentielle Genexpression der TDII-Zelllinie im Vergleich induziert/nicht induziert mittels Microarray-Hybridisierung untersucht. Als interessantes Zielgen fiel STC1 auf, welches ebenfalls eine Rolle in der Chondrogenese spielt und bislang nicht mit FGFR3 in Verbindung gebracht wurde. Es konnte jedoch nur auf RNA-Ebene eine Regulation nachgewiesen werden. Nachfolgend durchgeführte transiente Experimente zeigten, dass die Wildtyp-Variante von FGFR3 möglicherweise eine Funktion in der Sekretion des Proteins STC1 hat und dass durch die beiden eingefügten Mutationen (ACH, TDII) diese aufgehoben ist. Der Einfluss von FGFR3 auf die Sekretion von STC1 stellt ein neues Ergebnis dar, insbesondere auch die Auswirkungen der beiden für die unterschiedlichen Krankheitsbilder stehenden Mutationen. Welche Relevanz allerdings die STC1-Sekretion im Rahmen FGFR3-assoziierter Erkrankungen hat, kann nicht eindeutig beurteilt werden. Weitere Faktoren aus dem hoch komplexen Zusammenspiel während der Knorpel/Knochenentwicklung müssen untersucht werden, um eine definitive Einordnung zu ermöglichen.

Untersuchung der physiologischen Rolle des Wilms-Tumorgens 1 (WT1) im Rahmen der Generierung muriner in-vivo-Modelle für die Wilms-Tumorerkrankung

Der Wilms-Tumor ist eine embryonale Tumorerkrankung der Niere, als deren Ursprung Nierenvorläuferzellen des metanephrischen Mesenchyms gelten, deren Differenzierung während der frühen Nephrogenese ausbleibt und aus denen nachfolgend durch eine maligne Transformation Wilms-Tumore entstehen. Zwei Gene, die an der Wilms-Tumorgenese beteiligt zu sein scheinen, sind WT1 (Wilms-Tumorgen 1) und CTNNB1 (Catenin, cadherin-associated protein, beta 1). Während WT1 u.a. die Differenzierung des metanephrischen Mesenchyms steuert, begünstigen aktivierende Mutationen von CTNNB1 und eine dadurch bedingte Akkumulation seines Proteins β-Catenin die Tumorgenese vieler Organe. So verwundert es nicht, dass eine alleinige heterozygote Keimbahnmutation von WT1, die einen dominant-negativen Effekt auf funktionsfähiges WT1 ausübt, häufig zur Entstehung von Wilms-Tumoren in Patienten mit Denys-Drash-Syndrom (DDS) führt, sowie in etwa 15 % aller sporadischen Wilms-Tumore WT1 und CTNNB1 mutiert sind.rnDer Mechanismus der Entstehung von Wilms-Tumoren ist weitgehend unbekannt, was u.a. daran liegt, dass homozygote Wt1-Mutationen in der Maus embryonal (~ Tag 13,5 d.p.c.) letal sind. In der vorliegenden Arbeit sollten daher mit Hilfe einer Wt1 k.o.-Effektormaus (WE2) vier murine konditional reversible Wilms-Tumor-Modelle auf Basis des Tet off-Systems hergestellt werden. Dadurch lag in den zu generierenden Tieren Wt1 durch die Integration des WE2-Transgens zwar nur heterozygot mutiert vor, doch durch den endogenen Wt1-Promotor des Transgens sollte es zur zeitlichen und räumlichen Wt1-analogen Expression eines tetrazyklinabhängigen Transaktivators (tTA) kommen, der ohne die Gabe von Doxycyclin Tet-regulierbare Transgene in Wt1-exprimierenden Zellen aktivieren kann, die einen positiven Einfluss auf die Wilms-Tumorgenese haben könnten. So sollte durch das WE2 DDS-Modell ein DDS simuliert werden und es in Tieren der Modelle WE2 TC bCat∆Ex3, WE2 LC bCat∆Ex3 und WE2 Wnt1 zur Akkumulation von β-Catenin in Wt1-exprimierenden Nierenvorläuferzellen kommen, so dass deren Differenzierung ausbleibt und es durch eine maligne Transformation zur Entstehung eines Wilms-Tumors kommt.rnrnMit Hilfe von histologischen Analysen an entsprechenden Responder-Linien konnte zunächst gezeigt werden, dass die embryonale und adulte Expressionsdomäne des WE2-Effektors mit der von endogenen Wt1 übereinstimmt. Gleichzeitig wurden aber auch neue Expressionsorte von Wt1 nachgewiesen. So konnte die Expression des WE2-Effektors z.B. im Endothel der dorsalen Aorta detektiert werden, der als Entstehungsort von hämatopoetischen Stammzellen gilt. Anschließende hier vorgestellte Experimente zeigten, dass Wt1 direkt an diesem Prozess beteiligt ist und belegten eine noch nicht beschriebene Funktion von Wt1 in der frühen Hämatopoese.rnEs war jedoch mit keinem System möglich, eine Wilms-Tumorerkrankung zu simulieren. Während Tiere des WE2 DDS-Modells trotz nachweisbarer Induktion keinen Phänotyp aufwiesen, war wohl in den anderen Modellen eine konstitutive β-Catenin-Aktivierung in der Frühschwangerschaft nicht mit dem embryonalen Überleben vereinbar. Dabei schienen alle tripeltransgenen bzw. doppeltransgenen Embryonen, in denen durch einen frühen Doxycyclinentzug die Entstehung von Wilms-Tumoren möglich gewesen wäre, intrauterin zu sterben. Wurde dagegen Doxycyclin erst in der dritten Lebenswoche entzogen, so entwickelten die Tiere durch eine Wt1-vermittelte β-Catenin-Aktivierung Granulosazelltumore, polyzystische Nieren und Veränderungen der Hoden. Da alle diese organischen Veränderungen während der prä- bis frühen postnatalen Phase induziert wurden, schien die Doxycyclinmenge nicht auszureichen, um eine β-Catenin-Aktivierung zu verhindern. Es hätte also auch zur Entstehung von Wilms-Tumoren kommen können, so dass diese Ergebnisse darauf hinweisen, dass eine β-Catenin-Aktivierung wahrscheinlich nicht der physiologisch entscheidende Schritt bei der Entstehung eines Wilms-Tumors ist.rnrnDie Charakterisierung der WE2-Effektormaus und die Herstellung und Analysen der Systeme geben damit Einblick in die WT1- bzw. WT1/CTNNB1-assoziierte Wilms-Tumorgenese und ermöglichen die weitere Erforschung von Granulosazelltumoren, polyzystsischen Nieren, Veränderungen von Hoden und der Rolle von WT1 in der frühen Hämatopoese.rn

Novel agents targeting the IGF-1R/PI3K pathway impair cell proliferation and survival in subsets of medulloblastoma and neuroblastoma

The receptor tyrosine kinase (RTK)/phosphoinositide 3-kinase (PI3K) pathway is fundamental for cancer cell proliferation and is known to be frequently altered and activated in neoplasia, including embryonal tumors. Based on the high frequency of alterations, targeting components of the PI3K signaling pathway is considered to be a promising therapeutic approach for cancer treatment. Here, we have investigated the potential of targeting the axis of the insulin-like growth factor-1 receptor (IGF-1R) and PI3K signaling in two common cancers of childhood: neuroblastoma, the most common extracranial tumor in children and medulloblastoma, the most frequent malignant childhood brain tumor. By treating neuroblastoma and medulloblastoma cells with R1507, a specific humanized monoclonal antibody against the IGF-1R, we could observe cell line-specific responses and in some cases a strong decrease in cell proliferation. In contrast, targeting the PI3K p110α with the specific inhibitor PIK75 resulted in broad anti-proliferative effects in a panel of neuro- and medulloblastoma cell lines. Additionally, sensitization to commonly used chemotherapeutic agents occurred in neuroblastoma cells upon treatment with R1507 or PIK75. Furthermore, by studying the expression and phosphorylation state of IGF-1R/PI3K downstream signaling targets we found down-regulated signaling pathway activation. In addition, apoptosis occurred in embryonal tumor cells after treatment with PIK75 or R1507. Together, our studies demonstrate the potential of targeting the IGF-1R/PI3K signaling axis in embryonal tumors. Hopefully, this knowledge will contribute to the development of urgently required new targeted therapies for embryonal tumors.

Differential expression of the receptor tyrosine kinase EphB4 and its ligand Ephrin-B2 during human placental development

Normal placentation involves the development of an utero-placental circulation following the migration of the extravillous cytotrophoblasts into the decidua and invasion of the spiral arteries, which are thereby transformed into large vessels of low resistance. Given the documented role of the receptor tyrosine kinase EphB4 and its ligand ephrin-B2 in the establishment of the embryonal vascular network, we hypothesized that these molecules are also instrumental in the development of the human placenta. Monitoring the expression during placental development revealed that in first trimester and term placentae both molecules are equally expressed at the RNA level. In contrast, the protein levels were significantly reduced during gestation. Immunohistochemistry revealed a distinct localization of the EphB4 and ephrin-B2 proteins. EphB4 was predominantly expressed in the villous syncytial trophoblast layer and in a subset of intravillous capillaries. Prominent expression was also observed in the extravillous cytotrophoblast giant cells. In contrast, ephrin-B2 expression was detected in the villous cytotrophoblast and syncytial trophoblast cell layers, as well as initially in all intravillous capillaries. Strong expression was also observed in extravillous anchoring cytotrophoblast cells. Hypoxia is a major inducer of placental development. In vitro studies employing trophoblast-derived cell lines revealed that predominantly ephrin-B2 expression is induced by hypoxia, however, in an Hif-1alpha independent manner. These experiments suggest that EphB4 and ephrin-B2 are instrumental in the establishment of a functional placental structure and of the utero-placental circulation.

Establishment of murine cell lines by constitutive and conditional immortalization

Mouse cell lines were immortalized by introduction of specific immortalizing genes. Embryonic and adult animals and an embryonal stem cell line were used as a source of primary cells. The immortalizing genes were either introduced by DNA transfection or by ecotropic retrovirus transduction. Fibroblasts were obtained by expression of SV40 virus large T antigen (TAg). The properties of the resulting fibroblast cell lines were reproducible, independent of the donor mouse strains employed and the cells showed no transformed properties in vitro and did not form tumors in vivo. Endothelial cell lines were generated by Polyoma virus middle T antigen expression in primary embryonal cells. These cell lines consistently expressed relevant endothelial cell surface markers. Since the expression of the immortalizing genes was expected to strongly influence the cellular characteristics fibroblastoid cells were reversibly immortalized by using a vector that allows conditional expression of the TAg. Under inducing conditions, these cells exhibited properties that were highly similar to the properties of constitutively immortalized cells. In the absence of TAg expression, cell proliferation stops. Cell growth is resumed when TAg expression is restored. Gene expression profiling indicates that TAg influences the expression levels of more than 1000 genes that are involved in diverse cellular processes. The data show that conditionally immortalized cell lines have several advantageous properties over constitutively immortalized cells.

Neuropeptide Y receptors in primary human brain tumors: overexpression in high-grade tumors

Peptide receptors are often overexpressed in tumors, and they may be targeted in vivo. We evaluated neuropeptide Y (NPY) receptor expression in 131 primary human brain tumors, including gliomas, embryonal tumors, meningiomas, and pituitary adenomas, by in vitro receptor autoradiography using the 125I-labeled NPY receptor ligand peptide YY in competition with NPY receptor subtype-selective analogs. Receptor functionality was investigated in selected cases using [35S]GTPgammaS-binding autoradiography. World Health Organization Grade IV glioblastomas showed a remarkably high expression of the NPY receptor subtype Y2 with respect to both incidence (83%) and density (mean, 4,886 dpm/mg tissue); astrocytomas World Health Organization Grades I to III and oligodendrogliomas also exhibited high Y2 incidences but low Y2 densities. In glioblastomas, Y2 agonists specifically stimulated [35S]GTPgammaS binding, suggesting that tumoral Y2 receptors were functional. Furthermore, nonneoplastic nerve fibers containing NPY peptide were identified in glioblastomas by immunohistochemistry. Medulloblastomas, primitive neuroectodermal tumors of the CNS, and meningiomas expressed Y1 and Y2 receptor subtypes in moderate incidence and density. In conclusion, Y2 receptors in glioblastomas that are activated by NPY originating from intratumoral nerve fibers might mediate functional effects on the tumor cells. Moreover, identification of the high expression of NPY receptors in high-grade gliomas and embryonal brain tumors provides the basis for in vivo targeting.

Long-term followup results of 1 cycle of adjuvant bleomycin, etoposide and cisplatin chemotherapy for high risk clinical stage I nonseminomatous germ cell tumors of the testis

PURPOSE: We evaluated the long-term outcome after 1 cycle of adjuvant modified bleomycin, etoposide and cisplatin chemotherapy in patients who underwent orchiectomy for high risk clinical stage I nonseminomatous germ cell tumor of the testis. MATERIALS AND METHODS: Between 1995 and 1999 a consecutive series of 44 patients underwent orchiectomy for clinical stage I nonseminomatous germ cell tumor of the testis, followed by a single postoperative cycle of adjuvant modified bleomycin, etoposide and cisplatin for vascular or lymphatic tumor invasion, and/or a predominance (50% or greater) of embryonal carcinoma. RESULTS: Four of the 44 patients were excluded from analysis. Of the patients 35 had no evidence of disease at a median followup of 99 months (range 60 to 134). One patient with progression after 13 months showed complete remission after 3 cycles of salvage bleomycin, etoposide and cisplatin chemotherapy but he died of pneumonia 4 weeks after the third course. Two patients underwent orchiectomy for contralateral testis cancer at 18 and 42 months, respectively, followed by an additional 3 cycles of adjuvant chemotherapy. They remained relapse-free for 4 and 92 months, respectively. The former patient was lost to followup after 4 months. Two other patients were disease-free at 10 and 31 months, respectively, and were lost to followup thereafter. Late side effects were tinnitus in 3 patients and involuntary childlessness in 3, of whom 2 had cryptorchidism of the contralateral testis. Nine patients fathered children. CONCLUSIONS: One cycle of bleomycin, etoposide and cisplatin effectively decreases the risk of relapse in patients with high risk stage I nonseminomatous germ cell tumor of the testis. It has minimal side effects and can be a valuable alternative to retroperitoneal lymph node dissection.

Targeting Myc in pediatric malignancies of the central and peripheral nervous system

Myc family genes are often deregulated in embryonal tumors of childhood including medulloblastoma and neuroblastoma and are frequently associated with aggressive, poorly differentiated tumors. The Myc protein is a transcription factor that regulates a variety of cellular processes including cell growth and proliferation, cell cycle progression, differentiation, apoptosis, and cell motility. Potential strategies that either inhibit the proliferation-promoting effect of Myc and/or activate its pro-apoptotic function are presently being explored. In this review, we will give an overview of Myc activation in embryonal tumors and discuss current strategies aimed at targeting Myc for cancer treatment.

A very rare cancer in Down syndrome: medulloblastoma. Epidemiological data from 13 countries

Persons with Down syndrome (DS) uniquely have an increased frequency of leukemias but a decreased total frequency of solid tumors. The distribution and frequency of specific types of brain tumors have never been studied in DS. We evaluated the frequency of primary neural cell embryonal tumors and gliomas in a large international data set. The observed number of children with DS having a medulloblastoma, central nervous system primitive neuroectodermal tumor (CNS-PNET) or glial tumor was compared to the expected number. Data were collected from cancer registries or brain tumor registries in 13 countries of Europe, America, Asia and Oceania. The number of DS children with each category of tumor was treated as a Poisson variable with mean equal to 0.000884 times the total number of registrations in that category. Among 8,043 neural cell embryonal tumors (6,882 medulloblastomas and 1,161 CNS-PNETs), only one patient with medulloblastoma had DS, while 7.11 children in total and 6.08 with medulloblastoma were expected to have DS. (p 0.016 and 0.0066 respectively). Among 13,797 children with glioma, 10 had DS, whereas 12.2 were expected. Children with DS appear to be specifically protected against primary neural cell embryonal tumors of the CNS, whereas gliomas occur at the same frequency as in the general population. A similar protection against neuroblastoma, the principal extracranial neural cell embryonal tumor, has been observed in children with DS. Additional genetic material on the supernumerary chromosome 21 may protect against embryonal neural cell tumor development.

Patterns of exposure to infectious diseases and social contacts in early life and risk of brain tumours in children and adolescents: an International Case-Control Study (CEFALO)

BACKGROUND Infectious diseases and social contacts in early life have been proposed to modulate brain tumour risk during late childhood and adolescence. METHODS CEFALO is an interview-based case-control study in Denmark, Norway, Sweden and Switzerland, including children and adolescents aged 7-19 years with primary intracranial brain tumours diagnosed between 2004 and 2008 and matched population controls. RESULTS The study included 352 cases (participation rate: 83%) and 646 controls (71%). There was no association with various measures of social contacts: daycare attendance, number of childhours at daycare, attending baby groups, birth order or living with other children. Cases of glioma and embryonal tumours had more frequent sick days with infections in the first 6 years of life compared with controls. In 7-19 year olds with 4+ monthly sick day, the respective odds ratios were 2.93 (95% confidence interval: 1.57-5.50) and 4.21 (95% confidence interval: 1.24-14.30). INTERPRETATION There was little support for the hypothesis that social contacts influence childhood and adolescent brain tumour risk. The association between reported sick days due to infections and risk of glioma and embryonal tumour may reflect involvement of immune functions, recall bias or inverse causality and deserve further attention.

Molecular analysis of $\beta$1,4-galactosyl-transferase localization to the cell surface and participation in cell adhesion

$\beta$1,4-Galactosyltransferase (GalTase) is unusual among the glycosyltransferases in that it is found in two subcellular compartments where it performs different functions. In the trans-Golgi complex, GalTase participates in oligosaccharide biosynthesis as do other glycosyltransferases. GalTase is also found on the cell surface, where it associates with the cytoskeleton and functions as a receptor for extracellular oligosaccharide ligands. Although we know much regarding GalTase function on the cell surface, little is known about the mechanisms underlying its transport to the plasma membrane. Cloning of the GalTase gene revealed that there are two GalTase proteins (i.e., long and short) with different size cytoplasmic tails. This raises the possibility that differences in the cytoplasmic domain of GalTase may influence its subcellular distribution. The object of this study was to examine this hypothesis directly through the use of molecular, immunological, and biochemical approaches.^ To examine whether the two GalTase proteins are targeted to different subcellular compartments, F9 embryonal carcinoma cells were transfected with either long or short GalTase cDNAs and intracellular and cell surface enzyme levels measured. Cell surface GalTase activity was enriched in cells overexpressing the long, but not the form of short GalTase. Furthermore, a dominant negative mutation in cell surface GalTase was created by transfecting cells with GalTase cDNAs encoding a truncated version of long GalTase devoid of the extracellular catalytic domain. Overexpressing the complete cytoplasmic and transmembrane domains of long GalTase led to a loss of GalTase-dependent cellular adhesion by specifically displacing surface GalTase from its cytoskeletal associations. In contrast, overexpressing the analogous truncated protein of short GalTase had no effect on cell adhesion. Finally, chloramphenicol acetyltransferase (CAT) reporter proteins were used to determine directly whether the cytoplasmic domains of long and short GalTase were responsible for differential subcellular distribution. The cytoplasmic and transmembrane domains of long GalTase led to CAT expression on the ceil surface and its association with the detergent-insoluble cytoskeleton; the analogous fusion protein containing short GalTase was restricted to the Golgi compartment. These results suggest that the cytoplasmic domain unique to long GalTase is responsible for targeting a portion of this protein to the cell surface and associating it with the cytoskeleton, enabling it to function as a cell adhesion molecule. ^