Frequency Of The Allelic Variant C.1150t > C In Exon 10 Of The Fibroblast Growth Factor Receptor 3 (fgfr3) Gene Is Not Increased In Patients With Pathogenic Mutations And Related Chondrodysplasia Phenotypes.

Mutations in the FGFR3 gene cause the phenotypic spectrum of FGFR3 chondrodysplasias ranging from lethal forms to the milder phenotype seen in hypochondroplasia (Hch). The p.N540K mutation in the FGFR3 gene occurs in ∼70% of individuals with Hch, and nearly 30% of individuals with the Hch phenotype have no mutations in the FGFR3, which suggests genetic heterogeneity. The identification of a severe case of Hch associated with the typical mutation c.1620C > A and the occurrence of a c.1150T > C change that resulted in a p.F384L in exon 10, together with the suspicion that this second change could be a modulator of the phenotype, prompted us to investigate this hypothesis in a cohort of patients. An analysis of 48 patients with FGFR3 chondrodysplasia phenotypes and 330 healthy (control) individuals revealed no significant difference in the frequency of the C allele at the c.1150 position (p = 0.34). One patient carrying the combination `pathogenic mutation plus the allelic variant c.1150T > C' had a typical achondroplasia (Ach) phenotype. In addition, three other patients with atypical phenotypes showed no association with the allelic variant. Together, these results do not support the hypothesis of a modulatory role for the c.1150T > C change in the FGFR3 gene.

A positive FGFR3/FOXN1 feedback loop underlies benign skin keratosis versus squamous cell carcinoma formation in humans.

Seborrheic keratoses (SKs) are common, benign epithelial tumors of the skin that do not, or very rarely, progress into malignancy, for reasons that are not understood. We investigated this by gene expression profiling of human SKs and cutaneous squamous cell carcinomas (SCCs) and found that several genes previously connected with keratinocyte tumor development were similarly modulated in SKs and SCCs, whereas the expression of others differed by only a few fold. In contrast, the tyrosine kinase receptor FGF receptor-3 (FGFR3) and the transcription factor forkhead box N1 (FOXN1) were highly expressed in SKs, and close to undetectable in SCCs. We also showed that increased FGFR3 activity was sufficient to induce FOXN1 expression, counteract the inhibitory effect of EGFR signaling on FOXN1 expression and differentiation, and induce differentiation in a FOXN1-dependent manner. Knockdown of FOXN1 expression in primary human keratinocytes cooperated with oncogenic RAS in the induction of SCC-like tumors, whereas increased FOXN1 expression triggered the SCC cells to shift to a benign SK-like tumor phenotype, which included increased FGFR3 expression. Thus,we have uncovered a positive regulatory loop between FGFR3 and FOXN1 that underlies a benign versus malignant skin tumor phenotype.

Integrative analysis of the Regulatory Region of the FGFR3 Oncogene

The study of transcriptional regulation often needs the integration of diverse yet independent data. In the present work, sequence conservation, predic-tion of transcription factor binding sites (TFBS) and gene expression analysis have been applied to the detection of putative transcription factor (TF) modules in the regulatory region of the FGFR3 oncogene. Several TFs with conserved binding sites in the FGFR3 regulatory region have shown high positive or negative corre-lation with FGFR3 expression both in urothelial carcinoma and in benign nevi. By means of conserved TF cluster analysis, two different TF modules have been iden-tified in the promoter and first intron of FGFR3 gene. These modules contain acti-vating AP2, E2F, E47 and SP1 binding sites plus motifs for EGR with possible repressor function.

FGFR3 expression in primary invasive bladder cancers and matched lymph node metastases

PURPOSE FGFR3 is considered a good therapeutic target for bladder cancer. However, to our knowledge it is unknown whether the FGFR3 status of primary tumors is a surrogate for related metastases, which must be targeted by FGFR targeted systemic therapies. We assessed FGFR3 protein expression in primary bladder tumors and matched nodal metastases. MATERIALS AND METHODS We examined matched primary tumor and nodal metastases from 150 patients with bladder cancer clinically staged as N0M0. Four samples per patient were incorporated into a tissue microarray and FGFR3 expression was assessed by immunohistochemistry. FGFR3 expression was tested for an association with categorical clinical data using the Fisher exact test, and with overall and recurrence-free survival by Kaplan-Meier analysis. RESULTS Duplicate spots from primary tumors and lymph node metastases were highly concordant (OR 8.6 and 16.7, respectively, each p <0.001). Overall FGFR protein expression levels did not differ between primary and metastatic lesions (p = 0.78). Up-regulated expression was recorded in 53 of 106 evaluable primary tumor spots and 56 matched metastases. Concordance of FGFR3 expression levels in 79 matched primary tumor and metastasis specimens was high (OR 8.45, p <0.001). In 15 and 12 patients expression was up-regulated in only metastasis and in only the primary tumor, respectively. Overall and recurrence-free survival was not related to FGFR3 expression. CONCLUSIONS FGFR3 expression in matched primary and metastasized bladder cancer specimens showed good but not absolute concordance. Thus, in most patients primary tumor FGFR3 status can guide the selection of FGFR targeted therapy.

Long-term loading inhibits ERK1/2 phosphorylation and increases FGFR3 expression in MC3T3-E1 osteoblast cells

Bone tissue homeostasis relies upon the ability of cells to detect and interpret extracellular signals that direct changes in tissue architecture. This study utilized a four-point bending model to create both fluid shear and strain forces (loading) during the time-dependent progression of MC3T3-E1 preosteoblasts along the osteogenic lineage. Loading was shown to increase cell number, alkaline phosphatase (ALP) activity, collagen synthesis, and the mRNA expression levels of Runx2, osteocalcin (OC), osteopontin, and cyclo-oxygenase-2. However, mineralization in these cultures was inhibited, despite an increase in calcium accumulation, suggesting that loading may inhibit mineralization in order to increase matrix deposition. Loading also increased fibroblast growth factor receptor-3 (FGFR3) expression coincident with an inhibition of FGFR1, FGFR4, FGF1, and extracellular signal-related kinase (ERK)1/2 phosphorylation. To examine whether these loading-induced changes in cell phenotype and FGFR expression could be attributed to the inhibition of ERK1/2 phosphorylation, cells were grown for 25 days in the presence of the MEK1/2 inhibitor, U0126. Significant increases in the expression of FGFR3, ALP, and OC were observed, as well as the inhibition of FGFR1, FGFR4, and FGF1. However, U0126 also increased matrix mineralization, demonstrating that inhibition of ERK1/2 phosphorylation cannot fully account for the changes observed in response to loading. in conclusion, this study demonstrates that preosteoblasts are mechanoresponsive, and that long-term loading, whilst increasing proliferation and differentiation of preosteoblasts, inhibits matrix mineralization. In addition, the increase in FGFR3 expression suggests that it may have a role in osteoblast differentiation.

The expression of fibroblast growth factors and their receptors in the embryonic and neonatal mouse inner ear

Four different fibroblast growth factor receptors (FGFR) are known, three of which have splice variants (known as the b and c variants) in the FGF-binding domain, to give different patterns of sensitivity to the different FGFs. The expression of the b and c variants of the FGF receptors. together with the expression of the ligands FGF1. FGF2, FGF3, FGF7, FGF8b and FGF8c, was determined by quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction in developing whole mouse inner ears, and in dissected components of the postnatal mouse inner ear. At embryonic age (E)10.5 days, when the otocyst is a simple closed sac, the receptor most heavily expressed was FGFR2b, relative to the postnatal day 0 level. Over the period E10.5-E12.5. during which the structures of the inner ear start to form, the expression of the different FGF receptors increased 10(2)-10(4) fold per unit of tissue, and there was a gradual switch towards expression of the 'c' splice variants of FGFR2 and FGFR3 rather than the 'b' variants. At E10.5, the ligands most heavily expressed, relative to the postnatal day 0 level, were FGF3, FGF8b and FGF8c. In the postnatal inner eat. the patterns of expression of receptors and ligands tended to be correlated, such that receptor variants were expressed in the same regions as the ligands that are known to activate them effectively. The neural/sensory region expressed high levels of FGFR3c, and high levels of the ligand FGF8b. The same area also expressed high levels of FGFR1b and FGFR2b, and high levels of FGF3. The lateral wall of the cochlea (including the stria vascularis and the spiral ligament) expressed high levels of FGFR1c and FGF1. 11 is suggested that the different FGF receptors and ligands are expressed in a spatially coordinated pattern to selectively program cochlear development. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Premature calvarial synostosis and epidermal hyperplasia (Beare-Stevenson syndrome-like anomalies) resulting from a P250R missense mutation in the gene encoding fibroblast growth factor receptor 3

We report on a patient with a severe premature calvarial synostosis and epidermal hyperplasia. The phenotype was consistent with that of a mild presentation of Beare-Stevenson syndrome but molecular analysis of the IgIII-transmembrane linker region and the transmembrane domain of the gene encoding the FGFR2 receptor, revealed wild-type sequence only. Subsequently, molecular analysis of the FGFR3 receptor gene identified a heterozygous P250R missense mutation in both the proposita and her mildly affected father. This communication extends the clinical spectrum of the FGFR3 P250R mutation to encompass epidermal hyperplasia and documents the phenomenon of activated FGFR receptors stimulating common downstream developmental pathways, resulting in overlapping clinical outcomes. (C) 2001 Wiley-Liss, Inc.

Mutant p63 causes defective expansion of ectodermal progenitor cells and impaired FGF signalling in AEC syndrome.

Ankyloblepharon-ectodermal defects-cleft lip/palate (AEC) syndrome, which is characterized by cleft palate and severe defects of the skin, is an autosomal dominant disorder caused by mutations in the gene encoding transcription factor p63. Here, we report the generation of a knock-in mouse model for AEC syndrome (p63(+/L514F) ) that recapitulates the human disorder. The AEC mutation exerts a selective dominant-negative function on wild-type p63 by affecting progenitor cell expansion during ectodermal development leading to a defective epidermal stem cell compartment. These phenotypes are associated with impairment of fibroblast growth factor (FGF) signalling resulting from reduced expression of Fgfr2 and Fgfr3, direct p63 target genes. In parallel, a defective stem cell compartment is observed in humans affected by AEC syndrome and in Fgfr2b(-/-) mice. Restoring Fgfr2b expression in p63(+/L514F) epithelial cells by treatment with FGF7 reactivates downstream mitogen-activated protein kinase signalling and cell proliferation. These findings establish a functional link between FGF signalling and p63 in the expansion of epithelial progenitor cells and provide mechanistic insights into the pathogenesis of AEC syndrome.

FGF21 signalling pathway and metabolic traits - genetic association analysis.

Fibroblast growth factor 21 (FGF21) is a novel master regulator of metabolic profile. The biological actions of FGF21 are elicited upon its klotho beta (KLB)-facilitated binding to FGF receptor 1 (FGFR1), FGFR2 and FGFR3. We hypothesised that common polymorphisms in the FGF21 signalling pathway may be associated with metabolic risk. At the screening stage, we examined associations between 63 common single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in five genes of this pathway (FGF21, KLB, FGFR1, FGFR2, FGFR3) and four metabolic phenotypes (LDL cholesterol - LDL-C, HDL-cholesterol - HDL-C, triglycerides and body mass index) in 629 individuals from Silesian Hypertension Study (SHS). Replication analyses were performed in 5478 unrelated individuals of the Swiss CoLaus cohort (imputed genotypes) and in 3030 directly genotyped individuals of the German Myocardial Infarction Family Study (GerMIFS). Of 54 SNPs that met quality control criteria after genotyping in SHS, 4 (rs4733946 and rs7012413 in FGFR1; rs2071616 in FGFR2 and rs7670903 in KLB) showed suggestive association with LDL-C (P=0.0006, P=0.0013, P=0.0055, P=0.011, respectively) and 1 (rs2608819 in KLB) was associated with body mass index (P=0.011); all with false discovery rate q<0.5. Of these, only one FGFR2 polymorphism (rs2071616) showed replicated association with LDL-C in both CoLaus (P=0.009) and men from GerMIFS (P=0.017). The direction of allelic effect of rs2071616 upon LDL-C was consistent in all examined populations. These data show that common genetic variations in FGFR2 may be associated with LDL-C in subjects of white European ancestry.

Eight years experience from a skeletal dysplasia referral center in a tertiary hospital in Southern India: A model for the diagnosis and treatment of rare diseases in a developing country.

We report on a series of 514 consecutive diagnoses of skeletal dysplasia made over an 8-year period at a tertiary hospital in Kerala, India. The most common diagnostic groups were dysostosis multiplex group (n = 73) followed by FGFR3 (n = 49) and osteogenesis imperfecta and decreased bone density group (n = 41). Molecular confirmation was obtained in 109 cases. Clinical and radiographic evaluation was obtained in close diagnostic collaboration with expert groups abroad through Internet communication for difficult cases. This has allowed for targeted biochemical and molecular studies leading to the correct identification of rare or novel conditions, which has not only helped affected families by allowing for improved genetic counseling and prenatal diagnosis but also resulted in several scientific contributions. We conclude that (1) the spectrum of genetic bone disease in Kerala, India, is similar to that of other parts of the world, but recessive entities may be more frequent because of widespread consanguinity; (2) prenatal detection of skeletal dysplasias remains relatively rare because of limited access to expert prenatal ultrasound facilities; (3) because of the low accessibility to molecular tests, precise clinical-radiographic phenotyping remains the mainstay of diagnosis and counseling and of gatekeeping to efficient laboratory testing; (4) good phenotyping allows, a significant contribution to the recognition and characterization of novel entities. We suggest that the tight collaboration between a local reference center with dedicated personnel and expert diagnostic networks may be a proficient model to bring current diagnostics to developing countries. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.

Stage, Grade and Behavior of Bladder Urothelial Carcinoma Defined by the MicroRNA Expression Profile

Purpose: We identified miRNA expression profiles in urothelial carcinoma that are associated with grade, stage, and recurrence-free and disease specific survival. Materials and Methods: The expression of 14 miRNAs was evaluated by quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction in surgical specimens from 30 patients with low grade, noninvasive (pTa) and 30 with high grade, invasive (pT2-3) urothelial carcinoma. Controls were normal bladder tissue from 5 patients who underwent surgical treatment for benign prostatic hyperplasia. Endogenous controls were RNU-43 and RNU-48. miRNA profiles were compared and Kaplan-Meier curves were constructed to analyze disease-free and disease specific survival. Results: miR-100 was under expressed in 100% of low grade pTa specimens (p <0.001) and miR-10a was over expressed in 73.3% (p <0.001). miR-21 and miR-205 were over expressed in high grade pT2-3 disease (p = 0.02 and <0.001, respectively). The other miRNAs were present at levels similar to those of normal bladder tissue or under expressed in each tumor group. miR-21 over expression (greater than 1.08) was related to shorter disease-free survival in patients with low grade pTa urothelial carcinoma. Higher miR-10a levels (greater than 2.30) were associated with shorter disease-free and disease specific survival in patients with high grade pT2-3 urothelial carcinoma. Conclusions: Four miRNAs were differentially expressed in the 2 urothelial carcinoma groups. miR-100 and miR-10a showed under expression and over expression, respectively, in low grade pTa tumors. miR-21 and miR-205 were over expressed in pT2-3 disease. In addition, miR-10a and miR-21 over expression was associated with shorter disease-free and disease specific survival. miRNAs could be incorporated into the urothelial carcinoma molecular pathway. These miRNAs could also serve as new diagnostic or prognostic markers and new target drugs.

Molekulargenetische Untersuchungen von Komponenten des Knorpel-, Knochengewebes

Die Skelettentwicklung wird von zahlreichen genetischen Faktoren gesteuert, die bei Fehlfunktion Ursache unterschiedlichster Erkrankungen des Knorpel-/Knochengewebes sein können. Die Untersuchung von bekannten Kandidatengenen (FGFR3) sowie der Versuch der Identifizierung und Charakterisierung neuer Kandidatengene, ist Inhalt der vorliegenden Arbeit. Das humane FGFR3-Gen stellt ein bekanntes Kandidatengen dar, das bei Veränderungen zu einem Spektrum an Erkrankungen führt (Skelettentwicklungsstörungen, Kleinwuchsformen, nicht-syndromatische Kraniosynostosen, Tumorerkrankungen). Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte die vollständige genomische Struktur des FGFR3-Gens aufgeklärt wurde. Hierdurch konnte ein Set von Primern generiert werden, mit dem die genomische Mutationsanalyse des kompletten FGFR3-Gens möglich war. Die Anwendung dieser umfassenden FGFR3-Diagnostik erbrachte den ersten Nachweis einer HCH-Mutation bei einer Patientin mit Hypochondroplasie (HCH) in der extrazellulären Domäne des FGFR3-Gens. Durch Computer-simulierte Strukturanalyse konnte gezeigt werden, dass die Sekundär- bzw. Tertiärstruktur dieses FGF-Rezeptors durch die Mutation mit großer Wahrscheinlichkeit nicht krankheitsverursachend verändert wird. Die Mutation betrifft jedoch eine mögliche funktionell wichtige N-Glykosylierungsstelle des Rezeptors, was den phänotypischen Effekt der Mutation erklären könnte. In der vorliegenden Arbeit wurde außerdem das Expressionsmuster der zwei bekannten Spleißvarianten (IIIb und IIIc) des Ffgfr3-Gens detailliert untersucht. Anhand von Mausschnitten unterschiedlicher Entwicklungsstadien konnte nachgewiesen werden, dass die IIIc-Variante bei der Maus in erster Linie in Knorpel-/Knochengewebe exprimiert wird, während sich die IIIb-Variante ausschließlich auf epitheliale Strukturen beschränkt. Zur Evaluierung systematischer Ansätze zur Isolation neuer knorpelspezifischer Gene wurden in einer ersten umfassenden Serie - ausgehend von einer humanen fetalen Chondrozyten-cDNA-Bank - die Möglichkeiten eines Knorpel-/Knochen-EST-Projekts untersucht und beurteilt. Die ermittelten Ergebnisse zeigen, dass 5% der untersuchten EST-Klone neue, möglicherweise knorpelspezifische Gene darstellen. Die Ergebnisse sind ein deutlicher Hinweis darauf, dass die verwendete cDNA-Bank zur Isolierung neuer, möglicherweise knorpelspezifischer Gene geeignet ist. Diese Einschätzung wurde dadurch unterstützt, dass ein Klon isoliert und charakterisiert wurde, der im Verlauf der Arbeit als Msx2-interagierender Faktor (MINT) publiziert wurde und in der Knorpel-/Knochen-Entwicklung eine wichtige Rolle spielt.In einem zweiten Versuchsansatz wurde die von Velculescu et al. (1995) veröffentliche SAGE ('serial analysis of gene expression')-Methode - ausgehend von RNA einer humanen Chondrosarkom-Zelllinie - etabliert. Die relativ aufwendige Technik konnte erfolgreich durchgeführt werden. Die Auswertung ergab, dass auch die bei dieser Versuchsreihe verwendete Strategie die Möglichkeit eröffnet, systematisch gewebsspezifische Gene zu isolieren.

Molekulare Untersuchung des Wolf-Hirschhorn-Syndroms

Das Wolf-Hirschhorn-Syndrom (WHS) ist ein komplexes und variables Fehlbildungs- Retardierungssyndrom, das durch Deletion in der distalen Chromosomenregion 4p16.3 hervorgerufen wird und dessen Ätiologie und Pathogenese bisher weitgehend unverstanden sind. Die Zielsetzung in der vorliegenden Arbeit bestand in der Identifizierung und vorläufigen Charakterisierung neuer Gene, die an der Entstehung des Syndroms beteiligt sein könnten. Die Wolf-Hirschhorn-Syndrom-kritische Region (WHSCR) konnte zu Beginn der vorliegenden Arbeit auf einen ca. 2 Mb großen Bereich zwischen den Markern D4S43 und D4S142 eingegrenzt werden. Für die Identifizierung neuer Gene wurden zunächst drei größere genomische Cosmid-/PAC-Contigs (I-III) im Bereich der Marker D4S114 bis D4S142 erstellt und mittels Exonamplifikation auf transkribierte Bereiche (Exons) untersucht. Es konnten insgesamt 67 putative 'Exons' isoliert werden, von denen einige bereits bekannten Genen (ZNF141, PDEB, MYL5, GAK, DAGK4 und FGFR3) entsprechen. Zwei dieser Gene konnten im Rahmen dieser Arbeit erstmals (DAGK4) bzw. genauer (GAK) in die distale Region 4p16.3 kartiert werden. Die restlichen Exons können aufgrund von Homologievergleichen und/oder EST-cDNA-Homologien vermutlich neuen Genen oder auch Pseudogenen (z. B. YWEE1hu) zugeordnet werden. Durch die im Verlaufe der vorliegenden Arbeit publizierte weitere Eingrenzung der WHSCR auf einen 165 Kb-großen Bereich proximal des FGFR3-Gens konzentrierten sich weitere Untersuchungen auf die detaillierte Analyse der WHSCR zwischen dem Marker D4S43 und FGFR3. Mit Hilfe von Exonamplifikation bzw. computergestützter Auswertung vorliegender Sequenzdaten aus diesem Bereich ('GRAIL', 'GENSCAN' und Homologievergleiche in den EST-Datenbanken des NCBI) konnten mehrere neue Gene identifiziert werden. In distaler-proximaler Reihenfolge handelt es sich dabei um die Gene LETM1, 51, 43, 45, 57 und POL4P. LETM1 kodiert für ein putatives Transmembran-Protein mit einem Leucin-Zipper- und zwei EF-Hand-Motiven und könnte aufgrund seiner möglichen Beteiligung an der Ca2+-Homeostase und/oder der Signal-transduktion zu Merkmalen des WHS (Krampfanfällen, mentale Retardierung und muskuläre Hypotonie) beitragen. Das Gen 51 entspricht einem in etwa zeitgleich durch Stec et al. (1998) und Chesi et al. (1998) als WHSC1 bzw. MMSET bezeichnetem Gen und wurde daher nicht weiter charakterisiert. Es wird genauso wie das Gen 43, das zeitgleich von Wright et al. (1999b) als WHSC2 beschrieben werden konnte und eine mögliche Rolle bei der Transkriptionselongation spielt, ubiquitär exprimiert. Das in der vorliegenden Arbeit identifizierte Gen 45 zeigt demgegenüber ein ausgesprochen spezifisches Expressionsmuster (in Nervenzellen des Gehirns sowie in Spermatiden). Dies stellt zusammen mit der strukturellen Ähnlichkeit des putativen Genprodukts zu Signalmolekülen einen interessanten Zusammenhang zu Merkmalen des WHS (beispielsweise Kryptorchismus, Uterusfehlbildungen oder auch neurologische Defekte) her. Demgegenüber handelt es sich bei dem Gen 57 möglicherweise um ein trunkiertes Pseudogen des eRFS-Gens auf Chromosom 6q24 (Wallrapp et al., 1998). Das POL4P-Gen schließlich stellt allein aufgrund seiner genomischen Lokalisation sowie seiner möglichen Funktion (als DNA-Polymerase-ähnliches Gen) kein gutes Kandidatengen für spezifische Merkmale des Syndroms dar und wurde daher nicht im Detail charakterisiert. Um die Beteiligung der Gene an der Ätiologie und Pathogenese des Syndroms zu verstehen, ist die Entwicklung eines Mausmodells (über das Einfügen gezielter Deletionen in das Mausgenom) geplant. Um dies zu ermöglichen, wurde in der vorliegenden Arbeit die Charakterisierung der orthologen Region bei der Maus vorgenommen. Zunächst wurden die orthologen Gene der Maus (Letm1, Whsc1, Gen 43 (Whsc2h), Gen 45 und Pol4p) identifiziert. Durch die Erstellung sowie die genaue Kartierung eines murinen genomischen P1/PAC-Klon-Contigs konnte gezeigt werden, daß die murinen Gene Fgfr3, Letm1, Whsc1, Gen 43 (Whsc2h), Gen 45 und Pol4p sowie einige weitere der überprüften EST-cDNA-Klone der Maus in einem durchgehenden Syntänieblock zwischen Mensch (POL4P bis FGFR3) und Maus (Mmu 5.20) enthalten sind, der in seiner genomischen Ausdehnung in etwa den Verhältnissen beim Menschen (zwischen POL4P und FGFR3) entspricht.

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.

Urothelial neoplasms of the urinary bladder occurring in young adult and pediatric patients: a comprehensive review of literature with implications for patient management

Bladder urothelial carcinoma is typically a disease of older individuals and rarely occurs below the age of 40 years. There is debate and uncertainty in the literature regarding the clinicopathologic characteristics of bladder urothelial neoplasms in younger patients compared with older patients, although no consistent age criteria have been used to define "younger" age group categories. Use of the World Health Organization 2004/International Society of Urological Pathology 1998 grading nomenclature and recent molecular studies highlight certain unique features of bladder urothelial neoplasms in young patients, particularly in patients below 20 years of age. In this meta-analysis and review, the clinical, pathologic, and molecular features and risk factors of bladder urothelial neoplasms in patients 40 years or less are presented and analyzed according to decades of presentation. Similar to older patients, bladder urothelial neoplasms in patients 40 years or younger occur more common in male patients, present mainly with gross painless hematuria, and are more commonly located at bladder trigone/ureteral orifices, but in contrast have a greater chance for unifocality. Delay in diagnosis of bladder urothelial neoplasms seems not to be uncommon in younger patients probably because of its relative rarity and the predominance of benign causes of hematuria in this age group causing hesitancy for an aggressive work-up. Most tumors in patients younger than 40 years were low grade. The incidence of low-grade tumors was the lowest in the first 2 decades of life, with incremental increase of the percentage of high-grade tumors with increasing age decades. Classification according to the World Health Organization 2004/International Society of Urological Pathology grading system identified papillary urothelial neoplasms of low malignant potential to be relatively frequent among bladder tumors of young patients particularly in the teenage years. Similar to grade, there was marked predominance of low stage tumors in the first 2 decades of life with gradual inclusion of few higher stage and metastatic tumors in the 2 older decades. Bladder urothelial neoplasms occurring in patients <20 years of age lack or have a much lower incidence of aberrations in chromosome 9, FGFR3, p53, and microsatellite instability and have fewer epigenetic alterations. Tumor recurrence and deaths were infrequent in the first 2 decades and increased gradually in each successive decade, likely influenced by the increased proportion of higher grade and higher stage tumors. Our review of the literature shows that urothelial neoplasms of the bladder occurring in young patients exhibit unique pathologic and molecular features that translate to its more indolent behavior; this distinction is most pronounced in patients <20 years. Our overall inferences have potential implications for choosing appropriate noninvasive diagnostic and surveillance modalities, whenever feasible, and for selecting suitable treatment strategies that factor in quality of life issues vital to younger patients.