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Fakultät für Chemie und Pharmazie - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 02/06
Das gasförmige Stickstoffmonoxid (NO) steuert die Relaxation glatter Muskulatur. Dabei aktiviert NO die lösliche Guanylatzyklase im Zytosol der glatten Muskelzelle. Die lösliche Guanylatzyklase bildet den Botenstoff cGMP, der die cGMP-abhängige Proteinkinase (cGK) aktiviert. Die cGK gehört zur Familie der Serin/ Threonin-Proteinkinasen und führt nach Phosphorylierung von unterschiedlichen Signalproteinen zur Relaxation der glatten Muskulatur. Der Beitrag des NO/ cGMP/ cGK-Signalwegs zur glattmuskulären Relaxation kann mit Hilfe von genetisch veränderten Mauslinien, denen Komponenten dieses Signalwegs fehlen, untersucht werden. In der vorliegenden Arbeit werden neben Wildtyp-Mäusen mit intaktem NO/ cGMP/ cGK-Signalweg die cGKI-/--Mäuse, denen das Protein cGKI deletiert ist, und die IRAG∆12/∆12-Mausmutanten, die nach Zerstörung des Exon 12 des IRAG-Gens zwei hypomorphe IRAG-Allele besitzen, verwendet. Im Rahmen dieser Arbeit werden die cGMP-abhängigen Mechanismen der Relaxation nach Hormon- und Kalium-induzierter Stimulation glatter Muskelzellen untersucht. Die Experimente werden einerseits am intakten und permeabilisierten Gefäß und andererseits an kultivierten, vaskulären glatten Muskelzellen durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen die Existenz unterschiedlicher Mechanismen zur cGMP-vermittelten Relaxation an der Mausaorta. Nach Hormon-induzierter Stimulation wird der Gefäßtonus durch den cGMP/ cGKI-Signalweg relaxiert. Dabei wird der Effekt hauptsächlich über IRAG durch Hemmung der Ca2+-Freisetzung aus den intrazellulären Speichern vermittelt. Die Kalium-vermittelte Kontraktion wird ebenso cGMP/ cGKI-abhängig relaxiert, jedoch unabhängig von IRAG. Überraschenderweise demonstrieren die Ergebnisse an der permeabilisierten Aorta, dass die cGMP/ cGKI-vermittelte Ca2+-Desensitisierung eine untergeordnete Rolle spielt und in Gegenwart hoher cGMP-Konzentrationen über die Protein Kinase A vermittelt wird. Die Kontraktionsexperimente mit Thapsigargin weisen darauf hin, dass vermutlich die SERCA an der Relaxation des Kalium-induzierten Tonus beteiligt ist.
Fakultät für Chemie und Pharmazie - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 01/06
Das gasf?xF6;rmige Signalmolek?xFC;l Stickstoffmonoxid (NO) ist an der Steuerung vieler physiologischer Prozesse beteiligt. Zahlreiche Studien weisen darauf hin, dass NO die Synthese des "second Messengers" cGMP bewirkt, welcher die cGMP-abh?xE4;ngige Proteinkinase Typ I (cGKI) aktiviert. Um die in vivo-Funktion der cGKI aufzukl?xE4;ren, wurden bereits konventionelle cGKI Knockout M?xE4;use generiert und analysiert. Da diese Nullmutanten einen multiplen Ph?xE4;notyp und eine stark verminderte Lebenserwartung aufweisen, k?xF6;nnen bestimmte Fragestellungen mit diesen Tieren nicht untersucht werden. Die Probleme, die sich aus der Deletion des cGKI Gens im gesamten Organismus ergeben, konnten durch die Methode der konditionalen somatischen Mutagenese mit Hilfe des Cre/loxP-Rekombinationssystems umgangen werden. Diese Technik erm?xF6;glicht es, ein Gen Zeit- und Gewebe-spezifisch auszuschalten und damit den schwerwiegenden Ph?xE4;notyp der konventionellen cGKI Mutanten zu umgehen. Ziel der Arbeit war es, konditional cGKI-defiziente M?xE4;use zu generieren, die cGKI Expression in diesen Tieren zu analysieren und deren Ph?xE4;notyp zu charakteriesieren. In dieser Arbeit sind vier konditional cGKI-defiziente Mausmutanten beschrieben, welche einen selektiven Verlust der cGKI im jeweils gew?xFC;nschten Gewebe (Hippocampus, Purkinje Zellen des Kleinhirns, Kardiomyozyten oder viszerale und vaskul?xE4;re glatte Muskelzellen) zeigten. Dadurch konnten erstmals Gewebe-spezifische Funktionen der cGKI in erwachsenen M?xE4;usen untersucht werden
Fakultät für Biologie - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 01/06
Diese Arbeit befasst sich mit der Embryonalentwicklung des Vorderhirns bei der Maus. Es werden die zellulären und molekularen Mechanismen untersucht, die eine distinkte Entwicklung von zwei benachbarten Regionen im Telencephalon, dem zerebralen Cortex und dem Striatum, ermöglichen. Es wird gezeigt, dass Zellen, die im Cortex entstehen, innerhalb des Cortex wandern, aber nicht über die Grenze in den Striatum hinein wandern können. Auf der anderen Seite können Zellen aus dem Striatum in den Cortex hinein wandern. Die Untersuchung dieser Zellwanderung in Mausmutanten zeigt, dass die Transkriptionsfaktoren Ngn2 und Pax6, die nur von den corticalen und Grenz-Zellen exprimiert werden, notwendig sind für die Restriktion der Zellen innerhalb des Cortex. Pax6 muss auch anwesend sein, um auch die Wanderung der striatalen Zellen gering zu halten. Weiterhin wird gezeigt, dass die interzelluläre Kommunikation via Gap-Junctions an der Grenzregion zwischen Cortex und Striatum unterbrochen wird. Somit weist die cortico-striatale Grenze die gleichen Merkmale wie andere Grenzen in der Embryonalentwicklung von Vertebraten oder auch von Insekten: Eine distinkte Genexpression, die Restriktion der Zellwanderung, und die Unterbrechung der interzellulären Kommunikation.