open_UMR (Universität Marburg)
Not a member yet
7899 research outputs found
Sort by
Amygdala und MR-morphometrische Korrelate ängstlicher und depressiver Risikophänotypen
No full textHintergrund: Volumetrische Veränderungen der Amygdala sind insbesondere bei klinisch manifester Angststörung, aber auch im Rahmen von Depressionen in zahlreichen Studien beschrieben worden. Deutlich unklarer bleibt aktuell jedoch die Assoziation zwischen Volumenveränderungen der Amygdala und subklinischen Phänotypen. Ausgehend von dem Standpunkt einer dimensionalen Ausprägung (reichend von Symptomfreiheit bis zu einer klinisch manifesten Störung) von Depressionen und Angststörungen, ist somit bislang nur unzureichend beschrieben, inwieweit dem funktionellen Spektrum ein morphometrisches Spektrum zugeordnet werden kann.
Methodik: Hirnstrukturelle Veränderungen von insgesamt 591 Proband*innen (345 gesunde und 246 depressive Teilnehmende) wurden mittels hochauflösender in vivo MRT erhoben und mittels voxel-basierter Morphometrie analysiert. Mit Hilfe von Korrelations- und Interaktionsanalysen sowie von Mediations- und Moderationsmodellen wurde der Zusammenhang zwischen State- und Trait-Markern des affektiven und ängstlichen Störungsspektrums und volumetrischen Veränderungen untersucht.
Ergebnisse: Eine Korrelation zwischen Amygdala-Volumen und State-Markern depressiver Symptome konnte nicht festgestellt werden. Ebenso wenig eine Korrelation zwischen Amygdala-Volumen und Neurotizismus als Trait-Risikofaktor für ängstliche und depressive Symptome. Auch eine mediierende oder moderierende Funktion des Neurotizismus im Zusammenhang zwischen Amygdala-Volumen und depressiven Symptomen zeigten sich in dieser Kohorte nicht.
Schlussfolgerung: Die vorliegende Arbeit erweitert die Resultate bisheriger Fall- Kontroll-Studien im Bereich der klinisch manifesten Angststörungen und Depressionen sowie Einzelstudien zu subklinischen Phänotypen. So dient sie der Vertiefung des Verständnisses eines dimensionalen Modells affektiver Symptome sowie deren Wechselwirkungen sowohl mit Funktion, Struktur und Volumen der Amygdala als auch mit Trait-Risikofaktoren wie dem Neurotizismus.Background: Changes in volume of the amygdala have been described especially in clinically manifested anxiety disorder, but also in the context of depression by many studies. Yet the association between volume changes of the amygdala and subclinical phenotypes remains unclear. Assuming the dimensional expression of depression and anxiety disorder (ranging from absence of symptoms to clinically manifest disorder), the correlation of the morphometric spectrum to the functional spectrum remains insufficiently explained.
Methods: Structural changes of the brain in a total of 591 subjects (345 healthy controls and 246 patients with depression) have been analyzed with help of voxel- based morphometrics of high resolution in vivo MRI. Based on correlation- and interaction analyses as well as mediation and moderation models the connection between state- and trait-markers of the affective and anxiety disorder spectrum and volumetric changes of the amygdala has been analysed.
Results: A correlation between amygdala volume and state markers of depressive symptoms as well as a correlation between amygdala volume and neuroticism as a trait risk factor for anxiety and depressive symptoms could not be shown. Also a mediating or moderating function of the neuroticism in connection with amygdala volume and depressive symptoms is not detectable in this cohort.
Conclusions: The present study extends the results of existing case control studies in
the field of clinical manifest anxiety disorder and depression as well as existing single
case studies about subclinical phenotypes. The present study may deepen the understanding of a dimensional model of affective symptoms as well as the interaction
of affective symptoms with function, structure and volume of the amygdala and with trait risk factors like neuroticism
Association between Syncope and the 6-Month Incidence of Ischemic Stroke, Arrhythmia, Brain Tumor, Epilepsy, and Anxiety Disorder
No full textObjectives: the aim of the present study is to investigate the associations between syncope
and subsequent diagnoses of brain tumor, cardiac arrhythmia, stroke/transient ischemic attack
(TIA), epilepsy, and anxiety disorder in a large outpatient population in Germany. Methods: This
retrospective cohort study uses data from the Disease Analyzer database (IQVIA). Adults who
received syncope diagnosis from one of 1284 general practices between January 2005 and December
2021 (index date) were included and matched (1:1) to individuals without syncope diagnosis using
a propensity score based on age, sex, the number of consultations during the follow-up period (up
to 6 months), and defined co-diagnoses documented within 12 months prior to and on the index
date. Finally, associations between syncope and subsequent outcome diagnoses were investigated
using multivariable logistic regression models. Results: Data related to 64,016 patients with and
64,016 patients without syncope (mean age 54.5 years, 56.5% female) were available. In total, 6.43%
of syncope patients and 2.14% of non-syncope patients were diagnosed with one of the five outcome
diagnoses within 6 months of the index date. There was a positive and significant association
between syncope and incidences of ischemic stroke/TIA (OR = 2.83, 95% CI = 2.41–3.32), arrhythmia
(OR = 3.81, 95% CI = 3.44–4.18), brain tumor (OR = 4.24, 95% CI = 2.50–7.19), epilepsy (OR = 5.52,
95% CI = 4.27–7.14), and anxiety disorder (OR = 1.99, 95% CI = 1.79–2.21). Conclusions: Syncope is
significantly associated with an increased risk of subsequent ischemic stroke/TIA, cardiac arrhythmia,
brain tumor, epilepsy, and anxiety disorder. Nevertheless, the cumulative incidences for all five
diagnoses are very low.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
From Unrealistic Assumptions to Economic Explanations. Robustness Analysis from a Deductivist Point of View
No full textSugden (2000) offers an answer to the question of how unrealistic models can be used to explain real-world phenomena: by considering a set of unrealistic models, one may conclude that a result common to these models also holds for a realistic model that, however, is too complex to be analyzed, or even just stated, explicitly. This is a kind of robustness argument. Sugden argues that the argument is inductive and that the methodological strategy is inconsistent with received methodological views. This paper argues that Sugden’s argument is in need of improvement, that the improved version is deductive, and that the methodological strategy, if applied with care, fits well into one of the received views dismissed by Sugden, namely, hypothetico-deductivism, or the the testing view of science
Global Credit Shocks and Real Economies
No full textWe estimate the marginal effects of identified components of global liquidity on 43 real economies. To this end, we employ global public and private credit components of Herwatz, Ochsner and Rohloff (2021) in factor-augmented vector-autoregressions to trace credit shocks through the real economy (output, inflation and unemployment). Specifically, two components of global credit boost the business cycle and lower unemplyment in the short-run, namely government credit demand and business credit supply, whereas household credit supply is found to deteriorate output. We find substantial heterogeneity with respect to prevalence and amplitude of global sectoral credit effects on real aggregates within the time and cross-sectional (country) dimension
International Capital Flows, External Assets and Output Volatility
No full textThis paper proposes a new perspective on international capital flows and countries'long-run external asset position. Cross-sectional evidence for 84 developing countries shows that over the last three decades countries that have had on average higher volatility of output growth (1) accumulated higher external assets in the long-run and (2) experienced more procyclical capital outflows over the business cycle than those countries with a same growth rate but a more stable output path. To explain this finding we provide a theoretical mechanism within a stochastic real business cycle growth model in which higher uncertainty of the income stream increases the precautionary savings motive of households. They have a desire to save more when the variance of their expected income stream is higher. We show that in the model the combination of income risk and a precautionary savings motive will lead to procyclical capital outflows at business cycle frequency and a higher long-run external asset position
Equilibrium Real Interest Rates for the BRICS Countries
No full textThe equilibrium real interest rate is one of the most discussed variables
in economics, although it is unobservable. While it has been estimated with
respect to various developed countries, this paper is the first to estimate it for
five developing countries - the BRICS countries. To do so the most widely used model in this respect - the Laubach and Williams model - is used. Moreover, the results are compared to the actual real interest rate to give an indication whether e.g. monetary policy was too tight or too loose in certain periods. The results indicate that we indeed have substantial differences between the actual and the equilibrium real interest rate going either way. While for China and India monetary policy tends to be too loose in many periods, thus boosting economic growth even further, the reverse seems to be true with respect to Brazil especially in the late 1990s and the beginning of the 2000s. In Russia and South Africa the actual real rate is mainly in line with the equilibrium one, thus monetary policy is neither to loose nor too tight
Investigation of the Association between Sleep Disorders with Subsequent Depression in Children and Adolescents : A Retrospective Cohort Study with 62,796 Patients
No full textBackground: Poor quality of sleep is a widespread issue in modern society, and even
children are being diagnosed with sleep disorders nowadays. Sleep disruption in children can lead to
poor mental health in the long term. The present study aimed to evaluate the association between
sleep disorders and subsequent depression in children and adolescents. Methods: This retrospective
cohort study used electronic medical records from the IQVIATM Disease Analyzer database. It
included children and adolescents aged 6–16 with an initial diagnosis of a sleep disorder and ageand
gender-matched patients without sleep disorders treated by one of 274 office-based pediatricians
in Germany between January 2010 and December 2022. The five-year cumulative incidence of
depression in the cohorts with and without sleep disorders was studied with Kaplan–Meier curves
using the log-rank test. Multivariable Cox regression analyses were used to assess the association
between sleep disorders and depression. Results: The present study included 10,466 children and
adolescents with and 52,330 without sleep disorder diagnosis (mean age 10 ± 3 years, 48% female).
Within five years after the index date, 5% of sleep disorder patients and 2% of the matched non-sleep
disorder cohort had been diagnosed with depression. A strong and significant association was
observed between sleep disorders and subsequent depression (HR: 2.34; 95% CI: 2.09–2.63). This
association was stronger in adolescents (HR: 3.78; 95% CI: 3.13–4.56) than in children. Upon the
exclusion of depression diagnoses in the first year after the index date, the association between sleep
disorders and depression remained strong and significant (HR: 1.92; 95% CI: 1.68–2.19). Conclusions:
This study indicates a strong and significant association between sleep disorders and depression.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Function and metabolism of the regulatory non-coding 6S RNAs of Bacillus subtilis
No full textBakterielle 6S RNAs gehören zu den kurzen regulatorischen, nicht-kodierenden RNAs und
beeinflussen durch direkte Bindung an das aktive Zentrum des primären RNA-Polymerase-
Holoenzyms (σA-RNAP) die globale Transkription. Für die Interaktion mit der RNAP
entscheidend ist die hochkonservierte Sekundärstruktur der 6S RNAs, bestehend aus zwei
irregulären, helikalen Armen, die von Bereichen ungepaarter Nukleotide unterbrochen sind
und einen großen, weitgehend einzelsträngigen Bereich, den „Central Bulge“, flankieren.
Dieser imitiert den offenen Promotor-DNA-Komplex, ermöglicht so die Bindung der 6S RNAs
an die RNAP und inhibiert dadurch die Transkription zellulärer Gene. Weiterhin können
6S RNAs auch als Templat für die RNAP fungieren. Bei dieser RNA-abhängigen RNAPolymerisation
werden kurze Produkt-RNAs (pRNAs) synthetisiert, die ab einer gewissen
Länge stabil an die 6S RNA gebunden bleiben und ihre Sekundärstruktur verändern. Dies führt
zu einer Destabilisierung der Interaktion mit der RNAP, der 6S RNA::pRNA-Komplex wird
nachfolgend freigesetzt und abgebaut und die Polymerase steht wieder für die Transkription
von Genen zur Verfügung, die für das vegetative Wachstum benötigt werden.
Eine Besonderheit des in dieser Arbeit untersuchten Gram-positiven Modellorganismus
Bacillus subtilis ist die Expression von zwei 6S RNA-Paralogen, der 6S-1 und 6S-2 RNA.
Während die 6S-1 RNA als kanonische 6S RNA ihre Maximalkonzentration in der stationären
Wachstumsphase erreicht, sind die 6S-2 RNA-Spiegel während des exponentiellen
Wachstums am höchsten. Im Vergleich zu entsprechenden Laborstämmen manifestierten sich
6S RNA-Deletionen im undomestizierten B. subtilis Wildtypstamm NCIB 3610 in der
Ausbildung deutlicherer Phänotypen. Während die Deletion des 6S-1 RNA-Gens (ΔbsrA) wie
in Laborstämmen ein vermindertes Wachstum in der spät-stationären Wachstumsphase zur
Folge hatte, konnte im Fall des 6S-1&6S-2 RNA-Doppeldeletionsstamms (ΔbsrA/bsrB) und im
Gegensatz zu Laborstämmen eine verlängerte Anlaufphase (lag-Phase) bei osmotischem,
oxidativem und alkalischem Stress beobachtet werden. Am prägnantesten waren die
Auswirkungen der 6S-2 RNA-Deletion (ΔbsrB), die sich in einer deutlich verstärkten
Biofilmbildung, einem reduzierten Swarming und einer verstärkten Sporenbildung äußerten.
In der vorliegenden Arbeit wurde eine potenzielle Bindung der 6S RNAs an alternative, mit σB,
σD bzw. σF assemblierte RNAP-Holoenzyme getestet. Hierbei zeigte sich eine spezifische
6S-1 RNA-Interaktion sowohl mit dem σB- als auch dem σF-RNAP-Holoenzym, nicht aber mit
dem σD-RNAP-Holoenzym. Verglichen mit der Bindung der 6S-1 RNA an das σA-RNAPHoloenzym
war die Affinität zu den zuvor genannten alternativen Holoenzymen zwar geringer,
jedoch konnte erstmalig gezeigt werden, dass die 6S RNA-Interaktion in B. subtilis nicht auf
die primäre σA-RNAP beschränkt ist. Für die 6S-2 RNA wurde hingegen unter den getesteten
Bedingungen keine Bindung an alternative RNAP-Holoenzyme festgestellt. Zudem zeigte sich
eine verstärkte inhibitorische Aktivität der 6S-2 RNA auf die Transkription an schwächeren σAabhängigen
Promotoren (veg core-Promotor), was den Schluss nahelegt, dass die 6S-2 RNA
in vivo eher an schwächeren Promotoren mit geringerer Affinität zur σA-RNAP wirksam ist.
Weiterhin wurde der Einfluss unterschiedlicher Aminosäuren und Strukturelemente des
primären Sigma-Faktors σA auf die 6S RNA-Bindung untersucht. Hierzu wurden verschiedene
σA-Mutanten sowohl im in vitro-Transkriptions-Assay als auch im elektrophoretischen
Mobilitäts-Shift-Assay (EMSA) getestet. Dabei offenbarten sich einige prägnante Unterschiede
zwischen den konservierten RNAP-Holoenzymen aus E. coli und B. subtilis. Während die
sukzessive Mutation basischer Aminosäuren im Bereich der Region σ4.2 sowie die Deletion der
gesamten Domäne σ4 (σA Δ4.1+4.2+C) mit der B. subtilis Holo-RNAP erstaunlicherweise keine
reduzierte 6S RNA-vermittelte Transkriptionsinhibition zeigte, konnte mit einem chimären
RNAP-Holoenzym aus E. coli Kern-RNAP und B. subtilis σA-Mutante hingegen keine
Promotor-DNA-Bindung und damit auch kein Transkriptionsprodukt mehr nachgewiesen
werden. Domäne σ4, die in E. coli für sowohl die Promotor-DNA- als auch die 6S RNA-Bindung
essenziell ist, scheint demnach im B. subtilis-System weniger wichtig zu sein.
In einem weiteren Teilprojekt dieser Arbeit wurde die Prozessierung und der Abbau der
B. subtilis 6S RNAs untersucht. Dazu wurden Northernblot-Analysen und RNASequenzierungen
mit verschiedenen RNase-Knockout-Stämmen durchgeführt. Diese zeigten
eine Abspaltung der flankierenden Sequenz am 5‘-Ende des 6S-1 RNA-Vorläufermoleküls
(Prä-6S-1 RNA) durch die RNase J1 sowie eine Prozessierung des 3‘-Endes der 6S-1 RNA
durch die RNase PH. Die relativ ineffiziente 5‘-Maturierung der 6S-1 RNA hat jedoch keinen
Einfluss auf die Funktionen der 6S-1 RNA wie die pRNA-Synthese, sondern scheint primär
den Abbau zu regulieren. Weiterhin führen endoribonukleolytische Schnitte im Bereich des
apikalen Loops der 6S-1 RNA zu einer Akkumulation etwa gleichlanger 5‘- und 3‘-Fragmente
in der stationären Phase, die während des Outgrowth durch 3‘-Exoribonukleasen abgebaut
werden. Der Abbau der 6S-2 RNA hingegen wird durch einen Schnitt im 5‘-Central Bulge und
nachfolgenden Abbau des so generierten 3‘-Fragments durch die 5‘-3‘-exoribonukleolytische
Aktivität der RNase J1 initiiert. Wie auch bei der 6S-1 RNA wird das 3‘-Ende der 6S-2 RNA
durch die RNase PH um wenige Nukleotide verkürzt. Eine spezifische Funktion der RNase Y
konnte für keine der beiden 6S RNAs nachgewiesen werden, eine Beteiligung des Enzyms am
Abbau der beiden RNAs in Wildtypzellen kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, da die
Substratspezifitäten der RNasen Y, J1 und J2 überlappen. Die vier 3‘-Exoribonukleasen
(RNase R, PNPase, YhaM, RNase PH) von B. subtilis, insbesondere RNase PH, sind zudem
für den Abbau von 6S-1 pRNAs verantwortlich.
Weiterhin wurden Protokolle zur Präparation einer His-markierten, 6S RNA-freien B. subtilis
RNA-Polymerase sowie des primären B. subtilis Sigma-Faktors σA und zur Northernblot-
Detektion sehr kurzer RNAs (8-15 nt) etabliert und veröffentlicht.Bacterial 6S RNAs are short non-coding RNAs that regulate transcription by directly binding to
the active site of the primary RNA polymerase holoenzyme (σA-RNAP). Their highly conserved
secondary structure, consisting of two irregular helical arms interrupted by regions of unpaired
nucleotides that flank a large, mostly single-stranded region termed central bulge, is crucial for
the interaction with RNAP. Thereby, 6S RNAs mimic an open DNA promotor structure,
allowing them to compete with DNA promotors for binding to the active site of RNAP and to
inhibit transcription of cellular genes. Furthermore, 6S RNAs can also serve as transcription
templates for RNAP. In this RNA-dependent RNA polymerization, short product RNAs
(pRNAs) are synthesized that, if long enough, remain stably bound to the 6S RNA template
and induce refolding of 6S RNA. As a consequence, the 6S RNA::pRNA complex dissociates
from RNAP and is degraded, while RNAP can resume transcription of housekeeping genes.
A special feature of the Gram-positive model organism Bacillus subtilis studied in this work is
the expression of two 6S RNA paralogues, 6S-1 and 6S-2 RNA. While 6S-1 RNA as the
canonical 6S RNA reaches its maximum concentration during stationary growth, 6S-2 RNA
levels peak during exponential growth. In comparison to corresponding laboratory strains,
6S RNA deletions in the undomesticated B. subtilis wild-type strain NCIB 3610 exhibited more
distinct phenotypes. While deletion of the 6S-1 RNA gene (ΔbsrA) showed reduced growth in
late stationary phase as it was also observed in laboratory strains, a prolonged lag phase was
ascertained under osmotic, oxidative and alkaline stress for the 6S-1&6S-2 RNA double
deletion strain (ΔbsrA/bsrB) and in contrast to laboratory strains. Effects of the 6S-2 RNA
deletion (ΔbsrB) were most pronounced, resulting in significantly increased biofilm formation,
reduced swarming activity and accelerated spore formation.
In this work, potential binding of 6S RNAs to alternative RNAP holoenzymes assembled with
σB, σD or σF was tested, revealing a specific 6S-1 RNA interaction with σB- and σF-RNAP
holoenzymes. No interaction was observed with σD-RNAP. Compared with 6S-1 RNA binding
to the primary σA-RNAP, affinity to the aforementioned alternative holoenzymes was reduced,
however, it was shown for the first time that 6S RNA binding in B. subtilis is not restricted to
the primary σA-RNAP. In contrast, no binding to alternative RNAP holoenzymes was observed
for 6S-2 RNA under the tested conditions. In addition, 6S-2 RNA showed enhanced inhibitory
activity on transcription at weaker σA-dependent promoters (veg core promoter), suggesting
that 6S-2 RNA is more likely to be effective at weaker promoters with lower affinity for σARNAP
in vivo. Furthermore, the influence of different amino acids and structural elements of
the primary sigma factor σA on 6S RNA binding was investigated. For this purpose, different
σA mutants were tested in in vitro transcription assays as well as in electrophoretic mobility
shift assays (EMSAs). These experiments revealed striking differences between the RNAP
holoenzymes from E. coli and B. subtilis. Unexpectedly, successive mutation of basic amino
acids in the σ4.2 region as well as deletion of the entire σ4 domain (σA Δ4.1+4.2+C) surprisingly
did not show a reduced 6S RNA-mediated transcription inhibition with the B. subtilis holo-
RNAP. In contrast, no promoter DNA binding and thus no transcription product could be
detected with a chimeric RNAP holoenzyme consisting of E. coli core RNAP and B. subtilis σA
mutant. Domain σ4, which is essential for both promoter DNA and 6S RNA binding in E. coli,
therefore appears to be less important in the B. subtilis system.
In an additional part project, processing and decay of B. subtilis 6S RNAs were investigated.
For this purpose, Northern blot analyses and RNA sequencing were carried out with different
RNase knockout strains. These showed cleavage of the 5’-precursor of pre-6S-1 RNA by
RNase J1 as well as processing of its 3’-end by RNase PH. Maturation of 6S-1 RNA is not
essential for 6S-1 pRNA synthesis, but rather regulates 6S-1 RNA degradation. Furthermore,
endonucleolytical cleavage in the apical loop region of 6S-1 RNA leads to an accumulation of
5'- and 3'-fragments of approximately equal length in stationary phase, which are further
degraded by 3'-exoribonucleases during outgrowth. In contrast, degradation of 6S-2 RNA is
initiated by cleavage in the 5'-central bulge and subsequent degradation of the 3'-fragment by
the 5'-3'-exonucleolytic activity of RNase J1. As with 6S-1 RNA, the 6S-2 RNA 3’-end was
trimmed by RNase PH. A specific function of RNase Y could not be demonstrated for either of
the 6S RNAs, but involvement of the enzyme in the degradation of both RNAs in wild-type cells
cannot be excluded because substrate specificities of RNases Y, J1 and J2 overlap. Moreover,
the four 3'-exonucleases (RNase R, PNPase, YhaM, RNase PH) of B. subtilis, especially
RNase PH, are responsible for the degradation of 6S-1 pRNAs.
Furthermore, protocols for the preparation of His-tagged 6S RNA-free B. subtilis RNA
polymerase and His-tagged B. subtilis σA as well as for Northern blot detection of tiny RNAs
(8-15 nt) were established and published
Large Scale Land Investments: Impact on Child Health
No full textThis paper investigates the impacts of large scale land investments on the health of children. I use household data of the 2005 and 2011 Demographic Health Surveys (DHS) for Ethiopia and combine them with information of large scale land investment projects provided by the Land Matrix Observatory. This data provides information about the location of the land investments and about the location of children. With this information I develop an index that indicates the level of investment intensity for each child’s residential area. Taking advantage of the repeated cross sectional structure of the DHS data, I estimate the effect of an increase in the investment intensity of a child’s residential area and how this effect changes over time. The results indicate that the effect is negative for children born between 2000-2005, but it rises over time by getting less negative or even positive for children born between 2006-2011. The difference-in-differences estimation with Gaussian kernel propensity score matching shows a benefit in the development status of children that are exposed to large scale land investments. This paper investigates the impacts of the recent wave of large scale land investments on the health of Ethiopian children that are exposed to such investments. I use household data of the 2005 and 2011 Demographic Health Surveys (DHS) for Ethiopia and combine them with information of large scale land investment projects provided by the Land Matrix Observatory. This data allows to identify the location of the land investments as well as the location of children born between 2000-2011. I use these information to construct an index that indicates the level of investment intensity for each child’s residential area. Taking advantage of the repeated cross sectional structure of the DHS data, I estimate the effect of an increase in the investment intensity of a child’s residential area and how this effect changes over time. The results indicate that the effect is negative for children born between 2000-2005, but it rises over time by getting less negative or even positive for children born between 2006-2011. The difference-in-differences estimation with Gaussian kernel propensity score matching shows a benefit in the development status of children that are exposed to large scale land investments
Cellular role of the valosin-containing protein (VCP) in colorectal cancer
No full textKolonkarzinome sind weltweit die dritthäufigste und zweittödlichste Krebserkrankung. Dabei sind Menschen, die sich nur geringfügig körperlich betätigen, viel Salz und rotes Fleisch konsumieren, aktiv oder passiv rauchen, übergewichtig oder familiär prädispositioniert sind, besonders gefährdet für die Entwicklung eines Kolonkarzinoms. Diese Entwicklung dauert meist mehrere Jahre und setzt verschiedene Mutationen und Verluste von Genen voraus, die aus einem Polypen ein metastasierendes und invasives Karzinom werden lassen. Die Statistik und die Prognose von etwa 3,2 Millionen neuer CRC Fälle für das Jahr 2040 machen die Dringlichkeit neuer Therapie- und Diagnosemöglichkeiten deutlich.
Ein shRNA Library Screening in Pankreaskarzinom-Zelllinien brachte VCP als potentielles Zielgen für zielgerichtete Therapiemöglichkeiten hervor. VCP, das valosine-containing protein, ist ein Chaperon, das an verschiedenen zellulären Prozessen beteiligt ist. Beispielsweise ist es essentiell für die proteasomale Degradation fehl- oder ungefalteter Proteine und spielt auch bei der Ubiquitinierung eine Rolle. Wie bereits einige Publikationen zeigen konnten, ist VCP in verschiedenen Tumorentitäten überexprimiert und geht mit einer schlechteren Prognose einher. In Gewebeproben von Kolonkarzinom Patienten konnten Analysen der Datenbanken TGAC und GTEx ebenfalls eine VCP-Überexpression zeigen. Welche Rolle das überexprimierte VCP in kolorektalen Krebszellen spielt und wie es Viabilität, Proliferation und Progression von Kolonkarzinomen beeinflusst, ist allerdings noch unklar. Daher stellen weitere Untersuchungen zu der zellulären Funktion von VCP in kolorektalen Krebszellen einen interessanten Ausgangspunkt dar.
Ziel dieser Arbeit war es die zellulären Effekte einer Herunterregulierung von VCP in verschiedenen Prozessen zu analysieren, um so erste Aussagen über die Funktion von VCP im Kolonkarzinom, über die Wirkung der Überexpression von VCP im Kolonkarzinom und über VCP als potentieller Bio-, Diagnose- und Prognosemarker im Kolonkarzinom treffen zu können.
Hierfür wurden zunächst Viabilitäts- und Proliferationsanalysen durchgeführt, die zeigen konnten, dass ein VCP-Knockdown sowohl Viabilität als auch Proliferation signifikant hemmt. Weiter konnte gezeigt werden, dass es durch einen Knockdown von VCP zu einer Induktion von DNA-Schäden, der Apoptose, eines Zellzyklusarrest und partiell der UPR kommt. Außerdem scheint VCP an der Deubiquitinierung von Proteinen beteiligt zu sein. Eine Induktion der Autophagie konnte in dieser Arbeit nicht bestätigt werden.
Diese Daten eröffnen einen neuen, bisher unklaren Blickwinkel auf potentielle Therapiemöglichkeiten und VCP als Prognosemarker im kolorektalen Karzinom. Es wurde gezeigt, dass VCP an diversen zellulären Prozessen beteiligt ist und maßgeblich zur Aufrechterhaltung der Viabilität und Proliferation beiträgt. Alles in allem deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass VCP auch im Kolonkarzinom als prognostischer und therapeutischer Biomarker fungieren könnte und diese Daten als vielversprechende Grundlage für weiterführende Untersuchungen dienen könnten.Colorectal cancer is the third most common and second most lethal cancer worldwide. Risk factors for developing CRC are low physical activity, high consumption of red meat and salt, smoking, adiposity and familiar predisposition. The development from a small polyp to an invasive metastatic carcinoma takes years and presumes losses and mutations of various genes. The prognosis of about 3,2 million new diagnosed CRC cases in 2040 reveals the urgency for new therapy and diagnostic possibilities.
In a previous project a shRNA library screening in pancreatic cancer cell lines identified VCP as a potential new target for targeted therapies. VCP, the valosine-containing protein, is a chaperon, which takes part in different cellular processes, e.g. the proteasomal degradation of mis- and unfolded proteins or ubiquitination. A few publications already showed an overexpression of VCP in various tumor entities. This overexpression was shown to correlate with a poor prognosis. Databank analysis of CRC patient tissue samples also revealed VCP overexpression. The role of this overexpression in CRC and how it affects its viability, proliferation and progression remains unclear. Therefore, further analysis about the cellular functions of VCP in CRC represent an interesting starting point.
The aim of this dissertation was to determine the cellular effects of a VCP knockdown on various processes. On the basis of this, statements should be made about the functions of VCP in CRC, about the effect of a VCP overexpression in CRC and if VCP could also serve as a diagnostic and prognostic biomarker in CRC cells.
For this, viability and proliferation assays were performed. This showed that VCP seems to be essential for and CRC cell viability and proliferation. Further, it could be demonstrated that a VCP knockdown also seems to induce DNA damage, apoptosis, cell cycle arrest, senescence and partly UPR. An induction of autophagy could not be shown.
These data reveal a new, until now unclear perspective on potential new therapy approaches and VCP as prognostic marker in CRC. It was shown that VCP takes part in various cellular processes and that VCP is significantly involved in the maintenance of viability and proliferation of CRC cells. In conclusion, these results could be a first evidence for VCP as therapeutic and prognostic biomarker and could also be a promising basis for further analysis