11163 research outputs found
Sort by
Deciphering novel pathomechanisms initiating and maintaining atrial fibrillation
No full textAtrial fibrillation (AF) is the most common arrhythmia and AF burden is projected to rise in the next years. This may be partially attributed to limited efficacy of current antiarrhythmic therapies and interventions. A deeper understanding of the mechanisms underlying and driving AF is crucial to recognize the pitfalls in existing standard treatment strategies as well as to uncover novel therapeutic targets. To this end, two independent research projects were conducted, resulting in two scientific articles that investigate the pathomechanisms of AF initiation and maintenance in underexplored AF contexts where conventional therapies show limited efficacy. Article I examines the potential AF triggering mechanisms associated with mutations in the nucleoskeletal protein lamin A/C. Atrial induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes harboring previously clinically reported LMNA variants were subjected to integrated multiomics and functional assays, which collectively revealed that LMNA mutations lead to upregulation of the voltage-dependent L-type calcium (Ca2+) channel subunit α1D of Cav1.3 resulting in higher Ca2+ influx, which overloads sarcoplasmic reticulum Ca2+ content and triggers arrhythmogenic spontaneous Ca2+ release events. Further analyses suggested the potential enhancement of RNA cytidine acetyltransferase-dependent epitranscriptomic regulation, contributing to Cav1.3-associated atrial arrhythmogenesis and which can be mitigated through the pharmacological treatment with the RNA cytidine acetyltransferase inhibitor remodelin. In Article II, the role of the right atrium in AF maintenance was investigated using a proteomic approach. While catheter ablation primarily targets the left atrium, recent clinical evidence of widespread AF rotors suggests that both atrial chambers may contribute to AF persistence. To explore this, a spectral proteomic library was established using human heart samples, enabling the analysis of atrial tissues from persistent AF (persAF) and sinus rhythm patients obtained during open-heart surgeries or from donor hearts. Proteome profiling revealed a significant role of right atrium in AF maintenance, demonstrating hallmark features of AF-associated remodelling, which contribute to enhanced left–right atrial proteome symmetry in persAF. This suggests an equally distributed substrate maintaining AF and provides a rationale for why targeting only the left atrium during catheter ablation may be insufficient to effectively terminate persAF. Collectively, these findings unveil novel insights into the mechanisms underlying AF initiation and maintenance, which may contribute to the development of more effective therapeutic strategies.2026-02-2
Light-Control of Biomimetic and Bioactive Molecules
No full textLight-controlled molecules enable precise spatial and temporal regulation of biological activity, supporting both fundamental research and the development of new therapeutics. In this work, photolipids and photocaged bioactive compounds were designed and synthesized to achieve optical control over membrane properties and biological processes. Novel fatty acids bearing different leaving groups were prepared and characterized for their photophysical and photochemical properties in solvents of varying polarity. Photolabile lipid molecules with permanent charges were also synthesized to modulate electrostatic interactions between vesicles, and their membrane behavior in vesicles was investigated, before and after irradiation. Furthermore, capsaicinoids were structurally modified to make them photodeactivatable, allowing targeted regulation of TRPV1 receptor activity. These studies demonstrate strategies for both light-induced activation and deactivation of bioactive molecules.2026-07-1
The Role of Synaptic Signalling Activity in Brain Development
No full textDynamic changes in synapse structure are essential for memory formation and require newly synthesized synaptic proteins to either replace aged or damaged proteins, or to alter synaptic signalling efficacy (Costa-Mattioli et al., 2007; Fornasiero et al., 2018; Ostroff et al., 2002). Whereas local protein translation has been observed to be crucial for the expression of postsynaptic plasticity (Greenough et al., 1985; Ostroff et al., 2002; Steward & Levy, 1982; Steward & Schuman, 2001; Steward, 1983), its contribution to forms of presynaptic plasticity is still under debate. Multiple transcriptomic, light and electron microscopic studies reported the presence of presynaptically localized ribosomal and ribosome-associated proteins in the mature mammalian brain (Hafner et al., 2019; Monday et al., 2022; Ostroff et al., 2019; Scarnati et al., 2018; Shigeoka et al., 2016; Younts et al., 2016). However, a quantitative ultratsructural analysis of presynaptic ribosomes embedded within an intact central nervous system circuit is currently lacking. Such information is ultimately necessary to fully understand local presynaptic translation capacity and the extent to which it might contribute to synaptic plasticity and synaptic heterogeneity in the brain. In this thesis I established a scanning transmission electron microscopy (STEM) tomographic approach capable of revealing presynaptically localized monosomes in hippocampal Schaffer collateral, mossy fiber-CA3, and perisomatic synapses. This three-dimensional ultrastructural imaging approach revealed a substantially lower abundance of presynaptic ribosomes compared to estimates derived from previously published light microscopic studies. My data reveals that the presence of presynaptic ribosomes only partially correlates with synapse-specific functional properties (e.g. fast-spiking parvalbumin positive interneurons) and structural indicators of synaptic strength (e.g. relative occupancy of presynaptic boutons by mitochondria). Given that most analyses of synaptic strength-related structural indicators were statistically insignificant, the relative sparsity of putative presynaptic ribosomes and their limited contribution to the required synthesis of presynaptic proteins, my data demonstrates that local protein synthesis within the presynapse is limited by the availability of translationally functional ribosomes.
A second project of this thesis addresses the importance of neuron-microglia communication in brain homeostasis. In addition to their unique function as brain-resident immune cells, microglia also sense and respond to neuronal activity states (Li & Barres, 2018; Lowery et al., 2017; Sominsky et al., 2018; Wolf et al., 2017). However, pathways underlying activity-dependent neuron-microglia communication and their role in physiological processes, including synaptic plasticity, remain poorly understood (Lowery et al., 2017). In this thesis, I used genetic approaches to modulate neurotransmission (Munc13-1/2 DKO) and neuromodulation (Rab3ABCD QKO) followed by microscopic and proteomic techniques designed to quantify functionally relevant changes in microglial morphology and proteomic expression profiles, respectively. I developed the light microscopic workflow and have accumulated fixed organotypic hippocampal slice cultures from all the required genotypes, however, the analysis of this data set remains to be completed. I observed that selective silencing of both evoked and spontaneous neurotransmission in targeted neuronal subpopulations in cortical and hippocampal subregions induces subtle changes in microglia and astrocyte density without corresponding indications of neurodegeneration. Further, immunohistochemical experiments validated microglial-specific protein biotinylation in hippocampal organotypic slice cultures using the TurboID proximity-labelling approach. Analyses of the here established mouse lines remain to be completed to reveal the extent to which the function and survival of microglia and astrocytes are selectively influenced by neurotransmission and neuromodulation.2026-06-1
Factors Influencing the Colonization of Clostridioides difficile in Newborns and Infants – An Epidemiological Study
No full textEine Infektion mit Clostridioides difficile ist weltweit die häufigste Ursache für die Antibiotika-assoziierte Diarrhoe bei Erwachsenen. Aufgrund der ansteigenden Inzidenz von klinisch- manifesten C. difficile Infektionen (CDI), der damit verbundenen ansteigenden Mortalität sowie der wirtschaftlichen Auswirkungen auf das Gesundheitssystem, ist C. difficile wichtiger Bestandteil aktueller Forschung. Als sporenbildendes, grampositives Stäbchenbakterium ist C. difficile umweltresistent und kann sich schnell verbreiten. Die wesentlichen Virulenzfaktoren sind die Toxine, die C. difficile bildet. In den letzten Jahren zeigten sich vor allem bei Kindern hohe C. difficile- Kolonisierungsraten, auch mit toxigenen Stämmen. Glücklicherweise sind Kinder in den seltensten Fällen von einer CDI betroffen. Die Gründe dafür sind weiterhin unvollständig geklärt. Mit unserer Studie sollten potenzielle Einflussfaktoren herausgefunden werden, die eine C. difficile-Besiedlung bei Neugeborenen und Säuglingen beeinflussen.
Wir führten eine multizentrische, prospektive, epidemiologische Kohortenstudie durch und schlossen 214 Neugeborene in die Studie ein. Der Fokus der Datenerhebung lag auf den ersten sechs Lebensmonaten. Die zwei Studienzentren Göttingen und Darmstadt nahmen an der Studie teil. Wir untersuchten Stuhlproben ab der Geburt und erhoben die Daten zu den Einflussfaktoren mittels Elternfragebögen ab dem 1. Lebensmonat. Der Nachweis von C. difficile erfolgte nach kultureller Anzucht und bakterieller Identifizierung mittels MALDI-TOF-MS. Von den 214 Kindern waren 107 (50.2%) männlich und 197 (86.1%) Reifgeborene. Die Prävalenz des C. difficile-Nachweises betrug 22.4% für das erste Lebensjahr, wobei die höchste Prävalenz toxigener Stämme in den ersten sechs Lebensmonaten bei 6.8% im 6. Lebensmonat lag. Es wurden Einflussfaktoren untersucht, bei denen aus der Literatur bekannt ist, dass sie die C. difficile-Kolonisation des Darms beeinflussen (Frühgeburtlichkeit, Stillen, Tiere in der Umgebung, Antibiotikatherapie).
Unsere Studie zeigte einen altersabhängigen Anstieg der Besiedlung mit C. difficile. Stillen wurde als signifikanter protektiver Faktor gegen die Kolonisation mit C. difficile identifiziert. Zusätzlich zeigten die unterschiedlichen Fütterungsarten einen signifikanten Einfluss auf die C. difficile-Besiedlung. Dabei ging die Ernährung mit einem Mix aus Muttermilch, Säuglingsnahrung und Beikost/Brei mit der geringsten Auftretenswahrscheinlichkeit für C. difficile einher. Obwohl mehr Frühgeborene als Reifgeborene mit C. difficile besiedelt waren, bestand kein signifikanter Unterschied zwischen diesen Gruppen. Auch für den Einflussfaktor Tiere in der Umgebung ergaben sich keine signifikanten Ergebnisse für die Auftretenswahrscheinlichkeit von C. difficile. Es zeigte sich allerdings, dass Kinder mit Tieren in der Umgebung signifikant seltener mit einem toxigenen C. difficile-Stamm besiedelt sind. Es waren mehr Kinder, die eine antibiotische Therapie erhalten haben, mit C. difficile besiedelt. Ein signifikanter Einfluss der Antibiotikatherapie ließ sich jedoch nicht eruieren. Die meisten Ergebnisse unserer Studie decken sich mit denen anderer Kohortenstudien von Kindern und unterstützen diese. Thesen wie zum Beispiel dass Frühgeborene eher mit C. difficile besiedelt sind, dass Kinder mit Tieren in ihrer Umgebung häufiger mit C. difficile besiedelt sind oder dass die Gabe von Antibiotika die Wahrscheinlichkeit für eine Besiedlung mit C. difficile erhöht, konnten wir aufgrund einer fehlenden Signifikanz der Unterschiede zwischen den Gruppen nicht bestätigen.An infection with Clostridioides difficile is the most common cause of antibiotic-associated diarrhea in adults worldwide. Due to the increasing incidence of clinically manifest C. difficile infections (CDI), the associated rise in mortality, and the economic burden on healthcare systems, C. difficile remains a major focus of current research. As a spore-forming, gram-positive rod-shaped bacterium, C. difficile is environmentally resistant and can spread rapidly. Its key virulence factors are the toxins it produces.
In recent years, particularly high C. difficile colonization rates have been observed in children, including colonization with toxigenic strains. Fortunately, children are only rarely affected by CDI. The reasons for this remain incompletely understood. Our study aimed to identify potential factors influencing C. difficile colonization in newborns and infants.
We conducted a multicenter, prospective, epidemiological cohort study and enrolled 214 newborns. Data collection focused on the first six months of life. Two study centers—Göttingen and Darmstadt—participated. We analyzed stool samples starting at birth and collected data on potential influencing factors using parent questionnaires beginning in the first month of life. Detection of C. difficile was performed through culture followed by bacterial identification via MALDI-TOF MS.
Of the 214 children, 107 (50.2%) were male, and 197 (86.1%) were full-term newborns. The prevalence of C. difficile detection during the first year of life was 22.4%, with the highest prevalence of toxigenic strains (6.8%) occurring in the 6th month of life. We examined factors known from the literature to influence C. difficile colonization of the gut (prematurity, breastfeeding, presence of animals in the home environment, antibiotic therapy).
Our study showed an age-dependent increase in C. difficile colonization. Breastfeeding was identified as a significant protective factor against colonization. Different feeding patterns also had a significant effect on C. difficile colonization. A mixed diet consisting of breast milk, infant formula, and complementary foods/purees was associated with the lowest likelihood of C. difficile occurrence. Although more preterm than full-term infants were colonized with C. difficile, the difference between the groups was not statistically significant.
Likewise, no significant association was found between the presence of animals in the home environment and the likelihood of C. difficile colonization. However, children living with animals were significantly less likely to be colonized with a toxigenic C. difficile strain. More children who had received antibiotic therapy were colonized with C. difficile, but no significant effect of antibiotic therapy could be demonstrated.
Most of our findings are consistent with those of other pediatric cohort studies and support their conclusions. Hypotheses such as preterm infants being more likely to be colonized with C. difficile, children living with animals having higher colonization rates, or antibiotic therapy increasing the likelihood of colonization could not be confirmed, due to the lack of statistically significant differences between the groups.2026-02-2
Analysis of the activity of different coagulation factors during veno-venous extracorporeal membrane oxygenation
No full textAcute respiratory distress syndrom (ARDS) can lead to severe acute hypoxemic respiratory failure. When conventional management strategies failed veno-venous extracoporeal membrane oxygenation (vvECMO) can be a rescue therapy. But itself is associated with severe thrombembolic or hemorrhagic events.
The aim of the study was to gain more information on different coagulation parameters before, during and after vvECMO in ARDS patients. The activity of coagulation factors, rotational thrombelastometry and platelet function were analyzed in 20 patients on specific time points. Platelet function was measured by multiple electrode aggregometry (Multiplate) and rotational thrombelastometry was analyzed by ROTEM.
Before initiiating the vvECMO the values of aggregational measurements were below the normal range with a further decrease under therapy and recovered spontaneously with a significant increase 2 days after the beginning of vvECMO.
The activity of several coagulation factors decreased after the beginning of vvECMO and recovered during the next seven days while continuing the therapy. In ARDS patients Factor XIII was severely decreased before starting the vvECMO and even declined under therapy.
After termination of the vvECMO the risk of hypercoagulatory state should lead to prolonging hemostasiologic monitoring.2026-02-2
Functional analysis of SUMO2 substrates in neuronal synapses
No full textSUMOylation is a dynamic post-translational modification (PTM) implicated in the regulation of nuclear processes, yet its role at synapses is not well understood. Among the small ubiquitin-related modifier (SUMO) paralogs, SUMO2 stands out for its unique extranuclear localization. It co-localizes with pre- and post-synaptic markers, indicating a potential role in regulating synaptic function. In this study, we used an HA-SUMO2 knock-in (KI) mouse model to identify SUMO2 substrates in the brain, which revealed multiple candidate proteins, including two synaptic proteins. We validated the SUMO2 conjugation of these two synaptic substrates both in vivo and in vitro and mapped their SUMOylation sites. Functional analysis revealed key roles for the SUMOylation of these two synaptic proteins in the regulation of pre-synaptic function. SUMOylation of one substrate was found to be important for synaptic vesicle refilling. However, loss of its SUMOylation did not affect its protein turnover, localization, or the localization of an interacting partner. In contrast, SUMOylation of the second substrate suppressed evoked neurotransmitter release without influencing neuronal morphology, synaptogenesis, or protein turnover. Taken together, these findings identify two synaptic proteins as representative SUMO2 substrates and reveal key roles for SUMOylation in the fine tuning of presynaptic function.2026-12-1
Wertigkeit der Cad/Cam-Technik bei der Genioplastik gegenüber dem konventionellen Verfahren
No full textDer Stellenwert der Anwendung der auf einer virtuellen Planung basierenden computer aided design/ computer aided manufacturing(Cad/Cam)-Technik gegenüber der konventionellen Planung bei der alleinigen Genioplastik ist bisher nicht wissenschaftlich belegt und wird in der vorliegenden Arbeit evaluiert.
Die retrospektiv angelegte Studie umfasste 40 Patient*innen, bei denen zwischen 2012 bis 2023 eine isolierte Genioplastik durchgeführt wurde. Die Kohorte wurde in zwei Gruppen mit je 20 Patient*innen unterteilt. In Gruppe I erfolgten Planung und Operation mit dem konventionellen Verfahren, in Gruppe II mittels der Cad/Cam-Technik. In beiden Gruppen erhielten 10 Patient*innen eine reine Kinnvorverlagerung und 10 Patient*innen eine kombinierte Vor- und Abwärtsbewegung des Kinns. Präoperativ und sechs Monate postoperativ wurde eine Cephalometrie und eine Photogrammetrie zur Bewertung der Kinnverlagerung durchgeführt. Die Abweichungen von der präoperativ geplanten Position des Weichgewebspogonions (Pg`), des Unterlippenpunktes (Li) zur esthetic line (Esth), des facial convexity angle (FCA), des mentolabial angle (MLA) sowie die Korrelation zwischen Weich- und Hartgewebsbewegung wurden ausgewertet. Des Weiteren wurde für beide Gruppen die Planungs- und Operationsdauer erfasst.
Weder in Gruppe I noch in Gruppe II konnte ein signifikanter Unterschied postoperativ zur geplanten Position für Pg` bei horizontaler oder vertikaler Bewegung festgestellt werden. Bei der Vorwärtsbewegung hingegen waren die Abweichungen von den geplanten Werten von Pg` in Gruppe II signifikant geringer als in Gruppe I. Bei Li zu Esth, MLA und FCA lagen keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen vor. Weich- und Hartgewebsbewegungen korrelierten in horizontaler Richtung in beiden Gruppen. In vertikaler Richtung korrelierten die Bewegungen nur in Gruppe II signifikant. Die Planungsdauer war in Gruppe II gegenüber Gruppe I um 20 Minuten signifikant erhöht, während die Operationsdauer um 7 Minuten signifikant verkürzt war.
Die Verwendung der Cad/Cam-Technik bei der Genioplastik hat Vorteile bezüglich der Genauigkeit bei der Verlagerung in horizontaler Richtung und ergibt eine bessere Planbarkeit bei vertikaler Verlagerung. Daher kann bei gleichzeitiger Vorwärts- und Abwärtsbewegung des Kinns eine wesentliche Indikation zur Anwendung der Cad/Cam- Technik abgeleitet werden. Trotzdem ist die Verwendung der konventionellen Technik weiterhin gerechtfertigt, da auch hier keine signifikanten Unterschiede zwischen der Prädiktion und den postoperativen Ergebnissen vorliegen und der Ausgleich des intraoperativen Zeitverlusts durch die wesentlich geringere Planungsdauer ökonomische Vorteile bieten kann.The significance of applying computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) techniques based on virtual planning compared to conventional planning for isolated genioplasty has not yet been scientifically established and is evaluated in this study.
This retrospective study included 40 patients who underwent isolated genioplasty between 2012 and 2023. The cohort was divided into two groups of 20 patients each. In Group I, planning and surgery were performed using the conventional method, while in Group II, CAD/CAM techniques were used. In both groups, 10 patients received a chin advancement alone, and 10 patients received a combined forward and downward movement of the chin. Cephalometry and photogrammetry were performed preoperatively and six months postoperatively to assess the chin advancement. The deviations from the preoperatively planned position of the soft tissue pogonion (Pg`), the lower lip point (Li) relative to the esthetic line (Esth), the facial convexity angle (FCA), and the mentolabial angle (MLA), as well as the correlation between soft and hard tissue movement, were evaluated. Furthermore, the planning and surgical duration were recorded for both groups.
Neither in Group I nor in Group II was a significant postoperative difference observed for Pg` compared to the planned position during horizontal or vertical movement. However, for forward movement, the deviations from the planned values of Pg` were significantly smaller in Group II than in Group I. No significant differences were found between the groups for Li relative to Esth, MLA, and FCA. Soft and hard tissue movements correlated horizontally in both groups. Vertically, the movements correlated significantly only in Group II. The planning time was significantly longer in Group II compared to Group I by 20 minutes, while the surgical duration was significantly shorter by 7 minutes. The use of CAD/CAM technology in genioplasty offers advantages in terms of accuracy during horizontal displacement and allows for better planning of vertical displacement. Therefore, simultaneous forward and downward movement of the chin can be considered a significant indication for the use of CAD/CAM technology. Nevertheless, the use of conventional techniques remains justified, as there are no significant differences between prediction and postoperative results, and the significantly shorter planning time compensates for the intraoperative time loss and can offer economic advantages.2026-03-3
The Influence of Tumor Mutations on Extracellular Vesicle Secretion
No full textExtrazelluläre Vesikel (EVs) sind kleine, von einer Doppellipidmembran umgebene Strukturen, welche spezifischen Inhalt von ihrer Ursprungszelle zu weiter weg gelegenen Zellen transportieren und somit eine essentielle Rolle in der Zell-Zell-Kommunikation spielen.
Da EVs nicht nur von allen physiologischen Zellarten, sondern auch von Tumorzellen sezerniert werden, spielen EVs eine bedeutende Rolle in Tumorinitiation, Tumorwachstum, Interaktion mit Zellen in der Tumormikroumgebung, Metastasierung und Medikamentenresistenzen.
Obwohl einzelne Tumormutationen bisher mit extrazellulären Vehikeln in Verbindung gebracht werden konnten, so wurde bisher kein systematischer Zusammenhang zwischen (Proto-) Onkogenen oder Tumorsuppresorgenen mit extrazellulären Vesikeln etabliert. Deshalb wurde im Rahmen dieser Arbeit der Einfluss von 30 häufigen Tumormutationen auf die Sekretion extrazellulärer Vesikel in HCT-116-Zellen untersucht.
Zusammenfassend konnte auch in dieser Arbeit kein generischer Effekt von (Proto-) Onkogenen oder Tumorsuppressorgenen auf die Sekretion extrazellulärer Vesikel in HCT-116-Zellen gefunden werden. Jedoch konnten vielversprechende Ergebnisse hinsichtlich der Rolle der (Proto-)Onkogene KRAS und BRAF gezeigt und somit Hinweise für die potentielle Relevanz des Ras/Raf/MAPK-Signalwegs gesammelt werden, sowie Ergebnisse für das Onkogen ß-Catenin und das Tumorsuppressorgen E-Cadherin und somit Hinweise für die potentielle Relevanz des Wnt-Signalwegs. Zusätzlich werden weitere potentielle Mechanismen für die Sekretion extrazellulärer Vesikel von Tumorzellen diskutiert.Extracellular vesicles (EVs) are small structures surrounded by a lipid bilayer, carrying specific cargo from their cell of origin to more distant cells, therefore functioning as vehicles in cell-to-cell communication. Being abundantly secreted by all types of cells, especially tumor cells, EVs are attributed an essential role in tumor initiation, growth, interaction with tumor microenvironment cells, metastasis, and drug resistance.
Even though individual tumor mutations have been functionally linked to extracellular vesicles, no systematic attempt has been made to establish a general relationship between (proto-)oncogenes or tumor suppressor genes so far. Which is why, in this study, a screening of 30 very common tumor mutations was conducted regarding their influence on EV secretion in HCT-116-cells.
In conclusion, a generic effect of (proto-)oncogenes or tumor suppressor on the secretion of HCT-116-cells could not be found, but significant findings regarding the (proto-)oncogenes KRAS and BRAF were observed and therefore hints for the potential role of Ras/Raf/MAPK pathway on EV secretion as well as significant findings regarding the oncogene ß-catenin and the tumorsuppressor gene e-cadherin and therefore hints for the potential role of Wnt pathway on EV secretion. In addition, potential mechanisms for EV secretion in tumor cells are being discussed.2026-03-3
FBRSL1 and its association to the polycomb complex: interacting partners and transcriptional influence on genes
No full textZusammenfassung Deutsch
In der Universitätsmedizin in Göttingen wurden drei Kinder untersucht, die sehr ähnliche kongenitale Symptome aufwiesen, und bei denen in der genetischen Untersuchung Varianten im FBRSL1-Gen festgestellt wurden. In dieser Arbeit wurden Untersuchungen zu diesem Gen angestellt, das mehrere Isoformen besitzt und das vermutlich während der embryonalen Entwicklung eine große Rolle spielt. Bei diesen Versuchen lag der Fokus auf der Identifikation möglicher Interaktionspartner sowie auf Experimenten zu einem vermuteten regulatorischen Einfluss von FBRSL1 auf andere Gene. Hierzu wurden u.a. Proben der oben genannten Patienten mit FBRSL1-Varianten eingesetzt.
FBRSL1 kann unter anderem als Teil zweier Polycomb-Komplexe, den Polycomb Komplexen 1.3 und 1.5., auftreten. Von diesen Polycomb-Komplexen ist bekannt, dass sie in der Embryonalentwicklung wichtige Einflüsse insbesondere auf mesodermale Zellen ausüben.
Für die Versuche, die mögliche Interaktionspartner von FBRSL1 feststellen sollten, wurden Western-Blots und Yeast-Two-Hybrid-Experimente genutzt. Hierbei lag der Fokus auf ribosomalen Proteinen, die in Versuchen einer Partnerforschungsgruppe als fehlreguliert identifiziert worden waren, sowie auf Proteinen, die ebenfalls in den Polycomb-Komplexen 1.3. und 1.5 vorkommen. Die ribosomalen Proteine zeigten keinerlei Interaktion mit FBRSL1. Bei den Untersuchungen zu den Bestandteilen der Polycomb-Komplexe stellte sich heraus, dass PCGF3 (Polycomb Group RING Finger Protein 3) und die Untergruppe CSNK2A1 von CK2 (Casein Kinase 2) mit FBRSL1 interagieren, dies allerdings indirekt. Interessant war, dass die Interaktion von FBRSL1 mit CK2 beim Vorliegen zweier der bei den Kindern identifizierten Varianten aufgehoben wurde.
Weiterhin wurden qRT-PCRs (quantitative Real Time Polymerase Chain Reaction) durchgeführt, um einen möglichen Einfluss von FBRSL1 auf die Expression anderer Gene zu untersuchen. Von einem zu FBRSL1 paralogen Gen, AUTS2, ist dabei bekannt, dass es ebenfalls Bestandteil dieser Polycomb-Komplexe ist und unter anderem auch die Aktivität dieser Komplexe beeinflusst. Beim Vorliegen von AUTS2 in den Polycomb Komplexen verändern sich die Expressionen verschiedener Gene. Nun sollte das Expressionsmuster einiger Gene beim Vorliegen von Wildtyp-FBRSL1 und in den Patientenproben beim Vorliegen der Varianten untersucht werden. Ein erster Ansatz dieser Versuche konnte leider nicht gewertet werden, da sich die House Keeping Gene selbst als beeinflusst herausstellten. Für einen zweiten Versuchsansatz wurden dann Gene ausgewählt, die auch von AUTS2 beeinflusst werden. Alle diese Gene zeigten sich bei zwei der Proben mit den Varianten als fehlreguliert. Dementsprechend werden sie vermutlich durch FBRSL1 beeinflusst. Bei der dritten Probe hingegen zeigte sich diese Regulationsveränderung nicht, hier war der Patient bei der Probenentnahme allerdings auch etwas älter, was ein Erklärungsansatz hierfür sein könnte. Hierzu passend zeigte sich der Regulationseinfluss auch als altersabhängig, da sich Unterschiede bei den qRT-PCRs zwischen Kindern und Erwachsenen zeigten.
Des Weiteren fiel eine der mituntersuchten Proben der Eltern als auffällig und konstant von den anderen Proben abweichend auf. Alle Eltern waren in genetischen Untersuchungen als unauffällig hinsichtlich der beim Kind identifizierten Variante getestet worden und somit die FBRSL1-Varianten bei den Kindern als de novo klassifiziert worden. Diese Abweichung in der Regulierung könnte ein Hinweis auf ein niedriggradiges Mosaik bei diesem Elternteil sein.
Des Weiteren wurden erste Schritte zur Etablierung eines Zellmodells unternommen. Dieses Zellmodell könnte für zukünftige Experimente genutzt werden, indem mittels siRNA FBRSL1 herunterreguliert und so Probenmaterial eingespart wird. Für dieses Zellmodell wurden als beste Zellreihe HeLa-Zellen, als bester Transfektionsabstand 24h und als bestes Transfektionsreagenz Lipofectamine® etabliert.Zusammenfassung Englisch
At the University of Göttingen three children with similar congenital symptoms were genetically tested, and variants in the FBRSL1-Gene were found in all of them. During my thesis work, I tested this specific gene, which has different isoforms and is thought to be important for embryonal development. During testing, I focused on identifying possible interacting partners as well as the suspected regulatory influence of FBRSL1 on other genes. For parts of these studies, we also used samples from the three children with FBRSL1 variants.
FBRSL1 is part of two Polycomb complexes, polycomb complex 1.3 and 1.5. It is already known that these polycomb complexes are essential for embryonal development, especially for mesodermal cells.
For my testing on possible interacting partners, I used Western Blots and Yeast-Two-Hybrid experiments. I focused on ribosomal proteins, which had shown dysregulation during testing in an associated research group, as well as on proteins included in polycomb complex 1.3 and 1.5. The ribosomal proteins did not show any interaction with FBRSL1. The test results with the other proteins in the polycomb complex showed an interaction of PCGF3 (Polycomb Group RING Finger Protein 3) with FBRSL1. Additionally, there was an indirect interaction of CSNK2A1, a part of CK2 (Casein Kinase 2), with FBRSL1. Interestingly, we could prove that the interaction of FBRSL1 to CK2 was removed in two of the variants found in the children.
Furthermore, I did qRT-PCRs (quantitative real-time polymerase chain reaction) to test for a possible influence of FBRSL1 on other gene expressions. A paralogue gene of FBRSL1, AUTS2, which can also be part of the polycomb complexes, is known to regulate the activity of these complexes. If AUTS2 is included in a complex, the genetic expression of different genes is changed. Now we examined the expression patterns of different genes in wild type FBRSL1 and in patients’ variants. We used genes which are known to be regulated by AUTS2. All of these genes showed a misregulation in two patients’ variants. In conclusion, they are likely influenced by FBRSL1. The third patient’s samples showed no difference in regulation of the genes, but the patient had been older when samples had been collected, which could be a possible explanation for that. We additionally found the regulation of the genes to be connected to age, as we found a difference in the qRT-PCRS in adult and children test samples.
Further, one of the samples taken by a parent of the children with variants constantly showed different values than the others. All parents had beforehand been genetically tested and had shown no variants in FBRSL1. The variants found had therefore been classified as de novo variants. The dysregulation seen this time in the parent’s sample could be a sign of a low-level mosaic type in the parent’s cells.
Additionally, I started establishing the first steps for a cell model in our research groups. This cell model could be used for future experiments, e.g. by using siRNA to suppress FBRSL1 in cells to save sample cells of the patients. For this cell model we used HeLA cells, and I was able to identify 24h as the best transfection time and Lipofectamine® as the best-tested transfection reagent.2026-05-1
Effect of Citalopram on Alzheimer’s Pathology in the Tg4-42 Mouse Model
No full textDie Alzheimer-Krankheit ist die häufigste Form der Demenz und bislang weder kausal noch präventiv therapierbar. Typische neuropathologische Merkmale umfassen Amyloid-β-(Aβ-) Ablagerungen, Neuroinflammation, Synapsen- und Neuronenverlust sowie eine verminderte Neurogenese. In dieser Arbeit wurde der Einfluss des selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmers (SSRI) Citalopram auf die Alzheimer-Pathologie im Tg4-42-Mausmodell untersucht. Dieses Modell exprimiert das toxische Aβ4-42-Peptid und kann als Modell der sporadischen Alzheimer-Erkrankung herangezogen werden. Weibliche homozygote Tg4-42-Mäuse erhielten über einen Zeitraum von sechs Monaten intraperitoneal 10 mg/kg Körpergewicht Citalopram, beginnend im Alter von zehn Wochen. Im Alter von achteinhalb Monaten wurden die Gehirne histologisch hinsichtlich Aβ-Ablagerungen, Gliose, Synapsenmarkern, Neurogenese und Neuronenzahl analysiert. Die Citalopram-Therapie hatte keinen Einfluss auf die Aβ4-42-Ablagerungen. Es zeigte sich jedoch eine signifikante Reduktion GFAP-positiver Astrozyten im Hippocampus und Cortex, was auf eine Aβ-unabhängige antiinflammatorische Wirkung hinweist. Zudem wurde eine signifikant erhöhte Expression des präsynaptischen Markers Synapsin festgestellt. Die Mikrogliaaktivierung, die Neurogenese (Ki-67 und DCX) sowie die Neuronenzahl in CA1 blieben unbeeinflusst. Die Ergebnisse sprechen für eine Modulation glialer und synaptischer Prozesse durch Citalopram, unabhängig von der Amyloidlast, und stützen die potenzielle therapeutische Relevanz von SSRI in frühen Krankheitsstadien.Alzheimer’s disease is the most common form of dementia and currently remains without a curative or preventive treatment. Characteristic pathological features include amyloid-β (Aβ-) accumulation, neuroinflammation, synaptic and neuronal loss, and impaired neurogenesis. This study investigated the effects of long-term treatment with the selective serotonin reuptake inhibitor (SSRI) Citalopram on Alzheimer-related brain pathology using the Tg4-42 mouse model, which expresses the neurotoxic Aβ4-42 peptide and mimics the sporadic form of the disease. Female homozygous Tg4-42 mice received 10 mg/kg body weight of Citalopram intraperitoneally over a period of six months, starting at 10 weeks of age. At 8.5 months, brain tissue was analyzed histologically to assess Aβ deposition, gliosis, synaptic markers, neurogenesis, and neuronal density. Citalopram treatment did not alter the amount of Aβ4-42 aggregates. However, a significant reduction in GFAP-positive astrocytes was observed in both hippocampus and cortex, indicating an anti-inflammatory effect independent of Aβ pathology. Furthermore, expression of the presynaptic marker Synapsin was significantly increased. Microglial activation, neurogenesis (Ki-67 and DCX), and CA1 neuron counts remained unchanged. These findings suggest that Citalopram modulates glial and synaptic pathology independently of Aβ burden and may offer therapeutic benefit in early Alzheimer’s disease stages.2026-06-0