@phdthesis{Goktas2019,
  author    = {Goktas, Melis},
  title     = {Coiled coils as molecular force sensors for the extracellular matrix},
  doi       = {10.25932/publishup-42749},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-427493},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xiv, 124},
  year      = {2019},
  abstract  = {Kraft spielt eine fundamentale Rolle bei der Regulation von biologischen Prozessen. Zellen messen mechanische Eigenschaften der extrazellul{\"a}ren Matrix und benutzen diese Information zur Regulierung ihrer Funktion. Dazu werden im Zytoskelett Kr{\"a}fte generiert und auf extrazellul{\"a}re Rezeptor-Ligand Wechselwirkungen {\"u}bertragen. Obwohl der grundlegende Einfluss von mechanischen Signalen f{\"u}r das Zellschicksal eindeutig belegt ist, sind die auf molekularer Ebene wirkenden Kr{\"a}fte kaum bekannt. Zur Messung dieser Kr{\"a}fte wurden verschiedene molekulare Kraftsensoren entwickelt, die ein mechanisches Inputsignal aufnehmen und in einen optischen Output (Fluoreszenz) umwandeln. Diese Arbeit etabliert einen neuen Kraftsensor-Baustein, der die mechanischen Eigenschaften der extrazellul{\"a}ren Matrix nachbildet. Dieser Baustein basiert auf nat{\"u}rlichen Matrixproteinen, sogenannten coiled coils (CCs), die α-helikale Strukturen im Zytoskelett und der Matrix formen. Eine Serie an CC-Heterodimeren wurde konzipiert und mittels Einzelmolek{\"u}l-Kraftspektroskopie und Molekulardynamik-Simulationen charakterisiert. Es wurde gezeigt, dass eine anliegende Scherkraft die Entfaltung der helikalen Struktur induziert. Die mechanische Stabilit{\"a}t (Separation der CC Helices) wird von der CC L{\"a}nge und der Zuggeschwindigkeit bestimmt. Im Folgenden wurden 2 CCs unterschiedlicher L{\"a}nge als Kraftsensoren verwendet, um die Adh{\"a}sionskr{\"a}fte von Fibroblasten und Endothelzellen zu untersuchen. Diese Kraftsensoren deuten an, dass diese Zelltypen unterschiedlich starke Kr{\"a}ften generieren und mittels Integrin-Rezeptoren auf einen extrazellul{\"a}ren Liganden (RGD-Peptid) {\"u}bertragen. Dieses neue CC-basierte Sensordesign ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Betrachtung zellul{\"a}rer Kraftwahrnehmungsprozesse auf molekularer Ebene, das neue Erkenntnisse {\"u}ber die involvierten Mechanismen und Kr{\"a}fte an der Zell-Matrix-Schnittstelle erm{\"o}glicht. Dar{\"u}ber hinaus wird dieses Sensordesign auch Anwendung bei der Entwicklung mechanisch kontrollierter Biomaterialien finden. Dazu k{\"o}nnen mechanisch charakterisierte, und mit einem Fluoreszenzreporter versehene, CCs in Hydrogele eingef{\"u}gt werden. Dies erlaubt die Untersuchung der Zusammenh{\"a}nge zwischen molekularer und makroskopischer Mechanik und er{\"o}ffnet neue M{\"o}glichkeiten zur Diskriminierung von lokalen und globalen Faktoren, die die zellul{\"a}re Antwort auf mechanische Signale bestimmen.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Neymeyer2013,
  author    = {Neymeyer, Hanna},
  title     = {Annexin A1 im chronischen Nierenversagen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-69670},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die Expansion des renalen Tubulointerstitiums aufgrund einer Akkumulation zellul{\"a}rer Bestandteile und extrazellul{\"a}rer Matrix ist eine charakteristische Eigenschaft der chronischen Nierenerkrankung (CKD) und f{\"u}hrt zu einer Progression der Erkrankung in Richtung eines terminalen Nierenversagens. Die Fibroblasten Proliferation und ihre Transformation hin zum sekretorischen Myofibroblasten-Ph{\"a}notyp stellen hierbei Schl{\"u}sselereignisse dar. Signalprozesse, die zur Induktion der Myofibroblasten f{\"u}hren, werden aktiv beforscht um anti-fibrotische Therapieans{\"a}tze zu identifizieren. Das anti-inflammatorische Protein Annexin A1 und sein Rezeptor Formyl-Peptid Rezeptor 2 (FPR2) wurden in verschiedenen Organsystemen mit der Regulation von Fibroblastenaktivit{\"a}t in Verbindung gebracht, jedoch wurden ihre Expression und Funktion bei renalen fibrotischen Erkrankungen bisher nicht untersucht. Ziel der aktuellen Studie war daher die Untersuchung der renalen Annexin A1- und FPR2-Expression in einem Tiermodell des chronischen Nierenversagens, sowie die Charakterisierung der funktionellen Rolle von Annexin A1 in der Regulation des Fibroblasten Ph{\"a}notyps und ihrer Syntheseleistung. Dazu wurden neugeborene Sprague-Dawley Ratten in den ersten zwei Wochen ihres Lebens entweder mit Vehikel oder mit einem Angiotensin II Typ I Rezeptor Antagonisten behandelt und ohne weitere Intervention bis zu einem Alter von 11 Monaten (CKD Ratten) gehalten. Die Regulation und Lokalisation von Annexin A1 und FPR2 wurden mit Hilfe von Real-Time PCR und Immunhistochemie erfasst. Annexin A1- und FPR2-exprimierende Zellen wurden weiter durch Doppelimmunfluoreszenzf{\"a}rbungen charakterisiert. Gef{\"a}rbt wurde mit Antik{\"o}rpern gegen endotheliale Zellen (rat endothelial cell antigen), Makrophagen (CD 68), Fibroblasten (CD73) und Myofibroblasten (alpha-smooth muscle actin (α-sma)). Zellkulturstudien wurden an immortalisierten renalen kortikalen Fibroblasten aus Wildtyp- und Annexin A1-defizienten M{\"a}usen, sowie an etablierten humanen und murinen renalen Fibrolasten durchgef{\"u}hrt. Eine {\"U}berexpression von Annexin A1 wurde durch eine stabile Transfektion erreicht. Die Expression von Annexin A1, α-sma und Kollagen 1α1 wurde durch Real-Time PCR, Western Blot und Immuhistochemie erfasst. Die Sekretion des Annexin A1 Proteins wurde nach TCA-F{\"a}llung des Zellkultur{\"u}berstandes im Western Blot untersucht. Wie zu erwarten zeigten die CKD Ratten eine geringere Anzahl an Nephronen mit deutlicher glomerul{\"a}ren Hypertrophie. Der tubulointerstitielle Raum war durch fibrill{\"a}res Kollagen, aktivierte Fibroblasten und inflammatorische Zellen expandiert. Parallel dazu war die mRNA Expression von Annexin A1 und Transforming growth factor beta (TGF-β) signifikant erh{\"o}ht. Die Annexin A1-Lokalisation mittels Doppelimmunfluorsezenz identifizierte eine große Anzahl von CD73-positiven kortikalen Fibroblasten und eine Subpopulation von Makrophagen als Annexin A1-positiv. Die Annexin A1-Menge in Myofibroblasten und renalen Endothelien war gering. FPR2 konnte in der Mehrzahl der renalen Fibroblasten, in Myofibroblasten, in einer Subpopulation von Makrophagen und in renalen Epithelzellen nachgewiesen werden. Eine Behandlung der murinen Fibroblasten mit dem pro-fibrotischen Zytokin TGF-β f{\"u}hrte zu einem parallelen Anstieg der α-sma-, Kollagen 1α1- und Annexin A1-Biosynthese und zu einer gesteigerten Sekretion von Annexin A1. Eine {\"U}berexpression von Annexin A1 in murinen Fibroblasten reduzierte das Ausmaß der TGF-β induzierten α-sma- und Kollagen 1α1-Biosynthese. Fibroblasten aus Annexin A1-defizienten M{\"a}usen zeigten einen starken Myofibroblasten-Ph{\"a}notyp mit einer gesteigerten Expression an α-sma und Kollagen 1α1. Der Einsatz eines Peptidantagonisten des FPR2 (WRW4) resultierte in einer Stimulation der α-sma-Biosynthese, was die Vermutung nahe legte, dass Annexin A1 FPR2-vermittelt anti-fibrotische Effekte hat. Zusammenfassend zeigen diese Ergebnisse, dass renale kortikale Fibroblasten eine Hauptquelle des Annexin A1 im renalen Interstitium und einen Ansatzpunkt f{\"u}r Annexin A1-Signalwege in der Niere darstellen. Das Annexin A1/FPR2-System k{\"o}nnte daher eine wichtige Rolle in der Kontrolle des Fibroblasten Ph{\"a}notyp und der Fibroblasten Aktivit{\"a}t spielen und daher einen neuen Ansatz f{\"u}r die anti-fibrotischen pharmakologischen Strategien in der Behandlung des CKD darstellen.},
  language  = {de}
}