@phdthesis{Hammer2012,
  author    = {Hammer, Paul},
  title     = {Transkriptomweite Untersuchungen von Prostata-Krebszelllinien im Kontext medizinischer Strahlentherapie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-63190},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die Strahlentherapie ist neben der Chemotherapie und einer operativen Entfernung die st{\"a}rkste Waffe f{\"u}r die Bek{\"a}mpfung b{\"o}sartiger Tumore in der Krebsmedizin. Nach Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist Krebs die zweith{\"a}ufigste Todesursache in der westlichen Welt, wobei Prostatakrebs heutzutage die h{\"a}ufigste, m{\"a}nnliche Krebserkrankung darstellt. Trotz technologischer Fortschritte der radiologischen Verfahren kann es noch viele Jahre nach einer Radiotherapie zu einem Rezidiv kommen, was zum Teil auf die hohe Resistenzf{\"a}higkeit einzelner, entarteter Zellen des lokal vorkommenden Tumors zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden kann. Obwohl die moderne Strahlenbiologie viele Aspekte der Resistenzmechanismen n{\"a}her beleuchtet hat, bleiben Fragestellungen, speziell {\"u}ber das zeitliche Ansprechen eines Tumors auf ionisierende Strahlung, gr{\"o}ßtenteils unbeantwortet, da systemweite Untersuchungen nur begrenzt vorliegen. Als Zellmodelle wurden vier Prostata-Krebszelllinien (PC3, DuCaP, DU-145, RWPE-1) mit unterschiedlichen Strahlungsempfindlichkeiten kultiviert und auf ihre {\"U}berlebensf{\"a}higkeit nach ionisierender Bestrahlung durch einen Trypanblau- und MTT-Vitalit{\"a}tstest gepr{\"u}ft. Die proliferative Kapazit{\"a}t wurde mit einem Koloniebildungstest bestimmt. Die PC3 Zelllinie, als Strahlungsresistente, und die DuCaP Zelllinie, als Strahlungssensitive, zeigten dabei die gr{\"o}ßten Differenzen bez{\"u}glich der Strahlungsempfindlichkeit. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurden die beiden Zelllinien ausgew{\"a}hlt, um anhand ihrer transkriptomweiten Genexpressionen, eine Identifizierung potentieller Marker f{\"u}r die Prognose der Effizienz einer Strahlentherapie zu erm{\"o}glichen. Weiterhin wurde mit der PC3 Zelllinie ein Zeitreihenexperiment durchgef{\"u}hrt, wobei zu 8 verschiedenen Zeitpunkten nach Bestrahlung mit 1 Gy die mRNA mittels einer Hochdurchsatz-Sequenzierung quantifiziert wurde, um das dynamisch zeitversetzte Genexpressionsverhalten auf Resistenzmechanismen untersuchen zu k{\"o}nnen. Durch das Setzen eines Fold Change Grenzwertes in Verbindung mit einem P-Wert < 0,01 konnten aus 10.966 aktiven Genen 730 signifikant differentiell exprimierte Gene bestimmt werden, von denen 305 st{\"a}rker in der PC3 und 425 st{\"a}rker in der DuCaP Zelllinie exprimiert werden. Innerhalb dieser 730 Gene sind viele stressassoziierte Gene wiederzufinden, wie bspw. die beiden Transmembranproteingene CA9 und CA12. Durch Berechnung eines Netzwerk-Scores konnten aus den GO- und KEGG-Datenbanken interessante Kategorien und Netzwerke abgeleitet werden, wobei insbesondere die GO-Kategorien Aldehyd-Dehydrogenase [NAD(P)+] Aktivit{\"a}t (GO:0004030) und der KEGG-Stoffwechselweg der O-Glykan Biosynthese (hsa00512) als relevante Netzwerke auff{\"a}llig wurden. Durch eine weitere Interaktionsanalyse konnten zwei vielversprechende Netzwerke mit den Transkriptionsfaktoren JUN und FOS als zentrale Elemente identifiziert werden. Zum besseren Verst{\"a}ndnis des dynamisch zeitversetzten Ansprechens der strahlungsresistenten PC3 Zelllinie auf ionisierende Strahlung, konnten anhand der 10.840 exprimierten Gene und ihrer Expressionsprofile {\"u}ber 8 Zeitpunkte interessante Einblicke erzielt werden. W{\"a}hrend es innerhalb von 30 min (00:00 - 00:30) nach Bestrahlung zu einer schnellen Runterregulierung der globalen Genexpression kommt, folgen in den drei darauffolgenden Zeitabschnitten (00:30 - 01:03; 01:03 - 02:12; 02:12 - 04:38) spezifische Expressionserh{\"o}hungen, die eine Aktivierung sch{\"u}tzender Netzwerke, wie die Hochregulierung der DNA-Reparatursysteme oder die Arretierung des Zellzyklus, ausl{\"o}sen. In den abschließenden drei Zeitbereichen (04:38 - 09:43; 09:43 - 20:25; 20:25 - 42:35) liegt wiederum eine Ausgewogenheit zwischen Induzierung und Supprimierung vor, wobei die absoluten Genexpressionsver{\"a}nderungen ansteigen. Beim Vergleich der Genexpressionen kurz vor der Bestrahlung mit dem letzten Zeitpunkt (00:00 - 42:53) liegen mit 2.670 die meisten ver{\"a}ndert exprimierten Gene vor, was einer massiven, systemweiten Genexpressions{\"a}nderung entspricht. Signalwege wie die ATM-Regulierung des Zellzyklus und der Apoptose, des NRF2-Signalwegs nach oxidativer Stresseinwirkung und die DNA-Reparaturmechanismen der homologen Rekombination, des nicht-homologen End Joinings, der MisMatch-, der Basen-Exzision- und der Strang-Exzision-Reparatur spielen bei der zellul{\"a}ren Antwort eine tragende Rolle. {\"A}ußerst interessant sind weiterhin die hohen Aktivit{\"a}ten RNA-gesteuerter Ereignisse, insbesondere von small nucleolar RNAs und Pseudouridin-Prozessen. Demnach scheinen diese RNA-modifizierenden Netzwerke einen bisher unbekannten funktionalen und sch{\"u}tzenden Einfluss auf das Zell{\"u}berleben nach ionisierender Bestrahlung zu haben. All diese sch{\"u}tzenden Netzwerke mit ihren zeitspezifischen Interaktionen sind essentiell f{\"u}r das Zell{\"u}berleben nach Einwirkung von oxidativem Stress und zeigen ein komplexes aber im Einklang befindliches Zusammenspiel vieler Einzelkomponenten zu einem systemweit ablaufenden Programm.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Marschan2005,
  author    = {Marschan, Xenia},
  title     = {Mikroarray-basierte Detektion von mRNA aus Zellen mittels On-Chip-PCR},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5457},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Bei konventionellen Mikroarray-Experimenten zur Genexpressionsanalyse wird fluoreszenz- oder radioaktiv-markierte cDNA oder RNA mit immobilisierten Proben hybridisiert. F{\"u}r ein gut detektierbares und auswertbares Ergebnis werden jedoch pro Array mindestens 15 - 20 \&\#181;g Hybridisierungstarget ben{\"o}tigt. Dazu m{\"u}ssen entweder 15 - 20 \&\#181;g RNA direkt durch Reverse Transkription in markierte cDNA umgeschrieben werden oder bei Vorhandensein von weniger Startmaterial die RNA amplifiziert werden (Standard- Affymetrix-Protokolle, Klur et al. 2004). Oft sind damit zeit- und kostenintensive Probenpr{\"a}parationen verbunden und das Ergebnis ist nicht immer reproduzierbar. Obwohl es inzwischen einige Protokolle gibt, die dieses Problem zu l{\"o}sen versuchen (Zhang et al. 2001, Iscove et al. 2002, McClintick et al. 2003, Stirewalt et al. 2004), eine optimale, leicht handbare und reproduzierbare Methode gibt es weiterhin nicht, weshalb in dieser Arbeit ein weiterer L{\"o}sungsansatz gesucht wurde. In der vorgestellten Arbeit werden zwei einfache Methoden beschrieben, mit denen Gene aus geringen RNA-Mengen nachgewiesen werden k{\"o}nnen: erstens die On Chip- RT-PCR mit cDNA als Matrize und zweitens diese Methode als One-Step-Reaktion mit RNA als Matrize. Beide Methoden beruhen auf dem Prinzip der PCR an immobilisierten Primern auf einer Chipoberfl{\"a}che. Diese M{\"o}glichkeit der exponentiellen Amplifikation ist reproduzierbar und sensitiv. In Experimenten zur Etablierung des On-Chip-PCR-Systems wurden f{\"u}r die Immobilisierung der Primer verschiedene Kopplungsmethoden verwendet. Die affine Kopplung {\"u}ber Biotin- Streptavidin erwies sich als geeignet. Die On-Chip-Reaktion an kovalent gebundenen Primern wurde f{\"u}r amino-modifizierte Primer auf Epoxy-Oberfl{\"a}chen sowie f{\"u}r EDC-Kopplung auf silanisierten Oberfl{\"a}chen gezeigt. F{\"u}r die letztgenannte Methode wurde die On-Chip-PCR optimiert, dass Spottingkonzentrationen der Primer von 5 - 10\&\#181;M schon ausreichend sind. Der Einsatz von fluoreszenz-markierten Primern w{\"a}hrend der PCR erm{\"o}glicht eine unmittelbare Auswertung nach der Synthese ohne zus{\"a}tzliche Detektionsschritte. In dieser Arbeit konnte außerdem mit der vorgestellten Methode der simultane Nachweis zweier Gene gezeigt werden. Die Methode kann noch als Multiplex-Analyse ausgebaut werden, um so mehrere Gene in gleichzeitig einem Ansatz nachweisen zu k{\"o}nnen. Die Ergebnisse der Versuche mit Matrizen aus unterschiedlichen Zelltypen deuten darauf hin, dass die On-Chip-RT-PCR eine weitere optimale Methode f{\"u}r den Nachweis von gering exprimierten Genen bietet.},
  subject      = {Polymerase-Kettenreaktion},
  language  = {de}
}