Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 04/07

Ludwig-Maximilians-Universität München
Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 04/07 Podcast

Die Universitätsbibliothek (UB) verfügt über ein umfangreiches Archiv an elektronischen Medien, das von Volltextsammlungen über Zeitungsarchive, Wörterbücher und Enzyklopädien bis hin zu ausführlichen Bibliographien und mehr als 1000 Datenbanken reicht. Auf iTunes U stellt die UB unter anderem eine Auswahl an Dissertationen der Doktorandinnen und Doktoranden an der LMU bereit. (Dies ist der 4. von 7 Teilen der Sammlung 'Tierärztliche Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU'.)

  1. 24/07/2010

    Computergestützte 3D-Visualisierung histologischer Schnittbildserien am Beispiel des bovinen Mesonephros

    Der rechte Mesonephros, sein Ductus mesonephricus sowie drei Tubuli eines bovinen Embryo mit 35 mm SSL wurden aus 902 histologischen Einzelbildern am Computer rekonstruiert. Zur Verwendung kam die kommerzielle Software „Amira“. Die Arbeit wurde über einen Remote-Zugang auf den Rechensystemen des Leibniz-Rechenzentrums in Garching bei München durchgeführt. Die Schwierigkeiten und Grenzen der computergestützten Visualisierung aus kon¬ventionellen Schnittbildserien konnten gezeigt werden. Das Vorgehen mit physi¬kalischen Schnitten brachte vor allem Probleme beim Ausrichten der Schnitte sowie beim Zuordnen von Bildpunkten zu Strukturen mit sich. Bei der bearbeite¬ten histologischen Serie handelte es sich um archivierte Bilder. Diese waren zum Zeitpunkt ihrer Herstellung nicht zum Zwecke der Bearbeitung an einem PC be¬stimmt und daher nicht mit Markersystemen zur besseren Reorientierung aus¬gestattet. Konventionelle Schnittbildserien komplizierter Strukturen können also als Ausgangsdaten zur digitalen Weiterverarbeitung als nicht optimal bezeichnet werden. Im Ergebnis konnten jedoch mit größtenteils zeitaufwendigen, händi¬schen Verfahren dank der sehr guten Hardware-Performance befriedigende Er¬gebnisse erzielt werden. Diese bestätigten größtenteils die bisherigen Beschreibungen des Mesonephros. Hinweise auf einen kraniokaudalen Gradienten in der Entwicklung und Degene¬ration konnte ebenso gezeigt werden wie grundsätzliche morphologische Bezie¬hungen. Ein Nephron besteht aus dem medial gelegenen Glomerulum, dem ge¬streckten proximalen Tubulus und einem stark gewundenen, distalen Tubulus mit attachment-Zone in direkter Nachbarschaft zum Glomerulum. Ein unmittelbar unter der Organkapsel verlaufender, kollektiver Abschnitt mündet schließlich in den Wolffschen Gang. Die Stellung der Nephrone ist segmentübergreifend und nahezu senkrecht zum Verlauf des Wolffschen Gangs. Der mit der Visualisierung der Schnittbildserie verbundene hohe Zeitaufwand sowie die Notwendigkeit ständiger manueller Kontrolle zeigt deutlich, dass bis zum routinemäßigen Einsatz dreidimensionaler Techniken im lichtmikroskopi¬schen Forschungsbereich noch großer Handlungsbedarf besteht. 3D-Modelle sind in der Lage, Wissenschaftlern neue Einblicke und Zugänge zu gewähren sowie Studierenden den Lernstoff auf anschauliche Art und Weise zu vermitteln. Der Aufwand zu ihrer Herstellung muss jedoch in einem sinnvollen Verhältnis zu ihrem Nutzen stehen.

  2. 24/07/2010

    Die Bedeutung des Mx-Proteins in der Influenza-Abwehr beim Huhn

    Influenza A virus infections are a major threat to the world poultry population. In the 19th century fatal influenza A virus infections have been described under the name “fowl plague” in chickens. The chicken is a natural host for this viral infection. The myxovirus resistance (Mx) gene which belongs to the group of interferon stimulated genes (ISG) was first described in mice. This protein confers protection against highly pathogenic influenza A viruses in mice. Mx proteins have been characterized in many species including mammals, poultry and fish. They belong to the family of large GTPase proteins exhibiting three highly conserved GTP-binding motifs at the amino-terminus and a leucin zipper at the carboxy-terminus. The GTPase activity was been shown to be essential for the antiviral activity of the Mx protein. Mx was also identified in the chicken, where it shows a significant degree of polymorphism. A polymorphism at aminoacid position 631 (serin versus asparagin) is thought to confer antiviral activity towards influenza A viruses. With the help of the RCAS retroviral vector system these two different chMx isoforms were examined in vitro and in vivo for their antiviral activity towards various pathogenic influenza A viruses. Neither in vitro nor in vivo antiviral activity of the chMx isoforms was detectable. In contrast overexpression of murine Mx1 and human MxA in the same form led to protection of the chicken embryo fibroblast cultures against influenza A viruses. Stimulation of chicken embryo fibroblasts with type I interferon induced chMx mRNA and protein expression as well as an antiviral state of the cells. However a chMx knock down mediated by siRNA did not lead to the loss of the antiviral state mediated by type I interferon. In summary, the in vitro studies did not provide evidence for a role of chMx in the antiviral state induced by type I interferon.

  3. 24/07/2010

    Equine rezidivierende Uveitis

    Die equine rezidivierende Uveitis (ERU) ist eine häufige (10%), spontane, immun-mediierte, wiederkehrende Entzündung des inneren Pferdeauges, die letztendlich zur Erblindung des betroffenen Auges führt. Neben ihrer Bedeutung für die Veterinärmedizin stellt die ERU das einzige spontane Tiermodell für die autoimmun-mediierte Uveitis des Menschen dar, so dass Fortschritte in der Erforschung der ERU auch einen Beitrag für ein besseres Verständnis dieser Erkrankung beim Menschen leisten. Die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen am Zielorgan, die zur Entstehung der ERU und den rezidivierenden Entzündungsschüben führen, sind bis heute nicht geklärt. Durch seinen unmittelbaren Kontakt zur Retina ermöglicht der Glaskörper einen indirekten Einblick auf die in der Retina ablaufenden pathophysiologischen Prozesse und stellt ein wertvolles Probenmaterial bei der Erforschung vitreoretinaler Erkrankungen wie der ERU dar. Ziel dieser Arbeit war es, Pathogenese assoziierte Glaskörperproteine und deren funktionelle Interaktionsnetzwerke in der ERU zu identifizieren und zu analysieren. Insgesamt wurden in dieser Arbeit 119 Glaskörperproteine mittels LC-MS/MS identifiziert. Hiervon konnte durch eine Label-free Quantifizierung für 79 Proteine eine differenzielle Expression nachgewiesen werden. 17 Proteine zeigten eine signifikant erhöhte Expression in den Glaskörperproben von an ERU erkrankten Pferden, wohingegen 62 Proteine in ihrer Expression vermindert waren. Durch die mit der Software STRING (Search Tool for Retrieval of Interacting Genes/Proteins) durchgeführte Protein-Interaktionsnetzwerk-Analyse konnten vier Cluster von Proteinen identifiziert werden, die bei der ERU verändert exprimiert werden. Neben einer Gruppe von Plasmaproteinen, einer aus Zelladhäsions-Proteinen bestehenden Gruppe und Proteinen des Wnt-Signalweges wurde erstmalig eine funktionell mit den Matrix-Metalloproteinasen MMP-2 und MMP-9 assoziierte Gruppe identifiziert, für deren Vertreter ebenfalls eine differenzielle Expression in der Pferderetina nachgewiesen wurde. Der Wnt-Inhibitor SFRP-2 war in den Glaskörpern von an ERU erkrankten Pferden vermindert nachweisbar und zeigte eine Assoziation mit der Expression seines Interaktors Wnt3a in der gesunden Pferderetina. Mit A2M konnte durch SF-TAP Aufreinigung ein bislang unbekannter Interaktor für SFRP-2 identifiziert und in Bezug zur ERU weiter charakterisiert werden. Für das Protein Osteopontin konnte eine signifikant erhöhte Expression in den Glaskörperproben und Retinae der Kontrollpferde nachgewiesen werden. Rückblickend erwies sich die Protein-Netzwerkanalyse der durch LC-MS/MS identifizierten, differenziell exprimierten Proteine als geeignete Methode, um Pathogenese assoziierte Glaskörperproteine und deren funktionelle Interaktionsnetzwerke in der ERU zu identifizieren und zu analysieren. Weitere Experimente sind nun notwendig, um die funktionelle Bedeutung der neu identifizierten Proteine und der mit ihnen assoziierten Signalwege in der ERU zu evaluieren.

  4. 24/07/2010

    Physiological and morphological characterization of trangenic pigs expressing a dominant-negative glucose-dependent insulinotropic polypeptide receptor (GIPRdn)

    The incretin hormones GIP (glucose-dependent insulinotropic polypeptide) and glucagon-like peptide-1 (GLP-1) mediate the so-called incretin effect, which describes the phenomenon that glucose given orally causes a higher insulin response compared to an isoglycemic intravenous glucose load. The insulinotropic action of GIP is reduced to almost absent in type 2 diabetes patients, while the action of GLP-1 is vastly preserved. GIPRdn transgenic pigs were generated by lentiviral genetransfer to establish a large animal model to investigate the effects of an impaired insulinotropic action of GIP on glucose homeostasis. At the age of 5 months GIPRdn transgenic pigs showed a disturbed oral glucose tolerance going along with reduced insulin secretion. Eleven-month-old GIPRdn transgenic pigs exhibited an impaired intravenous glucose tolerance and reduced insulin secretion as well as a significantly reduced total β-cell volume compared to controls. In this work different age classes (11 weeks, 5 months, 1-1.4 years) of GIPRdn transgenic were investigated to obtain detailed data about physiological and morphological characteristics. To proof specifity of the GIPRdn GIP/Exendin 4 stimulation tests were carried out in 11 week-old GIPRdn transgenic pigs. The insulinotropic action of intravenously injected porcine GIP was impaired, while this of Exendin-4, a GLP-1 mimetic, was enhanced in GIPRdn transgenic pigs compared to controls. Marked alterations in the expression profile of the GIPR and the GLP-1R were excluded as no apparent differences of immunohistochemically stained pancreas sections for GIPR and GLP-1R were detectable between GIPRdn transgenic pigs and controls at any age group. The effects of the impaired insulinotropic action of GIP on glucose metabolism were investigated by oral and intravenous glucose tolerance tests. Eleven-week-old GIPRdn transgenic pigs exhibited significantly reduced oral glucose tolerance with a delay in insulin secretion compared to controls. The area under the insulin curve (AUC insulin) during the first 45 minutes following glucose load was 31% smaller in transgenic pigs compared to controls. The total amount of insulin secretion was not different between the two groups indicating that GIPRdn expression initially only interferes with the incretin effect. This was supported by the fact that intravenous glucose tolerance and insulin secretion in transgenic pigs were not different from controls. Five-month-old GIPRdn transgenic pigs exhibited a tendency towards reduced intravenous glucose tolerance and reduced insulin secretion in response to an intravenous glucose challenge. To determine the reason for the alterations in glucose metabolism quantitative stereological analyses of the pancreas were performed. In 11-week-old pigs, transgenic and control groups showed similar β-cell mass. However, pancreatic -cell mass was reduced by almost 40% in 5-month-old and by 60% in adult (1 1.4 years) GIPRdn transgenic pigs compared to controls. Furthermore, the cellular composition of the islets was analyzed by quantitative stereological investigations. The relative volumes of α- and -cells in the islets were increased in 1-1.4-year-old GIPRdn transgenic pigs but the absolute volumes of these non-β-cell populations were not different from those of age-matched controls. To investigate the reason for the reduced pancreatic β-cell mass in GIPRdn transgenic pigs, β-cell proliferation and apoptosis rate was determined performing a double-immunohistochemistry for insulin and the proliferation marker Ki67 and cleaved caspase-3, respectively. Eleven-week-old GIPRdn transgenic pigs showed significantly less Ki67 positive cell nuclei compared to controls, whereas proliferation rates in 5 month-old and 1-1.4-year-old GIPRdn transgenic pigs reached no statistical significance. No differences were shown in the apoptosis rates of GIPRdn transgenic pigs compared to controls at any age, although a trend of higher numb

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