AIMS: The proliferative potential of pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes is limited, and reasonable yields for novel therapeutic options have yet to be achieved. In addition, various clinical applications will require the generation of specific cardiac cell types. Whereas early cardiovascular precursors appear to be important for novel approaches such as reseeding decellularized hearts, direct cell transplantation may require ventricular cells. Our recent work demonstrated that MesP1 represents a master regulator sufficient to induce cardiovasculogenesis in pluripotent cells. This led to our hypothesis that 'forward programming' towards specific subtypes may be feasible via overexpression of distinct early cardiovascular transcription factors.

METHODS AND RESULTS: Here we demonstrate that forced expression of Nkx2.5 similar to MesP1 is sufficient to enhance cardiogenesis in murine embryonic stem cells (mES). In comparison to control transfected mES cells, a five-fold increased appearance of beating foci was observed as well as upregulated mRNA and protein expression levels. In contrast to MesP1, no increase of the endothelial lineage within the cardiovasculogenic mesoderm was observed. Likewise, Flk-1, the earliest known cardiovascular surface marker, was not induced via Nkx2.5 as opposed to MesP1. Detailed patch clamping analyses showed electrophysiological characteristics corresponding to all subtypes of cardiac ES cell differentiation in Nkx2.5 as well as MesP1 programmed embryoid bodies, but fractions of cardiomyocytes had distinct characteristics: MesP1 forced the appearance of early/intermediate type cardiomyocytes in comparison to control transfected ES cells whereas Nkx2.5 led to preferentially differentiated ventricular cells.

CONCLUSION: Our findings show proof of principle for cardiovascular subtype-specific programming of pluripotent stem cells and confirm the molecular hierarchy for cardiovascular specification initiated via MesP1 with differentiation factors such as Nkx2.5 further downstream.

Unter in vivo Bedingungen kann es in Zellen, die shear stress ausgesetzt sind (wie z.B. Endothel und Epithelzellen) ständig zu Rupturen der Plasmamembran kommen. Das sogenannte Membrane Resealing stellt die Fähigkeit von Zellen dar, auf eine solche Schädigung zu reagieren und die Membranintegrität durch schnelle Fusionsprozesse intrazellulärer Vesikel an Verletzungsstellen wiederherzustellen. Vielfach belegt ist hierbei die Beteiligung lysosomaler Vesikel sowie Enlargeosomen. In der vorliegenden Arbeit konnte erstmals eine Beteiligung ER-generierter Vesikel an diesen Reparaturprozessen der Zellmembran nachgewiesen werden. In verschiedenen experimentellen Ansätzen wurde eine Translokation von ER-Membranen an die geschädigten Areale der Zellmembran gezeigt. Eine Fusion der ER-Membranen mit der Zellmembran wurde durch den Nachweis luminaler Domänen transmembranöser ER-Proteine (CNX) sowie luminaler (löslicher) ER-Proteine (ERp57) an den Verletzungsstellen von Axonen des Rückenmarkes in vivo bestätigt. Durch die Blockade der am ERES freigesetzten COPII-Vesikel (Sar1) wurde der frühe sekretorische Transportweg vom ER zum Cis-Golgi-Netzwerk unterbunden. Damit einhergehend kam es zu einem verminderten Resealing der geschädigten Areale in der Zellmembran. Die Ergebnisse zeigen, dass die schnelle Freisetzung von ER-Vesikeln nach mechanischer Verletzung bzw. Schädigung der Plasmamembran durch bakterielle Toxine entscheidend an der Reparatur und Regenerierung geschädigter Zellen beteiligt ist.

Nach mechanischer Schädigung kommt es auch zur Freisetzung von exozytotischen Vesikeln, sogenannten Mikropartikeln (MP), in den extrazellulären Raum. Bisher ist weitgehend unbekannt, wie die Homöostase der externalisierten MP koordiniert wird. In der vorliegenden Arbeit wurde unter in vitro- und in vivo-Bedingungen gezeigt, dass die extrazelluläre Konzentration der MP über die Clearance mittels verschiedener Endozytose-/Phagozytoseprozesse reguliert wird. An der Internalisierung dieser Vesikel ist der Class B Scavenger-Rezeptor CD36 beteiligt. Eine Blockade dieses Rezeptors in vitro zeigte eine deutliche Reduktion der Aufnahme von MP in phagozytosefähige Zellen. In vivo konnte eine CD36-abhängige Reduktion der MP-Aufnahme in verschiedenen Organen (vor allem Niere, Milz) in CD36-defizienten Tieren im Vergleich zu Kontrolltieren nachgewiesen werden. Des Weiteren wurden unter in vitro-Bedingungen Unterschiede bei der Internalisierung normaler und karzinomatöser MP nachgewiesen. Im Gegensatz zur zellulären Aufnahme von MP aus nicht-transformierten Zellen, wurden MP aus karzinomatösen Zellen nicht über Endozytose/Phagozytose internalisiert. Hingegen kam es hierbei zu einer Fusion von karzinomatösen MP mit der Membran der Akzeptorzelle, einem Mechanismus, der an der Transformation normaler Zellen in karzinomatöse Zellen beteiligt sein könnte. Insgesamt gesehen wurde hierdurch gezeigt, dass MP über Endozytose/Phagozytose in Zellen internalisiert werden, und dass dies organspezifisch über den Scavenger Rezeptor CD36 vermittelt wird.

1. Zusammenfassung in deutscher Sprache

In dieser Arbeit wird die Entwicklung des medizinischen Spezialfaches Psychiatrie als akademisches Lehrfach an der Ludwig-Maximilians-Universität beschrieben. Die Untersuchung beleuchtet einen Beobachtungszeitraum, der sich von den Vorläufern des psychiatrischen Unterrichts Ende des 18. Jahrhunderts - in der Ingolstädter Periode der Universität - bis zur Einrichtung der Universitätsklinik in München (1905) erstreckt. Gegenstand der Arbeit ist die Einordnung der Münchner Entwicklungen in die - bereits gut erarbeitete - Fachgeschichte. Besondere Aufmerksamkeit liegt auch auf den verschiedenen akademischen Lehrern, die sich in München dem Fach Psychiatrie gewidmet haben, und hier vor allem deren inhaltliche Einordnung. Darüber hinaus werden die politischen Entwicklungen nachvollzogen, die Einflüsse auf die Entwicklung des Faches genommen haben, sei es auf Ebene der Fakultät, auf hochschulpolitischer, auf staatlicher oder auf sozialpolitischer Ebene.

Methodisch baut die Arbeit in erster Linie auf Primärquellen auf. Archivalien aus dem Universitätsarchiv der LMU und aus dem Bayerischen Hauptstaatsarchiv bildeten das Rückgrat des erforschten Materials. Hinzugezogen wurden außerdem fachspezifische Publikationen aus dem Beobachtungszeitraum in großer Zahl, sowie die einschlägige Sekundärliteratur.

Wesentliche Erkenntnisse dieser Untersuchung lassen sich wie folgt zusammenfassen:

(1) Unterricht im Fach Psychiatrie gab es an der Ludwig-Maximilians-Universität München etwa seit dem ersten Jahrzehnt des 19. Jahrhunderts. Zunächst wurden psychiatrische Inhalte im Rahmen der speziellen Pathologie und Therapie gelesen. Die erste eigenständige Vorlesung für Psychiatrie wurde im Wintersemester 1825/26 durch den Professor der allgemeinen Pathologie, Diätetik und Pharmakologie Karl Richard Hoffmann (1797-1877) angekündigt. Dieser folgte der Universität bei ihrem Umzug nach München im gleichen Jahre nicht. In den folgenden Jahrzehnten gab es mehrere akademische Lehrer, die vereinzelt Vorstöße zur Etablierung einer spezialisierten psychiatrischen Lehrveranstaltung machten, ohne damit Erfolg zu haben.

(2) Die tatsächliche Etablierung des Lehrfaches erfolgte im Wintersemester 1844/45 durch den Privatdozenten Oscar Mahir (1814-1895). Seit diesem Semester gibt es - nahezu - durchgehend bis in die Gegenwart das Angebot psychiatrischen Unterrichts an unserer Hochschule, wenn auch eingeräumt werden muß, daß dieses Angebot zunächst von den Studierenden nur zurückhaltend angenommen wurde und somit in vielen Semestern der Unterricht nicht statt fand.

(3) Der klinische Unterricht in Psychiatrie hat in München wesentlich früher begonnen als bisher angenommen, indem Oscar Mahir bereits zwischen 1844 und 1848 begann, mit seinen Hörern das Irrenhaus in Giesing zu besuchen.

(4) In den Diskussionen um den Bau der Kreisirrenanstalt für Oberbayern, die sich etwa zwischen 1830 und 1855 abspielten, wurden die akademische Lehre und die Möglichkeit des klinischen Unterrichts in Psychiatrie in der neuen Anstalt immer wieder als Argument herangezogen. Interessant ist, daß sich die Fakultätsmitglieder entweder indifferent gegenüber diesem Thema verhalten oder sogar aktiv gegen den klinischen Unterricht ausgesprochen haben, während die Befürworter des klinischen Unterrichts an der Kreisirrenanstalt keine Verbindung zur Fakultät hatten.

(5) Die Entstehung des Ordinariates für Psychiatrie beruhte - im Gegensatz zu den bisherigen Annahmen - nicht auf der realen Möglichkeit des Weggangs von Honorarprofessor August Solbrig (1809-1872) nach Berlin. Solbrig wollte nie wirklich nach Berlin. Vielmehr brachte ein geschicktes Taktieren Solbrigs mit dem Ruf, den er aus Berlin erhalten hatte, die Fakultät und ihre Aufsichtsbehörden zur Einrichtung des Ordinariates.

(6) Auf ähnliche Weise wurde die Abschaffung des neuen Ordinariates nach dem Tode Solbrigs - wie es Wunsch der Fakultät gewesen wäre - dadurch verhindert, daß Bernhard

Die pulmonal-arterielle Hypertonie stellt eine schwere Erkrankung mit einer stark eingeschränkten Prognose dar. Bedeutende pathophysiologische Mechanismen sind die Vasokonstriktion sowie der fortschreitende Umbau des pulmonalen Gefäßbetts. Im Verlauf der Erkrankung kommt es zu ansteigenden Plasmaspiegeln des B-Type Natriuretic Peptides (BNP). Diese korrelieren mit der Schwere der Erkrankung und gelten als prognostische Indikatoren. BNP bewirkt über den Natriuretischen Peptid Rezeptor Typ-A (NPR-A) die Generierung von zyklischem GMP. Die vasodilatierende und antiproliferative Wirkung zyklischer Nukleotide hat zur therapeutischen Anwendung cGMP und cAMP-generierender Substanzen wie NO, Sildenafil und Iloprost im Rahmen der PAH geführt. Zudem kann über die inhalative Verabreichung eine pulmonale Selektivität mit Vermeidung systemischer Nebenwirkungen erzielt werden. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war es, die hämodynamischen Auswirkungen von BNP auf die Lungenzirkulation zu untersuchen. Es galt zu prüfen, ob die Beeinflussung des pulmonal-arteriellen Drucks durch sowohl intravasale als auch inhalative Applikation möglich ist. Der Klärung bedurfte es, ob die beobachteten Effekte über cGMP vermittelt werden.

Die Studien wurden an einer experimentell erzeugten akuten pulmonalen Hypertonie am etablierten Modell der isoliert ventilierten und blutfrei perfundierten Kaninchenlunge durchgeführt. Untersucht wurden der pulmonal-arterielle Druck, das relative Lungengewicht als Maß der Ödementwicklung sowie die zirkulierende cGMP-Konzentration, die mittels eines kommerziellen Radioimmunoessays bestimmt wurde. In der vorliegenden Arbeit wurde die pulmonal-arteriell drucksenkende Wirkung von BNP gezeigt. Der Effekt wurde sowohl unmittelbar nach intravasaler als auch – etwas geringer ausgeprägt - inhalativer Applikation beobachtet. Damit gelang erstmalig der Nachweis einer erhaltenen Vasoaktivität von BNP nach Aerosolierung und inhalativer Applikation. Die Drucksenkung wurde jeweils von einem signifikanten Anstieg der zirkulierenden cGMP-Konzentration begleitet. Die beobachteten Effekte und Konzentrationverläufe von cGMP legen nahe, dass die vasodilatierende Wirkung von BNP unabhängig vom Applikationsmodus, über den NPR-A-cGMP-Signalweg vermittelt wird.

Die Schizophrenie ist eine schwerwiegende psychiatrische Störung, von der weltweit etwa 1% der Bevölkerung betroffen ist. Die multifaktorielle Ätiopathogenese der Erkrankung ist noch weitgehend ungeklärt, wobei eine genetisch bedingte Vulnerabilität im Mittelpunkt steht. Dabei wird von einem polygenen Erbgang ausgegangen, wobei die risikomodulierenden Genvarianten bei verschiedenen Personen möglicherweise in unterschiedlicher Ausprägung vorliegen und für die Erkrankung prädisponieren. Bei der Suche nach kausalen chromosomalen Loci wurden bislang mehrere Gene mit jeweils nur geringen Beiträgen zu Entstehung und Ausprägung der Schizophrenie identifiziert. Dennoch sind die Anzahl der prädisponierenden Genloci, das von jedem Genort übertragene anteilige Risiko sowie epistatische Effekte derzeit unbekannt.

Ein Grund für die inkonsistente Ergebnislage wird in der ätiologischen Heterogenität der klinisch-psychiatrischen Diagnose Schizophrenie gesehen. Das Konzept der Endophänotpyen bzw. intermediärer Phänotypen bietet eine Möglichkeit ätiologisch homogenere Subgruppen zu bilden. Endophänotypen sind zeitstabile, quantitativ messbare neurobiologische Korrelate. Es wird angenommen, dass ihre Ätiologie homogener und ihre genetische Determination weniger komplex ist als diejenige klinischer Krankheitsphänotypen.

RGS4 ist ein Kandidatengen für Schizophrenie, das auf Chromosom 1 lokalisiert ist, in einer Region, die mit Schizophrenie gekoppelt zu sein scheint. Die Relation von RGS4 zur Pathogenese der Schizophrenie erscheint plausibel, da RGS4-Proteine die zeitliche Koordination und die Dauer der Signaltransduktion spezifischer Neurotransmittersysteme regulieren, die in der Pathophysiologie und der Behandlung der Schizophrenie eine Rolle spielen. Die Expression von RGS4 ist im Neokortex hoch und bei schizophrenen Patienten signifikant reduziert. In mehreren Assoziationsstudien (familienbasierte- und Fall-Kontroll-Designs) wurde ein signifikanter Zusammenhang unterschiedlicher RGS4-Polymorphismen und der Schizophrenie berichtet, wobei die Ergebnislage in Bezug auf die krankheitsassoziierten Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs), Allele und Haplotypen inkonsistent ist.

In der vorliegenden Fall-Kontroll-Assoziationsstudie wurde der Zusammenhang von sechs Basenaustauschpolymorphismen des RGS4-Gens und der Schizophrenie an 504 Schizophreniepatienten sowie 1315 deutschstämmigen Kontrollprobanden untersucht. In einer Subgruppe von 102 Patienten und 248 gesunden Kontrollprobanden wurde auch der Zusammenhang der sechs RGS4-Polymorphismen und neuropsychologischen Endophänotypen untersucht. Hierzu wurden die Patienten und Kontrollprobanden mit einer umfassenden neuropsychologischen Testbatterie untersucht. Die sechs SNPs (rs951436, rs951439, rs2661319, rs2842030, rs10759 und rs2063142) wurden mittels iPLEX genotypisiert und die Massen anschließend im MALDI-TOF Massenspektrometer analysiert.

Signifikante Assoziationen der untersuchten RGS4-Polymorphismen konnten in dieser Arbeit sowohl mit dem Phänotypen Schizophrenie als auch mit dem neuropsychologischen Endophänotypen verbales Gedächtnis gefunden werden. Drei der untersuchten RGS4-Polymorphismen (rs951436, rs951439, rs2063142) waren mit Schizophrenie assoziiert, ein weiterer (rs10759) zeigte eine Tendenz zur Assoziation. In der Endophänotypen-Studie wurde eine signifikante Assoziation zwischen dem Marker rs2661319 und dem Faktor verbales Gedächtnis gefunden. In einem nächsten Schritt wurde untersucht, ob die Untertests bzw. Indizes, die den Faktor verbales Gedächtnis bilden, ebenfalls mit den analysierten RGS4-Polymorphismen assoziiert sind. Vier RGS4-Marker (951436, rs2661319, rs2842030, rs10759) zeigten eine Assoziation mit unterschiedlichen Indizes des Faktors verbales Gedächtnis, ein Marker (rs2063142) war tendenziell mit einem Index assoziiert. Die durchgeführte Haplotypenanalyse konnte diese Befunde bestätigen. Interessanterweise war das jeweilige C-Allel der Marker rs951436 und rs95143