Willkommen bei JLUpub
JLUpub ist das institutionelle Repositorium der Justus-Liebig-Universität.
JLUpub bietet Mitgliedern und Angehörigen der Universität die Möglichkeit neben wissenschaftlichen Dokumenten auch Forschungsdaten elektronisch zu veröffentlichen und dauerhaft zugänglich zu machen. Alle Veröffentlichungen erhalten einen Digital Object Identifier (DOI) und werden über nationale und internationale Bibliothekskataloge sowie Suchmaschinen nachgewiesen und auffindbar.
Neue Veröffentlichungen:
C1q/TNF-related protein 3 (CTRP3) als physiologischer Antagonist der allergischen Kontaktdermatitis (ACD)
(2025) Wendel, Michael
Es konnte in der Vergangenheit gezeigt werden, dass CTRP3 einen inhibitorischen Effekt auf die Lipopolysaccharid (LPS)-induzierte, Toll-like Rezeptor 4 (TLR4) abhängige, pro-inflammatorische Immunantwort ausübt (Kopp et al., 2010). Nickel- und Cobaltionen aktivieren den TLR4 im Rahmen der ACD ebenfalls direkt und nutzen damit die gleiche Signalkaskade wie LPS (Schmidt et al., 2010; Raghavan et al., 2012).
Wesentliches Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher zunächst herauszufinden, ob CTRP3 prinzipiell in der Lage ist, neben der LPS-induzierten Inflammation, auch die Nickel-induzierte Inflammation im Zellkulturmodell zu unterdrücken. Humane THP-1 Zellen (Monozyten-Zelllinie) und HUVEC’s (Primäre humane Endothelzellen) wurden dafür mit Nickel +/- CTRP3 sowohl konzentrationsabhänig (0,3 – 10 µg/ml CTRP3), als auch zeitabhängig (4-24h) stimuliert. Das CTRP3 wurde den Zellen dreißig Minuten vor Beginn der Stimulation zugegeben. Im Anschluss an die Stimulation erfolgte eine IL-8 und MCP-1 ELISA-Messung der Zellkulturüberstände zur Quantifizierung der pro inflammatorischen Immunantwort, sowie eine LDH-Messung/FACS-Analyse zur Beurteilung der Nickel-abhängigen Zytotoxizität und Apoptose.
Hierbei konnte ein signifikanter und reproduzierbarer inhibitorischer Effekt von CTRP3 auf die Nickel-induzierte, pro-inflammatorische, TLR4-vermittelte Immunantwort von THP-1 Zellen und HUVEC‘s nachgewiesen werden. Außerdem zeigte sich bei beiden Zelllinien eine signifikant reduzierte Zytotoxizität unter der Stimulation mit Nickel und CTRP3 im Vergleich zu Nickel ohne Vorstimulation mit CTRP3.
Die Ergebnisse der in vitro Experimente wurden in einem zweiten Schritt in vivo mit Hilfe eines adipozytenspezifischen CTRP3-Knockout Mausmodells überprüft. Hierzu wurde die TNCB induzierte allergische Kontaktdermatitis in Wildtyp- und adipozytenspezifischen CTRP3 Knockout Mäusen analysiert. Weder die Entzündungsreaktion der Haut (gemessen als Ohrschwellung) noch die durchflusszytometrische Analyse der Zellpopulation der Haut, oder die ex vivo Stimulation von Fat explants zeigten hierbei Unterschiede zwischen Wildtyp und Knockout. Die in vitro beobachteten CTRP3-Effekte ließen sich somit unter den getesteten Bedingungen in vivo nicht bestätigen.
Eine weitergehende in vivo Forschung mit angepasster Methodik erscheint durch die Ergebnisse der in vitro Experimente vielversprechend und könnte einen neuen Ansatz für die Therapie der Nickel-induzierten ACD liefern.
Genspezifische Koppelung der Interleukin 8-Transkription mit der Zellgröße im Interleukin-1 Signalweg
(2025) Axhausen, Franziska Maria Ursula
Interleukin 1 (IL-1) ist einer der zentralen Mediatoren von Entzündungsreaktionen und unter anderem an der Pathogenese von rheumatischen Erkrankungen, Atherosklerose und neurogenerativen Erkrankungen, der Karzinogenese, sowie lokalen und systemischen Reaktionen auf Pathogene beteiligt. Für die Etablierung gezielter Therapiekonzepte ist die Kenntnis des IL-1-Signalweges daher von zentraler Bedeutung. IL-1 löst über den Interleukin Rezeptor 1 eine intrazelluläre Signalkaskade aus, an deren Ende die Aktivierung der Transkriptionsfaktoren nuclear factor κB und activator protein 1 steht. Hierbei wird offenbar die Gentranskription nicht nur durch die lokale Aktivität solcher Transkriptionsfaktoren, sondern auch durch die (räumliche) Organisation des Chromatins reguliert. Wie genau die IL-1- induzierte Genexpression durch die Chromatinorganisation orchestriert wird, ist ein Thema der aktuellen Forschung. In dieser Arbeit wurde mittels 2D und 3D RNA-Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (RNA-FISH) an humanen, immortalisierten diploiden Epithelzellen der Retina (hTERT-RPE-1) untersucht, ob sich die radialen Positionen aktiver Genloci und Transkriptionsstellen der Gene IL8, CXCL2 und IL6 im Rahmen der IL-1-Signaltransduktion verändern. Aufgrund der zeitlichen Koregulation der Transkription dieser Gene wurde weiterhin untersucht, ob interallelische und interchromosomale Distanzen zwischen den aktiven Genloci im Rahmen einer IL-1 Stimulation moduliert werden. Zusammengefasst konnte allerdings keine Evidenz für eine signifikante Änderung der radialen Position im nukleären Raum oder eine Änderung der interallelischen und interchromosomalen Distanzen als Hinweis auf eine räumliche Koregulation dieser IL-1-Zielgene festgestellt werden.
Neben der Chromatinorganisation scheint auch die Kern- bzw. Zellgröße mit dem Transkriptom einer Zelle assoziiert zu sein, was als size scaling bezeichnet wird. In dieser Arbeit erfolgte erstmals eine Untersuchung eines putativen Zusammenhangs der IL-1-induzierten Genexpression der Gene IL8, IL6 und CXCL2 mit der Kern- und Zellgröße mittels Immunfluoreszenz und 2D und 3D (Immuno-) RNA-FISH in hTERT-RPE-1-Zellen. Immunfluoreszenzexperimente konnten zunächst keine signifikante und reproduzierbare Änderung der Kern- oder Zellgröße in IL-1-stimulierten Zellen im Vergleich zu unbehandelten Zellen zeigen. Detaillierte Einzelzelluntersuchungen ergaben allerdings einen signifikanten und genspezifischen Zusammenhang der IL-1-induzierten IL8 mRNA-Expression mit der Kern- und Zellgröße, welcher für IL6 und CXCL2 nicht beobachtet werden konnte. Die Reaktion einer Zelle auf einen Stimulus scheint also zumindest für das IL8-Gen individuell mit ihrem aktuellen Zustand zusammenzuhängen. Die Möglichkeit, die inflammatorische Reagibilität einer Zelle anhand von Parametern wie individuelle Zellgröße und Genexpression zu bestimmen und so über die Infiltration proinflammatorischer Zellen hinaus entzündlich verändertes Gewebe zu erkennen, könnte langfristig zu neuen diagnostischen Ansätzen in der Pathologie führen. Außerdem zeigen diese Befunde, dass eine hohe interzelluläre Variabilität isogener Zellpopulationen eine stabile, schnelle und flexible Reaktion auf proinflammatorische Mediatoren ermöglicht.
Beeinträchtigt die zelltypspezifische Ausschaltung von MAO-B die Entwicklung einer Hypertrophie des rechten Ventrikels (RV) oder eines RV-Versagens bei pulmonaler Hypertonie?
(2024) Brosinsky, Paulin
Die pulmonalarterielle Hypertonie (PAH) beschreibt eine pathologische Veränderung des Blutflusses, welche mit einem Druckanstieg in den Gefäßen einhergeht. Diese Erkrankung ist über einen mittleren pulmonalarteriellen Druck von > 20-25 mmHg definiert und ist mit Umbauprozessen und Dysfunktionen des rechten Ventrikels (RVs) assoziiert. Die übermäßige Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) kann Redox-abhängige Kinasen aktivieren, welche an der Entstehung der kardialen Hypertrophie beteiligt sind. Neben der Elektronentransportkette sind weitere mitochondriale Proteine, wie die Monoaminoxidasen, an der ROS-Produktion beteiligt und können somit zur Entstehung einer kardialen Hypertrophie beitragen.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle der Monoaminoxidase B (MAO-B) während der rechtsventrikulären Hypertrophie (RVH) nach Druckbelastung untersucht. Zur Induktion der Druckbelastung des RV wurde das Verfahren des pulmonalarteriellen Bandings (PAB) eingesetzt und im induzierbaren Kardiomyozyten-spezifischen MAO-B-Knockout-Mausmodell untersucht. Hierbei wurden MAO-Bfl/fl-Mäuse mit kmMAO-B KO-Mäusen drei Wochen nach den chirurgischen Eingriffen miteinander verglichen. SHAM operierte (Schein-OP) Gruppen dienten dabei als Kontrollen. Folglich konnte die MAO-B-vermittelte ROS-Bildung auf die RV-Dilatation und -Funktion als Reaktion auf Druckbelastung analysiert werden.
Das Kardiomyozyten-spezifische Fehlen von MAO-B schützt die Tiere vor einer RV-Dilatation, Hypertrophie und Dysfunktion durch RV-Druckbelastung nach PAB. Diese Ergebnisse können durch eine gesteigerte ROS-Produktion im RV-Gewebe von MAO-Bfl/fl-Tieren, aber nicht in den kmMAO-B KO-Tieren, erklärt werden. Die, durch die PAB Operation induzierte, RVH scheint somit vom myokardialen MAO-B abhängig zu sein und MAO-B kann als myokardiale Quelle von ROS bei Stresssituationen, wie der Druckbelastung, identifiziert werden. Zusätzlich wird diese Aussage einer MAO-B-abhängigen Myokardhypertrophie durch die gemessenen Veränderungen der Proteinkinaseaktivitäten gestützt. Redox-sensitive Kinase sind in kmMAO-B KO-Tieren herunterreguliert und bieten demnach ebenfalls einen Schutz vor Hypertrophie-Induktion im rechten Herzen. Damit führt das Fehlen von MAO-B im Kardiomyozyten zur Protektion gegenüber einer Druck-induzierten RVH und RV-Dilatation. Diese Ergebnisse stützen die Hypothese, dass die Kardiomyozyten-spezifische MAO-B eine Schlüsselrolle bei der Entstehung von RVH und somit bei der Erkrankung PAH spielt.
Plasmonische Nanostrukturen und Beschichtungen für intelligente Fensterverglasungen aus reinem und dotiertem Vanadiumdioxid
(2025) Kuhl, Florian
Im Rahmen dieser Arbeit wurden am I. Physikalischen Institut der JLU Gießen Dünnschichten aus thermochromem Vanadiumdioxid (VO2) für verschiedene An- wendungen untersucht.
Solche Dünnschichten können als aktive Schicht für sogenannte intelligente Fenster- beschichtungen, auch Smart Windows genannt, eingesetzt werden. Dabei spielt ihr Isolator-Metall Übergang die entscheidende Rolle. Bei einer Temperatur der Dünn- schicht unterhalb ihrer Phasenübergangstemperatur ϑc befindet sich das VO2 in seiner monoklinen Struktur, ist isolierend und lässt Strahlung im infraroten Wel- lenlängenbereich passieren. Erhöht sich die Temperatur der Schicht, zum Beispiel durch Sonneneinstrahlung, findet ein Übergang in die Rutilstruktur statt, das Ma- terial wird metallisch leitend und die infrarote Strahlung wird geblockt. Somit kann ein sogenanntes intelligentes Fenster zwei verschiedene Zustände einnehmen. Den Niedrigtemperaturzustand im Winter, in welchem ein Raum durch die eintreffende IR-Strahlung erwärmt werden kann, und den Hochtemperaturzustand im Sommer. Dann wird die Temperatur eines Raumes nicht durch die eintreffende Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich beeinflusst, man spricht von einer passiven Kühlung ohne externe Energiezufuhr. Für die Verwendung als intelligente Fensterbeschich- tung müssen die per Sputterdeposition hergestellten Schichten optimiert werden und ihre Eigenschaften durch eine Dotierung mit Fremdatomen, in diesem Falle Wolfram und Strontium, weiter verändert werden. In dieser Arbeit wurde außerdem der Einfluss von verschiedenen oxidischen Pufferschichten (z.B. TiO2, Ga2O3, NiO, MgO) zur Verbesserung des Kristallwachstums untersucht.
Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit VO2-Dünnschichten, die mit Ti- tan dotiert wurden. Die Herstellung der Proben erfolgte hierbei an der Arbeits- gruppe von Prof. Dr. Yunbin He in Wuhan. Erste Messungen zur Bestimmung der Kristallstruktur zeigen hier überraschenderweise schon eine Rutilstruktur im Tief- temperaturzustand. Um diese Ergebnisse weiter zu untersuchen, wurden polarisa- tionsabhängige Raman-Spektroskopie-Messungen durchgeführt und die erhaltenen Ergebnisse dann mit theoretischen Berechnungen der Polarisationsabhängigkeiten der Phononen-Raman-Signale verglichen, um zu zeigen, dass auch hier eine mono- kline Kristallstruktur vorliegt und die winkelabhängige Raman-Spektroskopie sich sehr gut eignet, um diese Abhängigkeiten abzubilden.
Ein weiterer Anwendungsfall für die Nutzung des Isolator-Metall-Übergangs in rei- nem und dotiertem V1 xWxO2 ist die Herstellung mikrostrukturierter Resonator- anordnungen, die als Linsen oder holographische Strukturen für elektromagnetische Strahlung im Terahertz-Bereich dienen können. Hier wurden in Kooperation mit der Capital Normal University in Peking auf Basis von Simulationen Mikrostrukturen entwickelt und im Mikro- und Nanostrukturierungslabor des Zentrums für Materi- alforschung (ZfM/LaMa) hergestellt, sowie beim Kooperationspartner an der CNU Beijing vermessen. Es konnte gezeigt werden, dass thermisch schaltbare Linsen auf der Basis von c-förmigen Resonatorstrukturen mit Erfolg hergestellt werden konnten.
Data for "Characterization of the performance of a RIT-10and rf-neutralizer for an ABEP system"
(2025-05-30) Zorn, Jana
Supporting data for the manuscript "Characterization of the performance of a RIT-10and rf-neutralizer for an ABEP system" for the collection "Novel Molecular Propellants for Electric Propulsion" of the Journal of Electric Propulsion.
The individual files from Langmuir, OES, RPA, Raman, Mass spectroscopy and Faraday cup measurements are available in the corresponding folders. Most of the file name are self-explanatory, in some cases additional information is given. The files are mostly .txt-files, some .csv-files and one .docx-file. Only the OES data have a .asc data type.