Effect of Bacteria-Derived Indole-3-Propionic Acid (IPA) in murine primary Hepatocytes

The liver is an organ with a high self-regeneration ability. The search for factors which help to keep the health of this organ and its potential to regenerate has been at the center of academic interest for a long time. Over the last decades, research was focusing more and more on the microbiom and its role for the human organism over the last decades. Clostridium sporogenes, a physiologic bacterial family in human gut was described by Wikoff et al. as only producer of the antioxidative compound Indole-3-propionic acid (IPA). Chyan et al. already successfully proved a protective effect against oxidative stress in primary neurons. The project, the present paper is based on, was set up to prove a positive effect of IPA on primary hepatocytes and show a potential symbiotic regulation of hepatic metabolism by a bacteria-derived metabolite. Methodically a primary culture of hepatocytes was tested in a CCl4-based cytotoxicity-model. Results of TBARS-Assay, LDH and ALT in the cell culture suggest a dose-dependent hepoprotective effect. Western blotting and densitometric quantification suggest a potential Induction of HSP27 und SOD1 by IPA

Of the long-term course and mortality of benzodiazepin dependend patients in comparison to controls.

Hintergrund: In der vorliegenden Studie wurde erstmalig die isolierte Benzodiazepinabhängigkeit im Langzeitverlauf im Vergleich zu Kontrollen mit einem vergleichbaren Krankheitsspektrum über einen langen Zeitraum und an einem großen Kollektiv untersucht. Da der Langzeitverlauf bei Benzodiazepinabhängigkeit (im Gegensatz zum Benzodiazepinkonsum) bisher noch nicht ausreichend untersucht wurde, liegt der Schwerpunkt dieser Studie auf der Beobachtung der abhängigen Patienten über den stationären oder ambulanten Beobachtungszeitraum hinaus. Fragestellung: Es wurden 207 isoliert benzodiazepinabhängige Patienten mit insgesamt 1127,6 Patientenjahren und ebenfalls 207 Kontrollen untersucht. Das Gesamtkollektiv wurde insgesamt über einen Zeitraum von 46 Jahren (erste Untersuchung in der Klinik bis letzter Fragebogeneingang) beobachtet. Methode: In der vorliegenden Fall-Kontroll-Studie sollte die Mortalität einer benzodiazepinabhängigen Patientengruppe mit der einer nichtabhängigen Kontrollgruppe verglichen werden. Die Kontrollgruppe sollte dabei ein vergleichbares Krankheitsspektrum aufweisen, weil die große Mehrzahl der Benzodiazepinabhängigen an psychischen, seltener neurologischen Vorerkrankungen leidet. Diese Primärerkrankungen hatten durch die regelmäßige Benzodiazepinmedikation den Ausgangspunkt für die Abhängigkeitsentwicklung gebildet. Ergebnisse: Gezeigt wurde erneut, dass es sich bei der Benzodiazepinabhängigkeit um eine Abhängigkeit des mittleren Lebensalters handelt. Was in dieser Studie zudem bestätigt wird, ist die Tatsache, dass Frauen häufiger an einer isolierten Benzodiazepinabhängigkeit erkranken als Männer (annähernd doppelt so häufig). Die benzodiazepinabhängigen Patienten waren im Schnitt 2,4 Jahre weniger unter Beobachtung als ihre Kontrollen mit der gleichen Grunderkrankung. Diese Tatsache hängt sicherlich mit der höheren Sterblichkeit dieser Gruppe zusammen. Schlussfolgerung: Das Hauptanliegen dieser Studie war zu klären, ob eine isolierte Benzodiazepinabhängigkeit zu einer erhöhten Mortalität führt. Nach Auswertung der Daten ergab sich, dass die Gruppe der isoliert Benzodiazepinabhängigen im Vergleich zur Kontrollgruppe eine hochsignifikant höhere Mortalität aufwies. Dies wurde so in bisherigen Untersuchungen noch nicht beschrieben. Denkbare Ursachen für die erhöhte Mortalität werden diskutiert. Daraus ergeben sich Hinweise für eine weitere Studie zu den Gründen der erhöhten Mortalität.Background: In this study, first isolated, long-term benzodiazepine dependence in comparison to controls with a comparable range of diseases is investigated over a long period and in a large group. Because the long-term course in benzodiazepine dependency (in comparison to benzodiazepine use) has thus far not been sufficiently studied, the focus of this study is on the monitoring of dependent patients beyond the inpatient or outpatient monitoring period. The issue: A total of 207 isolated benzodiazepine-dependent patients with a total of 1127.6 patient years, as well as 207 controls were studied. The entire group was monitored over a period of 46 years (first examination in the clinic until the last questionnaire completion). Method: In the present case control study, the mortality in a benzodiazepine-dependent patient group is to be compared with a non-dependent control group. The control group is to demonstrate a comparable range of diseases, because the great majority of benzodiazepine-dependents suffer from psychological, rare primary neurological diseases. Because of the regular benzodiazepine medication these primary diseases were the starting point for the development of dependency. Results: It was demonstrated once again that benzodiazepine dependency is a dependency of middle age. What was also confirmed in this study is the fact that women more frequently suffer from isolated benzodiazepine dependency than men (almost twice as frequently). On average, the benzodiazepine-dependent patients were monitored 2.4 years shorter than their controls with the same main disease. This fact is certainly associated with the high mortality of this group. Conclusion: The main objective of this study was to clarify whether isolated benzodiazepine dependency leads to increased mortality. After evaluation of the data it was established that the group of isolated benzodiazepine-dependent patients demonstrated quite significantly higher mortality than the control group. This had never yet been described in similar studies. Possible causes for the increased mortality were discussed. This resulted in indications for a further study on the reasons for the increased mortality

Analysis of the biochemical properties of the HMG domain of the transcription factor Sox10

Der Transkriptionsfaktor Sox10 wird in der Neuralleiste und deren Derivaten sowie in Oligodendrozyten des zentralen Nervensystems exprimiert und spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Gliazellen, indem er z. B. die Transkription von Myelingenen steuert. An Zielgen-Promotoren konnte eine synergistische Interaktion von Sox10 mit Transkriptionsfaktoren gezeigt werden. Zur Identifikation von Interaktionspartnern wurden hier Yeast two-hybrid Screens mit Sox10 durchgeführt. In der vorliegenden Arbeit wurde eine große Anzahl solcher Interaktionspartner gefunden. Davon waren über 50 % aller verifizierten Kandidaten entweder Transkriptionsfaktoren oder Chromatin-Remodelling-Faktoren. Durch GST-Pulldown-Studien mit Sox10 konnte nachgewiesen werden, dass die Interaktion dieser Proteine sowie zusätzlich ausgewählter Transkriptionsfaktoren mit Sox10 über die jeweiligen DNA-Bindedomänen erfolgt. Auf Seite von Sox10 wurde Arginin 176 als eine für die Interaktion essentielle Aminosäure identifiziert. Weitere GST-Pulldown-Studien mit Sox8 und SRY zeigten, dass die Fähigkeit, mit anderen Transkriptionsfaktoren über die HMG-Domäne zu interagieren, eine generelle Fähigkeit von Sox-Proteinen ist, jedoch nicht bei anderen HMG-Proteinen vorkommt. Mit bioinformatischen Methoden wurden Promotoren von Sox10-Zielgenen nach direkt benachbarten Bindestellen für Sox-Proteine und in Lösung interagierende Transkriptionsfaktoren durchsucht. Mit Hilfe von Gelshifts wurde eine C/EBPα-Bindestelle im Trp2-Promotor bestätigt. In Luziferase-Aktivitätstests konnte eine synergistische Aktivierung des Trp2-Promotors durch Sox10 zusammen mit C/EBPα gezeigt werden. Eine direkte Interaktion der DNA-Bindedomänen von Sox10 und C/EBPα am Trp2-Promotor konnte aber nicht nachgewiesen werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die durch Phosphorylierung veränderte Bindung von Sox10 an DNA untersucht. Mit Hilfe von 2D-Gelen wurden drei modifizierte Varianten von Sox10 gefunden. Für die bioinformatisch vorhergesagten Phosphorylierungsstellen liess sich experimentell aber keine veränderte DNA-Bindung nachweisen. Damit konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass die HMG-Domäne von Sox-Proteinen nicht nur der DNA-Bindung dient, sondern auch die Interaktion mit anderen Transkriptionsfaktoren und damit den für Sox-Proteine postulierten Partnerkode vermitteln.The transcription factor Sox10 is expressed in the neural crest and derivative cells, as well as in oligodendrocytes of the central nervous system. It also plays an important role in the development of glial cells, for example by regulating the transcription of myelin genes. A synergistic interaction of Sox10 with other transcription factors on target promoters has already been shown in other works. For identification of interaction partners yeast two-hybrid screens with Sox10 were carried out in this thesis. As part of the work described in this thesis many such interaction partners were found. More than half of all verified candidates were either transcription factors or chromatin remodelling factors. Using GST-pulldown assays it was demonstrated that the interaction of these proteins, as well as a number of additional transcription factors, with Sox10 is via the DNA binding domains. Residue arginine 176 in the high mobility group (HMG) DNA-binding domain of Sox10 was identified as essential for these interactions. Additional GST-pulldown assays using Sox8 and SRY showed that the ability to interact with transcription factors via the HMG domain is a general feature of Sox proteins but not of other HMG proteins. Bioinformatic methods were used to find promoters with directly neigboured binding sites for Sox proteins and other transcription factors. A C/EBPα binding site in the Trp2 promoter was verified using electrophoretic gel mobility shift assays and using luciferase assays a synergistic activation of the Trp2 promoter by Sox10 and C/EBPα could be shown. However, a direct interaction between the DNA binding domains of Sox10 and C/EBPα could not be detected at the Trp2 promoter. In the second part of the thesis the altered DNA binding of Sox10 by phosphorylation was investigated. With the aid of 2D-gels three post-translationally modified variants of Sox10 were found. However, no altered DNA binding could be demonstrated experimentally for bioinformatically predicted phosphorylation sites. In summary, in this thesis it could be shown that the HMG domain of Sox proteins not only acts as a DNA-binding motif, but also mediates interactions with other transcription factors as already postulated by a partner code for Sox proteins