In der Diplomarbeit soll untersucht werden, wie sich Endothelzellen durch eine Regulierung ihrer Adhäsion an künstlichen Oberflächen verhalten. Dazu wurden als Modelloberflächen verschiedene Polymerschichten hergestellt, welche die Ankopplung von Molekülen der
extrazellulären Matrix, wie z.B. Kollagen IV, an das Substrat steuern und damit auch die Adhäsion der Endothelzellen regulieren. In der Experimenten wurde untersucht, wie sich die Morphologie von Einzelzellen und sowie die entsprechenden intrazellulären und
extrazellulären Adhäsionsstrukturen der Zellen entwickeln. Durch die unterschiedlichen physikochemischen Eigenschaften des Polymersubstrate wurde die Bindungsstärke von Kollagen IV zum Substrat variiert. Insbesondere soll die Umordnung des angebotenen
Kollagen IV sowie die in diesem Prozess involvierten Zelladhäsionsrezeptoren charakterisiert werden. Mittels Fluoreszenzmarkierung sollte sowohl das Aktin-Zytoskelett, verschiedene Integrine, die fokalen Adhäsionspunkte (mittels Vinculin) sowie das extrazelluläre Kollagen IV am konfokalen Laser Scanning Microscop sichtbar gemacht und ausgewertet werden.
Um die Ausbildung von kapillaren Netzwerken in einer künstlichen extrazellulären Matrix zu verbessern, soll die Adhäsion von Endothelzellen und die Reorganisation von vorbeschitetem Kollagen IV und diese in Abhängigkeit von lateralen Substratstrukturen untersucht werden.
Inhaltsverzeichnis
- Abkürzungen und Formelzeichen
- 1. EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG
- 2. GRUNDLAGEN
- 2.1 Copolymeroberflächen
- 2.2 Proteinadsorption / Verdrünungsversuche
- 2.3 Extrazelluläre Matrix (ECM)
- 2.3.1 Basis Membrane
- 2.4 Endothelzellen
- 2.5 Zell-Matrix Kontakte Fokale und Fibrilläre Adhäsionen
- 2.5.1 Integrin
- 2.6 Rezeptoren
- 2.6.1 Zytoskelett
- 2.6.2 Vinculin
- 3. METHODEN UND MATERIAL
- 3.1 Präparation der Zellkulturträger
- 3.2 Zellkultur
- 3.3 Zellversuche
- 3.4 Fluoreszenzfärbung
- 3.4.1 Labeln von Kollagen IV mit TAMRA
- 3.5 Mikroskopie
- 3.6 Proteinverdrängung
- 4. ERGEBNISSE UND DISKUSSION
- 4.1 Adsorption/ Desorption und Austauschprozesse
- 4.2 Prozess des Strukturenwachstums des Kollagen IV
- 4.3 Lokalisierung fokaler Adhäsionskomplexe
- 4.4 Adhäsionsrezeptoren
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Masterarbeit untersucht das Adhäsionsverhalten von Endothelzellen auf künstlichen Oberflächen mit variabler Kopplung von Kollagen IV. Hauptziel ist die Klärung des Einflusses der Substratoberfläche auf die Zellmorphologie und die Ausbildung intrazellulärer und extrazellulärer Adhäsionsstrukturen. Die Arbeit analysiert die Reorganisation des Kollagens IV und die beteiligten Zelladhäsionsrezeptoren.
- Einfluss der Substratoberfläche auf die Adhäsion von Endothelzellen
- Reorganisation von Kollagen IV durch Endothelzellen
- Charakterisierung der beteiligten Zelladhäsionsrezeptoren (Integrine, Vinculin)
- Zusammenhang zwischen Oberflächenhydrophobizität und Proteinbindung
- Analyse der fokalen Adhäsionskomplexe
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung und Zielsetzung: Diese Einleitung beschreibt die Bedeutung des Tissue Engineerings und die Notwendigkeit, zellkompatible Oberflächen für die Gewebezüchtung zu entwickeln. Die Arbeit fokussiert auf die Untersuchung des Einflusses verschiedener Polymerschichten auf das Adhäsionsverhalten von Endothelzellen und die Rolle von Kollagen IV als Matrixprotein. Das Ziel ist die Charakterisierung der Zellmorphologie und der Adhäsionsstrukturen unter variierenden Bindungsstärken von Kollagen IV zum Substrat.
2. Grundlagen: Dieses Kapitel liefert die theoretischen Grundlagen für das Verständnis des Endothelzellwachstums auf biofunktionalen Oberflächen. Es werden Copolymere, Proteinadsorptionsprozesse, die extrazelluläre Matrix (ECM), insbesondere Kollagen IV und die Basalmembran, Endothelzellen, Zell-Matrix-Kontakte (fokale und fibrilläre Adhäsionen), Integrine und das Zytoskelett (inkl. Vinculin) detailliert beschrieben. Die Zusammenhänge zwischen diesen Komponenten werden erläutert und bilden die Basis für die experimentellen Untersuchungen.
3. Methoden und Material: Dieses Kapitel beschreibt detailliert die experimentellen Methoden und Materialien. Es umfasst die Präparation der Zellkulturträger (Reinigung, Aminofunktionalisierung, Spin-Coating), die Zellkultur (HUVEC), die Durchführung der Zellversuche, die Fluoreszenzfärbung (einschliesslich TAMRA-Labelung von Kollagen IV), die Mikroskopie (cLSM) und die Proteinverdrängungsversuche.
4. Ergebnisse und Diskussion: Dieses Kapitel präsentiert und diskutiert die Ergebnisse der durchgeführten Experimente. Die Adsorption, Desorption und Austauschprozesse von Kollagen IV werden analysiert, wobei der Einfluss der verschiedenen Polymerschichten auf die Proteinbindung untersucht wird. Die Reorganisation des Kollagen IV durch Endothelzellen und die Lokalisierung fokaler Adhäsionskomplexe (Vinculin) werden detailliert beschrieben. Die Rolle verschiedener Adhäsionsrezeptoren (Integrine, Fibronektin) wird im Kontext der Zellmigration und -adhäsion diskutiert.
Schlüsselwörter
Endothelzellen, Zelladhäsion, Kollagen IV, extrazelluläre Matrix, MSA-Copolymere, Integrine, Vinculin, Fokale Adhäsionen, Zellmigration, Fluoreszenzmikroskopie, Oberflächenhydrophobizität, Proteinadsorption, Tissue Engineering.
Häufig gestellte Fragen zur Masterarbeit: Adhäsionsverhalten von Endothelzellen auf künstlichen Oberflächen
Was ist das Thema der Masterarbeit?
Die Masterarbeit untersucht das Adhäsionsverhalten von Endothelzellen auf künstlichen Oberflächen mit variabler Kopplung von Kollagen IV. Der Fokus liegt auf dem Einfluss der Substratoberfläche auf die Zellmorphologie und die Ausbildung intrazellulärer und extrazellulärer Adhäsionsstrukturen. Analysiert wird die Reorganisation des Kollagens IV und die beteiligten Zelladhäsionsrezeptoren.
Welche Zielsetzung verfolgt die Arbeit?
Hauptziel ist die Klärung des Einflusses der Substratoberfläche auf die Zellmorphologie und die Ausbildung intrazellulärer und extrazellulärer Adhäsionsstrukturen. Die Arbeit analysiert die Reorganisation des Kollagens IV und die beteiligten Zelladhäsionsrezeptoren. Konkret werden der Einfluss der Oberflächenhydrophobizität auf die Proteinbindung und die Lokalisierung fokaler Adhäsionskomplexe untersucht.
Welche Themenschwerpunkte werden behandelt?
Die Arbeit behandelt folgende Schwerpunkte: Einfluss der Substratoberfläche auf die Adhäsion von Endothelzellen, Reorganisation von Kollagen IV durch Endothelzellen, Charakterisierung der beteiligten Zelladhäsionsrezeptoren (Integrine, Vinculin), Zusammenhang zwischen Oberflächenhydrophobizität und Proteinbindung sowie Analyse der fokalen Adhäsionskomplexe.
Welche Methoden wurden verwendet?
Die Arbeit beschreibt detailliert die verwendeten Methoden: Präparation der Zellkulturträger (Reinigung, Aminofunktionalisierung, Spin-Coating), Zellkultur (HUVEC), Durchführung von Zellversuchen, Fluoreszenzfärbung (inkl. TAMRA-Labelung von Kollagen IV), Mikroskopie (cLSM) und Proteinverdrängungsversuche.
Welche Ergebnisse werden präsentiert?
Die Arbeit präsentiert und diskutiert die Ergebnisse der Experimente: Adsorption, Desorption und Austauschprozesse von Kollagen IV, Einfluss der Polymerschichten auf die Proteinbindung, Reorganisation des Kollagen IV durch Endothelzellen, Lokalisierung fokaler Adhäsionskomplexe (Vinculin) und die Rolle verschiedener Adhäsionsrezeptoren (Integrine, Fibronektin) im Kontext der Zellmigration und -adhäsion.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit?
Die wichtigsten Schlüsselwörter sind: Endothelzellen, Zelladhäsion, Kollagen IV, extrazelluläre Matrix, MSA-Copolymere, Integrine, Vinculin, Fokale Adhäsionen, Zellmigration, Fluoreszenzmikroskopie, Oberflächenhydrophobizität, Proteinadsorption, Tissue Engineering.
Welche Grundlagen werden im theoretischen Teil erläutert?
Der theoretische Teil umfasst Copolymere, Proteinadsorptionsprozesse, die extrazelluläre Matrix (ECM), insbesondere Kollagen IV und die Basalmembran, Endothelzellen, Zell-Matrix-Kontakte (fokale und fibrilläre Adhäsionen), Integrine und das Zytoskelett (inkl. Vinculin). Die Zusammenhänge zwischen diesen Komponenten werden erläutert.
Welche Bedeutung hat die Arbeit im Kontext des Tissue Engineerings?
Die Arbeit ist relevant für das Tissue Engineering, da sie zur Entwicklung zellkompatibler Oberflächen für die Gewebezüchtung beiträgt. Die Untersuchung des Einflusses verschiedener Polymerschichten auf das Adhäsionsverhalten von Endothelzellen und die Rolle von Kollagen IV als Matrixprotein sind essentiell für Fortschritte in diesem Bereich.
- Arbeit zitieren
- Master of Science Agnieszka Kuriata (Autor:in), 2008, Zelladhäsion auf Kollagen IV mit variabler Kopplung zu Polymersubstraten, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/118425
