http://hdl.handle.net/10900/42130 2026-10-07T07:01:39Z http://hdl.handle.net/10900/184106 Effects of secretomes from early and late passages of jaw periosteum derived stem cells on neuronal differentiation Wang, Yuling In der vorliegenden Arbeit wurde systematisch untersucht, wie eine lange Zellkultivierung, die in der Induktion der replikativen Seneszenz resultiert, die biologischen Eigenschaften und das neuroregenerative Potenzial von Sekretomen aus Kieferperiostzellen (Jaw Periosteum Cells, JPCs) beeinflusst. Durch die Kombination von Seneszenzcharakterisierung, proteomischer Analyse und funktionellen neuronalen Assays konnte gezeigt werden, dass zelluläre Alterung die parakrine Signalumgebung von JPCs grundlegend verändert und ihre Fähigkeit zur Unterstützung neuronaler Regeneration moduliert. Erstens führte eine verlängerte in-vitro Expansion zur Ausbildung eines replikativen Seneszenzphänotyps in JPCs, der durch eine verminderte Proliferationsfähigkeit, erhöhte SA-β-Gal-Aktivität, gesteigerte p16-Expression sowie die Aktivierung von Faktoren des seneszenzassoziierten sekretorischen Phänotyps (SASP) gekennzeichnet war. Bemerkenswerterweise schien dieser seneszente Zustand überwiegend p16-dominiert zu sein und ging nicht mit einer anhaltenden Aktivierung der p53/p21-Achse oder einer signifikanten Akkumulation reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) einher. Dies spricht für eine stabilisierte replikative Seneszenz und nicht für eine akut stressinduzierte vorzeitige Alterung. Zweitens zeigte die proteomische Analyse eine ausgeprägte Umgestaltung des JPC-Sekretoms im Verlauf der Seneszenz. Frühe Passagen der JPCs wiesen eine Anreicherung von Signalwegen auf, die mit der Organisation der extrazellulären Matrix, Integrin-Signalübertragung und Zytoskelettregulation assoziiert sind. Demgegenüber war das Sekretom spätpassagierter JPCs durch eine verstärkte Repräsentation entzündungsassoziierter, immunologischer und stressbezogener Signalwege charakterisiert. Diese Ergebnisse weisen auf einen funktionellen Wandel von einem matrixunterstützenden und wachstumsfördernden sekretorischen Profil hin zu einem entzündungs- und stressassoziierten Phänotyp im Rahmen der replikativen Alterung. Drittens belegten funktionelle Analysen, dass diese Umstrukturierung des Sekretoms direkte biologische Konsequenzen hat. Während sowohl früh- als auch spätpassagierte Sekretome im Vergleich zu Kontrollbedingungen die neuronale Differenzierung unterstützten, förderte ausschließlich das Sekretom frühpassagierter JPCs signifikant das neuronale Überleben und das Neuritenauswachsen. Diese Befunde legen nahe, dass replikative Seneszenz die neuroprotektive Aktivität nicht vollständig aufhebt, jedoch selektiv strukturelle und trophische Unterstützungsfunktionen beeinträchtigt, die für eine effektive neuronale Regeneration essenziell sind. Zusammenfassend etabliert diese Arbeit einen mechanistischen Zusammenhang zwischen replikativer Seneszenz, Sekretom-Umprogrammierung und veränderter neuroregenerativer Wirksamkeit. Da passageabhängige replikative Seneszenz ein in-vitro Korrelat zunehmenden biologischen Alters darstellt, unterstreichen die Ergebnisse die Bedeutung des zellulären biologischen Alters als entscheidenden Faktor für die Qualität des JPC-Sekretoms. Die vorliegenden Befunde verdeutlichen die Notwendigkeit, Passagenzahl und Seneszenzstatus bei der Entwicklung sekretombasierter regenerativer Therapien gezielt zu kontrollieren. Durch die Aufklärung der seneszenzbedingten Veränderungen der extrazellulären Signalumgebung liefert diese Arbeit eine konzeptionelle Grundlage für die Optimierung Periostzell-basierter parakriner Strategien in der neuralen Regeneration.; This study systematically investigated how prolonged in vitro culturing finally inducing replicative senescence influences the biological properties and neuroregenerative potential of jaw periosteum cell (JPCs)-derived secretome. By integrating senescence characterization, proteomic profiling, and functional neuronal assays, we demonstrate that cellular aging profoundly reshapes the paracrine landscape of JPCs and alters their capacity to support neural repair. First, prolonged in vitro expansion induced a replicative senescence phenotype in JPCs, characterized by reduced proliferative capacity, increased SA-β-gal activity, elevated p16 expression, and activation of senescence-associated secretory phenotype (SASP) factors. Notably, this senescent state appeared predominantly p16-driven and was not accompanied by sustained p53/p21 activation or significant ROS accumulation, consistent with stabilized replicative senescence rather than acute stress-induced aging. Second, proteomic analysis revealed extensive remodeling of the JPC secretome during senescence. Early-passage JPCs exhibited enrichment of pathways associated with extracellular matrix organization, integrin signaling, and cytoskeletal regulation, whereas late-passage JPCs showed increased representation of inflammatory, immune-related, and stress-responsive pathways. These findings indicate a functional shift from a matrix-supportive and growth-permissive secretory profile toward an immune- and stress-associated phenotype during replicative aging. Third, functional assays demonstrated that this secretome remodeling has direct biological consequences. While both early- and late-passage secretomes supported neuronal differentiation relative to baseline conditions, only early-passage JPC secretome robustly promoted neuronal survival and neurite extension. These results suggest that replicative senescence does not abolish neuro-supportive activity but selectively compromises structural and trophic support functions that are critical for effective neural regeneration. All in all, this study establishes a mechanistic link between replicative senescence of JPCs, secretome reprogramming, and altered neuroregenerative efficacy. Since passage-dependent replicative senescence represents an in vitro correlate of increasing biological age, our findings highlight cellular biological age as a critical determinant of JPC secretome quality. These results underscore the importance of controlling passage number and senescence status in the development of secretome-based regenerative therapies. By delineating how senescence reshapes the extracellular signaling environment, this work provides a conceptual framework for optimizing periosteum-derived paracrine strategies in neural repair applications. 2026-10-06T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10900/184105 Modeling immunotherapies in live 3D human cancer tissue bioreactors and implications for functional precision medicine Zhang, Yizheng Despite the clinical success of cancer immunotherapies in advanced malignancies, patient response remains highly variable, necessitating better predictive platforms to optimize outcomes, mitigate adverse events, and reduce healthcare costs. Addressing the limitations of traditional models that fail to replicate the complex human tumor microenvironment (TME), this study introduces an innovative ex vivo 3D human tissue culture model utilizing optimized perfusion bioreactors to preserve native immune-tumor interactions. Serving as a robust functional precision medicine platform, fresh, intact human lymph node (LN) tissues were cultured for three days to evaluate individual therapeutic responses to novel CAR T-cell therapies and pembrolizumab via flow cytometry, histology, and multiplexed fluorescence microscopy. The bioreactor system demonstrated superior tissue viability compared to static plate cultures, revealing that novel CAR T cells with enhanced PI3K signaling achieved deeper tissue infiltration than conventional variants. Furthermore, pembrolizumab significantly reduced lymphoma and melanoma cell viability while leaving benign LN architectures unaffected, validating the platform's capacity for rapid, patient-specific drug sensitivity testing. Ultimately, this short-term culture system bridges the gap between laboratory evaluation and clinical decision-making, offering a powerful tool to advance functional precision medicine, decode immunotherapy mechanisms, and personalize cancer care. 2026-10-06T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10900/184104 Studie zur Untersuchung der affektiven und kognitiven Komponente der Empathie bei Personen mit Autismus- Spektrum-Störung Burger (geb. Lässer), Lina Ziel der Untersuchung ist es, die kognitive und affektive Empathie bei Personen mit Autismus-Spektrum-Störung im Vergleich zu einer Kontrollgruppe zu erfassen. Dabei wurde ein neu entwickeltes Instrument, der Textuelle Empathie-Test, eingesetzt. Dieser basiert auf verbalen, verschriftlichten Beschreibungen von Situationen, in welchen spezifische emotionale Zustände entstehen (z. B. Angst, Ärger, Ekel, Trauer, Scham, Neid, Hoffnung, Freude, Dankbarkeit, sexuelle Erregung, Stolz). Die Verwendung von Situationsbeschreibungen dient dazu, die kognitive und affektive Empathie unabhängig von der Perzeption nonverbaler Kommunikationssignale zu untersuchen. Es wurde eine Versuchsgruppe und eine Kontrollgruppe von jeweils 34 Personen rekrutiert. Die Teilnehmenden an der Studie gaben vor Beginn ihr schriftliches Einverständnis zur freiwilligen Teilnahme. Diese war zudem anonym. Das Hauptexperiment fand im Labor der psychiatrischen Abteilung der Universitätsklinik Tübingen statt. Den Teilnehmenden wurden in randomisierter Reihenfolge unterschiedliche – in einer Vorstudie definierte – Situationsbeschreibungen unter Annahme von drei getrennten Bedingungen (Eigene-Perspektive, nahestehende und unbekannte Person) am Bildschirm präsentiert. Mittels Valenzskalen wurde erfasst, wie sich die befragte Person selbst (Baseline), wie sich eine unbekannte/nahestehende Person (=kognitive Empathie) und wie die befragte Person sich bei der Vorstellung einer fremden/nahestehenden Person (=affektive Empathie) in der beschriebenen Situation fühlt. Zu Beginn und nach dem Experiment wurden diverse Fragebögen von den Personen der Versuchs- und Kontrollgruppe ausgefüllt (demographische Daten, Autismus-Quotient Fragebogen, Feedback-Fragebogen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Personen mit Autismus-Spektrum Erkrankungen im Vergleich zur Kontrollgruppe eine sowohl signifikant reduzierte kognitive als auch affektive Empathie aufwiesen. Der Hauptmediator für die kognitive und affektive Empathie ist dabei die emotionale Reaktivität. Je geringer diese bei Personen mit Autismus-Spektrum Erkrankungen im Vergleich zu denen der Kontrollgruppe ausgeprägt war, desto reduzierter waren deren Ergebnisse bezüglich der affektiven und kognitiven Empathie. Die emotionale Reaktivität wurde dabei durch situationsspezifische emotionale Reaktionen unter der Selbst-Bedingung in einem Normkollektiv ermittelt. Allgemein reagierten sowohl die Personen der Versuchs- als auch die der Kontrollgruppe weniger empathisch bei der Vorstellung einer ihnen unbekannten als einer ihnen nahestehenden Person. Der Tübinger-Empathie Test eignet sich als objektives, valides Messinstrument, das neben der Forschung zu Fragen von Empathie bei Autismus-Spektrum Erkrankungen auch in verschiedenen anderen Bereichen eingesetzt werden kann. 2026-10-06T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10900/184103 Vergleichende In-vitro-Untersuchung von direkt geklebten Brackets und indirekt geklebten Brackets, deren Übertragungsschienen digital erstellt wurden Klein, Lennart Philipp Die kieferorthopädische Behandlung zur Korrektur von Zahnfehlstellungen muss ein-gehend geplant und umgesetzt werden. Dabei kommt dem Setzen der Brackets eine besondere Bedeutung zu. Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing (CAD/CAM) kann dabei die Kieferorthopäden und Kieferorthopädinnen, aber auch die Patienten entlasten, da damit weniger Zeit am Behandlungsstuhl benötigt wird. CAD/CAM-Übertragungsschienen können rein digital geplant werden und brauchen im Gegensatz zu Silikonschienen kein Gipsmodell für die Planung. Daher wurde eine CAD/CAM-hergestellte Übertragungsschiene für Brackets im Ver-gleich zu Silikonschienen oder dem direkten Kleben per Hand bei Metall- bzw. Kera-mikbrackets bezüglich der Scherhaftfestigkeit und der Klebereste am Zahn betrach-tet. Die Untersuchung erfolgte in vitro an 120 Rinderincisivi, die mit den drei unter-schiedlichen Methoden mit den beiden Bracketarten beklebt worden waren und von denen die Brackets mithilfe einer Universalprüfmaschine abgeschert worden waren (20 je Versuchsarm). Die Scherhaftfestigkeiten lagen für die Metallbrackets bei 15,7 MPa (handverklebt), 25,3 MPa (CAD/CAM-Schiene), 25,9 MPa (Silikonschiene) bzw. für die Keramikbra-ckets bei 22,4 MPa (handverklebt), 21,2 MPa (CAD/CAM-Schiene) und 20,4 MPa (Silikonschiene). Die Unterschiede waren nur für den Vergleich zwischen den hand-verklebten und den mit CAD/CAM-Schienen verklebten Metallbrackets statistisch signifikant (p < 0,01). Werden die Kleberückstände nach dem Abscheren betrachtet, waren nach der Klebung der Metallbrackets mit den CAD/CAM-Schienen signifikant mehr Adhäsivreste vorhanden als mit den Silikonschienen (p < 0,05). Bei den Kera-mikbrackets verblieben nach der Klebung per Hand statistisch signifikant weniger Adhäsivreste als nach der Klebung mit einer Schiene (p = 0,0003 CAD/CAM; p < 0,0001 Silikon). Nach der Handklebung verbleiben insgesamt weniger Kleberreste auf dem Zahn (p < 0,05) und bei den Keramikbrackets verbleiben nach dem Absche-ren signifikant mehr Adhäsivreste auf dem Zahn (p < 0,0001). Alle Scherhaftfestigkeiten lagen in einem Bereich über 8–13 MPa, die für eine erfolg-reiche Behandlung gefordert werden. Insgesamt können mit den CAD/CAM-gefertigten Übertragungsschienen ähnlich gute Ergebnisse erzielt werden wie bei der Platzierung der Brackets per Hand oder der Verwendung der Silikonschienen. Um die Adhäsivreste nach der Entfernung der Brackets zu vermeiden, sollte dabei jedoch auf Metallbrackets gesetzt werden. Summary Orthodontic treatment must be carefully planned. The placement of the brackets is of particular importance. Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing (CAD/CAM) can reduce the workload for orthodontists and improve patients comfort, as less time is required in the treatment chair. CAD/CAM transfer trays can be planned purely digitally and, unlike silicone trays, do not require a plaster model. Therefore, a CAD/CAM-produced transfer tray for brackets was compared with sili-cone trays or direct manual bonding of metal or ceramic brackets in terms of shear bond strength and adhesive residue on the tooth. The study was carried out in vitro on 120 bovine incisors that had been bonded with both types of brackets using the three different methods and from which the brackets had been sheared off using a universal testing machine (20 per test arm). The shear bond strengths were 15.7 MPa (hand-bonded), 25.3 MPa (CAD/CAM tray) and 25.9 MPa (silicone tray) for the metal brackets and 22.4 MPa (hand-bonded), 21.2 MPa (CAD/CAM tray) and 20.4 MPa (silicone tray) for the ceramic brackets. The differences were only statistically significant for the comparison between the hand-bonded and CAD/CAM tray-bonded metal brackets (p<0.01). If the adhesive residues after shearing are considered, significantly more adhesive residues were present after bonding the metal brackets with the CAD/CAM trays than with the sili-cone trays (p<0.05). With the ceramic brackets, statistically significantly less adhe-sive residue remained after bonding by hand than after bonding with a tray (p=0.0003 CAD/CAM; p<0.0001 silicone). Overall, less adhesive residue remained on the tooth after manual bonding (p<0.05) and significantly more adhesive residue remained on the tooth after shearing off the ceramic brackets (p<0.0001). 2026-10-06T00:00:00Z