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Arterien und Venen sind aufgrund ihrer Funktion im Körper morphologisch, funktionell und genetisch unterschiedlich. Schon die großen Blutgefässe auskleidende Endothelzellen zeigen eine arteriovenöse Determinierung. Ausgehend von einer Mikroarray-Analyse der mRNA-Expression arterieller und venöser Endothelzellen der Nabelschnur wurde im Rahmen dieser Arbeit auf Moleküle des Notch-Signalwegs, Dll-4, Notch-4, Hey-1 und Hey-2 fokussiert, die präferenziell bis exklusiv arteriell exprimiert werden. Weitere Gene mit einem arteriellen Expressionsmuster, die im Rahmen der vorliegenden Arbeit analysiert wurden, sind Angiopoietin-2 und CD44s. Trotz der genetisch definierten Unterschiede ließ der Vergleich physiologisch relevanter Funktionen, wie Proliferation oder die Interaktion mit monozytären Zellen keinen vom endothelialen Zelltyp abhängigen Unterschied erkennen. Die im Matrigel ausgebildeten kapillar-ähnlichen Strukturen sind durch homogene, eng beieinander liegende Netzwerke charakterisiert. Studien über den Einfluss von Wachstumsfaktoren und Schubspannung auf die arteriovenöse Expression von Angiopoietin-2 deuten auf eine schubspannungsvermittelte Regulation der Gefäßstabilität und Differenzierung hin. Die in der Zellkultur durchgeführten Manipulationen, wie der Einfluss verschiedener Wachstumsfaktoren oder die Applikation unterschiedlicher Schubspannungen, erreichten in Bezug auf die Expression der untersuchten Markergene keine tiefer greifende Redifferenzierung des jeweiligen endothelialen Phänotyps. Der evolutionär hoch konservierte Notch-Signalweg ist präferenziell arteriell exprimiert, wobei Hey-2 ausschließlich arteriell exprimiert wird. In adulten Endothelzellen erfolgt die Hey-2-Regulation jedoch Notch-unabhängig. Die arteriovenöse Genexpression von Molekülen des Notch-Signalwegs ist unabhängig von der Schubspannung. Unter hypoxischen Bedingungen verringerte sich die Expression von Dll-4, Hey-1 / 2 dramatisch, ohne das jedoch physiologische Beeinträchtigungen zu beobachten waren. Die Expression des venösen COUP-TF II wird in arteriellen Endothelzellen nicht durch den Notch-Signalweg reguliert. Die Auswertung der Daten in der vorgelegten Arbeit lässt vermuten, dass die einmal festgelegte genetische Determinierung adulter Endothelzellen fixiert und äußeren Einflüssen gegenüber stabil und unumkehrbar ist. Dennoch ist eine gewisse Anpassungsfähigkeit der Endothelzellen an bestimmte Situationen möglich, die zwar die Ausprägung von Merkmalen des jeweilig anderen Phänotyps beinhaltet, jedoch nicht eine vollständige Redifferenzierung.

Obwohl fetale Mißbildungen seit langem bekannt sind, wird eine intensive Prüfung von Arzneimitteln und anderen Substanzen erst seit den 1960er Jahren durchgeführt. Dem Tierschutzbericht von 2001 ist zu entnehmen, daß im Jahr 1999 insgesamt etwa 1,6 Millionen Wirbeltiere zu Versuchszwecken benötigt wurden. Als mögliche Alternative zu Untersuchungen mit Säugetieren wurde ein Testmodell mit Embryonen des Zebrabärblings (D. rerio) entwickelt. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu klären, ob sich mit den Embryonen von Danio rerio ein teratogenes Potential von Substanzen erkennen und quantifizieren läßt. Dazu wurde DarT (?Danio rerio Teratogenicity Assay?) als Teratogenitäts-Screening Test entwickelt. Es können anhand von toxikologischen Endpunkten sowohl die letalen als auch die subletalen Wirkungen von Substanzen bestimmt werden. Darüber hinaus werden anhand von teratogenen Endpunkten speziell Malformationen erfaßt. Der Vergleich der beobachteten Effekte und der daraus berechneten Wirkkonzentrationen gestattet eine Einschätzung des teratogenen Potentials von Substanzen. Die im DarT erzielten Ergebnisse werden mit der bekannten Zuordnungen des ?säugerteratogenen? Potentials verglichen. Für 88 % der getesteten Substanzen gibt DarT die aus säugertoxikologischen Untersuchungen bekannten Einordnungen hinsichtlich des teratogenen Potentials wieder. Für 10 % der Testsubstanzen wurde das teratogene Potential zu hoch, für 2 % zu niedrig eingeschätzt. Mit dem Testsystem ?Danio rerio Teratogenicity Assay ? DarT? ist ein Vergleich von Substanzen hinsichtlich ihres teratogenen und allgemein toxischen Potentials möglich. In einem Modell können Wirkkonzentrationen und Konzentrations-Wirkungs-Beziehung ermittelt und direkt verglichen werden. Mit DarT kann eine große Anzahl von Substanzen zeit- und kostengünstig untersucht werden. Die aus Untersuchungen mit Säugetieren bekannten Zuordnungen der teratogenen Potentiale von Substanzen wird gut wiedergegeben.