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Aims/Hypothesis: Besides a therapeutic target for type 2 diabetes, dipeptidyl peptidase 4 (DPP4) is an adipokine linked to human obesity. We aimed to explore role of adipocyte-derived DPP4 in diet-induced obesity and insulin resistance. Methods: Wild type (WT) and AT-specific KO mouse (AT-DPP4-KO) were fed for 24 weeks with a high fat diet (HFD) and characterized for body weight, glucose tolerance, insulin sensitivity by hyperinsulinemic-euglycemic clamp, and body composition and hepatic fat content. Image and molecular biology analysis of inflammation as well as adipocyte secretion was performed in AT by immunohistochemistry, Western blot, qRT- PCR and ELISA. Incretin levels were determined by multiplex. Results: Under high fat diet (HFD), AT-DPP4-KO displayed markedly reduced circulating DPP4 concentrations, proving AT as a relevant source of DPP4. Independently of glucose-stimulated incretin hormones, AT-DPP4-KO had improved glucose tolerance and hepatic insulin sensitivity. AT-DPP4-KO displayed smaller adipocytes and a shift in the inflammatory phenotype with more crown-like structures. IGF binding protein 3 (IGFBP3) levels were lower in AT and serum. Conclusions: The absence of adipose DPP4 triggers beneficial AT remodeling with decreased production of IGFBP3 during HFD, likely contributing to the observed improved hepatic insulin sensitivity.

Molecular neurobiology 56(3), 2211-2223 (2019). doi:10.1007/s12035-018-1209-3, Published by Humana Press, Totowa, NJ

Erhaltungszuchtprogramme stehen vor einen Zielkonflikt. Genetische Variabilität und genetische Eigenständigkeit der Erhaltungsrassen sollen bestehen bleiben. Gleichzeitig sollte Zuchtfortschritt realisiert werden, um die Wettbewerbsfähigkeit nicht weiter zu schwächen. Ziel der vorliegenden Studie war zum einen die Analyse der aktuellen Situation von baden-württembergischen Traditionsrassen bezüglich der genannten Zielkomponenten. Weiterhin sollten Methoden zur Konsolidierung und Weiterentwicklung dieser Rassen diskutiert werden. Kapitel 1 beginnt mit der Erörterung von Inhalten und Aufgaben eines Zuchtprogramms zur Erhaltung und Weiterentwicklung lokaler Rinderrassen. Der Fortbestand und die Größe lokaler Rinderpopulationen sind zurückgegangen. Erhaltungszuchtprogramme sollen den Bestand der Agrobiodiversität, aber auch von Tradition und Kultur herbeiführen. Zusätzlich sollen die Rassen weiterentwickelt werden, um deren Wettbewerbsfähigkeit nicht weiter zu schwächen. Die staatliche Förderung geeigneter Zuchtmethoden, die in der Lage sind, den rassenindividuell besten Kompromiss für den eingangs erwähnten Zielkonflikt zu finden, ist notwendig. Auch wenn die Implementierung der genomischen Selektion in kleinen Populationen derzeit nicht möglich ist, sollten zukünftige Möglichkeiten erörtert werden. Daneben scheint es ratsam, die Datenerfassung und -verarbeitung von rassespezifischen Leistungen und Merkmalen zu etablieren. Charakteristika, die den Rassen das Ausfüllen einer Nische ermöglichen, tragen zu Erhalt und Eigenständigkeit der Rasse bei. Es folgt die Analyse der genetischen Variabilität der baden-württembergischen Traditionsrassen Vorderwälder, Hinterwälder und Limpurger Rind. Dazu wurden in Kapitel 2 für jede Rasse zwei Referenzpopulationen definiert. Tiere in der Referenzpopulation mussten bestimmte Anforderungen der Rassenzugehörigkeit und Pedigreevollständigkeit erfüllen. Es wurden jeweils zwei Geburtszeiträume betrachtet, um einen Vergleich über die Zeit anstellen zu können. Es kamen zensus- und pedigreebasierte Methoden zur Anwendung. Zur Beurteilung der genetischen Variabilität wurde die effektive Populationsgröße über die Inzucht, die Coancestry und die Varianz der Familiengröße geschätzt. Zusätzlich wurden effektive Anzahl Founder und Ancestors analysiert. Die Ergebnisse wurden unter der Berücksichtigung der jeweiligen Zuchthistorie interpretiert. Die Vorderwälder stellen die größte betrachtete Population. Der Vergleich über die Zeit zeigt allerdings, dass das züchterische Management in der Rasse die Werte zur Beschreibung der genetischen Situation kaum optimieren konnte. Mit mittlerer absoluter Populationsgröße weißt die Hinterwälderpopulation auf ein für den Erhalt der genetischen Variabilität günstiges Zuchtmanagement hin. Die Ergebnisse der Schätzungen sichern beiden Rassen mit einer effektiven Populationsgröße von über 100 ausreichend genetische Variabilität zu. Die Wiederaufbau befindendliche Rasse der Limpurger kann derzeit mit Werten unter 50 noch keine ausreichend große genetische Variabilität aufweisen. Neben der genetischen Variabilität sind genetische Eigenständigkeit und Realisierung von Zuchtfortschritt wichtige Zielkomponenten von Erhaltungszuchtprogrammen. Um Inzucht zu vermeiden und um die Leistung der Lokalschläge zu verbessern, wurden häufig Hochleistungsrassen eingekreuzt. Kapitel 3 untersucht die phänotypische und genetische Entwicklung der Mastleistungsmerkmale der beiden Doppelnutzungsrassen Vorderwälder und Hinterwälder. Es wurden bedeutende Fremdrassenanteile und –beiträge ersichtlich. Wird der genetische Trend um die Fremdrasseneinflüsse korrigiert, zeigt sich kaum noch eine Bewegung. In Kapitel 4 wurde die Entwicklung der Milchleistungsmerkmale und die Fremdrasseneinflüsse auf selbige untersucht. Die Vorderwälder zeigten deutliche Fremdrassenanteile, die auch in jüngster Vergangenheit weiter stiegen. Die Fremdrasseneffekte sind durchgehend positiv und meist hochsignifikant. Es zeigte sich, dass der Zuchtfortschritt der Milchleistungsmerkmale deutlich durch eingekreuzte Rassen beeinflusst wurde. Nichtsdestotrotz war auch der genetische Trend für die Milchleistungsmerkmale korrigiert um die Fremdrassenbeiträge für beide Rassen positiv. Die Fremdrassenanteile der Hinterwälder sind moderat und über den betrachteten Zeitraum nahezu konstant. Die Effekte der Vorderwälder nehmen die höchsten Werte an, allerdings sind alle Fremdrasseneffekte nicht signifikant. Die Milchleistungsmerkmale der Hinterwälder Kühe zeigt über die Zeit nur wenig Entwicklung und die Beiträge eingekreuzter Rassen sind gering. The challenge of a conservation breeding program is to solve a conflict of goals: genetic variability and genetic autonomy should be maintained, and on time a certain amount of breeding progress has to be realized to ensure the ability to compete. The aim of the present study was to analyse the situation concerning the targets mentioned above for traditional cattle breeds of Baden-Württemberg. Furthermore, methods for the consolidation and development of these breeds should be reconsidered. In chapter 1 the organisation of a breeding program for small cattle breeds is discussed. The challenge of such a program is the conservation of agrobiodiversity, culture and traditions and the progress of traditional local breeds. Number and extend of these breeds declined due to the increasing popularity of high-yielding breeds. Additionally, some of the local breeds are used in different branches of production compared to their original usage. Breeding programs have to be fitted. The establishment of individual adapted breeding methods is required for a sophisticated solution of the conflict mentioned above. Federal support is requested. Nowadays the implementation of genomic selection is not yet practicable for small breeds. But future opportunities should be analysed. The establishment of performance tests concerning breed specific product and efforts is demanded to improve these characteristics. In the following genetic variability of Vorderwald, Hinterwald and Limpurg cattle was examined. In chapter 2 for each breed two reference populations were defined that enable to observe the development over the years. Animals within the reference population comply with restrictions concerning racial origin and completeness of pedigree. Effective population size and the effective number of founders, and ancestors were estimated. The interpretation of the results was done with regard to the history of the breeds. The absolute population size of Vorderwald cattle is the biggest one. The number of Hinterwald cattle is intermediate; Limpurg cattle have the smallest population size. Whereas the management of Hinterwald cattle seemed to maintain genetic variability, the management of Vorderwald cattle was not that target-orientated. With an effective population size greater than 100 there is enough genetic variability within Vorderwald and Hinterwald. In contrast the values of Limpurg cattle are too low. Besides genetic variability, genetic autonomy and breeding progress are the targets of a conservation breeding program. Cross-breeding was carried out to mitigate the risk of inbreeding depression and to improve the performance of local breeds. However, breeding activities for local breeds were not as intensive and target oriented as for popular high yielding breeds. While the gap between the performance of high-yielding and local breeds increase, genetic autonomy of local breeds declined due to migrant influences. Chapter 3 examined the importance of migrant breed influences for the realization of breeding progress of beef traits of Vorderwald and Hinterwald cattle. The results show that there is a high amount of migrant contributions and their effects on performance are substantial for most traits. Breeding values adjusted for the effects of the migrant breeds showed little genetic trend for beef traits. The subject of chapter 4 is the development of milk yield and the associated migrant influences. Yield deviations for milk, fat, and protein content were analysed. Migrant contributions to Vorderwald cattle were high and even rose in the latest past. All the effects of foreign breeds were positive and in most cases highly significant. Most influential breed was Montbéliard. The influences of migrant breeds were substantial for the development of milk performance. However, the trend of milk yield traits for both breeds was positive even without foreign breeds’ influences. In comparison the number of analysed Hinterwald cows was small due to the reason that just a few Hinterwald husbandries take part at the official milk performance recording. Migrant breed contributions were moderate and nearly constant over the time. The most influential migrant breed was the Vorderwald cattle. The development of milk yield shows a flat trend. Influences of migrant breeds were low. The thesis ends with a general discussion.

Aim: Recently, the concept that high density lipoprotein (HDL) quality is an important parameter for atheroprotection is gaining ground, though little data exists so far to support it. In an attempt to identify measurable qualitative parameters of HDL associated with increased risk for premature myocardial infarction (MI), we studied the structural characteristics of HDL from patients who survived an MI at a young age (