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2. MATERIAL UND METHODEN

2.2 Material

2.2.2 Geräte

Zentrifugen: Kühlzentrifuge 3K30 Sigma

Tischzentrifuge Biofuge pico (Hereaus) Kühlzentrifuge J2-21 (Beckman) Kühlzentrifuge J6 (Beckman)

Zentrifuge Hermle Z364 (MAGV GmbH) Ultrazentrifuge Combi plus (Sorvall)

Mikroskope Fluoreszenzmikroskop Olympus BX 61

Fluoreszenzmikroskop Axiovert 100 (Zeiss) Transmissionselektronenmikroskop EM 109 (Zeiss)

Rasterelektronenmikroskop REM-ISI-SX-30

(Leitz)

Photometer Spektralphotometer Hitachi U-2000

Fluoreszenzphotometer SFM 25 Kont Mikrotiterplattenreader Infinite™ 200 (Tecan)

Thermocycler Personal Cycler UNO-Thermoblock (Biometra)

Vortexer Vortex Genie 2 ™ (Bender und Hobein)

Magnetrührer Typ Heidolph MR 2000 (MAGV GmbH)

Einbettautomat Microm

Mikrotom HM 400 (Microm)

Ultramikrotom OM U2 (Reichert)

Sputter Coater S150 (Edwards)

Real time cycler AbiPrism 7000 Sequence detection system (Applied Biosystems)

Wasserbad Kochwasserbad (Memmert)

Netzgeräte Power Pack P25 (Biometra)

2197 Power supply (LKB Bromma) Blotkammer SDE-Elektroblotting System (Peqlab)

Inkubatoren CO2-begasbarer Brutschrank Zellkultur (Integra) Brutschrank für die Bakterienkultur (Memmert) Brutschrank für Paraffinbäder (Jouan)

Schüttelinkubator (New Brunswick) 50◦C Wärmeschrank (Binder)

Autoklaven Laborautoklav GLA 40-1 (Gössner)

GTA 50 (Gössner)

Reinstwasseranlage Clear Millipore

Sterilbank NuAire DH Alphaflow (Integra)

Färbeautomat Histologie Tech-Mate Horizon UV Transilluminator CN6 1.4 Raytest

Potter B.Braun

Imagingsystem Chemi-Lux (Intas)

2.2.3 Plastikware

Alle Plastikwaren und Reaktionsgefäße wurden von den Firmen Becton-Dickinson (Franklin Lakes, NJ), Greiner (Frickenhausen), Sarstedt (Nümbrecht), Corning (Schiphol-Rijk, NE) und Eppendorf (Hamburg) bezogen.

2.2.4 Chemikalien

Alle Chemikalien wurden, wenn nicht anders vermerkt, in p.A.-Qualität von den unter Punkt 2.1.2 angegebenen Firmen bezogen

2.2.5 siRNA

siRNA siRNA ID Nummer Ambion

HO-1_a 11242

HO-1_b 11252

HO-1_c 11056

NOX4_a 117540

NOX4_b 118807

NOX4_c 117539

Silencer® Negative Control #1 AM4611

Die verwendeten siRNA Oligonukleotide wurden als doppelsträngige Oligonukleotide von der Fa. Ambion (Applied Biosystems, Darmstadt) in Standardqualität hergestellt.

2.2.6 Plasmide

pCI-neo Expressionsvektor für höhere eukaryonte Zellen (Promega, Mannheim) pEGFP-N1 (Clontech, France)

HMOX1 (human Heme oxygenase 1) full length cDNA clone IRAUp969F1147D Vektor pOTB7 (RZPD, Berlin)

NOX4 (human NADPH oxidase 4) full length cDNA clone IRATp970E0371D Vektor pCMV-SPORT6 (RZPD, Berlin)

2.2.7 Software

Analysis (Soft Imaging System, Münster) WinDiss (point electronic GmbH, Halle)

GraphPad Prism (GraphPad Software, CA, USA)

Adobe® Photoshop (Adobe Systems Incorporated, München) Adobe® Illustrator CS2 (Adobe Systems Incorporated, München) Microsoft PowerPoint (Microsoft Deutschland GmbH, Unterschleißheim) Microsoft Excel (Microsoft Deutschland GmbH, Unterschleißheim) Leica Application Suite Vers. 2.50 R1 (Leica, Wetzlar)

2.2.8 Antikörper

2.2.8.1 Antikörper für die Immunzytochemie

Erstantikörper Verdünnung Spezies Quelle Permeabilisierung

Ki67 1:100 Kaninchen abcam 0,1% Triton X-100

BrdU 1:100 Maus Dako siehe unter 2.3.6.2

HO-1 1:1000 Kaninchen ABR 0,1% Triton X-100

p22 phox 1:200 Kaninchen Santa cruz 0,1% Triton X-100

mnSOD 1:200 Maus Alexis 0,1% Triton X-100

HO-1 1:200 Maus abcam 0,1% Triton X-100

LAMP-1 1:1000 Maus BD Pharmingen keine

Zweitantikörper

Fluorochrom Verdünnung Spezies Quelle

Alexa 546

Anti-Kaninchen 1:800 Ziege Molecular Probes

Alexa 488

Anti-Kaninchen 1:800 Ziege Molecular Probes

Alexa 488

Anti-Maus 1:800 Ziege Molecular Probes

Alexa 546

Anti-Maus 1:800 Ziege Molecular Probes

2.2.8.2 Antikörper für die Immunhistochemie

Erstantikörper Verdünnung Spezies Quelle Demaskierung

Ki67 1:50 Kaninchen abcam Mikrowelle/Citratpuffer

S100 1:600 Kaninchen Dako Tech Mate

CD68 1:50 Maus Dako Tech Mate

FXIIIa 1:1000 Kaninchen Chiron-Behring

Dako Tech Mate

AGE 1:100 Maus Wako Proteinase K

2.2.8.3 Antikörper für die Immunoblotanalysen

Erstantikörper Verdünnung Spezies Quelle

HO-1 1:500 Kaninchen ABR

α-Tubulin 1:1000 Maus NeoMarkers

RAGE 1:600 Kaninchen Chemicon

GAPDH 1:1000 Kaninchen Biomol

Galectin-3 1:1000 Kaninchen Gebhardt

p22phox 1:200 Kaninchen Santa Cruz

Serum 191 1:1000 Kaninchen Seramun/AG

Elsässer

AGE 1:600 Maus Wako

2.2.9 Andere Reagenzien und Kits

Bovines Serumalbumin Low endotoxin, fettsäurefrei (Sigma) TRIZOL™ (Invitrogen)

Tri ® Reagent (Sigma)

Gene Ruler50 bp DNA Marker (Fermentas) Gene Ruler 100 bp DNA Marker (Fermentas) TriDye 2-Log DNA Ladder (NEB)

Proteinmarker Bench Mark Prestained (Invitrogen)

Proteinmarker PageRuler Prestained Protein Ladder Plus (Fermentas)

Enzym Antigen Spezies Verdünnung

Westernblot Quelle HRP

(Horseradish peroxidase) Maus Ziege 1:10 000 BioRad

HRP Kaninchen Ziege 1:10 000 BioRad

PVDF Membran Immobilon-P (Millipore, Bedford, MA) Nitrozellulose Protran (Schleicher & Schuell)

Super Signal West Dura Extended Duration Substrate (Pierce) Super Signal West Pico Substrate (Pierce)

Hämin (Porphyrin Systems) Glutathion red. (Sigma) L-Histidin (Serva)

2.2.10 Filmmaterial

Medical X-Ray Filme (Fuji, Düsseldorf) Biomax MR Filme (Kodak, Rochester, NY) HP 5 Plus Negativfilme (Ilford, Cheshire, UK)

ProfPack ORT 25c EM (Maco Photo Products, Hamburg)

2.2.11 Biopsiematerial für die klinische Studie von Altersflecken

Der Antrag zum Projekt „Morphologische Untersuchungen von Altersflecken in der Haut“ wurde durch die Ethikkomission der medizinischen Fakultät der Universität Marburg genehmigt und die Studie nach den vorgegebenen Richtlinien durchgeführt.

Für die systematische morphologische Analyse von Altersflecken im Vergleich zu normaler Haut wurde Biopsiematerial von 12 freiwilligen Probanden (Kaukasischer Typ, 9 Frauen und 3 Männer im Alter von 52 bis 81 Jahren) entnommen, wobei die Auswahl der Probanden durch Frau Dr. Freyschmidt-Paul, Dermatologin der Hautklinik der Universität Marburg, erfolgte. Für die Biopsieentnahme wurden Probanden rekrutiert, die das 50. Lebensjahr überschritten hatten und entweder ambulant oder stationär in der Universitätshautklinik aufgenommen wurden. Die Probandenberatung und Aufklärung wurde von Frau Dr. Freyschmidt-Paul durchgeführt, die ebenfalls die Diagnose „Lentigo senilis“ stellte.

Die Altersflecken wurden vor der Entnahme zu Dokumentationszwecken fotografiert und die Anamnesebögen der Probanden ausgewertet, wobei folgende Parameter katalogisiert wurden: Geschlecht, Alter, Lichttyp, Lichtexposition, Raucher, Diabetes und sonstige dermale Erkrankungen. Die Einteilung in die verschiedenen Hauttypen erfolgte entsprechend der Klassifizierung nach Fitzpatrick (Fitzpatrick 1988). Alle Probanden gaben an, im Laufe ihres Lebens einer mittleren (++) bis starken (+++) Sonnenexposition ausgesetzt gewesen zu sein. Unter den ausgewählten Probanden befand sich kein Diabetiker, bei einem der Patienten war 5 Jahre vor der

Biopsieentnahme ein Melanom diagnostiziert worden. Eine weitere Probandin litt 4 Jahre zuvor an einem Basalzellkarzinom.

Es wurden pro Proband zwei pigmentierte Bereiche des Unterarmes bzw. der Hand sowie ein Areal der benachbarten, nicht-läsionalen Haut ausgewählt. Die Entnahme der Stanzbiopsien erfolgte, nach der schriftlichen Einverständniserklärung des entsprechenden Probanden, unter Lokalanästhesie mit 1% Mepivacaine. Die Biopsien, die einen Durchmesser von 4 mm besaßen, wurden sofort nach der Entnahme geteilt.

Ein Teil des Materials wurde für die Elektronenmikroskopie fixiert und anschließend in Kunstharz eingebettet (2.3.1.1) der zweite Teil wurde für histologische Analysen in 4%

Paraformaldehyd (2.3.3) fixiert und in Paraffin eingebettet. Die Patientendaten sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

+++: starke UV-Exposition, ++: mittlere UV-Exposition; m = männlich, w = weiblich Proband Geschlecht Alter Hauttyp

Fitzpatrick

UV-Exposition Diabetes Raucher Weitere Merkmale

1 m 81 II ++ nein nein Melanom vor 5

Jahren

2 w 79 II +++ nein nein

3 w 63 II +++ nein nein

4 m 66 II +++ nein nein

5 m 56 II ++ nein nein

6 w 79 II ++ nein nein

7 w 74 II ++ nein nein

8 w 55 II ++ nein ja

9 w 56 II-III ++ nein nein Basaliom vor 4

Jahren

10 w 56 II ++ nein ja

11 w 52 III +++ nein nein

12 w 54 III +++ nein ja

2.2.11.1 Weiteres Biopsiematerial

Zusätzliches humanes Biopsiematerial verschiedener junger und alter Spender wurde von der Beiersdorf AG zur Verfügung gestellt. Bei dem Material handelte es sich um paraffinierte Hautproben aus unterschiedlichen anatomischen Arealen. Die Gewebe wurden, wie unter Punkt 2.3.3 beschrieben, für histologische als auch immun-histochemische Analysen weiterverarbeitet.

2.2.12 Häufig verwendete Puffer und Lösungen

Für alle aufgeführten Lösungen wurde, wenn nicht anders vermerkt, deionisiertes Reinstwasser (a.d., 18 mΩ Millipore-Qualität) verwendet. Die in der Zellkultur und Molekularbiologie verwendeten Lösungen wurden mit pyrogenfreiem (aqua ad iniectabilia: a.a.i.) bzw. RNAse/DNAse-freiem Wasser angesetzt.

PBS (Phosphate buffered saline): 140 mM NaCl 2,5 mM KCl 6,5 mM Na2HPO4

1,5 mM KH2PO4

PBS-T: PBS mit 0,1% Tween 20 (v/v)

10x TBS (Tris buffered saline): 0,5 M Tris Base 1,5 M NaCl

TBS-T: TBS mit 0,1% Tween 20 (v/v)

TBS-TB: TBS-T mit 5% Magermilchpulver (w/v)

4x SDS Probenpuffer: 200 mM Tris Base

400 mM Dithiothreitol (DTT) 8% Natriumdodecylsulfat (w/v) 0,4% Bromphenolbllau (w/v) 40% Glycerol (v/v)

10x Laemmli-Laufpuffer: 250 mM Tris Base 1,9 M Glycin

0,04% Natriumdodecylsulfat (w/v)

Semi dry Blotpuffer: 48 mM Tris 39 mM Glycin

0,04% (w/v) Natriumdodecylsulfat 20% (v/v) Methanol

TE (Tris-EDTA): 10 mM Tris/HCl, pH 7,6 1 mM EDTA, pH 8,0

5xTBE 0,445 M Tris Base

0,445 M Borsäure 0,01 M EDTA

6x DNA Probenpuffer: 0,4% Bromphenolblau (w/v) 0,4% Xylencyanol (w/v) 50% Glycerol (v/v)

4% Paraformaldehydlösung: 4% Paraformaldehyd (PFA w/v, Serva) in PBS geben, über Nacht unter Rühren lösen und durch tropfenweise Zugabe von 1N NaOH klären.