TY - THES A1 - Fischer, Peter T1 - Synthese NHC-stabilisierter Nickel-Komplexe und deren Einsatz in der Kohlenstoff−Fluor-Bindungsaktivierung T1 - Synthesis of NHC stabilized nickel complexes and their use in carbon-fluorine bond activation N2 - Die vorliegende Arbeit befasst sich zum einen mit der Synthese und Reaktivität des zweiwertigen Nickel-Biscarben-Komplexes trans-[Ni(iPr2Im)2Br2], zum anderen mit der Aktivierung von C–F-Bindungen fluorierter Aromaten und dem Einsatz von [Ni2(iPr2Im)4(COD)] in der stöchiometrischen und katalytischen Hydrodefluorierung. N2 - The present work deals with the synthesis and reactivity of the divalent nickel biscarbene compound trans-[Ni(iPr2Im)2Br2] on the one hand and the activation of C–F bonds of fluorinated aromatics and the use of the zerovalent complex [Ni2(iPr2Im)4(COD)] in stoichiometric and catalytic hydrodefluorination reactions on the other. KW - Heterocyclische Carbene <-N> KW - Nickelkomplexe KW - Fluor KW - Aktivierung KW - Hydrodefluorierung KW - C-F-Aktivierung KW - hydrodefluorination KW - C-F bond activation Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-71511 ER - TY - THES A1 - Buback, Verena Simone [geb. Schulz] T1 - Synthese neuer Cystein-Protease-Inhibitoren sowie deren theoretische und experimentelle Untersuchung hinsichtlich der Struktur-Wirkungs-Beziehung T1 - Synthesis of new Cystein protease inhibitors and their theoretical and experimental investigation regarding the structure activity relationship N2 - Derivate von Vinylsulfonen (VS), die zur Klasse der Michael-Akzeptoren gehören, haben sich in den letzten Jahren als potente irreversible Inhibitoren von Cystein-Proteasen etabliert. Durch einen nucleophilen Angriff des Cys-Restes im aktiven Zentrum der Protease auf das beta-Kohlenstoffatom der C-C-Doppelbindung wird die Protease irreversibel alkyliert. Ziel dieser Arbeit war es, einfache theoretische und experimentelle Methoden zu entwickeln, um erste Schlussfolgerungen hinsichtlich der Reaktivität unterschiedlicher Vinylsulfone ziehen zu können, die zur vollständigen Aufklärung der Struktur-Wirkungsbeziehung von Vinylsulfonen mit diversen Cystein-Proteasen dienen. Im ersten Teil der Arbeit wurden quantenmechanische Rechnungen an kleinen Vinylsulfon-Bausteinen angestellt, um den Einfluss unterschiedlicher Substitutionsmuster an der Sulfoneinheit auf die Reaktionskinetik von Vinylsulfonen zu untersuchen. Anhand der jeweiligen Potentialflächen ließen sich die charakteristischen Punkte der Reaktion, wie der Reaktionskomplex, der Übergangszustand (transition state, TS) sowie das Produkt mitsamt ihren Energien und Geometrien bestimmen. Die Höhe der Energiebarriere, die zum Erreichen des TS überwunden werden muss, die sogenannte Aktiverungsenergie, hängt über die Arrhenius-Gleichung mit den kinetischen Parametern der Reaktion zusammen. Es lässt sich also durch die Kenntnis der Aktivierungsenergien die Reaktivitätsreihenfolge unterschiedlich substituierter Vinylsulfone VS vorhersagen. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden Vinylsulfonbausteine synthetisiert und an separat hergestellte Peptide gekuppelt, sodass potentielle Inhibitoren erhalten wurden. So konnten u.a. die peptidischen Inhibitoren Mu-D-Phe-L-HomoPhe-VS-Me und MP-D-Phe-L-HomoPhe-VS-Me hergestellt werden. Ein zweites Syntheseprojekt beschäftigte sich mit der Kupplung von Peptiden an neue Derivate der trans-Aziridin-2,3-dicarbonsäure. Die synthetisierten Inhibitoren waren Z-Phe-Ala-Azi, Boc-Leu-Pro-Azi und Z-Pro-Leu-Azi. Hierfür wurden die Peptide des Vinylsulfonsprojekts in umgekehrter Aminosäure-Reihenfolge synthetisiert, um sie an die Aziridinbausteine kuppeln zu können. Der dritte Teil der Doktorarbeit befasste sich mit der experimentellen Untersuchung der synthetisierten Vinylsulfonbausteine sowie den erhaltenen peptidischen VS- und Aziridin-basierten Inhibitoren. Es wurden einerseits Enzym-Assays durchgeführt, um die prozentuale Hemmung verschiedener Cystein-Proteasen durch die synthetisierten Moleküle zu messen. Keine der Verbindungen wies jedoch eine signifikannte Hemmung der Proteasen Rhodesain, Falcipain 2 und Cathepsin B auf. Andererseits wurden Modellsysteme entwickelt, um die Kinetik der Reaktionen der Vinylsulfon- und Aziridinbausteine mit einem geeigneten Thiol als Enzym-Imitat zu verfolgen. Ein zielführendes Modell konnte mit Phenylethanthiol in deuteriertem Methanol realisiert werden. Durch Zusatz von NaOH, KOH oder KOtBu konnte zusätzlich die Reaktion mit dem Thiolat untersucht werden. Die Reaktionen wurden sowohl mit IR- als auch NMR-Spektroskopie verfolgt und es wurden die Geschwindigkeitskonstanten 2. Ordnung bestimmt. Auf den ersten Blick konnte mit dem theoretischen Modell der experimentell gefundene Trend nicht vorhergesagt werden. Die Reihenfolge der Sulfonderivate aber, die an der Sulfongruppe ein weiteres Heteroatom tragen, Sulfonester und Sulfonamid, wurde richtig abgeschätzt. Der Unterschied in der Aktivierungsenergie zwischen den Sulfonestern beläuft sich auf 0.7 kcal pro mol. Über die Arrheniusgleichung, ergibt sich bei Annahme desselben Arrhenius-Faktors bei einer Temperatur von 25°C, dass OPhVS um einen Faktor 3 schneller als OMeVS reagieren sollte. Tatsächlich wurde im Experiment ein Faktor von 2.6 gefunden. Aufgrund der unterschiedlichen Substituenten am Stickstoffatom, ist das Amid nicht vollständig mit seinem H-substituierten theoretischen Pendant vergleichbar. Dass das Sulfonamid langsamer als die Sulfonester reagieren, wurde vom theoretischen Modell ebenfalls richtig vorhergesagt. N2 - Derivatives of vinyl sulfones (VS), which belong to the class of Michael acceptors, have been established as potent, irreversible inhibitors of cysteine proteases during the past years. The protease is irreversibly alkylated by the nucleophilic attack of the Cys-residue of the protease's active site at the beta-carbon atom of the C-C-double bond. The objective of this work was the development of simple, theoretical and experimental methods to draw first conclusions concerning the reactivity of diverse vinyl sulfones, which are needed for further investigations to fully understand the complex structure-activity relationship of vinyl sulfones as inhibitors of various cysteine proteases. In the first part of this work, quantum mechanical calculations of small vinyl sulfone entities were conducted in order to investigate the impact of different substitution patterns at the sulfone moiety on the reaction kinetics of vinyl sulfones. By means of the PES characteristic reaction points, such as the reaction complex, the transition state (TS) or the product, including energies and structural parameters, could be determined. The height of the energy barrier to pass the TS, the so-called activation energy, is related to the kinetic parameters of a reaction through the Arrhenius equation. In the second part of this work, the discussed vinyl sulfone building blocks were synthesized and coupled to separately synthesized peptides, yielding potential inhibitors such as Mu-D-Phe-L-HomoPhe-VS-Me and MP-D-Phe-L-HomoPhe-VS-Me. A second synthesis project dealt with the coupling of peptides to new derivatives of trans-aziridine-2,3-dicarbonylic acid. The synthesized inhibitors are Z-Phe-Ala-Azi, Boc-Leu-Pro-Azi, and Z-Pro-Leu-Azi. Additionally, the stated peptides were synthesized with reverse amino acid sequence in order to couple them to the aziridine building blocks. The third part of this phD thesis dealt with the experimental investigation of the synthesized vinyl sulfone building blocks as well as the obtained peptidic VS- and aziridine-based inhibitors. On the one hand, enzymatic assays were carried out, to measure the percentage inhibition of various cysteine proteases caused by the synthesized molecules. Unfortunately, none of the compounds showed significant inhibition of the proteases rhodesaine, falcipain 2 or cathepsine B. On the other hand, model systems were developed to track the reaction kintics of the addition reactions of the vinyl sulfone and aziridine building blocks with a suitable thiol as the enzyme "dummy". A target-aimed model could be realized with phenyl ethane thiol in deuterated methanol. Moreover, by addition of NaOH, KOH or KOtBu, the raction with the respective thiolate could be studied. The reactions were followed by IR- and NMR-spectroscopy and the second order rate constants were determined. The series of the investigated vinyl sulfones with respect to the reactivity towards phenyl ethane thiolate was established. At first glance, the theoretical model was not able to predict the experimentally disclosed reactivity trend. Nevertheless, the order of the sulfone derivatives carrying a hetero atom at the sulfone moiety, sulfone esters and sulfone amide, was estimated correctly. The calculated difference in activation energy between the sulfone esters is 0.7 kcal per mol. Applying the Arrhenius equation under the assumption of identical Arrhenius factors at a temperature of 25°C, OPhVS should react faster than OMeVS by a factor of 3. Indeed, experiments showed a factor of 2.6. Because of the different substituents at the nitrogen atom, the amide is not thouroughly comparable to its H-substituted theoretical pendant. The even slower reaction of the sulfone amide compared to the sulfone esters was still correctly predicted with the theoretical model. KW - Cysteinproteasen KW - Enzyminhibitor KW - Struktur-Aktivitäts-Beziehung KW - cystein protease inhibitor QSAR Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72306 ER - TY - JOUR A1 - Fehrholz, Markus A1 - Bersani, Iliana A1 - Kramer, Boris W. A1 - Speer, Christian P. A1 - Kunzmann, Steffen T1 - Synergistic Effect of Caffeine and Glucocorticoids on Expression of Surfactant Protein B (SP-B) mRNA N2 - Administration of glucocorticoids and caffeine is a common therapeutic intervention in the neonatal period, but possible interactions between these substances are still unclear. The present study investigated the effect of caffeine and different glucocorticoids on expression of surfactant protein (SP)-B, crucial for the physiological function of pulmonary surfactant. We measured expression levels of SP-B, various SP-B transcription factors including erythroblastic leukemia viral oncogene homolog 4 (ErbB4) and thyroid transcription factor-1 (TTF-1), as well as the glucocorticoid receptor (GR) after administering different doses of glucocorticoids, caffeine, cAMP, or the phosphodiesterase-4 inhibitor rolipram in the human airway epithelial cell line NCI-H441. Administration of dexamethasone (1 mM) or caffeine (5 mM) stimulated SP-B mRNA expression with a maximal of 38.8611.1-fold and 5.261.4-fold increase, respectively. Synergistic induction was achieved after coadministration of dexamethasone (1 mM) in combination with caffeine (10 mM) (206659.7-fold increase, p,0.0001) or cAMP (1 mM) (2136111-fold increase, p = 0.0108). SP-B mRNA was synergistically induced also by administration of caffeine with hydrocortisone (87.9639.0), prednisolone (154666.8), and betamethasone (12366.4). Rolipram also induced SP-B mRNA (64.9621.0-fold increase). We detected a higher expression of ErbB4 and GR mRNA (7.0- and 1.7-fold increase, respectively), whereas TTF-1, Jun B, c-Jun, SP1, SP3, and HNF-3a mRNA expression was predominantly unchanged. In accordance with mRNA data, mature SP-B was induced significantly by dexamethasone with caffeine (13.869.0-fold increase, p = 0.0134). We found a synergistic upregulation of SP-B mRNA expression induced by co-administration of various glucocorticoids and caffeine, achieved by accumulation of intracellular cAMP. This effect was mediated by a caffeinedependent phosphodiesterase inhibition and by upregulation of both ErbB4 and the GR. These results suggested that caffeine is able to induce the expression of SP-transcription factors and affects the signaling pathways of glucocorticoids, amplifying their effects. Co-administration of caffeine and corticosteroids may therefore be of benefit in surfactant homeostasis. KW - Medizin Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77927 ER - TY - THES A1 - Krause, Agnes T1 - Symptom- und Verlaufscharakteristika bei periodischer Katatonie T1 - Symptoms and development of periodic catatonia N2 - Die periodische Katatonie ist eine eigenständige Erkrankung im Rahmen der differenzierten Klassifikation nach Kleist und Leonhard. Obwohl die Trennung Leonhards nach monopolaren, bipolaren affektiven und zykloiden Psychosen in moderne Klassifikationssysteme nach ICD 10 und DSM IV Einzug erhalten hat, werden Katatonien nur als Subtyp der Schizophrenie mit geringer Langzeitstabilität betrachtet. Ziel dieser retrospektiven Studie ist die klinische Eigenständigkeit in einer Verlaufsbeschreibung der Symptome der periodischen Katatonie zu überprüfen. Dabei wurden 262 Patienten, bei denen durch klinisch geübte Untersucher eine periodische Katatonie diagnostiziert wurde, auf Verlaufsparameter und Soziobiographie retrospektiv untersucht. Das erfasste Durchschnittsalter bei Ersthospitalisation der Patienten korrelierte mit den zuvor beschriebenen Ergebnissen von Leonhard, Männer erkranken mit 24 Jahren früher als Frauen mit 28 Jahren. Eine Erstmanifestation ab 45 ist selten, ab dem 60. Lebensjahr kommt dies ausschließlich bei Frauen vor. Die Anzahl der stationären Aufenthalte korrelierte mit vorhandenen Ergebnissen einer älteren Studie und belief sich auf sechs im Durchschnitt. Der überwiegende Anteil der Patienten (73%) ist zum Zeitpunkt des letzten stationären Aufenthaltes ledig und geht keiner Arbeit nach (50%). Der Anteil der männlichen Patienten mit einer abgeschlossenen Berufsausbildung (73%) ist höher ist als der weiblichen Patienten (48%). Ledige Patienten ohne vorhandene Schul- oder Berufsbildung werden in einem früherem Alter das erste mal stationär behandelt, stabile familiäre Situation und schulische bzw. berufliche Bildung scheinen eine protektive Wirkung auf den Ausbruch der Erkrankung zu haben. Ein Alkohol- und Drogenkonsum fand sich zu Beginn der Erkrankung bei fast doppelt so vielen männlichen als bei weiblichen Probanden, im Rahmen des Krankheitsverlaufs nahm jedoch der Anteil der Frauen mit Alkohol- und Drogenkonsum zu. 60 Der Verlauf der Symptome von Psychomotorik, Affekt und Antrieb zeigt einen plötzlichen, schubförmigen Beginn der Erkrankung. Neben einem Wechsel zwischen Symptomen des Plus- und Minuspols, kommt es auch zu einem parallelen Auftreten, so dass typische Symptome der Mischform, wie zum Beispiel Stereotypien, Grimassieren und Negativismus entstehen. In der vorliegenden Untersuchung fand sich ausserdem die Entwicklung des von Leonhard beschriebenen Residualzustandes mit vorwiegenden Symptomen des Minuspols, aber wiederkehrenden Impulsvermehrungen im Verlauf. Zeitlich betrachtet ist eine Abnahme der Dauer der stationären Behandlungszeiten zu vermerken. Diese Tatsache ist auf eine zunehmend gut entwickelte Sozio- und Pharmakotherapie, wie auch suffiziente ambulante, bzw. tagesklinische Weiterbehandlung zurückzuführen. Die Untersuchung der Familienanamnese ergab einen hohen Anteil an einem psychisch erkrankten Elternteil (78%). Außerdem die Tatsache, dass Patienten mit erkrankten Verwandten ersten Grades in jüngeren Jahren eine Manifestation von ersten Symptomen einer periodischen Katatonie entwickeln, verglichen mit denen ohne familiäre Vorbelastung. N2 - The periodic catatonia is a disease in the context of differentiated classification according to Kleist and Leonhard. The aim of this retrospective study is to check the clinical autonomy. For this study 262 patient records in whom clinically periodic catatonia was diagnosed retrospectively studied on the course parameters and Socio biography. The detected average age at the first hospitalisation of patients correlated with the previously described results of Leonhard , men suffer with 24 years earlier than women with 28 years. A first manifestation from 45 is rare, from the 60th Age of this comes exclusively in women . The number of stays stationary correlated with available results of a study and older amounted to six on average. The progression of the symptoms of psychomotor , affective and drive shows a sudden onset of the disease. In addition to an exchange between symptoms of the positive and negative wires, there is also a parallel occurrence, so that typical symptoms of mixed form , such as stereotypies , grimacing and negativism arise . In the present study, there was also the development of a residual state described by Leonhard with predominant symptoms of the negative pole , but recurring pulse propagation in the course . The study of the family history revealed a high proportion of a mentally ill parents ( 78%). In addition, the fact that patients with diseased first-degree relatives in younger years to develop a manifestation of the first symptoms of periodic catatonia , compared with those without FAMILIARE preload . KW - Katatonie KW - periodische Katatonie Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85503 ER - TY - JOUR A1 - Becker, Jürgen C. A1 - Andersen, Mads H. A1 - Hofmeister-Müller, Valeska A1 - Wobser, Marion A1 - Frey, Lidia A1 - Sandig, Christiane A1 - Walter, Steffen A1 - Singh-Jasuja, Harpreet A1 - Kämpgen, Eckhart A1 - Opitz, Andreas A1 - Zapatka, Marc A1 - Bröcker, Eva-B. A1 - thor Straten, Per A1 - Schrama, David A1 - Ugurel, Selma T1 - Survivin-specific T-cell reactivity correlates with tumor response and patient survival: a phase-II peptide vaccination trial in metastatic melanoma JF - Cancer Immunology, Immunotherapy N2 - Background Therapeutic vaccination directed to induce an anti-tumoral T-cell response is a field of extensive investigation in the treatment of melanoma. However, many vaccination trials in melanoma failed to demonstrate a correlation between the vaccine-specific immune response and therapy outcome. This has been mainly attributed to immune escape by antigen loss, rendering us in the need of new vaccination targets. Patients and methods This phase-II trial investigated a peptide vaccination against survivin, an oncogenic inhibitor-of-apoptosis protein crucial for the survival of tumor cells, in HLA-A1/-A2/-B35-positive patients with treatment-refractory stage-IV metastatic melanoma. The study endpoints were survivin-specific T-cell reactivity (SSTR), safety, response, and survival (OS). Results Sixty-one patients (ITT) received vaccination therapy using three different regimens. 55 patients (PP) were evaluable for response and survival, and 41/55 for SSTR. Patients achieving progression arrest (CR + PR + SD) more often showed SSTRs than patients with disease progression (p = 0.0008). Patients presenting SSTRs revealed a prolonged OS (median 19.6 vs. 8.6 months; p = 0.0077); multivariate analysis demonstrated SSTR as an independent predictor of survival (p = 0.013). The induction of SSTRs was associated with gender (female vs. male; p = 0.014) and disease stage (M1a/b vs. M1c; p = 0.010), but not with patient age, HLA type, performance status, or vaccination regimen. Conclusion Survivin-specific T-cell reactivities strongly correlate with tumor response and patient survival, indicating that vaccination with survivin-derived peptides is a promising treatment strategy in melanoma. KW - peptide vaccination KW - therapy KW - survivin T-cell reactivity KW - melanoma Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-126215 VL - 61 IS - 11 ER - TY - JOUR A1 - Becker, Jürgen C. A1 - Andersen, Mads H. A1 - Hofmeister-Müller, Valeska A1 - Wobser, Marion A1 - Frey, Lidia A1 - Sandig, Christiane A1 - Walter, Steffen A1 - Singh-Jasuja, Harpreet A1 - Kämpgen, Eckhart A1 - Opitz, Andreas A1 - Zapatka, Marc A1 - Bröcker, Eva-B. A1 - thor Straten, Per A1 - Schrama, David A1 - Ugurel, Selma T1 - Survivin-specific T-cell reactivity correlates with tumor response and patient survival: a phase-II peptide vaccination trial in metastatic melanoma JF - Cancer Immunology, Immunotherapy N2 - Background Therapeutic vaccination directed to induce an anti-tumoral T-cell response is a field of extensive investigation in the treatment of melanoma. However, many vaccination trials in melanoma failed to demonstrate a correlation between the vaccine-specific immune response and therapy outcome. This has been mainly attributed to immune escape by antigen loss, rendering us in the need of new vaccination targets. Patients and methods This phase-II trial investigated a peptide vaccination against survivin, an oncogenic inhibitor-of-apoptosis protein crucial for the survival of tumor cells, in HLA-A1/-A2/-B35-positive patients with treatment-refractory stage-IV metastatic melanoma. The study endpoints were survivin-specific T-cell reactivity (SSTR), safety, response, and survival (OS). Results Sixty-one patients (ITT) received vaccination therapy using three different regimens. 55 patients (PP) were evaluable for response and survival, and 41/55 for SSTR. Patients achieving progression arrest (CR + PR + SD) more often showed SSTRs than patients with disease progression (p = 0.0008). Patients presenting SSTRs revealed a prolonged OS (median 19.6 vs. 8.6 months; p = 0.0077); multivariate analysis demonstrated SSTR as an independent predictor of survival (p = 0.013). The induction of SSTRs was associated with gender (female vs. male; p = 0.014) and disease stage (M1a/b vs. M1c; p = 0.010), but not with patient age, HLA type, performance status, or vaccination regimen. Conclusion Survivin-specific T-cell reactivities strongly correlate with tumor response and patient survival, indicating that vaccination with survivin-derived peptides is a promising treatment strategy in melanoma. KW - peptide vaccination KW - melanoma KW - survivin KW - T-cell reactivity KW - therapy Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-124830 VL - 61 IS - 11 ER - TY - JOUR A1 - Rall, Susanne A1 - Grimm, Tiemo T1 - Survival in Duchenne muscular dystrophy JF - Acta Myologica N2 - Objective: To determine the survival in a population of German patients with Duchenne muscular dystrophy. Patients and methods: Information about 94 patients born between 1970 and 1980 was obtained by telephone interviews and questionnaires. In addition to age of death or actual age during the investigation, data concerning clinical course and medical interventions were collected. Results: 67 patients with molecularly confirmed diagnoses had a median survival of 24.0 years. Patients without molecular confirmation (clinical diagnosis only) had a chance of 67 % to reach that age. Grouping of our patient cohort according to the year of death (before and after 2000), ventilation was recognized as main intervention affecting survival with ventilated reaching a median survival of 27.0 years. For those without ventilation it was 19.0 years. Conclusion and clinical relevance: our study provides survival data for a cohort of DMD patients in Germany stratified by year of death. Median survival was 24.0 years in patients confirmed by molecular testing. Ventilated patients had a median survival of 27 years. We consider this piece of information helpful in the medical care of DMD patients. KW - survival KW - duchenne muscular dystrophy KW - ventilation Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-124404 VL - 31 IS - 2 ER - TY - THES A1 - Sandwick, Sarah T1 - Suppression of Experimental Autoimmune-Encephalomyelitis by Myeloid-Derived Suppressor Cells T1 - Suppression der Experimentellen Autoimmun-Enzephalomyelitis durch Myeloide Suppressorzellen N2 - Autoimmune diseases, unwanted overshooting immune responses against self antigens, are due to an imbalance in immunity and tolerance. Although negatively impacting cancer prognosis, myeloid derived suppressor cells (MDSC), with their potent suppressive capabilities, might be applicable in a more beneficial light when applied in to autoimmunity. As previous shown MDSC have protective roles in Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE) (Zhu et al., 2007), the established inducible mouse model for the autoimmune disease multiple sclerosis (MS). This decrease in disease severity indicates in vitro generated immature myeloid cells (IMC) from bone marrow (BM) as precursors of MDSC are promising candidates for cellular therapy. Important to any cellular therapy by adoptive transfer, the major questions regarding IMC efficacy was addressed within the thesis. This thesis attempts to elucidate how IMC operate in EAE. This thesis defines the factors within the autoimmune microenvironment that lead to the activation of MDSC, where IMC home once delivered in vivo, and the protective mechanisms BMIMC employ. To emulate BM cells when they first enter circulation through the blood, IMC were injected intravenously (i.v.). IMC are protective with no regard to the various routes delivered (i.v., i.p.). They protect to a lesser extent when pre-activated before injection. IMC suppress by causing a delay and/or by decreasing the severity of the disease via a mechanism yet determined. To understand the migration pattern of IMC after i.v. injection, in vivo kinetics experiments employing bioluminescence imaging were performed. This techinique allows for whole in vivo mouse imaging daily, allowing the tracking of cell migration over days within a single mouse. During steady-state, BMIMC circulate and appear to accumulate in the spleen by day 4 after injection, whereas they alternatively home to inflammatory sites (immunization site), draining lymph nodes, and the spleen within mice with low grade EAE. Visualization of CMDiI-labelled BMIMC by fluorescence microscopy could locate IMC injected cells outside the white pulp, as they were colocalizing in the regions stained with CD169 or outside, but not within the follicles of spleens on day 4. Consistant with these findings, the attempt to analyze the phenotype of these cells by flow cytometry was problematic as these cells seem to adhere strongly to collagen also indicating the cells are located in the collagenous area of the marginal zone and the red pulp.To determine factors influencing MDSC activation, we utilized different stimuli through a high throughput method detecting release of nitric oxide (NO). Extracts from yeast, fungi, and bacteria were observed to activate MDSC to produce nitric oxide. Surprisingly, material mimicking viral DNA (CpG) and RNA (poly I:C), and several self glycolipids, could not activate the MDSC to produce NO. Upon attempts to understand synergistic effects between microbial pathogens and host cytokines, IFNg was determined to boost the signal of pathogen stimuli, whereas IL17, another cytokine which causes pathology during EAE, and IFNb, a drug used in therapy to treat MS, did not cause any additional effects. Activation of MDSC was determined by the microbial pathogens components LPS, curdlan, and zymosan, to induce upregulation of B7H1 on the cell surface. MDSC did not increase any co-stimulatory markers, such as CD40, CD80, CD86, CD70, or the co-inhibitory marker, PDL2. On day 1 after EAE induction, endogenous MDSC populations when stimulated showed an increase in B7H1 expression and a downregulation of CD80. After further analysis, these cells were concluded to be mostly granulocytic cells (Ly6G+). As the B7H1 ligand PD1 is upregulated in chronic diseases and correlates to an exhausted phenotype, the PD1 : B7H1 interaction was a good candidate for the mechanism our cells may employ for their suppressive capacity. To investigate this interaction, fixed BM-IMC deficient in B7H1 were incubated with restimulated memory T cells. IMC deficient in B7H1 resulted in a significant loss of T cell suppression, as compared to the wildtype control BMIMC. To assess this interaction in vivo, we injected wildtype (WT) and B7H1-/- IMC into mice followed by induction of EAE to assess whether B7H1 mediated this suppression. The lack of B7H1 did not alter their suppressive capacity under these conditions, contrary to other findings which have described this interaction to be important in their suppressive capacity when administered post EAE induction (Ioannou et al., 2012). Interestingly, EAE mice pre-treated with IMC had similar amounts of cytokine production in the CNS after restimulation. Spleens from IMC injected mice had increased amounts of Arg-1 suggesting suppression is via oxidation or recruitment by soluble mediators may lead to this protection. We speculate this may inhibit T cell reactivation in the CNS. N2 - Autoimmunerkrankungen, unerwünschte, überschießende Immunantworten gegen Selbstantigene, resultieren aus einem Ungleichgewicht von Immunität und Toleranz. Obwohl sie einen negativen Einfluss auf Tumorerkrankungen haben, könnten Myeloide Suppressorzellen (MDSC) durch ihre potenten immunsuppressiven Eigenschaften, in einem besseren Licht bei Anwendung gegen Autoimmunerkrankungen erscheinen. Wie zuvor gezeigt, können MDSC eine protektive Rolle bei der Experimentellen Autoimmunenzephalomyelitis (EAE) entfalten, dem etablierten induzierbaren Mausmodel für die Autoimmunerkrankung Multiple Sklerose (MS). Die Verminderung der Erkrankungssymptome deutet darauf hin, dass in vitro aus Knochenmark generierte unreife myeloide Zellen (IMC) als Vorläufer von MDSC viel versprechende Kandidaten für eine Zelltherapie darstellen. Da für jede Art der Zelltherapie die Effektivität der transferierten Zellen eine entscheidende Rolle spielt, sollte in dieser Arbeit die Funktionalität von IMC untersucht werden. Diese Dissertation erarbeitet wie IMC bei der EAE funktionieren. Die Arbeit versucht die Faktoren innerhalb der AutoimmunMikroumgebung zu definieren, welche zur MDSC Aktivierung führen, wohin applizierte IMC in vivo wandern und welche protektiven Mechanismen IMC anwenden. Um nachzubilden, wie BM Zellen bei ihrem Eintritt in das Blut sich in der Zirkulation verhalten, wurden IMC intravenös injiziert. Die injizierten gemischten IMC verhielten sich protektiv, unabhängig von der Art der Injektion (iv, ip). Sie sind jedoch weniger protektiv, wenn sie voraktiviert injiziert wurden. IMC supprimieren auf eine Weise, dass sie eine Verzögerung und/oder Verminderung der Erkrankungssymptome bewirken, wobei die dafür zugrunde liegenden Mechanismen noch nicht definiert sind. Um die Wanderungsmuster der BMIMC nach iv Injektion zu verstehen, wurden in vivo Kinetikexperimente mittels der Biolumineszenz-Darstellung durchgeführt. Diese Technik erlaubt eine tägliche Betrachtung der gesamten lebenden Maus, so dass die Zell-Wanderungsmuster über Tage in derselben Maus aufgezeichnet werden können. Unter homöostatischen Bedingungen zirkulieren IMC bis sie nach 4 Tagen in der Milz akkumulieren, wogegen sie alternativ zu Entzündungsherden wandern (Immunisierungssstelle), in Lymphknoten und Milz in Mäusen mit milden EAE Symptomen. Deren Lokalisierung konnte durch Fluoreszenzmikroskopie von CMDiI-markierten IMC in der roten Pulpa der Milz an Tag 4 lokalisiert werden. In Übereinstimmung mit diesem Befund, waren durchflusszytometrische Phänotyp-Analysen problematisch, da die Zellen fest an Kollagenfasern gebunden schienen, was als weiterer Hinweis auf ihre Kollagenbindung dienen kann. Um Faktoren zur Aktivierung zu bestimmen, wurden verschiedene MDSC Stimuli benutzt und deren Freisetzung von Stickstoffmonoxid (NO) mittels einer Hochdurchsatzmethode bestimmt. Es konnte nachgewiesen werden, dass Extrakte aus Hefen, Pilzen und Bakterien MDSC aktivieren und zur NO Produktion führen. Überraschenderweise konnten DNS (CpG) oder RNS-Bestandteile (Poly I:C) mit viralen Charakteristika oder verschiedenen Selbst-Glykolipide keine NO Freisetzung hervorrufen. Darüber hinaus konnte für das Zytokin IFNg eine wichtige verstärkende Rolle gezeigt werden, wobei ein anderes bei der EAE-Pathogenese beteiligte beteiligtes Zytokin, IL17, und auch IFNb, eine Substanz zur Therapie der MS, keinerlei Effekte zeigten. Untersuchungen nach MDSC-Aktivierung mit den mikrobiellen Komponenten LPS, Curdlan und Zymosan zeigten eine Hochregulation des B7H1 Moleküls auf der Zelloberfläche. Andere kostimulatorische Marker, wie CD40, CD80, CD86, CD70 oder der inhibitorische Marker PDL2 nahmen nicht zu. Einen Tag nach EAE-Induktion exprimierten auch die endogene MDSC Populationen nach Stimulation eine erhöhte B7H1 und eine erniedrigte CD80 Expression. Nach weiterer Analyse konnten diese Zellen überwiegend als granulozytär (Ly6G+) eingestuft werden. Da der B7H1-Ligand PD1 bei chronischen Erkrankungen hochreguliert wird, und mit einem verbrauchten Phänotyp korreliert, sollte die PD1:B7H1 Interaktion als guter Kandidat für den Suppressionsmechanismus untersucht werden. Fixierte B7H1-defiziente IMC wurden auf ihre Suppressorfunktion auf Gedächtnis-T-Zellen getestet. B7H1-defiziente IMC zeigten eine signifikant niedrigere Suppression, im Vergleich zu Wildtyp IMC. Um diese Interaktion in vivo zu untersuchen, wurden Wildtyp oder B7H1defiziente IMC in Mäuse injiziert und danach EAE induziert um auch hier eine B7H1-vermittelte Suppression nachzuweisen. Die Abwesenheit von B7H1 veränderte jedoch die suppressiven Eigenschaften unter diesen Bedingungen nicht, im Gegensatz zu anderen beschriebenen Befunden bei denen eine wichtige suppresive Rolle bei Injektion nach EAE-Induktion beschrieben wurde. Interessanterweise zeigten Mäuse, welche mit BMIMC vorbehandelt wurden, eine vergleichbare Zytokinfreisetzung im ZNS nach Restimulation. Milzen zeigten nach IMC Injektion auch erhöhte Mengen Arg-1 könnte dies auf eine Suppression durch oxidative Mediatoren hindeuten. Man kann also annehmen, dass so eine Reaktivierung der T Zellen im ZNS verhindert wird. KW - Encephalomyelitis KW - Autoaggressionskrankheit KW - Suppressorzelle KW - Myeloblast KW - Experimentellen Autoimmun-Enzephalomyelitis KW - Myeloide Suppressorzellen KW - myeloid derived suppressor cells KW - experimental autoimmune encephalomyelitis Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72690 ER - TY - JOUR A1 - Schwitter, Juerg A1 - Wacker, Christian M. A1 - Wilke, Norbert A1 - Al-Saadi, Nidal A1 - Sauer, Ekkehart A1 - Huettle, Kalman A1 - Schönberg, Stefan O. A1 - Debl, Kurt A1 - Strohm, Oliver A1 - Ahlstrom, Hakan A1 - Dill, Thorsten A1 - Hoebel, Nadja A1 - Simor, Tamas T1 - Superior diagnostic performance of perfusion-cardiovascular magnetic resonance versus SPECT to detect coronary artery disease: The secondary endpoints of the multicenter multivendor MR-IMPACT II (Magnetic Resonance Imaging for Myocardial Perfusion Assessment in Coronary Artery Disease Trial) JF - Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance N2 - Background: Perfusion-cardiovascular magnetic resonance (CMR) is generally accepted as an alternative to SPECT to assess myocardial ischemia non-invasively. However its performance vs gated-SPECT and in sub-populations is not fully established. The goal was to compare in a multicenter setting the diagnostic performance of perfusion-CMR and gated-SPECT for the detection of CAD in various populations using conventional x-ray coronary angiography (CXA) as the standard of reference. Methods: In 33 centers (in US and Europe) 533 patients, eligible for CXA or SPECT, were enrolled in this multivendor trial. SPECT and CXA were performed within 4 weeks before or after CMR in all patients. Prevalence of CAD in the sample was 49% and 515 patients received MR contrast medium. Drop-out rates for CMR and SPECT were 5.6% and 3.7%, respectively (ns). The study was powered for the primary endpoint of non-inferiority of CMR vs SPECT for both, sensitivity and specificity for the detection of CAD (using a single-threshold reading), the results for the primary endpoint were reported elsewhere. In this article secondary endpoints are presented, i.e. the diagnostic performance of CMR versus SPECT in subpopulations such as multi-vessel disease (MVD), in men, in women, and in patients without prior myocardial infarction (MI). For diagnostic performance assessment the area under the receiver-operator-characteristics-curve (AUC) was calculated. Readers were blinded versus clinical data, CXA, and imaging results. Results: The diagnostic performance (= area under ROC = AUC) of CMR was superior to SPECT (p = 0.0004, n = 425) and to gated-SPECT (p = 0.018, n = 253). CMR performed better than SPECT in MVD (p = 0.003 vs all SPECT, p = 0.04 vs gated-SPECT), in men (p = 0.004, n = 313) and in women (p = 0.03, n = 112) as well as in the non-infarct patients (p = 0.005, n = 186 in 1-3 vessel disease and p = 0.015, n = 140 in MVD). Conclusion: In this large multicenter, multivendor study the diagnostic performance of perfusion-CMR to detect CAD was superior to perfusion SPECT in the entire population and in sub-groups. Perfusion-CMR can be recommended as an alternative for SPECT imaging. KW - coronary disease KW - perfusion KW - contrast KW - ischemia KW - women KW - emission-computed-tomography KW - noninvasive detection KW - intervention KW - randomized-trial KW - cardiovascular magnetic resonance KW - stress perfusion KW - prognostic value KW - angiography KW - scintigraphy Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-134256 VL - 14 IS - 61 ER - TY - THES A1 - Rathod, Reenaben Jagdishbhai T1 - Study of local protein synthesis in growth cones of embryonic mouse motor neurons T1 - Analyse der lokalen Proteinsynthese in Wachstumskegeln von embryonalen Maus Motoneuronen N2 - In cultured motoneurons of a mouse model for the motoneuron disease spinal muscular atrophy (SMA), reduced levels of the protein SMN (survival of motoneurons) cause defects in axonal growth. This correlates with reduced β-actin mRNA and protein in growth cones, indicating that anterograde transport and local translation of β-actin mRNA are crucial for motoneuron function. However, direct evidence that indeed local translation is a physiological phenomenon in growth cones of motoneurons was missing. Here, a lentiviral GFP-based reporter construct was established to monitor local protein synthesis of β-actin mRNA. Time-lapse imaging of fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) in living motoneurons revealed that β-actin is locally translated in the growth cones of embryonic motoneurons. Interestingly, local translation of the β-actin reporter construct was differentially regulated by different laminin isoforms, indicating that laminins provide extracellular cues for the regulation of local translation in growth cones. Notably, local translation of β-actin mRNA was deregulated when motoneurons of a mouse model for type I SMA (Smn-/-; SMN2) were analyzed. In situ hybridization revealed reduced levels of β-actin mRNA in the axons of Smn-/-; SMN2 motoneurons. The distribution of the β-actin mRNA was not modified by different laminin isoforms as revealed by in situ hybridization against the mRNA of the eGFP encoding element of the β-actin reporter. In case of the mRNA of α-actin and γ-actin isoforms, the endogenous mRNA did not localize to the axons and the localization pattern was not affected by the SMN levels expressed in the cell. Taken together our findings suggest that regulation of local translation of β-actin in growth cones of motoneurons critically depends on laminin signaling and the amount of SMN protein. Embryonic stem cell (ESC)-derived motoneurons are an excellent in vitro system to sort out biochemical and cellular pathways which are defective in neurodegenerative diseases like SMA. Here, a protocol for the differentiation and antibody-mediated enrichment of ESC-derived motoneurons is presented, which was optimized during the course of this study. Notably, this study contributes the production and purification of highly active recombinant sonic hedgehog (Shh), which was needed for the efficient differentiation of mouse ESCs to motoneurons. ESC-derived motoneurons will now offer high amounts of cellular material to allow the biochemical identification of disease-relevant molecular components involved in regulated local protein synthesis in axons and growth cones of motoneurons. N2 - In kultivierten Motoneuronen eines Maus-Models für die Motoneuronen-Erkrankung Spinale Muskelatrophie (SMA) verursachen verminderte Mengen des Proteins SMN (survival of motoneurons) Schäden im axonalen Wachstum. Dies korreliert mit einer verminderten Menge an β-Aktin kodierender mRNA und β-Aktin Protein. Dies impliziert, dass anterograder Transport und lokale Translation von β-Aktin mRNA für die Motoneuronfunktion notwendig ist. Bislang gab es jedoch keinen direkten Nachweiß funktioneller lokaler Translation in Wachstumskegeln von Motoneuronen. In dieser Arbeit wurde ein lentivirales GFP-basierendes Reporterkonstrukt etabliert, welches lokale Proteinsynthese von β-Aktin mRNA nachweißt. Zeitraffermikroskopie von GFP-vermittelter Fluoerszenzregeneration nach Fotobleichung (fluorescence recovery after photobleaching; FRAP) in lebenden Motoneuronen zeigte, dass β-Aktin in Wachstumskegeln embryonaler Motoneuronen lokal translatiert wird. Interessanterweise wurde die lokale Translation des β-Aktin Reporterkonstrukts differentiell durch verschiedene Laminin-Isoformen reguliert. Dies gibt einen Hinweis, dass Laminin als extrazelluläres Signalmolekül die Regulation der lokalen Translation in Wachstumskegeln reguliert. Die lokale Translation von β-Aktin mRNA war dereguliert wenn Motoneurone eines Mausmodels für die Typ I SMA (Smn-/-;SMN2) analysiert wurden. In situ Hybridisierung bestätigte eine Reduktion von β-Aktin mRNA in den Axonen von Smn-/-;SMN2 Motoneuronen. Die Verteilung der β-Aktin mRNA wurde von verschiedenen Laminin-Isoformen nicht beeinflusst, wie durch in situ Hybridisierung gegen eGFP kodierende Elemente des β-Aktin Reporters bestätigt werden konnte. Im Fall der mRNA für α-Aktin und γ-Aktin Isoformen wurde keine axonale Lokalisierung der endogenen mRNAs festgestellt und das Lokalisierungsmuster dieser mRNAs war durch reduzierte zelluläre SMN Mengen nicht beeinflusst. Zusammenfassend deuten diese Befunde darauf hin, dass die lokale Translation von β-Aktin in Wachstumskegeln von Motoneuronen von Laminin-Signalgebung und von der Menge an SMN Protein abhängt. Motoneurone aus embryonalen Stammzellen sind ein etabliertes in vitro System um biochemische und zelluläre Signalwege zu identifizieren, die in neurodegenerativen Erkrankungen wie SMA betroffen sind. Hier wird ein Protokoll zur Differenzierung und Antikörper-gestützten Anreicherung von Motoneuron aus embryonalen Stammzellen präsentiert, welches im Rahmen dieser Arbeit optimiert wurde. Im Besonderen wird die Herstellung und Reinigung von hochaktivem Sonic Hedgehog (Shh) vorgestellt, welches für die effiziente Differenzierung von embryonalen Stammzellen der Maus notwendig war. Motoneurone aus embryonalen Stammzellen werden in zukünftigen Studien nun große Mengen an zellulärem Material liefern, und somit auf biochemischer Ebene die Identifizierung von krankheitsrelevanten molekularen Komponenten ermöglichen, die in der Regulation der lokalen Proteinsynthese in Axonen und Wachstumskegeln von Motoneuronen involviert sind. KW - Motoneuron KW - Maus KW - Embryo KW - Proteinsynthese KW - lokale Proteinsynthese KW - embryonale Maus KW - SMN KW - local translation KW - SMN KW - motor neuron KW - beta actin Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72045 ER - TY - THES A1 - Huth, Antje [geb. Koppelkamm] T1 - Studien zum mRNA profiling an humanem postmortalem Gewebe T1 - Studies about mRNA profiling on human postmortem tissue N2 - Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, inwieweit quantitative Genexpressionsstudien an postmortalen humanen Proben mit erhöhtem Postmortalintervall und somit möglicherweise verminderter RNA-Integrität realisierbar sind und in Zukunft als zusätzliches diagnostisches Werkzeug zur Determinierung der Todesursache im forensischen Kontext herangezogen werden können. Dafür wurden in mehreren Teilstudien Faktoren untersucht, die die Verlässlichkeit quantitativer Genexpressionsdaten beeinflussen können. Es konnte zunächst für postmortales Skelettmuskelgewebe festgestellt werden, dass Verstorbene mit erhöhtem BMI statistisch signifikant niedrigere RIN-Werte aufweisen als normalgewichtige Personen. Zudem wurde eine Korrelation zwischen dem Gewebetyp und der Integrität der daraus extrahierten RNA gefunden. Unter Anwendung der in dieser Arbeit gewählten Extraktionsmethode scheint postmortales Skelettmuskelgewebe für Genexpressionsstudien an Autopsiematerial besonders geeignet. Dagegen wurde im vorliegenden Probengut kein Zusammenhang zwischen verminderter RNA-Integrität und Parametern wie Geschlecht, PMI, Sterbealter, Dauer der Agonie und Todesursache gefunden. In einer weiteren Teilstudie wurde anhand von postmortalem Herzmuskel-, Skelettmuskel- und Gehirngewebe aus einer Auswahl von zehn funktionell verschiedenen endogenen Kontrollgenen HMBS, UBC, SDHA und TBP als die Gene mit der größten postmortalen Transkriptstabilität identifiztiert. Zudem konnte gezeigt werden, dass die Verwendung von vier stabilen endogenen Kontrollen am untersuchten Probenmaterial eine verlässliche Datennormalisierung erlaubt. Die validierten Kontrollgene können auch zukünftig für quantitative Genexpressionsstudien eingesetzt werden, solange die untersuchte Probenzusammensetzung der hier vorgestellten ähnelt. Für die Todesursache sowie für den Body Mass Index des Probenspenders wurde in der vorliegenden Arbeit ein statistisch signifikanter Einfluss auf das Expressionslevel instabiler Gene festgestellt. Diese Parameter sind daher geeignet, die gefundenen Instabilitäten möglicher Kontrollgene zu erklären. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit lassen des Weiteren darauf schließen, dass das Erstellen von Degradierungslinien aus kommerziell erhältlicher RNA für jedes verwendete qPCR-Assay ein wichtiges Instrument der Qualitätsprüfung ist. Mit der Degradierungslinie kann die Detektionsgrenze des verwendeten qPCR-Assays validiert werden kann. Nur so ist die Festlegung des Bereichs möglich, in dem ein verändertes Expressionslevel tatsächlich mit dem Einfluss eines spezifischen Parameters in Verbindung gebracht werden kann und klar von einer nur scheinbaren Genexpressionsänderung unterscheidbar ist, die durch eine Degradierung der Probe vorgetäuscht wird. Zudem scheint es praktikabel, in zukünftigen Studien nur Proben mit ähnlichen Integritäten miteinander zu vergleichen. Pathologische Prozesse im menschlichen Körper, auch solche, die die Funktion von Organen sowie die Morphologie betreffen, sind hoch komplex und können interindividuell variieren, weshalb die Genexpression im forensischen Kontext ergänzende Hinweise auf die Diagnose liefern könnte. Als erstes anwendungsbezogenes Beispiel wurde in der vorliegenden Arbeit der Einfluss von Hypoxie auf das Transkriptlevel von HIF-1α, VEGF und SLC2A1 untersucht. Bei Normalisierung der Daten gegen vier stabile Kontrollgene ergaben sich anhand der untersuchten Gewebeproben Hinweise auf eine todesursachenbezogene Hochregulierung der drei Zielgene. Die Studie unterstrich die besondere Bedeutung der gewählten Normalisierungsstrategie. Wurden die Daten nur gegen GAPDH als einzelnes, nicht validiertes Kontrollgen normalisiert, deuteten die Ergebnisse eine überraschende Herunterregulierung der Zielgene an. Als mögliche Ursache für diese scheinbare Diskrepanz kommt die im weiteren Verlauf dieser Studie nachgewiesene Instabilität infolge einer Co-Regulation von GAPDH unter hypoxischen Bedingungen in Betracht. Mit dem Fernziel postmortale Genexpressionsstudien als zusätzliches Instrument in der forensischen Todesursachenbestimmung einzusetzen, schafft die vorliegende Arbeit durch die Einführung von validierten Kontrollgenen sowie durch die Analyse weiterer Einfluss nehmender Faktoren eine Basis für die verlässliche Durchführung künftiger Genexpressionsstudien an humanem Autopsiegewebe. N2 - Using quantitative gene expression studies could form a valuable innovative tool for the determination of the cause of death in forensic pathologies. Thus, the present work focuses on the questions around the possibilities and limitations of gene expression analysis in postmortem human tissue from donors with prolonged postmortem interval (PMI) and probably decreased RNA integrity. Therefore several parameters influencing the reliability of quantitative gene expression data were examined. First, it was found that in postmortem skeletal muscle deceased with an increased body mass index (BMI) reveal decreased RIN values compared to normal weight donors. Moreover, a correlation was found between the type of tissue and the integrity of RNA that was isolated from it. When extracting RNA as presented in this work, postmortem skeletal muscle tissue showed the overall highest RIN values and seems to be best suited for gene expression studies using autopsy material. Using the presented sample set no correlation was found between RNA integrity and parameters like gender, PMI, age at death, duration of agony and cause of death. Second, using postmortem cardiac muscle, skeletal muscle and brain tissue the stability of ten endogenous control genes with different functionality was assessed and HMBS, UBC, SDHA and TBP were identified as genes of high transcript stability. Furthermore, it was shown that four stable endogenous control genes seem to be adequate for a reliable data normalisation. Thus, the four validated control genes mentioned may be used in future quantitative gene expression studies if sample composition is similar to the one presented in this work. Donors cause of death and body mass index were found to significantly influence the expression level of instable genes. Thus, these parameters may be adducted to explain the instability found in some of the assessed potential reference genes. Third, identifying the limit of detection due to degradation processes was found to be an important quality control test for every qPCR assay used. The results of this work confirm the importance of analyzing degradation lines of commercially available RNAs. This information allows the correct interpretation of gene expression levels and an identification of apparent changes in transcript abundances which are the result of degradation rather than biological processes. Finally, it was found that even though it is not always possible to collect only samples with high RIN values, it seems to be workable to use RNA samples of similar integrities in future gene expression studies. Fourth, pathological processes in the human body affecting the function of organs as well as their morphology show high complexity and may vary between individuals. Therefore, analysis of the gene expression status at the time point of death might give valuable hints about donors´ forensically relevant diagnose. Examining the impact of hypoxia on expression levels of HIF-1α, VEGF and SLC2A1 was conducted as a first example. Normalising data against four stable reference genes gave hints to an increased gene expression in donors who died of a hypoxia associated cause of death compared to the control group. Moreover, this study confirmed the particular importance of the elected normalisation strategy. Surprisingly, the four genes of interest suggested a decrease in gene expression after its normalisation against GAPDH as a single nonvalidated control gene. A possible reason for this discrepancy may be found in the apparent instability and the co-regulation of GAPDH under hypoxic conditions. To summarize, the presentation of validated control genes as well as the analysis of parameters affecting RNA integrity and quantitative gene expression data provide a basis for the reliable performance of future gene expression studies using human autopsy samples. This raises hope for the successful implementation of postmortem gene expression studies as additional tool in forensic pathology to assist the determination of somebody´s cause of death. KW - Genexpression KW - Gewebe KW - Mensch KW - Tod KW - Genexpressionsanalysen KW - postmortales Humangewebe KW - Transkriptstabilität KW - RNA Integrität KW - gene expression profiling KW - postmortem human tissue KW - gene stability KW - RNA integrity Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74308 N1 - Zweitgutachter in Würzburg: Prof. Dr. Krohne, Lehrstuhl für Zell- und Entwicklungsbiologie der Univ. Würzburg ER - TY - THES A1 - Troge, Anja T1 - Studien am Flagellensystem des Escherichia coli Stammes Nissle 1917 (EcN) im Hinblick auf seine Funktion als Probiotikum T1 - Studies on the flagellar system of Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) with regard to its function as a probiotic N2 - Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) gehört zu den am besten untersuchten und charakterisierten probiotischen Bakterienstämmen. Seit Beginn des letzten Jahrhunderts wird er als Medikament eingesetzt, um verschiedene Darmerkrankungen wie z.B. Diarrhöe, entzündliche Darmerkrankungen und Verstopfung zu behandeln. Die Flagelle des EcN vermittelt Beweglichkeit und kann die Produktion von humanem β-Defensin 2 (hBD2) durch Epithelzellen induzieren. Somit ist dieses Organell direkt in die probiotische Funktion des EcN involviert. Es konnte gezeigt werden, dass die Flagellen anderer Bakterien, wie z.B. dem probiotischen Stamm Bacillus cereus CH oder den pathogenen Stämmen Pseudomonas aeruginosa und Clostridium difficile, die Adhäsion an intestinalen Mucus, welcher von Epithelzellen sekretiert wird, vermitteln. Allerdings blieb unklar, welcher Teil der Flagelle an welche Mucuskomponente bindet. Die Fähigkeit effizient an Wirtgewebe zu adhärieren wird als wichtiges Attribut eines probiotischen Stammes angesehen. Ex vivo Adhäsionsstudien mit Kryoschnitten humaner Darmbiopsien haben gezeigt, dass die Flagelle des EcN in die effiziente Adhäsion an humanes Darmgewebe involviert sein muss. Aus diesem Grund wurde in dieser Arbeit die Funktion der Flagelle des EcN als Adhäsin untersucht. Zunächst wurde die hyperflagellierte Variante EcN ATHF isoliert und durch verschiedene Experimente, z.B. Schwärmagartests und Elektronenmikroskopie, charakterisiert. Weitere ex vivo Adhäsionsstudien mit EcN ATHF zeigten eine höhere Adhäsionseffizienz dieser hyperflagellierten Variante und bestätigten damit die Rolle der Flagelle bei der effizienten Adhäsion von EcN an die Kryoschnitte der humanen Darmbiopsien. Interessanterweise fungierte die Flagelle in in vitro Studien mit den humanen Epithelzellen Caco-2 und T24 nicht als Adhäsin. Diese Unterschiede zwischen den in vitro und ex vivo Studien führten zu der Annahme, dass die Flagelle des EcN in vivo die Adhäsion an Mucus vermittelt, welcher von den Caco-2- und T24-Zellen nicht produziert wird, aber in den Kryoschnitten der Darmbiopsien nachgewiesen wurde. Diese Vermutung wurde durch in vitro Adhäsionsstudien mit der Mucin-produzierenden Epithelzelllinie LS174-T bestätigt, da die Flagellen für eine effektive Adhäsion an diese Zellen essentiell waren. Zudem reduzierte die Präinkubation flagellierter EcN-Stämme mit Mucin2 ihre Adhäsionseffizienz an Kryoschnitte humaner Darmbiopsien. Um die direkte Interaktion zwischen Flagellen des EcN Wildtyps und Mucus zu zeigen, wurde ein ELISA etabliert. Es konnte eine direkte konzentrationsabhängige Interaktion zwischen isolierten Flagellen des EcN Wildtyps und Mucin2, bzw. humanem Mucus (Kolon) beobachtet werden. Interessanterweise konnte keine Interaktion zwischen isolierten Flagellen des EcN Wildtyps und murinem Mucus (Duodenum, Ileum, Caecum, Colon) festgestellt werden. Dies weist darauf hin, dass die Mucuszusammensetzung zwischen verschiedenen Spezies variiert. Verschiedene Kohlenhydrate, welche bekannte Mucusbestandteile sind, wurden auf ihre Interaktion mit der Flagelle von EcN getestet und Gluconat wurde als ein Rezeptor identifiziert. Die Präinkubation isolierter Flagellen mit Gluconat reduzierte ihre Interaktion mit Mucin2, bzw. humanem Mucus signifikant. Zudem wurde die oberflächenexponierte Domäne D3 des Flagellins, der Hauptuntereinheit der Flagelle, als möglicher Interaktionspartner von Mucin2, bzw. humanem Mucus ausgeschlossen. Flagellen, die aus einer Domäne D3 Deletionsmutante isoliert wurden, zeigten sogar eine effizientere Bindung an Mucin2, bzw. humanen Mucus. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Änderungen des pH-Wertes signifikante Effekte auf die Interaktion zwischen Mucus und isolierten Flagellen hatten, vermutlich aufgrund von Konformationsänderungen. Zusammenfassend wurde in dieser Arbeit die Flagelle als neues und scheinbar wichtigstes Adhäsin in vivo für den probiotischen Stamm EcN identifiziert. Hierfür wurden sowohl eine hyperflagellierte Variante, eine ΔfliC Mutante, sowie der dazugehörige komplementierte Stamm verwendet. EcN ist zudem der erste probiotische Stamm für den eine direkte Bindung der Flagellen an humanen Mucus nachgewiesen werden konnte. Die Mucuskomponente Gluconat konnte dabei als wichtiger Rezeptor identifiziert werden. Da einige pathogene Bakterien ihre Flagelle zur Adhäsion an Wirtsgewebe nutzen, könnte dieses Organell EcN dazu befähigen, mit Pathogenen um die erfolgreiche Kolonisierung des Darms zu konkurrieren, was als wichtige Eigenschaft eines Probiotikums betrachtet wird. N2 - Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) is one of the best studied and characterized probiotic bacterial strains. It is in use as a drug since the beginning of last century to treat various diseases and dysfunctions of the human intestinal tract, e.g. diarrhea, inflammatory bowel diseases and obstipation. The flagellum of EcN mediates motility and is able to induce human beta defensin 2 (hBD2) production by epithelial cells. Therefore, this organelle is directly involved in EcN’s probiotic function. It has been shown that the flagella of several other bacteria, including the probiotic strain Bacillus cereus CH or the pathogenic strains Pseudomonas aeruginosa and Clostridium difficile, mediate adhesion to intestinal mucus, which is secreted by epithelial cells. However it remained unclear which part of the flagella binds to which mucus component. The ability to adhere efficiently to host tissue is considered to be an important attribute for a probiotic strain. Ex vivo adhesion studies with cryosections of human gut biopsies have revealed, that the flagellum of EcN must be involved in efficient adhesion to human intestinal tissue. Thus, the function of EcN’s flagellum as an adhesin was investigated in this work. First, the hyperflagellated variant EcN ATHF was isolated and characterized by several experiments, e.g. motility tests and electron microscopy. Further ex vivo adhesion studies with EcN ATHF demonstrated a higher adhesion efficiency of this hyperflagellated variant confirming the role of the flagellum for adhesion of EcN to cryosections of human gut biopsies. Interestingly, EcN’s flagellum did not function as an adhesin in in vitro adhesion studies with the human epithelial cells Caco-2 and T24. These differences between the in vitro and ex vivo studies led to the assumption, that in vivo the flagellum of EcN mediates adhesion to mucus, which is not produced by Caco-2 and T24 cells, but was shown to be present in the cryosections of human gut biopsies. This was confirmed by in vitro adhesion studies with the mucin-producing epithelial cell line LS174-T, as flagella were essential for efficient adhesion to these cells. Furthermore, preincubation of flagellated EcN strains with mucin2 (porcine stomach) reduced their adhesion effiency to cryosections of human gut biopsies. To demonstrate the direct interaction between flagella from EcN wildtype and mucus, an ELISA was established. A direct concentration-dependent interaction between isolated flagella from EcN wildtype and mucin2 as well as human mucus (Colon) could be observed. In contrast, there was no direct interaction between isolated flagella from EcN wildtype and murine mucus (Duodenum, Ileum, Ceacum, Colon), indicating that mucus composition varies among different species. By testing different carbohydrates - known to be constituents of mucus - for their interaction with the flagellum of EcN, gluconate was identified as one receptor. Preincubation of isolated flagella with gluconate significantly reduced their interaction with mucin2 or human mucus. Additionally, the surface exposed domain D3 of flagellin, the major subunit of the flagellum, could be excluded to be responsible for the interaction with mucin2 or human mucus. Flagella, which were isolated from a domain D3 deficient mutant, bound even more efficient to mucin2 as well as to human mucus. Furthermore the change of pH had significant effects on the interaction between mucus and isolated flagella, probably due to conformational changes. In summary, this study identified the flagellum as a novel and apparently major adhesin in vivo of the probiotic EcN by employing a hyperflagellated variant, a ΔfliC mutant as well as the corresponding complemented strain. Additionally, EcN is so far the first probiotic strain, for which it has been shown, that its flagella directly bind to human mucus. Thereby the mucus component gluconate was identified as an important receptor. As some pathogens have been reported to use their flagella for adhesion to human host tissue, this organelle might enable EcN to compete with pathogens for successful colonization of the gut, which has been postulated to be a prerequisite for probiotics. KW - Escherichia coli KW - Probiotikum KW - Geißel KW - Adhäsion KW - Adhärenz KW - E.coli Nissle 1917 KW - Flagelle KW - adhesion KW - E. coli Nissle 1917 KW - flagellum Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74201 ER - TY - THES A1 - Hirschbeck, Maria Wenefriede T1 - Structure-based drug design on the enoyl-ACP reductases of Yersinia pestis and Burkholderia pseudomallei T1 - Struktur-basiertes Wirkstoffdesign an Enoyl-ACP Reductase von Yersinia pestis und Burkholderia pseudomallei N2 - Spreading drug resistances among Gram-negative pathogens and the paucity of new agents on the antibacterial drug market against these tenacious bacteria create a pressing need for the development of new antibiotics. The bacterial fatty acid biosynthesis pathway FAS-II, especially the enoyl-ACP reductase catalyzing the last step of the elongation cycle, is an established drug target against tuberculosis but has not been extensively exploited for drug design against other bacterial pathogens. In this thesis the enoyl-ACP reductases of the Gram-negative biothreat organisms Burkholderia pseudomallei and Yersinia pestis were targeted in a structure-based drug design approach. The structure of the most recently identified enoyl-ACP isoenzyme FabV was characterized by X-ray crystallography and could be determined in three different states. FabV from B. pseudomallei was obtained in the apo-form of the enzyme, whereas FabV from Y. pestis was characterized in a binary complex with the cofactor NADH as well as in a ternary complex with NADH and the triclosan-based 2-pyridone inhibitors PT172 and PT173. Analysis of the FabV structure revealed the typical fold of the short chain dehydrogenase/reductase superfamily with the NADH-binding Rossmann fold and a substrate-binding pocket with a conserved active site geometry compared to the related isoenzyme FabI. Additional structural elements of FabV are located around the active site. The monomeric form of the enzyme is thereby stabilized and the substrate-binding loop is kept in a closed, helical conformation. The ternary complexes of FabV exhibited a similar inhibitor-binding mode as observed for triclosan inhibition in FabI and point to a potential substrate-binding mechanism. B. pseudomallei possesses FabI as an additional enoyl-ACP reductase isoenzyme, which was structurally characterized in the apo form and in ternary complexes with NAD+ and the diphenyl ether inhibitors triclosan, PT02, PT12 or PT404 as well as the 4-pyridone inhibitor PT155. The structural data of the ternary enoyl-ACP reductases complexes of B. pseudomallei and Y. pestis hold the promise for the possibility to develop antibacterials targeting FabV or even both isoenzymes, FabI and FabV, based on the triclosan scaffold. N2 - Die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen in Gram-negativen Pathogenen sowie der Mangel neuer Medikamente auf dem Arzneimittelmarkt gegen diese hartnäckigen Bakterien weist einen dringenden Bedarf an neuen Antibiotika auf. Die bakterielle Fettsäurebiosynthese (FAS-II), speziell die Enoyl-ACP-Reduktase, welche den finalen Schritt des Elongationszyklus katalysiert, ist ein etablierter Angriffspunkt in der Tuberkulosetherapie. Sie wurde jedoch bisher noch nicht für die gezielte Wirkstoffentwicklung gegen andere bakterielle Krankheitserreger genutzt. In dieser Dissertation waren die Enoyl-ACP Reduktasen aus Burkholderia pseudomallei und Yersinia pestis Gegenstand des strukturbasierten Wirkstoffdesigns. Die Struktur des zuletzt gefundenen Isoenzyms der Enoyl-ACP-Reduktase, FabV, wurde röntgenstrukturanalytisch charakterisiert und konnte in drei verschiedenen Zuständen bestimmt werden. Die Struktur des FabV Proteins aus B. pseudomallei wurde in der Apo-Form gelöst, während FabV aus Y. pestis in binären und ternären Komplexen mit NADH bzw. NADH und einem Triclosan-basierten 2-Pyridon-Inhibitor, PT172 bzw. PT173 charakterisiert wurde. FabV weist die typische Struktur eines Mitglieds der Short-Chain-Dehydrogenase/Reduktase Superfamilie mit einer NADH-bindenden Rossmann-Faltung und einer Substratbindetasche auf mit einer, im Vergleich zu dem verwandten Isoenzym FabI, konservierte Geometrie des aktiven Zentrums. Zusätzliche strukturelle Elemente sind um das aktive Zentrum gefaltet und stabilisieren damit das Enzym in seiner monomeren Form. Darüber hinaus halten sie den Substratbindeloop in einer geschlossenen helikalen Gestalt. Die ternären FabV Komplexe zeigen Übereinstimmungen mit dem bekannten Bindungsmechanismus des Inhibitors Triclosan in FabI und deuten auf einen möglichen Substratbindungsmechanismus hin. B. pseudomallei besitzt FabI als zusätzliches Isoenzym der Enoyl-ACP-Reduktasen. Dieses Isoenzym wurde in der Apo-Form und in ternären Komplexen mit NAD+ und den Diphenylether-Inhibitoren Triclosan, PT02, PT12 und PT404 sowie dem 4-Pyridon-Inhibitor PT155 strukturell charakterisiert. Die strukturellen Daten der ternären Enoyl-ACP-Reduktase Komplexe von B. pseudomallei und Y. pestis stellen die Möglichkeit in Aussicht Antibiotika zu entwickeln, welche FabV oder auch beide Isoenzyme, FabI und FabV, inhibieren. KW - Yersinia KW - Burkholderia KW - Arzneimitteldesign KW - Fettsäurestoffwechsel KW - Struktur-basiertes Wirkstoff Design KW - Fettsäurebiosynthese KW - Triclosan KW - FabI KW - FabV KW - Yersinia pestis KW - Burkholderia pseudomallei KW - FAS-II Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-70869 ER - TY - JOUR A1 - Rakette, Sonja A1 - Donat, Stefanie A1 - Ohlsen, Knut A1 - Stehle, Thilo T1 - Structural Analysis of Staphylococcus aureus Serine/Threonine Kinase PknB JF - PLoS One N2 - Effective treatment of infections caused by the bacterium Staphylococcus aureus remains a worldwide challenge, in part due to the constant emergence of new strains that are resistant to antibiotics. The serine/threonine kinase PknB is of particular relevance to the life cycle of S. aureus as it is involved in the regulation of purine biosynthesis, autolysis, and other central metabolic processes of the bacterium. We have determined the crystal structure of the kinase domain of PknB in complex with a non-hydrolyzable analog of the substrate ATP at 3.0 angstrom resolution. Although the purified PknB kinase is active in solution, it crystallized in an inactive, autoinhibited state. Comparison with other bacterial kinases provides insights into the determinants of catalysis, interactions of PknB with ligands, and the pathway of activation. KW - SER/THR kinase KW - domain KW - subunit KW - dependent protein-kinase KW - mycobacterium-tuberculosis KW - activation mechanism KW - crystal structure KW - antibiotic resistance KW - catalytic KW - methicillin KW - inhibitor Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-135369 VL - 7 IS - 6 ER - TY - THES A1 - Heiligenthal, Sven T1 - Strong and Weak Chaos in Networks of Semiconductor Lasers with Time-Delayed Couplings T1 - Starkes und Schwaches Chaos in Netzwerken aus Halbleiterlasern mit zeitverzögerten Kopplungen N2 - This thesis deals with the chaotic dynamics of nonlinear networks consisting of semiconductor lasers which have time-delayed self-feedbacks or mutual couplings. These semiconductor lasers are simulated numerically by the Lang-Kobayashi equations. The central issue is how the chaoticity of the lasers, measured by the maximal Lyapunov exponent, changes when the delay time is changed. It is analysed how this change of chaoticity with increasing delay time depends on the reflectivity of the mirror for the self-feedback or the strength of the mutal coupling, respectively. The consequences of the different types of chaos for the effect of chaos synchronization of mutually coupled semiconductor lasers are deduced and discussed. At the beginning of this thesis, the master stability formalism for the stability analysis of nonlinear networks with delay is explained. After the description of the Lang-Kobayashi equations and their linearizations as a model for the numerical simulation of semiconductor lasers with time-delayed couplings, the artificial sub-Lyapunov exponent $\lambda_{0}$ is introduced. It is explained how the sign of the sub-Lyapunov exponent can be determined by experiments. The notions of "strong chaos" and "weak chaos" are introduced and distinguished by their different scaling properties of the maximal Lyapunov exponent with the delay time. The sign of the sub-Lyapunov exponent $\lambda_{0}$ is shown to determine the occurence of strong or weak chaos. The transition sequence "weak to strong chaos and back to weak chaos" upon monotonically increasing the coupling strength $\sigma$ of a single laser's self-feedback is shown for numerical calculations of the Lang-Kobayashi equations. At the transition between strong and weak chaos, the sub-Lyapunov exponent vanishes, $\lambda_{0}=0$, resulting in a special scaling behaviour of the maximal Lyapunov exponent with the delay time. Transitions between strong and weak chaos by changing $\sigma$ can also be found for the Rössler and Lorenz dynamics. The connection between the sub-Lyapunov exponent and the time-dependent eigenvalues of the Jacobian for the internal laser dynamics is analysed. Counterintuitively, the difference between strong and weak chaos is not directly visible from the trajectory although the difference of the trajectories induces the transitions between the two types of chaos. In addition, it is shown that a linear measure like the auto-correlation function cannot unambiguously reveal the difference between strong and weak chaos either. Although the auto-correlations after one delay time are significantly higher for weak chaos than for strong chaos, it is not possible to detect a qualitative difference. If two time-scale separated self-feedbacks are present, the shorter feedback has to be taken into account for the definition of a new sub-Lyapunov exponent $\lambda_{0,s}$, which in this case determines the occurence of strong or weak chaos. If the two self-feedbacks have comparable delay times, the sub-Lyapunov exponent $\lambda_{0}$ remains the criterion for strong or weak chaos. It is shown that the sub-Lyapunov exponent scales with the square root of the effective pump current $\sqrt{p-1}$, both in its magnitude and in the position of the critical coupling strengths. For networks with several distinct sub-Lyapunov exponents, it is shown that the maximal sub-Lyapunov exponent of the network determines whether the network's maximal Lyapunov exponent scales strongly or weakly with increasing delay time. As a consequence, complete synchronization of a network is excluded for arbitrary networks which contain at least one strongly chaotic laser. Furthermore, it is demonstrated that the sub-Lyapunov exponent of a driven laser depends on the number of the incoherently superimposed inputs from unsynchronized input lasers. For networks of delay-coupled lasers operating in weak chaos, the condition $|\gamma_{2}|<\mathrm{e}^{-\lambda_{\mathrm{m}}\,\tau}$ for stable chaos synchronization is deduced using the master stability formalism. Hence, synchronization of any network depends only on the properties of a single laser with self-feedback and the eigenvalue gap of the coupling matrix. The characteristics of the master stability function for the Lang-Kobayashi dynamics is described, and consequently, the master stability function is refined to allow for precise practical prediction of synchronization. The prediction of synchronization with the master stability function is demonstrated for bidirectional and unidirectional networks. Furthermore, the master stability function is extended for two distinct delay times. Finally, symmetries and resonances for certain values of the ratio of the delay times are shown for the master stability function of the Lang-Kobyashi equations. N2 - Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der chaotischen Dynamik von nichtlinearen Netzwerken, die aus Halbleiterlasern bestehen, welche ihrerseits eine zeitverzögerte Selbstrückkopplung oder gegenseitige Kopplungen aufweisen. Diese Halbleiterlaser werden numerisch mit Hilfe der Lang-Kobayashi-Gleichungen simuliert. Die zentrale Fragestellung ist dabei, wie sich die Chaotizität der Laser, die in Form des größten Lyanpunov-Exponenten gemessen wird, mit der Verzögerungszeit ändert. Des Weiteren wird untersucht, wie diese Veränderung der Chaotizität bei Zunahme der zeitlichen Verzögerung entweder von der Reflektivität des Spiegels der Selbstrückkopplung oder aber von der Stärke der gegenseitigen Kopplungen abhängt. Die Folgen der unterschiedlichen Arten von Chaos für den Effekt der Chaossynchronisation gegenseitig gekoppelter Halbleiterlaser werden hergeleitet und diskutiert. Zu Beginn dieser Arbeit wird zunächst der Master-Stability-Formalismus für die Stabilitätsanalyse von nichtlinearen Netzwerken mit Zeitverzögerung erklärt. Nach der Beschreibung der Lang-Kobayshi-Gleichungen und deren Linearisierungen als Modell für die numerische Simulation von Halbleiterlasern mit zeitverzögerten Kopplungen wird der künstliche Sub-Lyapunov-Exponent $\lambda_{0}$ eingeführt. Es wird erläutert, wie das Vorzeichen des Sub-Lyapunov-Exponenten in Experimenten bestimmt werden kann. Die Termini "starkes Chaos" und "schwaches Chaos" werden eingeführt. Diese werden auf Basis der unterschiedlichen Skalierungseigenschaften des größten Lyapunov-Exponenten mit der Verzögerungszeit unterschieden. Es wird gezeigt, dass das Vorzeichen des Sub-Lyapunov-Exponenten $\lambda_{0}$ das Auftreten von starkem oder schwachem Chaos bestimmt. Die Übergangssequenz "schwaches zu starkem Chaos und wieder zurück zu schwachem Chaos" bei monotoner Erhöhung der Kopplungsstärke $\sigma$ eines einzelnen Lasers mit Selbstrückkopplung wird für numerische Berechnungen der Lang-Kobayashi-Gleichungen dargestellt. Beim Übergang zwischen starkem und schwachem Chaos verschwindet der Sub-Lyapunov-Exponent, $\lambda_{0}=0$, was zu einem speziellen Skalierungsverhalten des größten Lyapunov-Exponenten mit der Verzögerungszeit führt. Übergänge zwischen starkem und schwachem Chaos durch Änderung von $\sigma$ können auch für die Rössler- und Lorenz-Dynamik gefunden werden. Der Zusammenhang zwischen dem Sub-Lyapunov-Exponenten und den zeitabhängigen Eigenwerten der Jacobi-Matrix der internen Laserdynamik wird analysiert. Anders als intuitiv erwartet, ist der Unterschied zwischen starkem und schwachem Chaos nicht unmittelbar anhand der Trajektorie ersichtlich, obwohl der Unterschied der Trajektorien die Übergänge zwischen den beiden Chaosarten induziert. Darüber hinaus wird gezeigt, dass ein lineares Maß wie die Autokorrelationsfunktion den Unterschied zwischen starkem und schwachem Chaos auch nicht eindeutig aufzeigen kann. Obwohl die um eine Verzögerungszeit verschobenen Autokorrelationen für schwaches Chaos signifikant größer als für starkes Chaos sind, ist es nicht möglich, einen qualitativen Unterschied festzustellen. Bei Vorliegen zweier zeitskalenseparierter Selbstrückkopplungen muss die kürzere Rückkopplung bei der Definition eines neuen Sub-Lyapunov-Exponenten $\lambda_{0,s}$ berücksichtigt werden, welcher dann das Auftreten von starkem oder schwachem Chaos bestimmt. Falls die beiden Selbstrückkopplungen vergleichbare Verzögerungszeiten aufweisen, so ist der Sub-Lyapunov-Exponent $\lambda_{0}$ nach wie vor das Kriterium für starkes oder schwaches Chaos. Es wird gezeigt, dass der Sub-Lyapunov-Exponent mit der Quadratwurzel des effektiven Pumpstroms $\sqrt{p-1}$ skaliert, und zwar sowohl bezüglich seiner Größe als auch bezüglich der Position der kritischen Kopplungsstärken. Für Netzwerke mit mehreren unterschiedlichen Sub-Lyapunov-Exponenten wird gezeigt, dass der größte Sub-Lyapunov-Exponent des Netzwerks bestimmt, ob der größte Lyapunov-Exponent des Netzwerks mit zunehmender Verzögerungszeit stark oder schwach skaliert. Folglich ist vollständige Synchronisation eines Netzwerks für beliebige Netzwerke, die wenigstens einen stark chaotischen Laser beinhalten, ausgeschlossen. Zudem wird gezeigt, dass der Sub-Lyapunov-Exponent eines getriebenen Lasers von der Anzahl der inkohärent superponierten Eingangssignale der nicht synchronisierten Eingangslaser abhängt. Für Netzwerke aus zeitverzögert gekoppelten Lasern, die im schwachen Chaos betrieben werden, wird die Bedingung $|\gamma_{2}|<\mathrm{e}^{-\lambda_{\mathrm{m}}\,\tau}$ für stabile Chaossynchronisation mit Hilfe des Master-Stability-Formalismus hergeleitet. Folglich hängt die Synchronisation eines jeden Netzwerks nur von den Eigenschaften eines einzelnen Lasers mit Selbstrückkopplung und von der Eigenwertlücke der Kopplungsmatrix ab. Die spezifischen Eigenschaften der Master-Stability-Funktion der Lang-Kobayashi-Dynamik werden beschrieben, und dementsprechend wird die Master-Stability-Funktion angepasst, um eine präzise praktische Vorhersage von Synchronisation zu ermöglichen. Die Vorhersage von Synchronisation mittels der Master-Stability-Funktion wird für bidirektionale und unidirektionale Netzwerke demonstriert. Ferner wird die Master-Stability-Funktion für den Fall zweier unterschiedlicher Verzögerungszeiten erweitert. Schließlich werden Symmetrien und Resonanzen bei bestimmten Werten des Verhältnisses der Verzögerungszeiten für die Master-Stability-Funktion der Lang-Kobyashi-Gleichungen aufgezeigt. KW - Halbleiterlaser KW - Nichtlineares dynamisches System KW - Chaotisches System KW - Nonlinear Dynamics KW - Chaos KW - Synchronization KW - Networks KW - Delay-Differential Equations KW - Semiconductor Lasers KW - Simulation KW - Chaostheorie KW - Nichtlineares System KW - Dynamisches System KW - Synchronisierung KW - Netzwerk Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77958 ER - TY - INPR A1 - Volkmann, Armin T1 - Stempelverzierte Keramikfunde der Völkerwanderungszeit im Barbaricum – Neue Funde vom frühmittelalterlichen Burgwall bei Kopchin (Lkr. Bautzen) T1 - Stamp decorated pottery from the migration period in the Barbaricum – New finds from the early medieval hill fort of Kopchin in Upper Lusatia (East Germany) N2 - Durch die systematische Sichtung des Fundmaterials des frühmittelalterlichen Burgwalls von Kopchin in der Oberlausitz konnten einige Keramikscherben identifiziert werden, die wohl älter als bisher angenommen sind und in die Völkerwanderungszeit datieren. Dies ist von besonderer Relevanz, da für Nordostdeutschland traditionell eine Besiedlungslücke im 5.–7. Jh. AD postuliert wird. Dieser Hiatus ist offenbar teils auch der schwierigen sicheren Datierung der oft recht unspezifischen Keramiktypen geschuldet. So konnten mit wachsendem Kenntnisstand dieser Keramiken in den letzten Jahren auch einige völkerwanderungszeitliche Fundstellen, besonders in Nordbrandenburg und im deutsch-polnischen Pommern lokalisiert werden. In Nordost-Sachsen sind die vorgestellten singulären Funde des 5.–6. Jhs. AD jedoch bisher ohne sichere Parallelen, auch wenn mittlerweile einige Fundstellen der Völkerwanderungszeit in der Region erkannt worden sind. N2 - Through the systematic review of the finds of the early medieval slavic hill fort of Kopchin in Upper Lusatia, some pottery fragments were identified that are probably older than previously believed: They are dated to the migration period. This is of particular relevance. Traditionally, a gap in settlement in northeastern Germany of the 5.–7. centuries AD is postulated. This hiatus is apparently due partly to the rather difficult secure dating of the often non-specific ceramic types of this period. With increasing knowledge of these ceramics over the last years, new finding sites of the migration period were localized especially in northern Brandenburg and the German-Polish Pomerania. In northeast Saxony, the presented pottery fragments are still singular discoveries of the 5.–7. centuries AD without parallels in this region. KW - Germanen KW - Spätantike KW - Vor- und Frühgeschichte KW - Frühmittelalter KW - Barbaricum KW - Burgwall KW - slawisch KW - Archäologie KW - Völkerwanderungszeit KW - Stempelkeramik KW - Late Antiquity KW - early medieva KW - l slavic hill fort KW - Migration Period Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74432 ER - TY - JOUR A1 - Rackwitz, Lars A1 - Eden, Lars A1 - Reppenhagen, Stephan A1 - Reichert, Johannes C. A1 - Jakob, Franz A1 - Walles, Heike A1 - Pullig, Oliver A1 - Tuan, Rocky S. A1 - Rudert, Maximilian A1 - Nöth, Ulrich T1 - Stem cell- and growth factor-based regenerative therapies for avascular necrosis of the femoral head JF - Stem Cell Research & Therapy N2 - Avascular necrosis (AVN) of the femoral head is a debilitating disease of multifactorial genesis, predominately affects young patients, and often leads to the development of secondary osteoarthritis. The evolving field of regenerative medicine offers promising treatment strategies using cells, biomaterial scaffolds, and bioactive factors, which might improve clinical outcome. Early stages of AVN with preserved structural integrity of the subchondral plate are accessible to retrograde surgical procedures, such as core decompression to reduce the intraosseous pressure and to induce bone remodeling. The additive application of concentrated bone marrow aspirates, ex vivo expanded mesenchymal stem cells, and osteogenic or angiogenic growth factors (or both) holds great potential to improve bone regeneration. In contrast, advanced stages of AVN with collapsed subchondral bone require an osteochondral reconstruction to preserve the physiological joint function. Analogously to strategies for osteochondral reconstruction in the knee, anterograde surgical techniques, such as osteochondral transplantation (mosaicplasty), matrix-based autologous chondrocyte implantation, or the use of acellular scaffolds alone, might preserve joint function and reduce the need for hip replacement. This review summarizes recent experimental accomplishments and initial clinical findings in the field of regenerative medicine which apply cells, growth factors, and matrices to address the clinical problem of AVN. KW - osteochondral allografts KW - autologous chondrocyte implantation KW - osteogenesis imperfecta KW - segmental collapse KW - mesenchymal cells KW - progenitor cells KW - stromal cells KW - sheep model KW - colony-stimulating factor KW - core depression Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-135413 VL - 3 IS - 7 ER - TY - THES A1 - Schönlein, Michael T1 - Stability and Robustness of Fluid Networks: A Lyapunov Perspective T1 - Stabilität und Robustheit von Fluidnetzwerken: Eine Lyapunov Perspektive N2 - In the verification of positive Harris recurrence of multiclass queueing networks the stability analysis for the class of fluid networks is of vital interest. This thesis addresses stability of fluid networks from a Lyapunov point of view. In particular, the focus is on converse Lyapunov theorems. To gain an unified approach the considerations are based on generic properties that fluid networks under widely used disciplines have in common. It is shown that the class of closed generic fluid network models (closed GFNs) is too wide to provide a reasonable Lyapunov theory. To overcome this fact the class of strict generic fluid network models (strict GFNs) is introduced. In this class it is required that closed GFNs satisfy additionally a concatenation and a lower semicontinuity condition. We show that for strict GFNs a converse Lyapunov theorem is true which provides a continuous Lyapunov function. Moreover, it is shown that for strict GFNs satisfying a trajectory estimate a smooth converse Lyapunov theorem holds. To see that widely used queueing disciplines fulfill the additional conditions, fluid networks are considered from a differential inclusions perspective. Within this approach it turns out that fluid networks under general work-conserving, priority and proportional processor-sharing disciplines define strict GFNs. Furthermore, we provide an alternative proof for the fact that the Markov process underlying a multiclass queueing network is positive Harris recurrent if the associate fluid network defining a strict GFN is stable. The proof explicitely uses the Lyapunov function admitted by the stable strict GFN. Also, the differential inclusions approach shows that first-in-first-out disciplines play a special role. N2 - Für den Nachweis der positiven Harris-Rekurrenz bei Multiklassenwarteschlangennetzwerken ist die Stabilitätsanalyse der Klasse von Fluidnetzwerken von wesentlicher Bedeutung. Gegenstand dieser Arbeit ist die Stabilität von Fluidnetzwerken aus der Sicht von Lyapunov. Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf konverse Lyapunov Theoreme gelegt. Hierzu wird ein axiomatischer Zugang gewählt, der auf generischen Eigenschaften gängiger Fluidnetzwerke basiert. Die Arbeit zeigt, dass die Klasse der abgeschlossenen generischen Fluidnetzwerk (abgeschlossene GFN) Modelle zu weit gefasst ist, um eine umfassende Lyapunovtheorie zu ermöglichen. Um dies zu beheben, wird die Klasse der strikten GFN Modelle eingeführt. In dieser Klasse wird verlangt, dass abgeschlossene GFN Modelle zusätzlich eine Verkettungs- sowie eine Unterhalbstetigkeitsbedingung erfüllen. Aus der Arbeit geht hervor, dass für strikte GFN Modelle Stabilität äquivalent zu der Existenz einer stetigen Lyapunov-Funktion ist. Darüberhinaus wird eine Regularitätseigenschaft an die Trajektorien des stikten GFN Modells gegeben, welche die Konstruktion glatter Lyapunov-Funktionen ermöglicht. Für den Nachweis, dass Fluidnetzwerke unter gängigen Disziplinen die zusätzlichen Eigenschaften erfüllen, werden diese als Differentialinklusionen aufgefasst. Dabei zeigt sich, dass allgemein arbeitserhaltende Fluidnetzwerke und Fluidnetzwerke mit Prioritäten strikte GFN Modelle liefern. Zudem zeigt die Arbeit einen alternativen Beweis dafür, dass der einem Multiklassenwarteschlangennetzwerk zugrunde liegende Markovprozess positiv Harris-rekurrent ist, falls das zugehörige Fluidnetzwerk ein striktes GFN Modell definiert und stabil ist. Dabei wird explizit die Lyapunov-Funktion des Fluidnetzwerkes ausgenutzt. Außerdem zeigt die Betrachtung von Fluidnetzwerken mittels Differentialinklusionen, dass first-in-first-out Fluidnetzwerken eine Sonderrolle zukommt. KW - Warteschlangennetz KW - Ljapunov-Funktion KW - Ljapunov-Stabilitätstheorie KW - Fluidnetzwerk KW - Lyapunov Funktion KW - Stabilität KW - queueing networks KW - fluid networks KW - stability KW - Lyapunov functions Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72235 ER - TY - THES A1 - Wichmann, Tobias T1 - Spulen-Arrays mit bis zu 32 Empfangselementen für den Einsatz an klinischen NMR-Geräten T1 - Coil-Arrays with up to 32 receive channels for the use on clinical NMR systems N2 - In dieser Arbeit wurden für spezielle Anwendungen an klinischen MR-Geräten optimierte Phased-Array-Spulen entwickelt. Das Ziel war, durch die Verwendung neuer Spulen entweder neue Anwendungsgebiete für klinische MR-Geräte zu eröffnen oder bei bestehenden Applikationen die Diagnosemöglichkeiten durch eine Kombination von höherem SNR und kleineren g-Faktoren im Vergleich zu bestehenden Spulen zu verbessern. In Kapitel 3 wurde untersucht, ob es durch den Einsatz neu entwickelter, dedizierter Kleintierspulen sinnvoll möglich ist, Untersuchungen an Kleintieren an klinischen MR-Geräten mit einer Feldstärke von 1,5T durchzuführen. Der Einsatz dieser Spulen verspricht dem klinischen Anwender Studien an Kleintieren durchführen zu können, bei denen er den gleichen Kontrast wie bei einer humanen Anwendung erhält und gleichzeitig Kontrastmittel sowie Sequenzen, die klinisch erprobt sind, einzusetzen. Durch die gewählten geometrischen Abmessungen der Spulen ist es möglich, Zubehör von dedizierten Tier-MR-Geräten, wie z. B. Tierliegen oder EKG- bzw. Atemtriggereinheiten, zu verwenden. Durch Vorversuche an für Ratten dimensionierten Spulen wurden grundlegende Zusammenhänge zwischen verwendetem Entkopplungsmechanismus und SNR bzw. Beschleunigungsfähigkeit erarbeitet. Für Ratten wurde gezeigt, dass in akzeptablen Messzeiten von unter fünf Minuten MR-Messungen des Abdomens in sehr guter Bildqualität möglich sind. Ebenfalls gezeigt wurde die Möglichkeit durch den Einsatz von paralleler Bildgebung sowie Kontrastmitteln hochaufgelöste Angiographien durchzuführen. Es stellte sich heraus, dass bei 1,5T dedizierte Mäusespulen bei Raumtemperatur von den SNR-Eigenschaften am Limit des sinnvoll Machbaren sind. Trotzdem war es möglich, auch für Mäuse ein 4-Kanal-Phased-Array zu entwickeln und den Einsatz bei kontrastmittelunterstützten Applikationen zu demonstrieren. Insgesamt wurde gezeigt, dass durch den Einsatz von speziellen, angepassten Kleintierspulen auch Tieruntersuchungen an klinischen MR-Geräten mit niedriger Feldstärke durchführbar sind. Obwohl sich die Bestimmung der Herzfunktion an MR-Geräten im klinischen Alltag zum Goldstandard entwickelt hat, ist die MR-Messung durch lange Atemanhaltezyklen für einen Herzpatienten sehr mühsam. In Kapitel 4 wurde deswegen die Entwicklung einer 32-Kanal-Herzspule beschrieben, welche den Komfort für Patienten deutlich erhöhen kann. Schon mit einem ersten Prototypen für 3T war es möglich, erstmals Echtzeitbildgebung mit leicht reduzierter zeitlicher Auflösung durchzuführen und damit auf das Atemanhalten komplett zu verzichten. Dies ermöglicht den Zugang neuer Patientengruppen, z. B. mit Arrythmien, zu MR-Untersuchungen. Durch eine weitere Optimierung des Designs wurde das SNR sowie das Beschleunigungsvermögen signifikant gesteigert. Bei einem Beschleunigungsfaktor R = 5 in einer Richtung erhält man z. B. gemittelt über das gesamte Herz ein ca. 60 % gesteigertes SNR zu dem Prototypen. Die Kombination dieser Spule zusammen mit neuentwicklelten Methoden wie z. B. Compressed- Sensing stellt es in Aussicht, die Herzfunktion zukünftig in der klinischen Routine in Echtzeit quantifizieren zu können. In Kapitel 5 wurde die Entwicklung einer optimierten Brustspulen für 3T beschrieben. Bei Vorversuchen bei 1,5T wurden Vergleiche zwischen der Standardspule der Firma Siemens Healthcare und einem 16-Kanal-Prototypen durchgeführt. Trotz größerem Spulenvolumen zeigt die Neuentwicklung sowohl hinsichtlich SNR als auch paralleler Bildgebungseigenschaften eine signifikante Verbesserung gegenüber der Standardspule. Durch die Einhaltung aller Kriterien für Medizinprodukte kann diese Spule auch für den klinischen Einsatz verwendet werden. Mit den verbesserten Eigenschaften ist es beispielsweise möglich, bei gleicher Messdauer eine höhere Auflösung zu erreichen. Aufgrund des intrinsischen SNR-Vorteils der 3 T-Spule gegenüber der 1,5 T-Spule ist es dort sogar möglich, bei höheren Beschleunigungsfaktoren klinisch verwertbare Schnittbilder zu erzeugen. Zusammenfassend wurden für alle drei Applikationen NMR-Empfangsspulen entwickelt, die im Vergleich zu den bisher verfügbaren Spulen, hinsichtlich SNR und Beschleunigungsvermögen optimiert sind und dem Anwender neue Möglichkeiten bieten. N2 - Purpose of this work was to develop optimized phased array coils for clinical magnetic resonance imaging (MRI) systems for applications were dedicated coils were not readily available. Chapter 3 evaluates the use of dedicated small animal coils on clinical MR scanners with a field strength of 1,5T instead of using special animal-systems with higher intrinsic signal-to-noise ratio. Advantage of the clinical system is the availability and the portability of the results of animal studies to human applications because sequences can easily be adopted. The available contrast is similar and clinically tested contrast agents can directly be used. Comparisons of different array decoupling methods with respect to SNR and parallel imaging performance have been conducted on coils with the standard size of rat-coils on animal scanners as part of this work. This geometry made it possible to directly use accessories of these systems like animal beds and monitoring systems. It showed that it is possible to acquire images of the abdomen of the rat in under five minutes in very good image quality with such setup. It was also used for high resolution angiographie in very short scanning time due to the use of parallel imaging techniques. However it has shown that the use of dedicated mouse coils is at the very limit of SNR at 1.5 T. Nevertheless a four channel phased array coil was built and tested. The results are described within this work. Another application which can benefit of novel dedicated coils is the assessment of cardiac function. Especially for heart patients it can be very exhausting to hold breath for a longer period of time, which is required by the current standard protocol for cardiac imaging. The combination of 3T and many available receive channels is a very promising combination to shorten the scan time. Chapter 4 describes the development of a 32 channel cardiac phased array coil for 3T to investigate this idea. Starting with an existing coil for 1.5T a first prototype was developed which was the first coil to demonstrate real-time cardiac imaging with only slightly reduced temporal resolution. A further optimization of this coil led to a completely new coil with higher SNR performance and better parallel imaging abilities and was a further step towards real-time imaging of the heart in clinical routine. Chapter 5 describes the development of an optimized 16 channel breast coil for 3T which can be used in clinical routine. Tests at 1.5T were conducted to find the best coil element layout . It was also possible to compare the prototypes at this field strength to an existing breast coil of Siemens Healthcare. Better SNR and parallel imaging performance could be achieved due to the possibility of adjusting the coil size to different breast sizes and therefore optimizing the filling factor. These improved qualities will allow to have higher resolution in the same scan time compared to the current standard in clinical routine. In conclusion it has been shown that these applications can benefit from dedicated array coils due to better SNR and parallel imaging performance. KW - Kernspintomografie KW - NMR-Tomographie KW - Spulen-Array KW - magnetic resonance imaging KW - coil-array KW - Magnetspule KW - Magnetische Kernresonanz Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-79358 ER - TY - THES A1 - Bentmann, Hendrik T1 - Spin-Bahn-Kopplung in Grenzschichten: Mikroskopische Zusammenhänge und Strategien zur Manipulation T1 - Spin-Orbit-Coupling at Interfaces: Microscopic Mechanisms and Strategies for Manipulation N2 - Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Einfluss der Spin-Bahn-Kopplung (SBK) auf die zweidimensionale elektronische Struktur von Festkörperoberflächen und -grenzflächen. Aufgrund der strukturellen Inversionsasymmetrie kann die SBK in derartigen Systemen eine Spinaufspaltung der elektronischen Zustände herbeiführen und eine charakteristische impulsabhängige Spinstruktur induzieren (Rashba-Effekt). Die Studien in dieser Arbeit sind zum einen darauf gerichtet, das physikalische Verständnis der mikroskopischen Zusammenhänge, die die Spinaufspaltung und die Spinorientierung elektronischer Zustände an Grenzflächen bestimmen, zu verbessern. Des Weiteren sollen Möglichkeiten zur Manipulation der SBK durch kontrollierte Variationen chemischer und struktureller Grenzflächenparameter erforscht werden. Als Modellsysteme für diese Fragestellungen dienen die isostrukturellen Oberflächenlegierungen BiCu2 und BiAg2, deren elektronische Struktur mittels winkelaufgelöster Photoelektronenspektroskopie (ARPES) und spinaufgelöster ARPES untersucht wird. Die Resultate der Experimente werden mithilfe von ab initio-Rechnungen und einfacheren Modellbetrachtungen interpretiert. Die Arbeit schließt mit einer ausblickenden Präsentation von Experimenten zu dem topologischen Isolator Bi2Se3(0001). Vergleichende ARPES-Messungen zu BiAg2/Ag(111) und BiCu2/Cu(111) zeigen, dass bereits geringe Unterschiede in der Grenzschichtmorphologie die Größe der Spinaufspaltung in der elektronischen Struktur um ein Vielfaches verändern können. Zudem belegen spinaufgelöste Experimente eine invertierte Spinorientierung der elektronischen Zustände in BiCu2 im Vergleich mit dem Referenzsystem Au(111). Beide Resultate können durch eine theoretische Analyse des Potentialprofils und der elektronischen Ladungsverteilung senkrecht zu der Grenzfläche in Kombination mit einfachen Modellbetrachtungen verstanden werden. Es stellt sich heraus, dass Asymmetrien in der Ladungsverteilung das direkte mikroskopische Bindeglied zwischen der Spinstruktur des elektronischen Systems und den strukturellen und chemischen Parametern der Grenzschicht bilden. Weitergehende ARPES-Experimente zeigen, dass die spinabhängige elektronische Struktur zudem signifikant durch die Symmetrie des Potentials parallel zu der Grenzflächenebene beeinflusst wird. Eine Manipulation der SBK wird in BiCu2 durch die Deposition von Adatomen erreicht. Hierdurch gelingt es, die Spinaufspaltung sowohl zu vergrößern (Na-Adsorption) als auch zu verringern (Xe-Adsorption). ARPES-Experimente an dem ternären Schichtsystem BiAg2/Ag/Au(111) belegen erstmalig eine Kopplung zwischen elektronischen Bändern mit entgegengesetztem Spincharakter in einem zweidimensionalen System mit Spinaufspaltung (Interband-Spin-Bahn-Kopplung). Der zugrundeliegende Kopplungsmechanismus steht in bemerkenswerter Analogie zu den Auswirkungen der SBK auf die spinpolarisierte elektronische Struktur in ferromagnetischen Systemen. Variationen in der Schichtdicke des Ag-Substratfilms erlauben es, die Stärke der Interband-SBK zu manipulieren. N2 - This thesis deals with the effects of the spin-orbit coupling (SOC) on the two-dimensional electronic structure of crystal surfaces and interfaces. Due to the structural inversion asymmetry the SOC can provoke a spin splitting of the electronic states in such systems and thereby induce a characteristic momentum-dependent spin structure (Rashba effect). The studies presented in this work are directed towards an improved understanding of the microscopic mechanisms that govern the size of the spin splitting and the spin orientation of two-dimensional electronic states. Furthermore, possibilities to manipulate the SOC via controlled variations of the chemical and structural interface properties shall be investigated. In order to address these issues the spin-dependent electronic structure of the two isostructural surface alloys BiCu2 and BiAg2 is scrutinized by angle-resolved photoelectron spectroscopy (ARPES) and spin-resolved ARPES experiments. The experimental results are interpreted using ab initio electronic structure theory as well as more simple free-electron-type models. The thesis closes with a forward-looking presentation of experimental results on the topological insulator surface Bi2Se3(0001). ARPES measurements for BiAg2/Ag(111) and BiCu2/Cu(111) reveal that already small changes in the interface morphology can result in sizeable differences of the spin splitting. Moreover, spin-resolved experiments provide evidence for an inverted spin orientation of the electronic states in BiCu2 when compared to the reference system Au(111). Both results can be understood through a careful theoretical analysis of the potential profile and the electronic charge distribution perpendicular to the interface in combination with simple model considerations. It turns out that asymmetries in the charge distribution represent the central microscopic link between the spin structure of the electronic system and the structural and chemical interface properties. Further ARPES experiments show that the spin-dependent electronic structure is also significantly influenced by the symmetry of the potential parallel to the interface. A manipulation of the SOC is achieved in BiCu2/Cu(111) by the deposition of adatoms. Thereby it is possible both to increase the spin splitting by the adsorption of Na and to decrease it by theadsorption of Xe. ARPES experiments for the ternary layer system BiAg2/Ag/Au(111) show for the first time a coupling between electronic bands of opposite spin character in a spin-orbit split electron system (interband-spin-orbit-coupling). The underlying coupling mechanism shows remarkable analogies with the effect of SOC on the spin-polarized electronic structure in ferromagnetic systems. Variations of the layer thickness of the Ag-film allow for a manipulation of the interband-SOC. KW - Spin-Bahn-Wechselwirkung KW - Grenzflächenphysik KW - Photoemission KW - Spin-orbit coupling KW - Electronic structure KW - Interface physics KW - Elektronenstruktur Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76963 ER - TY - JOUR A1 - Toepfer, Regina T1 - Spielregeln für das Überleben: Dietrich von Bern im "Nibelungenlied" und in der "Nibelungenklage" JF - Zeitschrift für deutsches Altertum und deutsche Literatur N2 - Anknüpfend an Jan Dirk Müllers Studie ‘Spielregeln für den Untergang’ fragt der Beitrag nach jenen Verhaltensweisen im ‘Nibelungenlied’, mit denen die Katastrophe hätte verhindert werden können. Im Zentrum des Beitrags steht Dietrich von Bern, der wiederholt Handlungsalternativen aufzeigt, die eine andere Entwicklung des Geschehens ermöglicht hätten. Seine Spielregeln für ein Überleben funktionieren nur deshalb nicht, weil der Herr der Amelungen in der nibelungischen Welt keine Mitspieler findet, die sich dauerhaft an seine Regeln halten. Nach der Katastrophe werden seine Maximen jedoch bestätigt und anerkannt, wie die zeitgenössischen Reflexionen im Umfeld des Epos zeigen. In der ʻNibelungenklageʼ wird nicht nur rückblickend das Fehlverhalten einzelner Figuren getadelt, sondern ermöglichen die Anweisungen Dietrichs auch ein Weiterleben und die Gestaltung künftigen Geschehens. Um diese These zu stützen, werden zunächst die für Dietrich relevanten Episoden des ‘Nibelungenlieds’ in chronologischer Folge untersucht und die jeweiligen Handlungsmaximen bestimmt, anschließend die Bedeutung und Bewertung seiner Spielregeln in der ‘Klage’ untersucht. Flankierend werden auch die Werke der historischen Dietrichepik herangezogen. KW - Katastrophe KW - Spielregeln KW - historische Dietrichepik KW - Handlungsalternative KW - Nibelungenlied KW - Klage (Epos) KW - Dietrich, von Bern Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-303049 UR - https://www.hirzel.de/zeitschrift-fuer-deutsches-altertum-und-deutsche-literatur/0044-2518 SN - 0044-2518 VL - 141 IS - 3 ER - TY - THES A1 - Knaf, Tobias T1 - Spezifische Bindung von Aluminium und Eisen an den kationenselektiven Kanal MppA von Microthrix parvicella T1 - Specific binding of aluminium and iron ions to a cation-selective cell wall channel of Microthrix parvicella N2 - Schwermetallsalze wie beispielsweise Aluminium- oder Eisensalze werden in der Abwasserbehandlung zur Prävention und Bekämpfung von Blähschlamm, Schwimmschlamm und Schaumbildung verwendet. Dadurch kann eine Verbesserung der Schlammabsetzeigenschaften im Nachklärbecken erreicht werden. Übermäßiges Wachstum des grampositiven Bakteriums Microthrix parvicella gilt dabei als Hauptursache von Schlammabsetzproblemen und kann ebenfalls durch die Dosierung von schwermetallhaltigen Flockungs- und Fällungsmitteln vermieden werden. Da diese Verbindungen in Wasser gelöst sind, müssen sie die Außenmembran bestimmter Bakterien passieren. Nur der Einbau von wassergefüllten Kanälen erlaubt den gelösten Salzen das Passieren der durch hydrophobe Fettsäuren aufgebauten zusätzlichen Permeabilitätsbarriere. In dieser Arbeit wurden wassergefüllten Kanäle von Microthrix parvicella isoliert, aufgereinigt und mit Hilfe der Black-Lipid-Bilayer-Technik charakterisiert. Ergänzend wurde der Einfluss und der Durchlass der Flockungs- und Fällungsmittel in Titrationsexperimenten untersucht. Dabei konnte ein wassergefüllter Kanal, der die Bezeichnung MppA erhielt, gefunden werden, welcher eine Leitfähigkeit von 600 pS in 1 M Kaliumchlorid und eine Bindestelle für mehrwertige Kationen wie Eisen oder Aluminium zeigte. Die Bindung dieser mehrwertigen Kationen führte zu einer Änderung der Ionenselektivität. Ohne Bindung mehrwertiger Kationen zeigte der Kanal eine leichte Kationenselektivität. Nach der Bindung wechselte die Ionenselektivität zu einer Anionenselektivität, was auf eine spezifische Ladungsverteilung im Kanal hinweist. Der Kanal MppA zeigte gleichwertige Bindekonstanten für Aluminium und Eisen. Beide Metalle werden als Fällungs- und Flockungsmittel in Kläranlagen zum Verhindern von Schwimm- und Blähschlamm verwendet. Frühere Arbeiten offenbarten bereits, dass hauptsächlich der Aluminiumanteil entscheidend für die Wirkung dieser Mittel ist. Diese Beobachtungen in Verbindung mit den Ergebnissen dieser Arbeit führten zu der Annahme, dass Eisen und Aluminium eine kompetitive Bindung an der Bindestelle im Kanalinneren zeigen könnten. So könnte in manchen Fällen Aluminium anstelle des sonst als Spurenelement benötigten Eisens durch den Kanal transportiert werden und in Enzym-Substrat-Komplexen eingebaut werden. Dadurch könnten toxische Effekte auftreten, die letztlich ein Absterben des Organismus zur Folge hätten. Für die Bindung der Metallsalze konnte zusätzlich eine pH-Abhängigkeit beobachtet werden. Nur eine Zugabe von Metalllösungen mit einem pH-Wert kleiner 6 führte zu einer Bindung im Kanal. Die Zugabe von Metalllösungen mit einem pH-Wert größer 6 zeigte keinen Effekt auf die Leitfähigkeit des Kanals. Diese Ergebnisse bestätigen die auf Kläranlagen und in vorherigen Arbeiten getätigte Beobachtung, dass der pH-Wert für die Wirksamkeit der Verbindungen entscheidend ist. In dieser Arbeit konnte jedoch erstmals gezeigt werden, dass der pH-Wert direkt die Bindung der Metallsalze beeinflusst. N2 - Heavy metal salts like aluminium or iron compounds are used in waste water treatment plants to prevent bulking sludge, floating sludge and foaming and for this reason to enhance the settleability of the sludge flocs in the secondary clarifier. Excessive growth of the Gram-positive bacterium Microthrix parvicella is one of the main origins of sludge settlement problems and can be avoided by the dosage of heavy metal salts containing flocculation and precipitations agents as well. As these agents are dissolved in water, they have to pass the outer membrane of certain bacteria. Only the incorporation of water-filled channels into the membrane allows the solutes to pass this second permeability barrier build out of hydrophobic fatty acids. In this study, the water-filled channels of Microthrix parvicella were characterized with black lipid bilayer assays and the influence and the pass through of the flocculation and precipitations agents were investigated in titration experiments. A water-filled channel called MppA with a conductance of 600 pS in 1 M potassium chloride could be found which has a binding site for polyvalent cations like iron or aluminium. The binding of polyvalent cations to the binding site inside the channel led to a switch in the ion selectivity. Without binding of polyvalent cations, the channel showed slight cation selectivity. After the binding the selectivity switched to an anion selectivity indicating a special charge distribution in the channel. The channel MppA which was found in Microthrix parvicella showed same binding constants for aluminium and iron. Both metals are used as precipitation and flocculation agents and to prevent bulking sludge and floating sludge in waste water treatment plants. Other former works revealed already that only the aluminium part is decisive for the effect of these agents. These observations in addition to the results of this work led to the suggestion that iron and aluminium show a competitive binding to the binding site. In some cases aluminium might be transported through the channel and incorporated to some enzyme-substrate-complexes instead of the iron which usually acts as a micronutrient. This could lead to toxic effects and the dieback of the organism. A pH-dependency could be found for the binding of the metal salts. Only the addition of metal solutions with a pH lower than 6 led to a binding. The addition of solutions with pH-values higher than 6 showed no effect to the conductivity of the channel. These results confirm the observation done on waste water treatment plants and in other former studies that the pH value is generally decisive for the effect of the agents. But this work could show for the first time that the pH directly affects the binding of the metal salts. KW - Aluminium KW - Eisen KW - Porin KW - Microthrix parvicella KW - MppA KW - Zellwandkanal KW - aluminium KW - iron KW - cell wall channel KW - porin KW - Microthrix parvicella KW - Fadenbakterien KW - Abwasserreinigung Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77011 ER - TY - JOUR A1 - Tobias, Kaufmann A1 - Völker, Stefan A1 - Gunesch, Laura A1 - Kübler, Andrea T1 - Spelling is just a click away – a user-centered brain-computer interface including auto-calibration and predictive text entry N2 - Brain–computer interfaces (BCI) based on event-related potentials (ERP) allow for selection of characters from a visually presented character-matrix and thus provide a communica- tion channel for users with neurodegenerative disease. Although they have been topic of research for more than 20 years and were multiply proven to be a reliable communication method, BCIs are almost exclusively used in experimental settings, handled by qualiﬁed experts. This study investigates if ERP–BCIs can be handled independently by laymen without expert support, which is inevitable for establishing BCIs in end-user’s daily life situations. Furthermore we compared the classic character-by-character text entry against a predictive text entry (PTE) that directly incorporates predictive text into the character- matrix. N = 19 BCI novices handled a user-centered ERP–BCI application on their own without expert support. The software individually adjusted classiﬁer weights and control parameters in the background, invisible to the user (auto-calibration). All participants were able to operate the software on their own and to twice correctly spell a sentence with the auto-calibrated classiﬁer (once with PTE, once without). Our PTE increased spelling speed and, importantly, did not reduce accuracy. In sum, this study demonstrates feasi- bility of auto-calibrating ERP–BCI use, independently by laymen and the strong beneﬁt of integrating predictive text directly into the character-matrix. KW - Psychologie KW - P300-Speller KW - ERP-BCI KW - brain–computerinterface KW - user-centered KW - auto-calibration KW - predictivetextentry KW - event-relatedpotentials KW - assisitvetechnology Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75739 ER - TY - THES A1 - Shuvaev, Alexey T1 - Spectroscopic study of manganites with magnetoelectric coupling T1 - Spektroskopische Untersuchungen an Manganoxyd-verbindungen mit magnetoelektrischer Kopplung N2 - The present thesis is devoted to the spectroscopic study of rare earth manganites RMnO3 (R = Gd, Dy, Tb, Eu(1 - x)Y(x)) in the submillimeter frequency range. A dynamic manifestation of a strong magnetoelectric coupling in these systems is the existence of electromagnons - spin waves excited by the electric component of the electromagnetic wave. The exact analytical solution of the Landau-Lifshitz equations obtained for cycloidal antiferromagnets builds the bridge between the inelastic neutron scattering and the optical experiments. A semi-quantitative agreement is achieved between the theory and the results by these two experimental techniques. Two suggested mechanisms of the magnetoelectric coupling, the inverse Dzyaloshinskii-Moriya (IDM) interaction and the symmetric Heisenberg exchange (HE) striction, are introduced in a perturbative manner. The qualitative conclusions regarding both static and dynamic electric properties are also in agreement with the experiment. GdMnO3 is the system in which the electromagnons were first detected at low frequencies. Far infrared measurements in GdMnO3 presented here have confirmed the existence of a second high frequency electromagnon at 75 reciprocal centimeter. The detection of an additional mode suggests the existence of at least short range ferroelectric order. Such order has not been observed in static experiments so far. The electromagnons in Eu(1 - x)Y(x)MnO3 helped to clarify the role of the rare earth magnetism. As the Y(3+) ions are diamagnetic and Eu(3+) ions possess Van Vleck paramagnetism only, it is the Mn subsystem that is primarily responsible for the magnetoelectric properties of rare earth manganites. The electromagnons in DyMnO3 and TbMnO3 do not change their excitation conditions upon the flop of the spin cycloid in external magnetic fields. This fact still lacks consistent theoretical explanation. Detailed measurements on TbMnO3 of different orientations have allowed to prove the existence of the IDM electromagnon. The study of DyMnO3 in external magnetic fields has shown that, depending on the Dy ordering, the electromagnons and static electric polarization can be either enhanced or suppressed. Thus, the magnetic order of rare earth moments still plays an important role. As a general result of the present work, the IDM interaction is capable to describe the static electric polarization and the weak electro-active excitation in the high-field phase of TbMnO3. The HE model is successful in explaining the high frequency electromagnon, including its excitation conditions and the spectral weight. However, both models are still unable to describe the energy and the spectral weight of the low frequency electromagnon. Further theoretical and experimental efforts are required in this direction. N2 - Die vorliegende Dissertation befasst sich mit den spektroskopischen Untersuchungen von Manganaten der Seltenen Erden im Bereich der Submillimeterwellen. Spektroskopisches Merkmal der starken elektromagnetischen Kopplung ist die Existenz der Elektromagnonen - Spinwellen, die durch das elektrische Feld des Lichtes angeregt werden. Die Lösung der Landau-Lifshitz Gleichungen für die zykloidale magnetische Ordnung verbindet die inelastische Neutronstreuung mit den optischen Experimenten. Eine halbquantitative Übereinstimmung wurde zwischen der Theorie und diesen zwei experimentellen Techniken erreicht. Zwei Mechanismen der magnetoelektrischen Kopplung, die inverse Dzyaloshinskii-Moriya (IDM) Wechselwirkung und das auf den symmetrischen Heisenberg Austausch basierte Modell, werden in einer perturbativen Art eingefürt. Die Ferninfrarotmessungen an GdMnO3 zeigen die Existenz eines zweiten Elektromagnons bei 75 Reziprokzentimeter. Diese Beobachtung deutet auf die Existenz von zumindest kurzweitigen ferroelektrischen Ordnungsparameter in GdMnO3. Die Untersuchung der Elektromagnonen in Eu(1 - x)Y(x)MnO3 Mischsystemen hat die Rolle des Magnetismus der Seltenen Erden geklärt. Nachdem Y(3+) Ionen diamagnetisch sind und Eu(3+) Ionen nur Van Vleck Paramagnetismus aufweisen, ist das Mn Untersystem vorrangig für die magnetoelektrischen Eigenschaften der Selten-Erd-Manganaten verantwortlich. Die Untersuchung von DyMnO3 in äußeren Magnetfeldern hat gezeigt, dass, je nach magnetischer Ordnung von Dy, die Elektromagnonen und die statische elektrische Polarization entweder erhöht oder unterdrückt werden können. Daher spielt die magnetische Ordnung der Seltenen Erde eine wichtige Rolle. Nach der Rotation der Spinzykloide in äußeren Magnetfeldern ändern die Elektromagnonen in DyMnO3 und TbMnO3 ihre Auswahlregeln nicht. Für diese Beobachtung fehlt jedoch noch eine übereinstimmende theoretische Erklärung. Die genauen Messungen von unterschiedlich orientierten TbMnO3 Proben ermöglichten einen schwachen elektrischen Beitrag bei 21 Reziprokzentimeter zu detektieren. Das ist die erste direkte Beobachtung einer dynamischen Anregung der IDM Wechselwirkung. Zusammenfassend, kann die IDM Wechselwirkung die statische elektrische Polarization und die schwache elektrische Anregung in der Hochfeldphase von TbMnO3 gut beschreiben. Das HE Modell wird erfolgreich bei der Erklärung des Hochfrequenzelektromagnons, dessen Auswahlregeln und des Spektralgewichts angewandt. Beide Modelle sind jedoch noch nicht in der Lage die Energie und das Spektralgewicht des Niederfrequenzelektromagnons zu beschreiben. Weitere theoretische Anstrengungen sind nötig um die noch verbleibenden offenen Fragen zu klären. KW - Manganverbindungen KW - Seltenerdverbindungen KW - FIR-Spektroskopie KW - Terahertz KW - Elektromagnon KW - Seltene Erden KW - Inkommensurable Zykloide KW - Magnetoelektrischer Effekt KW - Terahertz spectroscopy KW - Rare earth manganites KW - Electromagnon KW - Magnetoelectric effect KW - Incommensurate spin structure KW - Spektroskopie KW - Multiferroikum KW - Manganate KW - Dielektrikum KW - Magnon Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78719 ER - TY - THES A1 - Quast, Tatjana T1 - Spectroscopic investigation of charge-transfer processes and polarisation pulse shaping in the visible spectral range T1 - Spektroskopische Untersuchung von Ladungstransferprozessen und Polarisationspulsformung im sichtbaren Spektralbereich N2 - The first part deals with the spectroscopic investigation of ultrafast light-induced charge-transfer processes in different molecular compounds. In the second part, the question of the generation and characterisation of broadband visible polarisation-shaped laser pulses is treated. N2 - Der erste Teil der Arbeit behandelt die spektroskopische Untersuchung von ultraschnellen lichtinduzierten Ladungstransferprozessen in unterschiedlichen molekularen Verbindungen. Im zweiten Teil wird die Erzeugung und Charakterisierung von breitbandigen polarisationsgeformten Laserpulsen im sichtbaren Spektralbereich diskutiert. KW - Polarisiertes Licht KW - Ladungstransfer KW - Optische Spektroskopie KW - transiente Absorptionsspektroskopie KW - Polarisationspulsformung KW - transient absorption spectroscopy KW - polarisation pulse shaping Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74265 ER - TY - JOUR A1 - Rewitz, Christian A1 - Keitzl, Thomas A1 - Tuchscherer, Philip A1 - Goetz, Sebastian A1 - Geisler, Peter A1 - Razinskas, Gary A1 - Hecht, Bert A1 - Brixner, Tobias T1 - Spectral-interference microscopy for characterization of functional plasmonic elements JF - Optics Express N2 - Plasmonic modes supported by noble-metal nanostructures offer strong subwavelength electric-field confinement and promise the realization of nanometer-scale integrated optical circuits with well-defined functionality. In order to measure the spectral and spatial response functions of such plasmonic elements, we combine a confocal microscope setup with spectral interferometry detection. The setup, data acquisition, and data evaluation are discussed in detail by means of exemplary experiments involving propagating plasmons transmitted through silver nanowires. By considering and experimentally calibrating any setup-inherent signal delay with an accuracy of 1 fs, we are able to extract correct timing information of propagating plasmons. The method can be applied, e.g., to determine the dispersion and group velocity of propagating plasmons in nanostructures, and can be extended towards the investigation of nonlinear phenomena. Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85922 UR - http://www.opticsinfobase.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-20-13-14632&id=238393 ER - TY - THES A1 - Pollinger, Thomas T1 - Spatiotemporale Organisation der Interaktion von Gq Protein-Untereinheiten und der Phospholipase Cβ3 T1 - Spatiotemporal patterns of interaction of Gq protein subunits and phospholipase Cβ3 N2 - Die G-Protein vermittelte Aktivierung der Phospholipase Cβ (PLCβ) stellt einen primären Mechanismus dar, um eine Vielzahl von physiologischen Ereignissen zu regulieren, z.B. die Kontraktion glatter Muskelzellen, Sekretion oder die Modulation der synaptischen Transmission. Sowohl Gαq- als auch Gβγ-Untereinheiten sind dafür bekannt mit PLCβ Enzymen zu interagieren und diese zu aktivieren. Über die Dynamik dieser Interaktion und den relative Beitrag der G-Protein Untereinheiten ist jedoch nur wenig bekannt. Unter Verwendung Fluoreszenz Resonanz Energie Transfer (FRET)- basierter Methoden in lebenden Zellen, wurde die Kinetik der Rezeptor-induzierten Interaktion zwischen Gβγ und Gαq Untereinheiten, die Interaktion von sowohl der Gαq als auch der Gβγ-Untereinheit mit der PLCβ3 und die Interaktion des regulator of G-Protein signaling 2 (RGS2) mit Gαq-Untereinheiten untersucht. Um die Untersuchung der Protein-Protein-Interaktion auf die Zellmembran zu beschränken, wurde die Total-Internal Reflection Fluorescence (TIRF) Mikroskopie angewandt. Zeitlich hoch auflösendes, ratiometrisches FRET-Imaging offenbarte eine deutlich schnellere Dissoziation von Gαq und PLCβ3 nach Entzug purinerger Agonisten verglichen mit der Deaktivierung von Gq Proteinen in der Abwesenheit der PLCβ3. Dieser offensichtliche Unterschied in der Kinetik kann durch die GTPase-aktivierende Eigenschaft der PLCβ3 in lebenden Zellen erklärt werden. Weiterhin zeigte es sich, dass PLCβ3 die Gq Protein Kinetik in einem ähnlich Ausmaß beeinflusst wie RGS2, welches in vitro deutlich effizienter darin ist, die intrinsische GTPase Aktivität der Gαq-Untereinheit zu beschleunigen. Als Antwort auf die Rezeptorstimulation wurde sowohl eine Interaktion von Gαq-Untereinheiten als auch von Gq-abstammende Gβγ-Untereinheiten mit der PLCβ3 beobachtet. Darüber hinaus zeigte sich auch eine Agonist-abhängige Interaktion von Gαq und RGS2. In Abwesenheit einer Rezeptorstimulation konnte kein spezifisches FRET-Signal zwischen Gq Proteinen und der PLCβ3 oder RGS2 detektiert werden. Zusammengefasst ermöglichte das ratiometrische FRET-Imaging in der TIRF Mikroskopie neue Einsichten in die Dynamik und Interaktionsmuster des Gq-Signalwegs. N2 - G protein-mediated activation of phospholipase Cβ (PLCβ) represents a primary mechanism to regulate many physiological events such induce smooth muscle contraction, secretion and modulation of synaptic transmission. Both Gαq- and Gβγ-subunits are known to interact and activate PLCβ enzymes, however little is known about the dynamics of this interactions and the relative contribution of the G protein subunits in intact cells. Using fluorescence resonance energy transfer- (FRET-) based assays in single intact cells we studies kinetics of receptor-induced interactions between Gβγ- and Gαq-subunits, interactions of both Gαq and Gβγ with PLCβ3 as well as interactions of regulator of G proteins signalling 2 (RGS2) with Gαq- and Gβγ-subunits. In order to restrict the protein/protein interaction studies to the cell membrane we applied total internal reflection (TIRF) microscopy. High temporal resolution ratiometric FRET imaging uncovered a markedly faster dissociation of Gαq and PLC upon withdrawal of purinergic agonists compared to the deactivation of Gq proteins in the absence of PLCβ3. This apparent difference in kinetics could be contributed to the GTPase-activating property of PLCβ3 in living cells. Furthermore we found that PLCβ3 modulated Gq protein kinetics to a similar extent compared to RGS2, which in vitro is about 100 fold more efficient in activating Gq-GTPase activity. We observed that both Gαq subunits and Gq-derived Gβγ-subunits interact with PLCβ3 in response to receptor stimulation. In the absence of receptor stimulation we did neither detect any specific FRET signals between Gq protein subunits and PLCβ3 nor did we detect any interactions between RGS2 and Gαq subunits. Finally we could not detect agonist- dependent FRET between RGS2 and Gβγ-subunits. Taken together, ratiometric FRET-imaging under conditions of TIRF allowed new insights into dynamics and interaction patterns within the Gq signalling pathway. KW - TIRF KW - Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer KW - Phospholipase C KW - Gq-Protein KW - RGS2 KW - PLCβ3 KW - TIRF KW - FRET KW - Gq-Protein KW - RGS2 KW - PLCβ3 Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-71884 ER - TY - JOUR A1 - Michalski, D. A1 - Heindl, M. A1 - Kacza, J. A1 - Laignel, F. A1 - Küppers-Tiedt, L. A1 - Schneider, D. A1 - Grosche, J. A1 - Boltze, J. A1 - Löhr, M. A1 - Hobohm, C. A1 - Härtig, W. T1 - Spatio-temporal course of macrophage-like cell accumulation after experimental embolic stroke depending on treatment with tissue plasminogen activator and its combination with hyperbaric oxygenation JF - European Journal of Histochemistry N2 - Inflammation following ischaemic stroke attracts high priority in current research, particularly using human-like models and long-term observation periods considering translational aspects. The present study aimed on the spatio-temporal course of macrophage-like cell accumulation after experimental thromboembolic stroke and addressed microglial and astroglial reactions in the ischaemic border zone. Further, effects of tissue plasminogen activator (tPA) as currently best treatment for stroke and the potentially neuroprotective co-administration of hyperbaric oxygen (HBO) were investigated. Rats underwent middle cerebral artery occlusion and were assigned to control, tPA or tPA+HBO. Twenty-four hours, 7, 14 and 28 days were determined as observation time points. The accumulation of macrophage-like cells was semiquantitatively assessed by CD68 staining in the ischaemic area and ischaemic border zone, and linked to the clinical course. CD11b, ionized calcium binding adaptor molecule 1 (Iba), glial fibrillary acidic protein (GFAP) and Neuronal Nuclei (NeuN) were applied to reveal delayed glial and neuronal alterations. In all groups, the accumulation of macrophage-like cells increased distinctly from 24 hours to 7 days post ischaemia. tPA+HBO tended to decrease macrophage-like cell accumulation at day 14 and 28. Overall, a trend towards an association of increased accumulation and pronounced reduction of the neurological deficit was found. Concerning delayed inflammatory reactions, an activation of microglia and astrocytes with co-occurring neuronal loss was observed on day 28. Thereby, astrogliosis was found circularly in contrast to microglial activation directly in the ischaemic area. This study supports previous data on long-lasting inflammatory processes following experimental stroke, and additionally provides region-specific details on glial reactions. The tendency towards a decreasing macrophage-like cell accumulation after tPA+HBO needs to be discussed critically since neuroprotective properties were recently ascribed to long-term inflammatory processes. KW - blood-brain-barrier KW - focal cerebral-ischemia KW - experimental stroke KW - macrophages KW - HBO KW - tPA KW - tumor-necrosis-factor KW - inflammatory mechanisms KW - mononuclear phagocytes KW - astroglia KW - microglia Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-133136 VL - 56 IS - 2 SP - 78 EP - 89 ER - TY - JOUR A1 - Dubovyk, Olena A1 - Menz, Gunter A1 - Conrad, Christopher A1 - Kann, Elena A1 - Machwitz, Miriam A1 - Khamzina, Asia T1 - Spatio-temporal analyses of cropland degradation in the irrigated lowlands of Uzbekistan using remote-sensing and logistic regression modeling JF - Environmental Monitoring and Assessment N2 - Advancing land degradation in the irrigated areas of Central Asia hinders sustainable development of this predominantly agricultural region. To support decisions on mitigating cropland degradation, this study combines linear trend analysis and spatial logistic regression modeling to expose a land degradation trend in the Khorezm region, Uzbekistan, and to analyze the causes. Time series of the 250-m MODIS NDVI, summed over the growing seasons of 2000–2010, were used to derive areas with an apparent negative vegetation trend; this was interpreted as an indicator of land degradation. About one third (161,000 ha) of the region’s area experienced negative trends of different magnitude. The vegetation decline was particularly evident on the low-fertility lands bordering on the natural sandy desert, suggesting that these areas should be prioritized in mitigation planning. The results of logistic modeling indicate that the spatial pattern of the observed trend is mainly associated with the level of the groundwater table (odds = 330 %), land-use intensity (odds = 103 %), low soil quality (odds = 49 %), slope (odds = 29 %), and salinity of the groundwater (odds = 26 %). Areas, threatened by land degradation, were mapped by fitting the estimated model parameters to available data. The elaborated approach, combining remote-sensing and GIS, can form the basis for developing a common tool for monitoring land degradation trends in irrigated croplands of Central Asia. KW - lower reaches of Amu Darya River KW - cropland abandonment KW - linear trend analysis KW - logistic regression modeling KW - MODIS KW - NDVI Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-129912 VL - 185 IS - 6 ER - TY - THES A1 - Kinateder, Max T1 - Social Influence in Emergency Situations – Studies in Virtual Reality T1 - Sozialer Einfluss in Notfallsituationen - Studien in virtueller Realität N2 - In 1999, a tragic catastrophe occurred in the Mont Blanc Tunnel, one of the most important transalpine road tunnels. Twenty-seven of the victims never left their vehicles as a result of which they were trapped in smoke and suffocated (Beard & Carvel, 2005). Immediate evacuation is crucial in tunnel fires, but still many tunnel users stay passive. During emergency situations people strongly influence each other’s behavior (e.g. Nilsson & Johansson, 2009a). So far, only few empirical experimental studies investigated the interaction of individuals during emergencies. Recent developments of advanced immersive virtual worlds, allow simulating emergency situations which makes analogue studies possible. In the present dissertation project, theoretical aspects of human behavior and SI in emergencies are addressed (Chapter 1). The question of Social Influence in emergency situations is investigated in five simulation studies during different relevant stages of the evacuation process from a simulated road tunnel fire (Chapter 2). In the last part, the results are discussed and criticized (Chapter 3). Using a virtual reality (VR) road tunnel scenario, study 1 (pilot study) and 2 investigated the effect of information about adequate behavior in tunnel emergencies as well as Social Influence (SI) on drivers’ behavior. Based on a classic study of Darley and Latané (1968) on bystander inhibition, the effect of passive bystanders on self-evacuation was analyzed. Sixty participants were confronted with an accident and smoke in a road tunnel. The presence of bystanders and information status was manipulated and consequently, participants were randomly assigned into four different groups. Informed participants read a brochure containing relevant information about safety behavior in emergency situations prior to the tunnel drives. In the bystander conditions, passive bystanders were situated in a car in front of the emergency situation. Participants who had received relevant information left the car more frequently than the other participants. Neither significant effect of bystanders nor interaction with information status on the participants’ behavior was observed. Study 3 (pilot study) examined a possible alternative explanation for weak SI in VR. Based on the Threshold Theory of Social Influence (Blascovich, 2002b) and the work of Guadagno et al. (2007), the perception of virtual humans as an avatar (a virtual representation of a real human being) or as an agent (a computer-controlled animated character) was manipulated. Subsequently, 32 participants experienced an accident similar to the one in study 1. However, they were co-drivers and a virtual agent (VA) was the driver. Participants reacted differently in avatar and agent condition. Consequently, the manipulation of the avatar condition was implemented in study 4. In study 4, SI within the vehicle was investigated, as drivers are mostly not alone in their car. In a tunnel scenario similar to the first study, 34 participants were confronted with an emergency situation either as drivers or co-drivers. In the driver group, participants drove themselves and a VA was sitting on the passenger seat. Correspondently, participants in the co-driver group were seated on the passenger seat and the VA drove the vehicle on a pre-recorded path. Like in study 1, the tunnel was blocked by an accident and smoke was coming from the accident in one drive. The VA initially stayed inactive after stopping the vehicle but started to evacuate after ca. 30 seconds. About one third of the sample left the vehicle during the situation. There were no significant differences between drivers and co-drivers regarding the frequency of leaving the vehicle. Co-drivers waited significantly longer than drivers before leaving the vehicle. Study 5 looked at the pre-movement and movement phase of the evacuation process. Forty participants were repeatedly confronted with an emergency situation in a virtual road tunnel filled with smoke. Four different experimental conditions systematically varied the presence and behavior of a VA. In all but one conditions a VA was present. Across all conditions at least 60% of the participants went to the emergency exit. If the VA went to the emergency exit, the ratio increased to 75%. If the VA went in the opposite direction of the exit, however, only 61% went there. If participants were confronted with a passive VA, they needed significantly longer until they started moving and reached the emergency exit. The main and most important finding across all studies is that SI is relevant for self-evacuation, but the degree of SI varies across the phases of evacuation and situation. In addition to the core findings, relevant theoretical and methodological questions regarding the general usefulness and limitations of VR as a research tool are discussed. Finally, a short summary and outlook on possible future studies is presented. N2 - In der Mont Blanc Tunnel Katastrophe im Jahr 1999 starben 39 Menschen, von denen 27 nicht versucht hatten rechtzeitig zu flüchten. In der Folge wurden diese Personen vom Rauch eingeschlossen und erstickten in ihren Fahrzeugen. Bisher gibt es nur vereinzelt empirische Studien, die sich mit Fragestellungen zu menschlichem Verhalten in Gefahrensituationen beschäftigen. Noch weniger Arbeiten beschäftigen sich mit der gegenseitigen Beeinflussung von Individuen in Gefahrensituationen. Die wohl wahrscheinlichste Erklärung ist, dass es bisher kaum möglich oder zu aufwändig war, Gefahrensituationen experimentalpsychologisch zu untersuchen. Die Entwicklung immersiver virtueller Welten erlaubt es allerdings, solche Situationen ökologisch valide zu simulieren. Erstes Ziel des Promotionsvorhabens war deshalb sozialen Einfluss in virtuell simulierten Gefahrensituationen mittels experimentalpsychologischer Studien zu untersuchen. Zweites Ziel war die Untersuchung methodischer Grundlagen zur Untersuchung von sozialem Einfluss in virtueller Realität. Die Dissertation gliedert sich in drei Teile: Kapitel 1 führt zunächst in die Themen menschliches Verhalten in Gefahrensituationen, Evakuierung und sozialer Einfluss während Notfällen ein. In Kapitel 2 werden die eigenen empirischen Arbeiten dargestellt. Dabei wurde sozialer Einfluss in verschiedenen kritischen Phasen des Evakuierungsprozesses während eines Tunnelbrandes untersucht. Insgesamt wurden fünf unabhängige Erhebungen mit insgesamt 194 Studienteilnehmern durchgeführt. Studie 1 (Vorstudie) und 2 untersuchte den sozialen Einfluss passiver virtueller Bystander sowie den Effekt von Informationen auf das Fluchtverhalten. Die Probanden wurden mit einem Unfall und sich ausbreitendem Rauch in einem Straßentunnel konfrontiert. In einer Probandengruppe befanden sich passive Bystander am Unfallort. Die Ergebnisse zeigten erstens, dass nur wenige uninformierte Probanden überhaupt das Fahrzeug verließen um aus sich zum Notausgang zu begeben. Zweitens, konnten Information das Verhalten während des Unfalls verbessern. Drittens fand sich nur ein schwacher Einfluss passiver virtueller Bystander auf das Verhalten der Probanden in der Notfallsituation. Studie 3 (Vorstudie) untersuchte eine mögliche alternative Erklärung für schwachen sozialen Einfluss in virtueller Realität. Hier wurde die Wahrnehmung virtueller Menschen als Avatar (eine von realen Menschen gesteuerte virtuelle Repräsentation) oder als Agent (vom Computer gesteuerte animierte Figuren) manipuliert. Anschließend erlebten die Probanden einen ähnlichen Unfall wie in Studie 1. Allerdings waren sie nun Beifahrer und erlebten den Unfall gemeinsam mit einem animierten virtuellen Menschen der das Fahrzeug lenkte. Probanden ließen sich eher von einer animierten Menschen beeinflussen, wenn sie überzeugt waren, dass es sich um einen Avatar handelt. Studie 4 untersuchte den Einfluss von anderen Personen im Fahrzeug auf das Verhalten in einer Notfallsituation. Dabei erlebten die Probanden die gleiche Gefahrensituation wie in Studie 1 entweder als Fahrer oder als Beifahrer. Gleichzeitig befand sich ein virtueller Agent im Fahrzeug, der sich zunächst passiv verhielt aber nach einer gewissen Zeit das Fahrzeug verließ. Es zeigte sich, dass Probanden zügiger dem Verhalten des virtuellen Agenten folgten, wenn der Agent Fahrer und die Probanden Beifahrer waren. In Studie 5 wurde das eigentliche Evakuierungsverhalten während eines simulierten Tunnelbrandes untersucht. Dabei befanden sich die Probanden wiederholt in einem stark verrauchten Tunnel und das Verhalten eines virtuellen Agenten wurde systematisch manipuliert. Die meisten Probanden suchten den Notausgang auf, jedoch zeigte sich, dass das Verhalten des virtuellen Agenten die Probanden beeinflusste: Ging der Agent in die entgegengesetzte Richtung des Notausgangs oder blieb dieser passiv, so gingen die Probanden seltener zum Notausgang und benötigten signifikant länger um diesen zu erreichen. Kapitel 3 enthält schließlich die Zusammenfassung und Diskussion der Studien. Dabei werden die Ergebnisse der Arbeit in den aktuellen Stand der Forschung eingeordnet, praktische Implikationen abgeleitet und der weitere Forschungsbedarf beschrieben. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass sozialer Einfluss in Gefahrensituationen von Bedeutung ist, aber während verschiedener Phasen des Evakuierungsprozesses unterschiedlich stark ist. Abschließen werden die theoretischen und methodischen Kritikpunkte der Forschungsarbeiten genannt und erörtert. KW - Notfall KW - Sozialpsychologie KW - Sozialer Einfluss KW - Psychologische Sicherheitsforschung KW - Strassentunnel KW - Evakuierung KW - Virtuelle Realitaet KW - Social Influence KW - Tunnel emergencies KW - safety research KW - evacuation behavior KW - virtual reality Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76805 ER - TY - JOUR A1 - Wolter, Steffen A1 - Aizezers, Janis A1 - Fennel, Franziska A1 - Seidel, Marcus A1 - Würthner, Frank A1 - Kühn, Oliver A1 - Lochbrunner, Stefan T1 - Size-dependent exciton dynamics in one-dimensional perylene bisimide aggregates JF - New Journal of Physics N2 - The size-dependent exciton dynamics of one-dimensional aggregates of substituted perylene bisimides are studied by ultrafast transient absorption spectroscopy and kinetic Monte-Carlo simulations as a function of the excitation density and the temperature in the range of 25-90 degrees C. For low temperatures, the aggregates can be treated as infinite chains and the dynamics is dominated by diffusion-driven exciton-exciton annihilation. With increasing temperature the aggregates dissociate into small fragments consisting of very few monomers. This scenario is also supported by the time-dependent anisotropy deduced from polarization-dependent experiments. KW - rotational diffusion KW - spectroscopy KW - dyes KW - annihilation KW - migration KW - films Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-135190 VL - 14 IS - 105027 ER - TY - JOUR A1 - Ronchi, Cristina L. A1 - Leich, Ellen A1 - Sbiera, Silviu A1 - Weismann, Dirk A1 - Rosenwald, Andreas A1 - Allolio, Bruno A1 - Fassnacht, Martin T1 - Single Nucleotide Polymorphism Microarray Analysis in Cortisol-Secreting Adrenocortical Adenomas Identifies New Candidate Genes and Pathways JF - Neoplasia N2 - The genetic mechanisms underlying adrenocortical tumor development are still largely unknown. We used high-resolution single nucleotide polymorphism microarrays (Affymetrix SNP 6.0) to detect copy number alterations (CNAs) and copy-neutral losses of heterozygosity (cnLOH) in 15 cortisol-secreting adrenocortical adenomas with matched blood samples. We focused on microalterations aiming to discover new candidate genes involved in early tumorigenesis and/or autonomous cortisol secretion. We identified 962 CNAs with a median of 18 CNAs per sample. Half of them involved noncoding regions, 89% were less than 100 kb, and 28% were found in at least two samples. The most frequently gained regions were 5p15.33, 6q16.1, 7p22.3-22.2, 8q24.3, 9q34.2-34.3, 11p15.5, 11q11, 12q12, 16q24.3, 20p11.1-20q21.11, and Xq28 (>= 20% of cases), most of them being identified in the same three adenomas. These regions contained among others genes like NOTCH1, CYP11B2, HRAS, and IGF2. Recurrent losses were less common and smaller than gains, being mostly localized at 1p, 6q, and 11q. Pathway analysis revealed that Notch signaling was the most frequently altered. We identified 46 recurrent CNAs that each affected a single gene (31 gains and 15 losses), including genes involved in steroidogenesis (CYP11B1) or tumorigenesis (CTNNB1, EPHA7, SGK1, STIL, FHIT). Finally, 20 small cnLOH in four cases affecting 15 known genes were found. Our findings provide the first high-resolution genome-wide view of chromosomal changes in cortisol-secreting adenomas and identify novel candidate genes, such as HRAS, EPHA7, and SGK1. Furthermore, they implicate that the Notch1 signaling pathway might be involved in the molecular pathogenesis of adrenocortical tumors. KW - kinase KW - comparative genomic hybridization KW - high-resolution analysis KW - Cushings syndrome KW - neutral loss KW - tumors KW - serum KW - expression KW - carcinoma KW - catenin Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-134953 VL - 14 IS - 3 ER - TY - THES A1 - Masic, Anita T1 - Signaling via Interleukin-4 Receptor alpha chain during dendritic cell–mediated vaccination is required to induce protective immunity against Leishmania major in susceptible BALB/c mice T1 - Die auf dendritischen Zellen basierende Immunisierungsstrategie gegen Leishmania major in BALB/c Mäusen ist abhängig von der Stimulation der Interleukin-4 Rezeptor alpha Kette N2 - Cutaneous leishmaniasis is endemic in tropical and subtropical regions of the world. Effective vaccination strategies are urgently needed because of the emergence of drug-resistant parasites and severe side effects of chemotherapy. The research group of Heidrun Moll previously established a DC-based vaccination strategy to induce complete and long-lasting immunity to experimental leishmaniasis using LmAg-loaded and CpG ODN-activated DC as a vaccine carrier. Prevention of tissue damages at the site of L. major inoculation can be achieved if the BALB/c mice were systemically given LmAg-loaded BMDC that had been exposed to CpG ODN. The interest in further exploring the role of IL-4 aroused as previous studies allowed establishing that IL-4 was involved in the redirection of the immune response towards a type 1 profile. Thus, wt BALB/c mice or DC-specific CD11ccreIL-4Rα-/lox BALB/c mice were given either wt or IL-4Rα-deficient LmAg-loaded BMDC exposed or not to CpG ODN prior to inoculation of 2 x 105 stationary phase L. major promastigotes into the BALB/c footpad. The results provide evidence that IL4/IL-4Rα-mediated signaling in the vaccinating DC is required to prevent tissue damages at the site of L. major inoculation, as properly conditioned wt DC but not IL-4Rα-deficient DC were able to confer resistance. Furthermore, uncontrolled L. major population size expansion was observed in the footpad and the footpad draining LN in CD11ccreIL-4Rα-/lox mice immunized with CpG ODN-exposed LmAg-loaded IL-4Rα-deficient DC, indicating the influence of IL-4R-mediated signaling in host DC to control parasite replication. In addition, no footpad damage was observed in BALB/c mice that were systemically immunized with LmAg-loaded wt DC doubly exposed to CpG ODN and recombinant IL-4. Discussing these findings allow the assumption that triggering the IL4/IL4Rα signaling pathway could be a precondition when designing vaccines aimed to prevent damaging processes in tissues hosting intracellular microorganisms. N2 - Die kutane Leishmaniose ist vor allem in den tropischen und subtropischen Regionen endemisch. Die Notwendigkeit der Erforschung und Etablierung einer Impfstoffstrategie basiert auf dem Auftreten von starken Nebenwirkungen während einer medikamentösen Behandlung, als auch auf die Entwicklung von Resistenzen des Parasiten gegenüber herkömmlichen Behandlungsmethoden. Die Arbeitsgruppe um Heidrun Moll etablierte eine auf dendritischen Zellen (DZ) basierende Immunisierungsstrategie, welche langlebige Immunität gegen experimentelle Leishmaniose vermittelt. Dabei dienen CpG ODN-stimulierte DZ als Adjuvans für L.-major–Antigene (LmAg). Die durch Infektion mit Leishmania-Parasiten hervorgerufene Gewebeschädigung kann in BALB/c-Mäusen verhindert werden, vorausgesetzt eine systemische Verabreichung von LmAg-beladenen und CpG ODN-aktivierten DZ erfolgte eine Woche vor der Infektion. Es konnte gezeigt werden, dass der Schutz durch die Induktion einer von Interleukin (IL)-12 und Interferon (IFN)-gamma dominierten T-Helfer (Th)1-Immunantwort herbeigeführt wurde und kranke Kontrollmäuse eine IL-4-dominierte Th2 Immunantwort aufwiesen. Mittlerweile zeigen zahlreiche Studien, dass IL-4 nicht ausschließlich eine krankheitsfördernde Funktion innehat, sondern auch die Fähigkeit zur Einleitung eine Typ-1-Immunantwort besitzt. Auf Grund dieser Studien wurde das Augenmerk auf die Rolle von IL-4 in der DZ-basierten Immunisierung gegen Leishmaniose in BALB/c Mäusen gelegt. In der vorliegenden Arbeit wurde die Notwendigkeit der Stimulation der IL-4 Rezeptor alpha (IL-4Rα) Kette auf DZ, während einer DZ-basierten Immunisierung gegen Leishmaniose in BALB/c Mäusen gezeigt. Um dies zu erreichen, wurden Wildtyp (wt)-BALB/c-Mäuse oder DZ-spezifische CD11ccreIL-4Rα-/lox BALB/c Mäuse entweder mit wt oder IL-4Rα-defizienten LmAg-beladenen DZ mit oder ohne Aktivierung durch CpG ODN, eine Woche vor der Infektion mit 2x105 L. major Promastigoten in den Hinterfuß, immunisiert. Die in dieser Doktorarbeit gezeigten Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die Stimulation der IL-4Rα-Kette auf den als Adjuvans eingesetzten DZ erforderlich ist, um eine Gewebsschädigung an der Infektionsstelle zu verhindern, da konditionierte wt DZ, nicht aber IL-4Rα-defiziente DZ in der Lage sind, Schutz gegen Leishmaniose zu vermitteln. Des Weiteren konnte eine unkontrollierte Ausdehnung von Leishmania-Parasiten im infizierten Fuß und in den angrenzenden Lymphknoten von CD11ccreIL-4Rα-/lox Mäusen beobachtet werden, welche mit CpG ODN-aktivierten und LmAg-beladenen IL-4Rα-defizienten DZ immunisiert wurden. Dieser Befund zeigt den Einfluss der Stimulation der IL-4Rα-Kette auf wirtsansässigen DZ im Hinblick auf die Eindämmung der Parasitenreplikation und Parasitenverbreitung. Zusätzliche Analysen in BALB/c-Mäusen, welche mit LmAg-beladenen, CpG ODN- und rekombinanten IL-4-stimulierten DZ immunisiert wurden, zeigten einen resistenten klinischen Verlauf der Infektion. Die hier gezeigten Ergebnisse lassen die Vermutung zu, dass die durch die IL-4/IL-4Rα-Kette ausgelösten Signale in den DZ eine Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche Immunisierung sind und sollten deswegen unbedingt bei der Entwicklung eines Impfstoffes gegen die gewebsschädigenden Folgen einer Leishmaniose oder anderer durch intrazelluläre Mikroorganismen verursachten Infektionen berücksichtigt werden. KW - Leishmania major KW - Dendritische Zelle KW - Immunisierung KW - murine leishmaniasis KW - IL-4 Rezeptor alpha KW - Leishmania major KW - murine leishmaniasis KW - dendritic cells KW - IL-4 KW - IL-4 receptor alpha chain KW - vaccine Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75508 ER - TY - JOUR A1 - Langenhorst, Daniela A1 - Gogishvili, Tea A1 - Ribechini, Eliana A1 - Kneitz, Susanne A1 - McPherson, Kirsty A1 - Lutz, Manfred B. A1 - Hünig, Thomas T1 - Sequential induction of effector function, tissue migration and cell death during polyclonal activation of mouse regulatory T-cells N2 - The ability of CD4+Foxp3+ regulatory T-cells (Treg) to produce interleukin (IL)-10 is important for the limitation of inflammation at environmental interfaces like colon or lung. Under steady state conditions, however, few Tregs produce IL-10 ex vivo. To investigate the origin and fate of IL-10 producing Tregs we used a superagonistic mouse anti-mouse CD28 mAb (CD28SA) for polyclonal in vivo stimulation of Tregs, which not only led to their numeric expansion but also to a dramatic increase in IL-10 production. IL-10 secreting Tregs strongly upregulated surface receptors associated with suppressive function as compared to non-producing Tregs. Furthermore, polyclonally expanding Tregs shifted their migration receptor pattern after activation from a CCR7+CCR52 lymph node-seeking to a CCR72CCR5+ inflammationseeking phenotype, explaining the preferential recruitment of IL-10 producers to sites of ongoing immune responses. Finally, we observed that IL-10 producing Tregs from CD28SA stimulated mice were more apoptosis-prone in vitro than their IL-10 negative counterparts. These findings support a model where prolonged activation of Tregs results in terminal differentiation towards an IL-10 producing effector phenotype associated with a limited lifespan, implicating built-in termination of immunosuppression. KW - Medizin Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76009 ER - TY - THES A1 - Romer Roche, Paula Sofia T1 - Separation from self explains failure of circulating T-cells to respond to the CD28 superagonist TGN1412 T1 - Verlust der "Selbst"-Erkennung erklärt die fehlende Reaktion zirkulierender T-Zellen auf den CD28-Superagonisten TGN1412 N2 - Stimulatory or superagonistic (SA) CD28-specific monoclonal antibodies (mAbs) are potent polyclonal activators of regulatory T cells and have proven highly effective as treatment in a wide range of rodent models for autoimmune and inflammatory diseases. In these models, a preferential activation of regulatory T cells was observed by in vivo administration of CD28SA. In stark contrast, human volunteers receiving TGN1412, a humanized CD28-specific mAb, experienced a life-threatening cytokine release syndrome during the first-in-man trial. Preclinical tests employing human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) failed to announce the rapid cytokine release measured in the human volunteers in response to TGN1412. The aim of this thesis project was to find an explanation of why standard PBMC assays failed to predict the unexpected TGN1412-induced "cytokine storm" observed in human volunteers. CD28 superagonists can activate T cells without T cell receptor (TCR) ligation. They do depend, however, on “tonic” TCR signals received by MHC scanning, signals that they amplify. PBMC do not receive these signals in the circulation. Short-term in vitro preculture of human PBMC at a high cell density (HDC) resulted in massive cytokine release during subsequent TGN1412 stimulation. Restoration of reactivity was cell-contact dependent, associated with TCR polarization and tyrosine-phosphorylation, and blocked by HLA-specific mAb. In HDC, both CD4 T cells and monocytes functionally mature in a mutually dependent fashion. However, only CD4 memory T-cells proliferate upon TGN1412 stimulation, and were identified as the main source of pro-inflammatory cytokines. Importantly, responses to other T-cell activating agents were also enhanced if PBMC were first allowed to interact under tissue-like conditions. A new in vitro protocol is provided that returns circulating T-cells to a tissue-like status where they respond to TGN1412 stimulation, and it might represent a more reliable preclinical in vitro test for both activating and inhibitory immunomodulatory drugs. Finally, the surprising observation was made that the IgG1 “sibling” of TGN1412, which is of the poorly Fc receptor-binding IgG4 isotype, has a much lower stimulatory activity. We could exclude steric hindrance as an explanation and provide evidence for removal of TGN1112 from the T-cell surface by trans-endocytosis. N2 - Stimulatorische oder superagonistische (SA) CD28-spezifische monoklonale Antikörper (mAbs) (CD28SA) haben sich in diversen Nagetiermodellen für Autoimmunerkrankungen sowie für inflammatorische Erkrankungen als effektive Behandlungsmöglichkeit erwiesen. In diesen Modellen konnte nachgewiesen werden, dass CD28SA-Injektionen zu einer verstärkten Aktivierung regulatorischer T-Zellen in führen. Entgegen diesen Beobachtungen im Tiermodell reagierten die Teilnehmer einer ersten klinischen Studie auf die Administration des humanisierten CD28SA TGN1412 mit einer akut lebensbedrohlichen systemischen Zytokinausschüttung. Vorklinische Studien an humanen mononukleären Zellen des Blutes (PBMC) hatten keinen Hinweis auf eine mögliche plötzliche Zytokinausschüttungen als Reaktion auf TGN1412 gegeben. In der vorliegenden Arbeit wurde versucht eine Erklärung zu finden, warum PBMC-basierte Tests, wie sie vorklinischen Studien als Standard eingesetzt werden, nicht auf den unerwarteten TGN1412-induzierten „Zytokinsturm“ der Probanden hinwiesen. CD28SA aktivieren T-Zellen ohne Ligation des T-Zell Rezeptors (TCR). Jedoch werden zur CD28SA-abhängigen Aktivierung von T-Zellen „tonische“ TCR Signale benötigt, die durch MHC Scanning der T-Zellen an der Oberfläche anderer Zellen erzeugt werden. PBMC, welche sich in der Zirkulation befinden, erhalten diese „tonischen“ TCR Signale nicht. Kurzzeitige Vorkultur humaner PBMC bei hoher Zelldichte (high-density culture, HDC) führte zu einer starken Zytokinantwort bei nachfolgender TGN1412 Stimulation. Diese wiedererlangte Reaktivität gegenüber TGN1412 ging mit Tyrosin-Phospholrylierung sowie der Polarisierung von TCR Molekülen einher, war abhängig von Zellkontakten und konnte durch HLA-spezifische mAbs geblockt werden. Während der HDC durchlaufen sowohl CD4 T-Gedächtniszellen, als auch Monozyten eine voneinander abhängige funktionelle Reifung. TGN1412-induzierte Zellproliferation beschränkt sich jedoch auf CD4 T-Gedächtniszellen, die auch die Hauptquelle der proinflammatorische Zytokine sind. Antworten auf weitere T-Zell aktivierende Agenzien waren ebenfalls erhöht, wenn PBMC zunächst auf gewebeartige Bedingungen zurückgesetzt wurden. Die vorliegende Arbeit beschreibt damit ein neuartiges in vitro Protokoll für humane PBMC, welches T-Zellen der Zirkulation in einen gewebeartigen funktionellen Status versetzt, in welchem sie auf TGN1412 antworten. Dieses Protokoll könnte auch einen verlässlicheren vorklinischen in vitro Test sowohl für aktivierende als auch für inhibierende immunmodulatorische Medikamente darstellen. Im letzten Teil der Arbeit wird die erstaunliche Beobachtung vorgestellt, dass TGN1112, ein IgG1 Antikörper mit gleicher Spezifität wie der IgG4 Antikörper Antikörper TGN1412, trotz seiner höheren Affinität für Fc-Rezeptoren eine viel geringere stimulatorische Aktivität zeigt. Sterische Hinderung konnte als eine mögliche Erklärung ausgeschlossen werden. Vielmehr scheint das Entfernen von TGN1112/CD28 Komplexen von der T-Zelloberfläche durch Trans-Endozytose eine mögliche Erklärung für die geringere Aktivität zu sein. KW - T-Lymphozyten-Rezeptor KW - Antigen CD28 KW - Monoklonaler Antikoerper KW - CD28-Superagonist KW - TGN1412 KW - T cell receptor KW - CD28 antigen KW - monoclonal antibody KW - CD28-superagonist KW - TGN1412 Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74933 ER - TY - THES A1 - Schulz, Jana Catharina T1 - Sensorisches Gating bei Untergruppen von Patienten mit endogenen Psychosen : Eine kombinierte NIRS-EKP Studie T1 - Sensory gating in subgroups of patients with endogenous schizophreniaa : combined NIRS-ERP study N2 - Das Ziel der Studie war es, den vorbeschriebenen Befund des P50-Gating-Defizits bei Schizophrenie, insbesondere die Unterschiede zwischen den verschiedenen Subgruppen nach Leonhard zu replizieren und darüber hinaus diejenigen kortikalen Areale zu detektieren, die während Bedingungen gesteigerten sensorischen Gatings mit signifikanter Aktivierung reagieren. Ferner sollten mögliche Differenzen im Muster kortikaler Aktivierung zwischen gesunden Kontrollen und Patienten aufgedeckt werden, um das kortikale Substrat defizitären sensorischen Gatings zu ermitteln. N2 - The aim of the study was to replicate previously described findings of P50-Gating-deficits in patients suffering from schizophrenia, especially concerning the differences between subgroups based on Leonhard's Classification of endogenous psychosis. Futhermore cortical areas should be detected, which show significant activation during conditions of increased sensory gating. Possible differences in patterns of cortical activiation between these subgroups should be detected in order to identify cortical substrates of deficient sensory gating. KW - Schizophrenie KW - NIRS KW - EKP KW - P50 KW - Leonhard Klassifikation KW - schizophrenie KW - NIRS KW - EKP KW - P50 KW - Leonhard Klassifikation KW - schizophrenia KW - NIRS KW - ERP KW - P50 KW - Leonhard classification Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77240 ER - TY - THES A1 - Hofmann, Sofia Beatriz T1 - Sensitivitätsstudie zum Neugeborenen-Hörscreening mit dem BERAphon® T1 - Sensitivity study to the newborn hearing screening using BERAphon® N2 - Von August 1997 bis Ende 2011 wurden in einem zweistufigen Neugeborenen-Hörscreening-Modell über 16994 Neugeborene mit dem MB 11 BERAphon® (MAICO, Diagnostic GmbH, Berlin) getestet. Anfangs wurde unter Verwendung des Zeitgang-BERA das Screening durchgeführt. Der akustische Reiz wurde im Laufe der Zeit verändert und optimiert. Aktuell wird mit einem breitbandigen akustischen CE-Chirp™ bei einem Screeningpegel von 35 dB-nHL gearbeitet. Von April 2008 bis September 2008 wurden im Rahmen dieser Arbeit Neugeborene mit der genannten Methode gescreent. Im Juli 2008 wurde zusätzlich eine Umfrage unter Eltern durchgeführt, deren Kinder ca. zwei Jahre zuvor in der Univ.-Frauenklinik Würzburg nach Hörstörungen untersucht worden waren. Das Ziel dieser Arbeit ist, die Qualität des Neugeborenen-Hörscreening-Modells zu überprüfen und somit auch die Ermittlung der Sensitivität und Spezifität des MB 11 BERAphons®. In dieser Studie werden Ergebnisse von 583 gescreenten Neugeborenen (1166 Ohren) dargestellt. Die mittlere Messzeit betrug 42,5s (SD = ± 34,24s). Die Messzeiten lagen zwischen 16s und 178s, im Median dauerte eine Messung 28s. Die Pass-Rate nach Stufe I betrug 97,69 % und nach Stufe II, bzw. nach den Kontrollscreenings 98,95 %. Eine pädaudiologische Diagnostik und Therapie fand bei 11 Ohren (8 Kinder) statt. Es wurden somit 0,94% der Ohren richtig-positiv ermittelt. Die falsch-positiv-Rate betrug 2,41 %. 0,69 % der Kinder gelten als Drop-outs. Insgesamt wurden 96,31% als richtig-negativ eingeordnet. Eine Spezifität von 97,57 % wurde erreicht. Im zweiten Teil der Arbeit wurde eine Umfrage unter 500 Elternpaaren durchgeführt. Zur Informationsermittlung wurde ein selbst entworfener Würzburger Fragebogen sowie der LittlEARS-Fragebogen der Firma MED-EL Medical Electronics verwendet. Der Würzburger Fragebogen erwies sich als sehr gut geeignet für die Sensitivitätsstudie. Es wurde eine Rücklaufquote von 71,57 % erreicht. Die durchschnittliche Antwortdauer war 16,3 Tage. Im Median dauerte eine Antwort 6 Tage. Die aus den Umfrageergebnissen ermittelte Sensitivität beträgt 100 %. Die bereits genannten Ziele dieser Arbeit wurden erreicht. Die in Würzburg angewandte Screeningmethode erwies sich als effizient und übertrifft damit die Anforderungen an eine vom G-BA geforderte Screening-Einrichtung. N2 - From August 1997 until the end of 2011 more than 16994 newborns were tested in a two-stage newborn hearing screening model with the MB 11 BERAphon® (MAICO, Diagnostic GmbH, Berlin). Initially, the screening was performed using the “Zeitgang”-ABR stimulus. The acoustic stimulus was changed and optimized over the years. Currently we use a broadband acoustic CE-Chirp™ stimulus at a screening level of 35 dB nHL. From April 2008 to September 2008 as part of this study newborns were screened using the above method. Additionally in July 2008, a survey among parents was conducted, whose children had been screened for hearing disorders two years before at the clinic of Gynaecology, University of Würzburg, Germany. The aim of this study is to examine the quality of the newborn hearing screening model and thus the determination of the sensitivity and specificity of the 11 MB BERAphon®. In this study, results of 583 screened newborns (1166 ears) are presented. The average measurement time was 42.5s (SD = ± 34.24s). The acquisition time varied between 16s and 178s, with a median measurement of 28s. The pass rate was 97.69% for stage I and for stage II, and after the screening control, 98.95%. A paedaudiologic diagnosis and treatment took place in 11 ears (8 children). Thus, 0.94% were determined as true-positive ears. The false-positive rate was 2.41%. 0.69% of the children are considered dropouts. Overall, 96.31% were classified as true-negative. The achieved specificity was 97.57%. In the second part, a survey among 500 parents was carried out. To gather information a self-designed “Würzburger” questionnaire and the LittlEARS questionnaire designed by MED-EL Medical Electronics were used. The “Würzburger” questionnaire turn out to be very suitable for the sensitivity study. A return rate of 71.57% was achieved. The average response time was 16.3 days. The median response time was 6 days. Determined from the survey results, a sensitivity of 100% was obtained. The aforementioned objectives of this study were achieved. The screening method applied in Würzburg was proven to be efficient and exceeds the requirements, which are demanded by the G-BA to a screening facility. KW - Sensitivität KW - Spezifität KW - BERAphon® KW - LittlEARS Fragebogen KW - Würzburger Fragebogen KW - Fragebogenumfrage KW - Neugeborenen Hörscreening KW - sensitivity KW - specificity KW - BERAphon® KW - LittlEARS questionnaire KW - Würzburger questionnaire KW - questionnaire survey KW - newborn hearing screening Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76459 ER - TY - THES A1 - Hubertus, Klaus Valentin T1 - Sensitive Messung von Superoxidanionen in kardiovaskulären Geweben T1 - Sensitive Measurement of superoxide anion in cardiovascular tissue N2 - Superoxidanionen (O2˙‾) sind eine von mehreren sogenannten reaktiven Sauerstoffspezies, die im menschlichen Körper intra-, aber auch extrazellulär vorkommen. Verschiedene Enzyme, z.B. in der mitochondrialen Atmungskette, die NADPH-Oxidase oder endotheliale NO-Synthasen bilden O2˙‾. Da es sich um eine sehr reaktive Substanz handelt, die mit der DNA sowie mit Proteinen und Lipiden interagiert und diese schädigen kann, spielt sie bei kardiovaskulären Erkrankungen wie etwa der chronischen Herzinsuffizienz, Hypertonie oder Arteriosklerose eine große Rolle, ist aber auch an vielen anderen Erkrankungen wie z.B. dem Diabetes mellitus pathophysiologisch beteiligt. Dies macht verständlich, dass es für die Forschung von entscheidender Bedeutung ist, Methoden zu entwickeln, die zur Erkennung und Quantifizierung von O2˙‾ geeignet sind. Bereits heute gibt es verschiedene Methoden, O2˙‾ nachzuweisen. Jede dieser Methoden hat jedoch ihre ganz spezifischen Vor- aber auch Nachteile. Wir haben eine neue, einfache, sehr schnelle und sensitive HPLC-Methode mit einem internen Standard entwickelt, mit der die O2˙‾-Produktion in Endothelzellen und aortalem Gewebe gut zu messen ist. Sie beruht auf der Tatsache, dass Dihydroethidium (DHE) mit O2.- zu 2-Hydroxyethidium (2-OH-E+) reagiert. Nach Trennung mittels HPLC wurde die Menge an entstandenem 2-OH-E+ durch einen elektrochemischen Detektor gemessen. Die Proben wurden durch isokrate Elution aufgetrennt, was bisher bei der Detektion von 2-OH-E+, DHE und O2˙‾ mit vielen Nachteilen verbunden war. Durch eine spezielle mobile Phase, die ein Ionen-Paar-Reagens enthielt, konnte diese Form der Elution nun auch zur Erkennung von O2˙‾ angewandt werden. DHE und seine Reaktionsprodukte konnten nicht nur eindeutig aufgetrennt werden, sondern die Auftrennung erfolgte auch sehr schnell in nur etwa 15min, was gegenüber älteren Methoden einen eindeutigen Zeitvorteil bringt. Anstatt zwei benötigten wir darüber hinaus nur eine Pumpe, was ebenfalls ein Vorteil der isokraten Elution ist. Wir erreichten auch über längere Messreihen stabile Bedingungen, da für die isokrate Elution die mobile Phase nicht verändert werden muss. Des Weiteren haben wir 3,4-Dihydroxyzimtsäure als internen Standard eingeführt, der sich hinsichtlich seiner Retentionszeit als sehr geeignet erwies und mit einem elektrochemischen Detektor klar und eindeutig nachweisbar war. Dies bietet große Vorteile gegenüber Methoden ohne internen Standard. Veränderungen der Konzentrationen von DHE, 2-OH-E+ und Ethidium aufgrund von Verdampfen des Lösungsmittels Methanol können ebenso erkannt werden wie Ungenauigkeiten während der Präparation sowie Schwankungen im HPLC-System, wie sie etwa bei langen Messreihen durch Auswaschungs-Effekte oder Verunreinigungen auftreten können. Da sich die Konzentration des internen Standards 3,4-Dihydroxyzimtsäure stets mitverändert, können die Messwerte normalisiert werden und somit die Verfälschungen aufgehoben werden. Dem zu Folge sind Messungen mit einem internen Standard gegenüber solchen ohne internen Standard deutlich valider. Sowohl die Stimulation von humanen aortalen Endothelzellen (HAEC) mit Glukose bzw. Tumornekrosefaktor α, als auch die Infusion von Angiotensin II bei männlichen Mäusen mit anschließender Untersuchung der Aorta führt bekanntermaßen zu einem Anstieg von O2˙‾. Dieser Effekt konnte nun auch mit unserer neu etablierten HPLC-Methode nachgewiesen werden. Ebenfalls war ein Anstieg des aortalen O2˙‾-Spiegels bei Ratten nach induziertem Myokardinfarkt bereits in mehreren früheren Arbeiten beschrieben worden. Dieser lag auch bei Messung mit unserer neu etablierten HPLC-Methode eindeutig vor. Die Signale waren hierbei für die untersuchten Substanzen 2-OH-E+, DHE sowie für den internen Standard 3,4-Dihydroxyzimtsäure eindeutig und gut voneinander getrennt. Zusammenfassend konnte somit gezeigt werden, dass sich anhand mehrerer etablierter in vitro und in vivo Modelle erhöhter Sauerstoffradikal-Produktion der Anstieg von O2˙‾ auch mit unserer neuen Variante der HPLC mit isokrater Elution, internem Standard und Messung mittels elektrochemischem Detektor nachweisen ließ. Es handelt sich um eine zuverlässige und sensitive Methode, die zusätzliche Vorteile für die Messung von O2˙‾ mit sich bringt. N2 - A new method of measuring superoxid anion in cardiovasvascular tissue. KW - HPLC KW - Sensitivität KW - Hyperoxidion KW - Superoxidanion KW - Dihydroethidium KW - HPLC KW - Sensitivity KW - Hyperoxidion Dihydroethidine Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-70162 ER - TY - JOUR A1 - Barth, Thomas F. E. A1 - Herrmann, Tobias S. A1 - Tappe, Dennis A1 - Stark, Lorenz A1 - Grüner, Beate A1 - Buttenschoen, Klaus A1 - Hillenbrand, Andreas A1 - Juchems, Markus A1 - Henne-Bruns, Doris A1 - Kern, Petra A1 - Seitz, Hanns M. A1 - Möller, Peter A1 - Rausch, Robert L. A1 - Kern, Peter A1 - Deplazes, Peter T1 - Sensitive and Specific Immunohistochemical Diagnosis of Human Alveolar Echinococcosis with the Monoclonal Antibody Em2G11 JF - PLoS Neglected Tropical Diseases N2 - Background: Alveolar echinococcosis (AE) is caused by the metacestode stage of Echinococcus multilocularis. Differential diagnosis with cystic echinococcosis (CE) caused by E. granulosus and AE is challenging. We aimed at improving diagnosis of AE on paraffin sections of infected human tissue by immunohistochemical testing of a specific antibody. Methodology/Principal Findings: We have analysed 96 paraffin archived specimens, including 6 cutting needle biopsies and 3 fine needle aspirates, from patients with suspected AE or CE with the monoclonal antibody (mAb) Em2G11 specific for the Em2 antigen of E. multilocularis metacestodes. In human tissue, staining with mAb Em2G11 is highly specific for E. multilocularis metacestodes while no staining is detected in CE lesions. In addition, the antibody detects small particles of E. multilocularis (spems) of less than 1 mm outside the main lesion in necrotic tissue, liver sinusoids and lymphatic tissue most probably caused by shedding of parasitic material. The conventional histological diagnosis based on haematoxylin and eosin and PAS stainings were in accordance with the immunohistological diagnosis using mAb Em2G11 in 90 of 96 samples. In 6 samples conventional subtype diagnosis of echinococcosis had to be adjusted when revised by immunohistology with mAb Em2G11. Conclusions/Significance: Immunohistochemistry with the mAb Em2G11 is a new, highly specific and sensitive diagnostic tool for AE. The staining of small particles of E. multilocularis (spems) outside the main lesion including immunocompetent tissue, such as lymph nodes, suggests a systemic effect on the host. KW - cells KW - multilocularis KW - antigen Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-135371 VL - 6 IS - 10 ER - TY - JOUR A1 - Van Baelen, Anthony A1 - Mottet, Nicolas A1 - Spahn, Martin A1 - Briganti, Alberto A1 - Gontero, Paolo A1 - Joniau, Steven T1 - Sense and Nonsense of an Extended Pelvic Lymph Node Dissection in Prostate Cancer JF - Advances in Urology N2 - Lymph node metastases associated with prostate cancer (PCa) has been shown to be a poor prognostic factor. The role of pelvic lymph node dissection (PLND) itself in relation to survival remains unclear, however. A Medline search was conducted to address this issue. The following conclusions were drawn. Only recently, improved survival due to completion of radical prostatectomy (RP) (compared to abandoning RP) in known or presumed lymph-node-positive patients has been shown. Lymph node sampling can only be considered representative if an adequate number of nodes is removed. While several authors have suggested that a therapeutic benefit in patients undergoing RP is not provided by PLND, the reliability of these studies is uncertain. Contrary to this, several studies have indicated the possibility of long-term survival even in the presence of limited lymph node metastases. The role and timing of initiation of adjuvant androgen deprivation therapy (ADT) in patients who have node-positive disease after RP is controversial. Recent studies suggest that delaying ADT may not adversely impact survival. KW - Prostatakrebs Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-123990 VL - 2012 IS - 983058 ER - TY - JOUR A1 - Leistner, Stefanie A1 - Benik, Steffen A1 - Laumeier, Inga A1 - Ziegler, Annerose A1 - Nieweler, Gabriele A1 - Nolte, Christian H. A1 - Heuschmann, Peter U. A1 - Audebert, Heinrich J. T1 - Secondary Prevention after Minor Stroke and TIA - Usual Care and Development of a Support Program JF - PLoS One N2 - Background: Effective methods of secondary prevention after stroke or TIA are available but adherence to recommended evidence-based treatments is often poor. The study aimed to determine the quality of secondary prevention in usual care and to develop a stepwise modeled support program. Methods: Two consecutive cohorts of patients with acute minor stroke or TIA undergoing usual outpatient care versus a secondary prevention program were compared. Risk factor control and medication adherence were assessed in 6-month follow-ups (6M-FU). Usual care consisted of detailed information concerning vascular risk factor targets given at discharge and regular outpatient care by primary care physicians. The stepwise modeled support program additionally employed up to four outpatient appointments. A combination of educational and behavioral strategies was employed. Results: 168 patients in the observational cohort who stated their openness to participate in a prevention program (mean age 64.7 y, admission blood pressure (BP): 155/84 mmHg) and 173 patients participating in the support program (mean age 67.6 y, BP: 161/84 mmHg) were assessed at 6 months. Proportions of patients with BP according to guidelines were 50% in usual-care and 77% in the support program (p<0.01). LDL<100 mg/dl was measured in 62 versus 71% (p = 0.12). Proportions of patients who stopped smoking were 50 versus 79% (p<0.01). 72 versus 89% of patients with atrial fibrillation were on oral anticoagulation (p = 0.09). Conclusions: Risk factor control remains unsatisfactory in usual care. Targets of secondary prevention were met more often within the supported cohort. Effects on (cerebro-)vascular recurrence rates are going to be assessed in a multicenter randomized trial. KW - atherothrombosis KW - multifactorial KW - clinical trial KW - hypertension KW - disease KW - transient ischemic attack KW - randomized controlled trial KW - cardiovascular risk factors KW - blood pressure KW - event rates Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-135247 VL - 7 IS - 12 ER - TY - JOUR A1 - Hsieh, Yu-Lung A1 - Linsenmair, Karl Eduard T1 - Seasonal dynamics of arboreal spider diversity in a temperate forest N2 - Measuring and estimating biodiversity patterns is a fundamental task of the scientist working to support conservation and informmanagement decisions.Most biodiversity studies in temperate regions were often carried out over a very short period of time (e.g., a single season) and it is often—at least tacitly—assumed that these short-termfindings are representative of long-termgeneral patterns.However, should the studied biodiversity pattern in fact contain significant temporal dynamics, perhaps leading to contradictory conclusions. Here, we studied the seasonal diversity dynamics of arboreal spider communities dwelling in 216 European beeches (Fagus sylvatica L.) to assess the spider community composition in the following seasons: two cold seasons (I:November 2005–January 2006; II: February–April) and two warm seasons (III: May–July; IV: August–October). We show that the usually measured diversity of the warmseason community (IV: 58 estimated species) alone did not deliver a reliable image of the overall diversity present in these trees, and therefore, we recommend it should not be used for sampling protocols aimed at providing a full picture of a forest’s biodiversity in the temperate zones. In particular, when the additional samplings of other seasons (I, II, III) were included, the estimated species richness nearly doubled (108). Community I possessed the lowest diversity and evenness due to the harsh winter conditions: this community was comprised of one dominant species together with several species low in abundance. Similarity was lowest (38.6%) between seasonal communities I and III, indicating a significant species turnover due to recolonization, so that community III had the highest diversity. Finally, using nonparametric estimators, we found that further sampling in late winter (February–April) is most needed to complete our inventory. Our study clearly demonstrates that seasonal dynamics of communities should be taken into account when studying biodiversity patterns of spiders, and probably forest arthropods in general. KW - Biologie KW - Araneae KW - canopy fogging KW - European beech KW - recolonization KW - species richness estimation KW - true diversity Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75158 ER - TY - JOUR T1 - Search for top and bottom squarks from gluino pair production in final states with missing transverse energy and at least three b-jets with the ATLAS detector JF - The European Physical Journal C N2 - This letter reports the results of a search for top and bottom squarks from gluino pair production in 4.7 fb$^{−1}$ of pp collisions at √s=7 TeV using the ATLAS detector at the LHC. The search is performed in events with large missing transverse momentum and at least three jets identified as originating from a b-quark. Exclusion limits are presented for a variety of gluino-mediated models with gluino masses up to 1 TeV excluded. KW - SM Background KW - jet response KW - direct pair production KW - visible cross section KW - jet energy scale KW - Anti-k Jet KW - PDF set KW - validation region Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-127523 VL - 72 IS - 2174 ER - TY - JOUR A1 - Aad, G. A1 - Abbott, B. A1 - Abdallah, J. A1 - Abdel Khalek, S. A1 - Abdelalim, A. A. T1 - Search for the Standard Model Higgs boson in the H→WW(⋆)→ℓνℓνH→WW(⋆)→ℓνℓν decay mode with 4.7 fb$^{−1}$ of ATLAS data at $\sqrt{s}$=7 TeV JF - Physics Letters B N2 - A search for the Standard Model Higgs boson in the H→WW(⋆)→ℓνℓνH→WW(⋆)→ℓνℓν (ℓ=e,μℓ=e,μ) decay mode is presented. The search is performed using proton–proton collision data corresponding to an integrated luminosity of 4.7 fb$^{−1}$ at a centre-of-mass energy of 7 TeV collected during 2011 with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. No significant excess of events over the expected background is observed. An upper bound is placed on the Higgs boson production cross section as a function of its mass. A Standard Model Higgs boson with mass in the range between 133 GeV and 261 GeV is excluded at 95% confidence level, while the expected exclusion range is from 127 GeV to 233 GeV. KW - ATLAS KW - LHC KW - Higgs KW - WW Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-127307 VL - 761 IS - 1 ER - TY - JOUR T1 - Search for supersymmetry in events with large missing transverse momentum, jets, and at least one tau lepton in 7 TeV proton-proton collision data with the JF - The European Physical Journal C N2 - A search for supersymmetry (SUSY) in events with large missing transverse momentum, jets, and at least one hadronically decaying τ lepton, with zero or one additional light lepton (e/μ), has been performed using 4.7 fb$^{−1}$ of proton-proton collision data at $\sqrt s$=7TeV recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. No excess above the Standard Model background expectation is observed and a 95 % confidence level visible cross-section upper limit for new phenomena is set. In the framework of gauge-mediated SUSY-breaking models, lower limits on the mass scale Λ are set at 54 TeV in the regions where the $\tilde τ_1$ is the next-to-lightest SUSY particle (tanβ>20). These limits provide the most stringent tests to date of GMSB models in a large part of the parameter space considered. KW - multi-jet background KW - jet energy scale KW - systematic uncertainty KW - jet background KW - anti-k jet KW - jet energy resolution KW - MC expectation KW - GMSB model KW - Cl Lowe limit KW - transverse momentum KW - single top event KW - SM background KW - MC simulation KW - transverse momentum vector KW - SUSY breaking scale Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-128891 VL - 72 IS - 2215 ER - TY - JOUR T1 - Search for second generation scalar leptoquarks in pp collisions at √s=7 TeV with the ATLAS detector JF - The European Physical Journal C N2 - The results of a search for the production of second generation scalar leptoquarks are presented for final states consisting of either two muons and at least two jets or a muon plus missing transverse momentum and at least two jets. A total of 1.03 fb$^{−1}$ integrated luminosity of proton-proton collision data produced by the Large Hadron Collider at s√=7 TeV and recorded by the ATLAS detector is used for the search. The event yields in the signal regions are found to be consistent with the Standard Model background expectations. The production of second generation leptoquarks is excluded for a leptoquark mass m$_{LQ}$<594 (685) GeV at 95 % confidence level, for a branching ratio of 0.5 (1.0) for leptoquark decay to a muon and a quark. KW - jet energy scale KW - top quark mass KW - multi-jet background KW - simulated event sample KW - SM background KW - acceptance time efficiency KW - top quark contribution KW - top quark pair KW - primary vertex KW - single top quark production KW - signal cross section KW - systematic uncertainty KW - single top quark Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-128957 VL - 72 IS - 2151 ER - TY - JOUR T1 - Search for same-sign top-quark production and fourth-generation down-type quarks in pp collisions at √s=7 TeV with the ATLAS detector JF - Journal of High Energy Physics N2 - A search is presented for same-sign top-quark production and down-type heavy quarks of charge −1/3 in events with two isolated leptons (e or μ) that have the same electric charge, at least two jets and large missing transverse momentum. The data are selected from pp collisions at √s=7TeV recorded by the ATLAS detector and correspond to an integrated luminosity of 1.04 fb$^{−1}$. The observed data are consistent with expectations from Standard Model processes. Upper limits are set at 95 % confidence level on the cross section of new sources of same-sign top-quark pair production of 1.4-2.0 pb depending on the assumed mediator mass. Upper limits are also set on the pair-production cross-section for new heavy down-type quarks; a lower limit of 450 GeV is set at 95 % confidence level on the mass of heavy down-type quarks under the assumption that they decay 100 % of the time to W t. KW - hadron-hadron scattering Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-128960 VL - 04 IS - 69 ER - TY - JOUR T1 - Search for R-parity-violating supersymmetry in events with four or more leptons in √s=7 TeV pp collisions with the ATLAS detector JF - Journal of High Energy Physics N2 - A search for new phenomena in final states with four or more leptons (electrons or muons) is presented. The analysis is based on 4.7 fb$^{−1}$ of √s=7 TeV proton-proton collisions delivered by the Large Hadron Collider and recorded with the ATLAS detector. Observations are consistent with Standard Model expectations in two signal regions: one that requires moderate values of missing transverse momentum and another that requires large effective mass. The results are interpreted in a simplified model of R-parity-violating supersymmetry in which a 95% CL exclusion region is set for charged wino masses up to 540 GeV. In an R-parity-violating MSUGRA/CMSSM model, values of m 1/2 up to 820 GeV are excluded for 10 < tan β < 40. KW - hadron-hadron scattering Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-129179 VL - 12 IS - 124 ER - TY - JOUR T1 - Search for pair production of massive particles decaying into three quarks with the ATLAS detector in √s=7TeV pp collisions at the LHC JF - Journal of High Energy Physics N2 - A search is conducted for hadronic three-body decays of a new massive coloured particle in √s=7TeV pp collisions at the LHC using an integrated luminosity of 4.6 fb$^{−1}$ collected by the ATLAS detector. Supersymmetric gluino pair production in the context of a model with R-parity violation is used as a benchmark scenario. The analysis is divided into two search channels, each optimised separately for their sensitivity to high-mass and low-mass gluino production. The first search channel uses a stringent selection on the transverse momentum of the six leading jets and is performed as a counting experiment. The second search channel focuses on low-mass gluinos produced with a large boost. Large-radius jets are selected and the invariant mass of each of the two leading jets is used as a discriminant between the signal and the background. The results are found to be consistent with Standard Model expectations and limits are set on the allowed gluino mass. KW - hadron-hadron scattering Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-128133 VL - 12 IS - 86 ER - TY - JOUR T1 - Search for light scalar top-quark pair production in final states with two leptons with the ATLAS detector in √s=7 TeV proton–proton collisions JF - The European Physical Journal C N2 - A search is presented for the pair production of light scalar top quarks in √s=7 TeV proton–proton collisions recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. This analysis uses the full data sample collected during 2011 running that corresponds to a total integrated luminosity of 4.7 fb$^{−1}$. Light scalar top quarks are searched for in events with two opposite-sign leptons (e, μ), large missing transverse momentum and at least one jet in the final state. No excess over Standard Model expectations is found, and the results are interpreted under the assumption that the light scalar top decays to a b-quark in addition to an on-shell chargino whose decay occurs through a virtual W boson. If the chargino mass is 106 GeV, light scalar top-quark masses up to 130 GeV are excluded for neutralino masses below 70 GeV. KW - signal cross section KW - jet energy scale KW - jet energy scale uncertainty KW - dead region KW - jet energy resolution KW - top quark pair KW - charingo mass KW - top quark decay KW - SM background KW - simulaed event sample KW - MC simulation KW - visible cross section KW - anti-k jet KW - top event dilepton invariant mass Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-129561 VL - 72 IS - 2237 ER -