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- Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften (2306)
- Graduate School of Life Sciences (1034)
- Physikalisches Institut (811)
- Institut für Anorganische Chemie (678)
- Medizinische Klinik und Poliklinik I (667)
- Institut für Psychologie (604)
- Medizinische Klinik und Poliklinik II (579)
- Institut für Organische Chemie (562)
- Neurologische Klinik und Poliklinik (527)
- Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Gefäß- und Kinderchirurgie (Chirurgische Klinik I) (508)
Schriftenreihe
- Cultural Animal Studies, Band 3 (24)
- Spezielle Didaktik der Sportarten (2)
- Aesthetische Eigenzeiten, 17 (1)
- Akten des ... Symposiums des Mediävistenverbandes; 13,2 (1)
- Alter Orient und Altes Testament : Sonderreihe Veröffentlichungen zur Kultur und Geschichte des Alten Orients ; 3 (1)
- Aventiuren; 13 (1)
- Berichte aus der Informatik (1)
- Deuterocanonical and Cognate Literature Studies (1)
- Deuterocanonical and Cognate Literature Yearbook (1)
- Epistemata. Reihe Literaturwissenschaft ; 483 (1)
Sonstige beteiligte Institutionen
- VolkswagenStiftung (24)
- Johns Hopkins School of Medicine (18)
- Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC (8)
- Helmholtz Institute for RNA-based Infection Research (HIRI) (7)
- IZKF Nachwuchsgruppe Geweberegeneration für muskuloskelettale Erkrankungen (7)
- Akademie der Wissenschaften und der Literatur, Mainz (6)
- DFG Forschungsgruppe 2757 / Lokale Selbstregelungen im Kontext schwacher Staatlichkeit in Antike und Moderne (LoSAM) (6)
- Clinical Trial Center (CTC) / Zentrale für Klinische Studien Würzburg (ZKSW) (5)
- Johns Hopkins University School of Medicine (5)
- Universität Leipzig (5)
ResearcherID
- B-1911-2015 (1)
- B-4606-2017 (1)
- C-2593-2016 (1)
- D-1221-2009 (1)
- D-1250-2010 (1)
- D-3057-2014 (1)
- I-5818-2014 (1)
- J-8841-2015 (1)
- M-1240-2017 (1)
- N-2030-2015 (1)
The MYC oncoprotein binds to promoter-proximal regions of virtually all transcribed genes and enhances RNA polymerase II (Pol II) function, but its precise mode of action is poorly understood. Using mass spectrometry of both MYC and Pol II complexes, we show here that MYC controls the assembly of Pol II with a small set of transcription elongation factors that includes SPT5, a subunit of the elongation factor DSIF. MYC directly binds SPT5, recruits SPT5 to promoters, and enables the CDK7-dependent transfer of SPT5 onto Pol II. Consistent with known functions of SPT5, MYC is required for fast and processive transcription elongation. Intriguingly, the high levels of MYC that are expressed in tumors sequester SPT5 into non-functional complexes, thereby decreasing the expression of growth-suppressive genes. Altogether, these results argue that MYC controls the productive assembly of processive Pol II elongation complexes and provide insight into how oncogenic levels of MYC permit uncontrolled cellular growth.
DNA damage response (DDR) involves dramatic transcriptional alterations, the mechanisms of which remain ill defined. Here, we show that following genotoxic stress, the RNA-binding motif protein 7 (RBM7) stimulates RNA polymerase II (Pol II) transcription and promotes cell viability by activating the positive transcription elongation factor b (P-TEFb) via its release from the inhibitory 7SK small nuclear ribonucleoprotein (7SK snRNP). This is mediated by activation of p38MAPK, which triggers enhanced binding of RBM7 with core subunits of 7SK snRNP. In turn, P-TEFb relocates to chromatin to induce transcription of short units, including key DDR genes and multiple classes of non-coding RNAs. Critically, interfering with the axis of RBM7 and P-TEFb provokes cellular hypersensitivity to DNA-damage-inducing agents due to activation of apoptosis. Our work uncovers the importance of stress-dependent stimulation of Pol II pause release, which enables a pro-survival transcriptional response that is crucial for cell fate upon genotoxic insult.
Proximitized materials
(2019)
Advances in scaling down heterostructures and having an improved interface quality together with atomically thin two-dimensional materials suggest a novel approach to systematically design materials. A given material can be transformed through proximity effects whereby it acquires properties of its neighbors, for example, becoming superconducting, magnetic, topologically nontrivial, or with an enhanced spin–orbit coupling. Such proximity effects not only complement the conventional methods of designing materials by doping or functionalization but also can overcome their various limitations. In proximitized materials, it is possible to realize properties that are not present in any constituent region of the considered heterostructure. While the focus is on magnetic and spin–orbit proximity effects with their applications in spintronics, the outlined principles also provide a broader framework for employing other proximity effects to tailor materials and realize novel phenomena.
This study approaches the accurate continuous direct-writing onto a cylindrical collector from a mathematical perspective, taking into account the winding angle, cylinder diameter and length required for the final 3D printed tube. Using an additive manufacturing process termed melt electrowriting (MEW), porous tubes intended for tissue engineering applications are fabricated from medical-grade poly(ε-caprolactone) (PCL), validating the mathematically-derived method. For the fabricated tubes in this study, the pore size, winding angle and printed length can all be planned in advance and manufactured as designed. The physical dimensions of the tubes matched theoretical predictions and mechanical testing performed demonstrated that variations in the tubular morphology have a direct impact on their strength. MEWTubes, the web-based application developed and described here, is a particularly useful tool for planning the complex continuous direct writing path required for MEW onto a rotating, cylindrical build surface.
Damage of mitochondrial DNA (mtDNA) with reduction in copy number has been proposed as a biomarker for mitochondrial dysfunction and oxidative stress. Chronic kidney disease (CKD) is associated with increased mortality and risk of cardiovascular disease, but the underlying mechanisms remain incompletely understood. Here we investigated the prognostic role of mtDNA copy number for cause-specific mortality in 4812 patients from the German Chronic Kidney Disease study, an ongoing prospective observational national cohort study of patients with CKD stage G3 and A1-3 or G1-2 with overt proteinuria (A3) at enrollment. MtDNA was quantified in whole blood using a plasmid-normalized PCR-based assay. At baseline, 1235 patients had prevalent cardiovascular disease. These patients had a significantly lower mtDNA copy number than patients without cardiovascular disease (fully-adjusted model: odds ratio 1.03, 95% confidence interval [CI] 1.01-1.05 per 10 mtDNA copies decrease). After four years of follow-up, we observed a significant inverse association between mtDNA copy number and all-cause mortality, adjusted for kidney function and cardiovascular disease risk factors (hazard ratio 1.37, 95% CI 1.09-1.73 for quartile 1 compared to quartiles 2-4). When grouped by causes of death, estimates pointed in the same direction for all causes but in a fully-adjusted model decreased copy numbers were significantly lower only in infection-related death (hazard ratio 1.82, 95% CI 1.08-3.08). A similar association was observed for hospitalizations due to infections in 644 patients (hazard ratio 1.19, 95% CI 1.00-1.42 in the fully-adjusted model). Thus, our data support a role of mitochondrial dysfunction in increased cardiovascular disease and mortality risks as well as susceptibility to infections in patients with CKD.
Photolumineszenzmikroskopie und -spektroskopie endohedraler Farbstoffe in Bornitridnanoröhren
(2024)
Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurde untersucht, wie die Einkapselung organischer Farbstoffmoleküle in Bornitridnanoröhren (BNNTs) die photophysikalischen Eigenschaften der Fluorophore beeinflusst. Als Farbstoffe wurden hierbei alpha-Quaterthiophen (4T), alpha-Sexithiophen (6T), alpha-Octithiophen (8T) sowie Nilrot (NR) ausgewählt. Die eingesetzten BNNTs besitzen einen nominellen Durchmesser von \(5 \pm 2\)nm.
Für die Charakterisierung der reinen Farbstoffe und der hybriden Systeme aus Farbstoff und Nanoröhre kam ein Laboraufbau zum Einsatz, der neben Absorptions- und Photolumineszenz (PL)-Spektroskopie auch PL-Mikroskopie ermöglicht. Zusätzlich lässt sich damit auch eine zeitaufgelöste Untersuchung der PL (engl. time correlated single photon counting, TCSPC) im Ensemble und an einzelnen, separierten Nano-Objekten (mit Farbstoff gefüllte BNNTs) umsetzen.
In Kapitel 5 wurden zunächst die freien Farbstoffe in Lösung charakterisiert. Es hat sich gezeigt, dass sowohl 4T als auch NR im verwendeten Lösemittel Dimethylformamid (DMF) löslich sind, wohingegen 6T und 8T hier eine geringere Löslichkeit zeigen. Die unterschiedlichen Verläufe der konzentrationsabhängigen PL-Spektren für 4T und 6T in DMF lassen sich vermutlich auf diesen Löslichkeitsunterschied zurückführen. Zudem wurden Extinktionskoeffizienten für 4T und NR mittels konzentrationsabhängiger Absorptionsspektren bestimmt und es zeigte sich eine gute Übereinstimmung mit der Literatur. Für 6T und 8T war eine Bestimmung aufgrund der geringen Löslichkeit nicht möglich, weshalb auf Literaturwerte zurückgegriffen wurde oder diese extrapoliert wurden (8T).
In Kapitel 6 erfolgte die detaillierte Charakterisierung der mit Oligothiophenen gefüllten BNNTs. Die Befüllung wurde dabei im Wesentlichen nach einem von C. Allard publizierten Verfahren durchgeführt und auf die zusätzlichen Fluorophore 4T, 8T und NR übertragen. Für Messungen mittels UV-Vis-Spektroskopie in Lösung bzw. Dispersion hat sich beim Farbstoff 6T gezeigt, dass sich das Absorptionsmaximum von 407nm (freies 6T) hin zu 506nm (6T@BNNT) verschiebt. Ursache hierfür ist vermutlich die Bildung von J-Aggregaten im Inneren der Röhren. Die entsprechenden PL-Spektren von freiem 6T und dem Hybridsystem zeigen dabei keine signifikanten Unterschiede. Für konzentrationsabhängige PL-Spektren von 6T@BNNT ergibt sich (anders als bei freiem 6T in DMF) keine Änderung des Verlaufs der Kurven, was als ein Indiz für eine erfolgreiche Einkapselung gedeutet werden kann.
Durch Kombination von Rasterkraft- und PL-Mikroskopie konnten die Außendurchmesser von einzelnen 6T@BNNT Objekten ermittelt und in direkten Zusammenhang mit deren photophysikalischen Eigenschaften gebracht werden. Bei einer Analyse der Polarisation des Emissionslichtes von 6T@BNNT in Abhängigkeit des Außendurchmessers ließ sich jedoch keine klare Korrelation zwischen Struktur und Emissionscharakteristiken erkennen. Diese Beobachtung lässt sich vermutlich dadurch erklären, dass mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie lediglich der Außendurchmesser der (teils mehrwandigen) BNNTs bestimmt werden kann. Die entscheidende Größe an dieser Stelle ist allerdings der innere Durchmesser der BNNTs, welcher die Ausrichtung und damit auch die Polarisation der Farbstoffmoleküle beeinflusst.
Ein Vergleich des mittleren maximalen Polarisationsgrades der jeweiligen Hybridsysteme hat gezeigt, dass 4T@BNNT den geringsten und 6T@BNNT mit den höchsten Wert aufweist. Dies bestätigt die Annahme, dass mit zunehmender Moleküllänge die Polarisation, aufgrund des höheren Templat-Effektes der Röhre, zunimmt. 8T@BNNT liegt zwischen den beiden anderen Werten, was dieser Annahme widerspricht. Der mittlere Verkippungswinkel der eingekapselten Farbstoffmoleküle gegenüber der Röhrenachse liegt für 4T@BNNT bei etwa 16° und ist damit etwas größer als derjenige von 6T@BNNT. Somit zeigt sich auch hier, dass kürzere Moleküle mehr sterische Freiheitsgerade im Innern der Röhren besitzen. Für 8T@BNNT liegt der Winkel bei ca. 28° und widerspricht abermals der Annahme.
TCSPC-Messungen an freien Oligothiophen-Farbstoffen sowie an den hybriden Systemen zeigten, dass die Fluoreszenzlebensdauer \(\tau\) für 4T und 6T (jeweils in DMF) infolge der Einkapselung deutlich zunimmt wenn die Hybridsysteme ebenfalls in DMF dispergiert sind. Die ermittelten Werte für \(\tau\) der separierten Nanoobjekte lagen für 4T@BNNT und 6T@BNNT unterhalb der entsprechenden in DMF. Für 8T bzw. 8T@BNNT ergab sich eine deutlich kürzerer Lebensdauer der separierten Nanoobjekte im Vergleich zum freien Farbstoff in kolloidaler Suspension. Ein erster Ansatz, um den zugrundeliegende Mechanismus aufzuklären, bestand darin, die TCSPC-Spektren (für 6T in DMF und 6T@BNNT in DMF) hinsichtlich der einzelnen Zerfallskanäle zu analysieren. Die erhaltenen Ergebnisse deuteten darauf hin, dass bei freiem 6T in DMF andere Zerfallskanäle dominieren als beim Hybridsystem 6T@BNNT (in DMF). Eine Korrelation der Fluorezenslebensdauer von 6T@BNNT vom äußeren Durchmesser der Nanoröhren zeigte keinen eindeutigen Zusammenhang.
Die Charakterisierung von Nilrot bzw. NR@BNNT (analog zu den Oligothiophenen) erfolgte in Kapitel 4. Auch hier zeigte sich eine Verschiebung des PL-Spektrums des Fluorophores durch die Einkapselung in die BNNTs. Allerdings ist das PL-Spektrum des Hybridsystems (NR@BNNT) um etwa 20nm hypsochrom verschoben. Nilrot ist in der Literatur zudem als Nanosonde zur Ermittlung der Permittivität des Lösemittels bzw. der Umgebung bekannt. Dies erlaubte eine Abschätzung der relativen Permittivät im Inneren der BNNTs. Der ermittelte Wert von ca. 4 für ein isoliertes NR@BNNT Objekt deutet auf eine relativ unpolare Umgebung im Röhreninneren hin. Zum Vergleich dazu, liegt der Wert von freiem NR in DMF bei 47, was die relativ hohe Polarität von DMF bestätigt. Der ermittelte Wert für die mittlere maximale Polarisation lag leicht über dem der hybriden Systeme aus Oligothiophenen und Nanoröhren. Für die Auslenkung der NR-Moleküle gegenüber der Röhrenachse ergab sich ein Winkel von etwa 16°, was im Bereich der Werte von 4T@BNNT und 6T@BNNT liegt. Die Messung der zeitaufgelösten Fluoreszenz von freiem und eingekapseltem Nilrot hat ergeben, dass auch in diesem Fall eine Verkürzung der Lebensdauer (von 4091 ps auf 812 ps) erfolgte. Eine solche Verkürzung der Lebensdauer von Chromophoren wird in der Literatur unter anderem mit der Bildung von J-Aggregaten in Zusammenhang gebracht.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es die aktuelle Versorgungskontinuität in der psychotherapeutischen Versorgung hinsichtlich der Zusammenarbeit des (teil-)stationären und des ambulanten Sektors aus Sicht der niedergelassenen Psychotherapeut:innen zu untersuchen, diese in den wissenschaftlichen Kontext einzuordnen und – falls möglich – erste Möglichkeiten zur Verbesserung der derzeitigen Versorgungskontinuität aufzuzeigen.
In Zusammenarbeit mit dem Arbeitsbereich für Medizinische Psychologie und Psychotherapie im Zentrum für psychische Gesundheit des Universitätsklinikums Würzburg wurde hierzu ein Fragebogen entwickelt und acht ausgewählten psychotherapeutischen Fachgesellschaften beziehungsweise Psychotherapeutenkammern mit der Bitte um Weiterleitung an deren Mitglieder zugesandt.
In der vorliegenden Studie wurden – neben einer Globalbeurteilung – im Speziellen die Teil-aspekte des Austauschs, der entsprechenden Rahmenbedingungen und die Bereitstellung des poststationären ambulanten Psychotherapieplatzes betrachtet. Die Studienergebnisse bilden den derzeitigen Status Quo der psychotherapeutischen Versorgungslage aus Sicht der niedergelassenen Psychotherapeut:innen ab und weisen im Zuge dessen auf einige Defizite in den untersuchten Teilaspekten hin. Die aufgestellten Nebenfragestellungen zeigen gleichsam aber auch Ansatzunkte für Lösungen auf.
Aufgrund der besonderen Relevanz der aufgezeigten Ergebnisse, gilt es – zur Ermöglichung einer adäquaten kontinuierlichen psychotherapeutischen Versorgung – eine weitergehende Betrach-tung der aufgezeigten Defizite vorzunehmen. Für ein umfassendes Bild sind zudem kongruente Folgearbeiten mit dem Augenmerk auf der Sichtweise der (teil-)stationären Behandlungseinrichtungen und der Patient:innen notwendig. Insbesondere vor dem Hintergrund der limitierten Möglichkeiten der vorliegenden Arbeit gilt es große repräsentative und nationale Studien anzustreben. Hierzu wäre die Etablierung zentral verwalteter Register zur Bündelung der bisherigen und zukünftigen Forschungsarbeiten im Bereich der Psychotherapie wünschenswert. Vor allem vor dem Hintergrund zahlreicher Modellprojekte erscheint dies sinnvoll und könnte einen wichtigen Beitrag zur Optimierung der derzeitigen psychotherapeutischen Forschungs- und Versorgungslage beitragen.
Brustkrebs ist die häufigste diagnostizierte Krebserkrankung weltweit. Trotz der vielfältigen Behandlungsmöglichkeiten endet die Diagnose Brustkrebs in vielen Fällen noch immer tödlich. Aus diesem Grund ist die Entwicklung neuer Therapieansätze wichtig. Ein Therapieansatz, der in den letzten zehn Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen hat, ist die Immuntherapie. Allerdings konnte sie bei Brustkrebs noch keine großen Erfolge erzielen. Ursache hierfür ist die geringe Immunzellinfiltration in Brusttumoren. Um Brustkrebs für Immuntherapie empfänglicher zu machen, müssten Immuntherapeutika in Kombination mit Medikamenten angewendet werden, die die Immunzellinfiltration steigern. Um die Wirksamkeit solcher Medikamente in präklinischen Studien zu testen, braucht es eine Methode, mit der man die T-Zellverteilung innerhalb des Tumors darstellen kann. Für umfassendes Verständnis ist dreidimensionale Darstellung der Zellen im Tumor notwendig, da es einen großen Unterschied macht, ob sich die T-Zellen im Tumorstroma oder in unmittelbarer Nähe zu den Tumorzellen befinden. Die starke Fibrotisierung der Extrazellulären Matrix, die typisch für Brusttumoren ist, erschwert nicht nur die Immunzellinfiltration, sondern auch die Diffusion der fluoreszierenden Antikörper ins Gewebe. Im Zuge dieser Arbeit wurde eine Methode entwickelt, um im dreidimensionalen CD4 und CD8-positive T-Zellen in Brusttumoren darzustellen. Dies gelang mittels Immunfluoreszenzfärbung und anschließender dreidimensionaler Aufnahme mithilfe optischer Sektionierung am Lichtblattmikroskop. Erreicht wurde dies durch deutliche Erhöhung der Inkubationszeiten, aggressive Permeabilisierung des Gewebes, Testen unterschiedlicher Antikörper bzw. Antikörperkombinationen und Entfärbung sowie Klärung des Tumorgewebes. Darüber hinaus konnten erste Schritte in der nachträglichen Bearbeitung der Aufnahmen inklusive Rekonstruktion der Zellen gemacht werden. Für die Anwendung des Verfahrens in Studien zur Medikamentenwirksamkeit ist noch weitere Optimierung notwendig.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Melodiestrukturentwicklung im zweiten Lebenshalbjahr, exemplarisch an zehn gesunden Säuglingen mit deutscher Umgebungssprache, untersucht. Zusammen mit den zuvor erhobenen und vorliegenden Ergebnissen der ersten sechs Lebensmonate (Kottmann, 2023) war erstmalig eine systematische Längsschnittanalyse über das gesamte erste Lebensjahr möglich. Mithilfe des Lautanalyseprogramms CDAP wurden für die vorliegende Arbeit 4686 frühkindliche Lautaufahmen bezüglich ihres Melodiekonturverlaufs sowie ihrer auditiv und visuell wahrnehmbaren Feinstrukturmerkmale detailliert analysiert und ausgewertet. Der Datensatz spiegelt repräsentativ das typische Lautrepertoire von Säuglingen im zweiten Lebenshalbjahr mit den hier untersuchten Komfort-Vokalisationstypen wider: Übergangslaute, marginale und kanonische Babbellaute. In Übereinstimmung mit dem von Wermke und Mende postulierten MD-Modell, das eine vokalisationstyp-übergreifende Komplexitätszunahme frühkindlicher Lautäußerungen beschreibt, konnten erstmals die regelhaften Entwicklungsverläufe im zweiten Lebenshalbjahr gezeigt und ausführlich benannt werden. Dabei scheint die Zunahme der Komplexität vor allem im Zusammenhang mit artikulatorischen Reifeprozessen zu stehen. In der Melodie selbst fiel diesbezüglich vor allem der Einbau von Segmentierungen auf. Diese innermelodischen Unterbrechungen können wiederum als Vorläufer linguistischer Strukturen, wie beispielsweise Silben, angesehen werden. Der Übergang von einfachen zu fortgeschritteneren Vokalisationen, bis hin zu den ersten Wörtern, ist fließend. Zukünftig wäre für weitere empirische Untersuchungen interessant, inwiefern sich der Grundfrequenzverlauf zunehmend zur suprasegmentalen Intonationskurve entwickelt, was sich bereits in den durchgeführten Analysen angedeutet hat. Die kontinuierlich wachsende Kontrolle des Säuglings über den Vokaltrakt mit zunehmend gezielter Reproduktion erlernter Lautstrukturen wird durch die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit belegt. Sie liefert einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Sprachentwicklung von Säuglingen und ermöglicht durch die Erkenntnisse der physiologisch ablaufenden Prozesse eine vorsprachliche Diagnostik, eine frühzeitige Intervention und Förderung der Sprache. Vor allem der Beginn des Babbelns scheint hierbei eine wichtige Evaluationsgröße zu sein.
This thesis is dedicated to construct a non-abelian holographic dynamical minimal composite Higgs model. We first build a non-abelian bottom-up AdS/YM model that can explain the QCD meson spectrum well. The model is made non-abelian by considering non-abelian DBI action in the top-down model. We then change the dual theory from the QCD to the minimal composite Higgs model U (4)/Sp(4). By adding a second explicit U (4) → Sp(4) breaking through the NJL interaction at the boundary, we managed to construct a composite Higgs phase and a technicolor phase in this model. The transition between the two phases is also realized, which is controlled by the NJL coupling. This thesis is based on the works [1, 2].
In dieser Arbeit wurde ein modulares Zelllinienmodell zur Visualisierung klonaler Evolutionsmechanismen etabliert. Hierfür wurden unterschiedlich fluoreszierende Proteine (LSSmKate2, EGFP, mTagBFP2) durch Anwendung eines Sleeping Beauty basierten Vektorsystems in unterschiedliche Sublinien der Myelom Zelllinie L363 eingebracht. Diese vier Sublinien beinhalten jeweils eine von drei aus primären Patientenproben gewonnenen Mutationen in IKZF1 (A152T, E170D, R439H) oder den IKZF1 WT. Die Anwendung von immunmodulatorischen Medikamenten (IMiDs) führt zu einer Ubiquitinierung des Transkriptionsfaktors IKZF1 durch die E3-Ubiquitin-Protein-Ligase (CRBN-CUL4). Durch Mutationen in IKZF1 kommt es zu Störungen in diesem Prozess und damit zu einer Überexpression von IKZF1. Dies wirkt sich wachstumsfördert auf die Myelomzellen aus. Die Auswirkungen der einzelnen Mutationen in IKZF1 ist aufgrund dessen ein klinisch relevantes Forschungsthema.
In dieser Arbeit wurden jeweils zwei Sublinien mit Zellen des IKZF1 WT und Zellen mit einer IKZF1 Mutation mit jeweils unterschiedlich fluoreszierenden Proteinen markiert. Diese wurden gemeinsam unter Behandlung mit verschiedenen Konzentrationen von Lenalidomid inkubiert. Somit konnte das Selektionsverhalten mittels Durchflusszytometrie-Auswertungen visualisiert werden. Es konnte gezeigt werden, dass die IKZF1 Mutation A152T einen deutlichen Selektionsvorteil für die Myelomzellen darstellt. Bei den IKZF1 Mutationen E170D und R439H konnte kein Selektionsvorteil gegenüber dem IKZF1 WT beobachtet werden.
The present thesis is concerned with the automated computation of integrated and differential
cross sections of diboson production in proton–proton and electron–positron collisions at very
high energies, including a resummation of electroweak Sudakov logarithms to all orders in the
fine-structure constant using soft–collinear effective theory.
The search for new physics at future colliders such as the FCC–hh or the CLIC requires
precise predictions for scattering cross sections from the theoretical high-energy physics com-
munity. Electroweak Sudakov logarithms, which currently limit the accuracy of predictions in
the high-energy tails of differential distributions for LHC-like energies, are known to destroy the
convergence behaviour of the fixed-order perturbative series, once sufficiently high energies are
considered.
To resum these large corrections, soft–collinear effective theory has been applied to simple
processes, which permits analytic calculations. Within this work, we present an automated
computation within a Monte Carlo integration framework, thus facilitating the computation of
fully differential cross section to complicated processes. This requires the use of the Catani–
Seymour subtraction algorithm to treat the occurring infrared divergences. The machinery is
applied to all diboson processes with intermediate weak gauge bosons, including the photon-
induced W+ W− -production channel.
To this end we carefully study the validity of the necessary assumptions such as the double-
pole approximation and estimate the order of magnitude of neglected effects. Especially the
non-doubly-resonant contributions turn out to be sizeable in several interesting phase-space
regions.
For lepton collisions at 3 TeV we obtain the integrated cross sections of W-pair and Z-pair
production to be shifted by more than 20% with respect to the Born value, owing to the resum-
mation of the leading-logarithmic corrections These effects are partly cancelled by subleading
effects. For proton–proton collisions at √
s = 100 TeV we observe sizeable resummation effects
in the high-energy tails, while the integrated cross sections are dominated by interactions, for
which soft–collinear effective theory is not applicable.
Die zielgerichtete Therapie und die Immuncheckpoint-Inhibitoren haben die Tumortherapie revolutioniert. Während erstere die Tumorzellen gezielt angreift, verhindern letztere die Hemmung des Immunsystems durch Immuncheckpoints, um eine robuste Immunantwort zu erreichen. Zusätzlich ist das Nebenwirkungsprofil bei direktem Vergleich mit der konventionellen Chemotherapie günstiger. Beim HNSCC werden beide Ansätze angewendet. Cetuximab ist ein monoklonaler Antikörper, der sich gegen EGFR, welcher bei HNSCC überexprimiert ist, richtet. Nivolumab und Pembrolizumab richten sich gegen das Immuncheckpoint-Protein PD-1. Nach wie vor sind die Resistenzen, sowohl die initialen als auch die erworbenen, die größte zu überwindende Herausforderung. Aufbauend auf dem Ergebnis vorangegangener Arbeiten, die zeigen konnten, dass HGF über c-MET die Expression des Immuncheckpointliganden PD-L1 steigert, setzt sich diese Arbeit weiter mit den intrazellulären nachgeschalteten Signalwegen nach c-MET Aktivierung auseinander. Dies ist von besonderem Interesse, weil diese Signalwege ebenfalls für die Resistenzentwicklung verantwortlich sein können, zeitgleich können diese im Rahmen der zielgerichteten Therapie gezielt inhibiert werden.
Um den HGF-Einfluss auf die intrazellulären Signalwege zu prüfen, wurden vier etablierte HNSCC-Zelllinien herangezogen.
Im ersten Teil der Arbeit wurden die 4 HNSCC-abgeleitete Zelllinien mit HGF stimuliert und mittels Western Blot der PD-L1-Anstieg und die Phosphorylierungsänderung der Schlüsselproteine der einzelnen Signalwege nachgewiesen. Daraus ergab sich, dass HGF die MAPK- und PIK3/AKT-Signalwege aktiviert. Während eine kombinierte Blockade des MAPK-Signalwegs den PD-L1-Anstieg vollständig verhindern konnte, hemmte die PIK3/AKT-Blockade den PD-L1-Anstieg nur partiell.
Im zweiten Teil wurde mit siRNA der hauptsächlich für den PD-L1-Anstieg zuständige MAPK-Signalweg unterbunden, was mittels quantitativer PCR auf der mRNA-Ebene nachgewiesen werden konnte. Mittels Western Blot konnte entsprechend gezeigt werden, dass der PD-L1-Anstieg trotz HGF-Stimulation bei nicht funktionsfähigem MAPK-Signalweg eingeschränkt war.
Weiter wurde der Effekt mit dem Medikament Trametinib, das im Rahmen der zielgerichteten Therapie bei malignem Melanom und NSCLC für die MAPK-Signalweg-Hemmung zugelassen ist, evaluiert. Sowohl im Western Blot als auch in der Durchflusszytometrie konnte bestätigt werden, dass Trametinib den HGF-induzierten Anstieg von PD-L1 signifikant blockiert.
Darüber hinaus konnte im Rahmen der Western Blot-Versuche gezeigt werden, dass die Signalwege und die PD-L1-Expression in den Zelllinien unterschiedlich aktiv bzw. hoch waren. Unter den vier Zelllinien zeigte die FaDu-Zelllinie eine erhöhte PI3K/AKT-Aktivität, Detroit562 und SCC9 eine erhöhte MAPK-Aktivität. Die PD-L1- Expression war in der SCC9-Zelllinie am höchsten.
Die Arbeit zeigt eine einheitliche Reaktion der HNSCC-Zelllinien auf den Wachstumsfaktor HGF, welcher im Tumormilieu von HNSCC oft in hoher Konzentration vorhanden ist. Neben dem EGFR-Antikörper (Cetuximab) kann eine kombinierte Hemmung entweder von c-MET oder von den nachgeschalteten Signalwegen MAPK und PI3K/AKT bei Resistenzen, Progression oder Unverträglichkeiten eine Möglichkeit für eine wirksamere Therapie von HNSCC darstellen. Ein Screening der Signalwege und deren Aktivierungsmechanismen könnte bei Resistenzen oder bei einem Rezidiv/Progress dazu beitragen, gezielt die alternative Aktivierung zu hemmen und möglicherweise die Wirksamkeit einer Immuncheckpointblockade zu verbessern.
Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) is one of the most prevalent developmental disorders, affecting 5.9% children and adolescents and 2.5% adults worldwide. The core characteristics are age-inappropriate levels of hyperactivity, impulsivity and inattention, often accompanied by co-morbidities such as mood and conduct disorders as wells as learning deficits. In the majority of cases, ADHD is caused by an interplay of accumulated genetic and environmental risk factors. Twin studies report a very high heritability of 70–80%, however, common genetic variants in the population only explain a third of the heritability. The rest of the genetic predisposition is composed of rare copy number variations (CNVs) and gene x environment interactions including epigenetic alterations. Through genome wide association (GWAS) and linkage studies a number of likely candidate genes were identified. A handful of them play a role in dopamine or noradrenaline neurotransmitter systems, simultaneously those systems are the main targets of common drug treatment approaches. However, for the majority of candidates the biological function in relation to ADHD is unknown. It is crucial to identify those functions in order to gain a deeper understanding of the pathomechanism and genetic networks potentially responsible for the disorder. This work focuses on the three candidate genes GFOD1, SLC2A3 and LBX1 and their role in the healthy organism as well as in case of ADHD. The neuroanatomy was regarded through expression analysis and various behavioural assays of activity were performed to link alterations on the transcript level to phenotypes associated with the neurodevelopmental disorder. Zebrafish orthologues of the human risk genes were identified and extensive temporal and spacial expression characterisation performed via RNA in situ hybridisation. Through morpholino derived knock-down and mRNA overexpression zebrafish models with subsequent behavioural analysis, both hyper- and hypoactive phenotypes were discovered. Additional expression analysis through double in situ hybridisation revealed a co-localisation during zebrafish neurodevelopment of each gfod1 and slc2a3a together with gad1b, a marker for GABAergic neurons. Interestingly, both risk genes have previously been associated with glucose homeostasis and energy metabolism, which when disrupted could lead to alterations in signal transduction and neuron survival. Likewise, Lbx1 plays a pivotal role in GABAergic versus glutamatergic neuron specification during spinal cord and hindbrain development in mice and chicken. Preliminary results of this work suggest a similar role in zebrafish. Taken together, those findings on the one hand represent a sturdy basis to con- tinue studies of the function of the genes and on the other hand open up the opportunity to investigate novel aspects of ADHD research by exploring the role of the GABAergic neurotransmitter system or the connection between energy metabolism and psychiatric disorders.
Here, the formation of high surface area microscale assemblies of nanocarbon through phosphate and ultrasound cavitation treatment is reported. Despite high conductivity and large surface area, potential health and safety concerns limit the use of nanocarbon and add challenges to handling. Previously, it is shown that phosphate ultrasonic bonding is ineffective for organic materials but in this study, it is found that by a preliminary oxidizing treatment, several carbons can be readily assembled from xerogels. Assembling nanocarbon into microparticles can usually require a binder or surfactants, which can reduce surface area or conductivity and generate a low microsphere yield. Carbon nanotube microspheres are nitrogen-doped and flower-like nanostructured Pt deposited on their surface, and finally showcased as efficient cathode electrocatalysts for the oxygen reduction reaction (half-wave potential 0.78 V vs reversible hydrogen electrode) and methanol oxidation (417 mA mg−1). In particular, no significant degradation of the catalysts is detected after 12 000 cycles (26.6 h). These results indicate the potential of this multimaterial assembly method and open a new way to improve handling of nanoscale materials.
Melt electrowriting (MEW) is an additive manufacturing technology that is recently used to fabricate voluminous scaffolds for biomedical applications. In this study, MEW is adapted for the seeding of multicellular spheroids, which permits the easy handling as a single sheet-like tissue-scaffold construct. Spheroids are made from adipose-derived stromal cells (ASCs). Poly(ε-caprolactone) is processed via MEW into scaffolds with box-structured pores, readily tailorable to spheroid size, using 13–15 µm diameter fibers. Two 7–8 µm diameter “catching fibers” near the bottom of the scaffold are threaded through each pore (360 and 380 µm) to prevent loss of spheroids during seeding. Cell viability remains high during the two week culture period, while the differentiation of ASCs into the adipogenic lineage is induced. Subsequent sectioning and staining of the spheroid-scaffold construct can be readily performed and accumulated lipid droplets are observed, while upregulation of molecular markers associated with successful differentiation is demonstrated. Tailoring MEW scaffolds with pores allows the simultaneous seeding of high numbers of spheroids at a time into a construct that can be handled in culture and may be readily transferred to other sites for use as implants or tissue models.
In this study, we aimed to evaluate dosimetric approaches in ablation treatment of Differentiated Thyroid Carcinoma (DTC) without interrupting the clinical routine. Prior to therapy, 10.7 MBq 131I in average was orally given to 24 patients suffering from DTC. MIRD formalism was used for dosimetric calculations. For blood and bone marrow dosimetry, blood samples and whole-body counts were collected at 2, 24, 72, and 120 h after I-131 administration. For remnant tissue dosimetry, uptake measurements were performed at the same time intervals. To estimate the remnant volume, anterior and lateral planar gamma camera images were acquired with a reference source within the field of view at 24 h after I-131 administration. Ultrasound imaging was also performed. Treatment activities determined with the fixed activity method were administered to the patients. Secondary cancer risk relative to applied therapy was evaluated for dosimetric approaches. The average dose to blood and bone marrow were determined as 0.15 ± 0.04 and 0.11 ± 0.04 Gy/GBq, respectively. The average remnant tissue dose was 0.58 ± 0.52 Gy/MBq and the corresponding required activity to ablate the remnant was approximately 1.3 GBq of 131I. A strong correlation between 24th-hour uptake and time-integrated activity coefficient values was obtained. Compared to fixed activity method, approximately five times higher secondary cancer risk was determined in bone marrow dosimetry, while the risk was about three times lower in lesion-based dosimetry.
Patient-tailored therapy based on tumor drivers is promising for lung cancer treatment. For this, we combined in vitro tissue models with in silico analyses. Using individual cell lines with specific mutations, we demonstrate a generic and rapid stratification pipeline for targeted tumor therapy. We improve in vitro models of tissue conditions by a biological matrix-based three-dimensional (3D) tissue culture that allows in vitro drug testing: It correctly shows a strong drug response upon gefitinib (Gef) treatment in a cell line harboring an EGFR-activating mutation (HCC827), but no clear drug response upon treatment with the HSP90 inhibitor 17AAG in two cell lines with KRAS mutations (H441, A549). In contrast, 2D testing implies wrongly KRAS as a biomarker for HSP90 inhibitor treatment, although this fails in clinical studies. Signaling analysis by phospho-arrays showed similar effects of EGFR inhibition by Gef in HCC827 cells, under both 2D and 3D conditions. Western blot analysis confirmed that for 3D conditions, HSP90 inhibitor treatment implies different p53 regulation and decreased MET inhibition in HCC827 and H441 cells. Using in vitro data (western, phospho-kinase array, proliferation, and apoptosis), we generated cell line-specific in silico topologies and condition-specific (2D, 3D) simulations of signaling correctly mirroring in vitro treatment responses. Networks predict drug targets considering key interactions and individual cell line mutations using the Human Protein Reference Database and the COSMIC database. A signature of potential biomarkers and matching drugs improve stratification and treatment in KRAS-mutated tumors. In silico screening and dynamic simulation of drug actions resulted in individual therapeutic suggestions, that is, targeting HIF1A in H441 and LKB1 in A549 cells. In conclusion, our in vitro tumor tissue model combined with an in silico tool improves drug effect prediction and patient stratification. Our tool is used in our comprehensive cancer center and is made now publicly available for targeted therapy decisions.
Characterization of a novel OTX2-driven stem cell program in Group 3 and Group 4 medulloblastoma
(2018)
Medulloblastoma (MB) is the most common malignant primary pediatric brain cancer. Among the most aggressive subtypes, Group 3 and Group 4 originate from stem/progenitor cells, frequently metastasize, and often display the worst prognosis, yet we know the least about the molecular mechanisms driving their progression. Here, we show that the transcription factor orthodenticle homeobox 2 (OTX2) promotes self-renewal while inhibiting differentiation in vitro and increases tumor initiation from MB stem/progenitor cells in vivo. To determine how OTX2 contributes to these processes, we employed complementary bioinformatic approaches to characterize the OTX2 regulatory network and identified novel relationships between OTX2 and genes associated with neuronal differentiation and axon guidance signaling in Group 3 and Group 4 MB stem/progenitor cells. In particular, OTX2 levels were negatively correlated with semaphorin (SEMA) signaling, as expression of 9 SEMA pathway genes is upregulated following OTX2 knockdown with some being potential direct OTX2 targets. Importantly, this negative correlation was also observed in patient samples, with lower expression of SEMA4D associated with poor outcome specifically in Group 4 tumors. Functional proof-of-principle studies demonstrated that increased levels of select SEMA pathway genes are associated with decreased self-renewal and growth in vitro and in vivo and that RHO signaling, known to mediate the effects of SEMA genes, is contributing to the OTX2 KD phenotype. Our study provides mechanistic insight into the networks controlled by OTX2 in MB stem/progenitor cells and reveals novel roles for axon guidance genes and their downstream effectors as putative tumor suppressors in MB.
Lowering LDL cholesterol reduces cardiovascular risk independently of presence of inflammation
(2018)
Markers of inflammation, including plasma C-reactive protein (CRP), are associated with an increased risk of cardiovascular disease, and it has been suggested that this association is causal. However, the relationship between inflammation and cardiovascular disease has not been extensively studied in patients with chronic kidney disease. To evaluate this, we used data from the Study of Heart and Renal Protection (SHARP) to assess associations between circulating CRP and LDL cholesterol levels and the risk of vascular and non-vascular outcomes. Major vascular events were defined as nonfatal myocardial infarction, cardiac death, stroke or arterial revascularization, with an expanded outcome of vascular events of any type. Higher baseline CRP was associated with an increased risk of major vascular events (hazard ratio per 3x increase 1.28; 95% confidence interval 1.19-1.38). Higher baseline LDL cholesterol was also associated with an increased risk of major vascular events (hazard ratio per 0.6 mmol/L higher LDL cholesterol; 1.14, 1.06-1.22). Higher baseline CRP was associated with an increased risk of a range of non-vascular events (1.16, 1.12-1.21), but there was a weak inverse association between baseline LDL cholesterol and non-vascular events (0.96, 0.92-0.99). The efficacy of lowering LDL cholesterol with simvastatin/ezetimibe on major vascular events, in the randomized comparison, was similar irrespective of CRP concentration at baseline. Thus, decisions to offer statin-based therapy to patients with chronic kidney disease should continue to be guided by their absolute risk of atherosclerotic events. Estimation of such risk may include plasma biomarkers of inflammation, but there is no evidence that the relative beneficial effects of reducing LDL cholesterol depends on plasma CRP concentration.