35045
2023
eng
1
15
article
1
--
--
--
A primary cell-based in vitro model of the human small intestine reveals host olfactomedin 4 induction in response to Salmonella Typhimurium infection
Infection research largely relies on classical cell culture or mouse models. Despite having delivered invaluable insights into host-pathogen interactions, both have limitations in translating mechanistic principles to human pathologies. Alternatives can be derived from modern Tissue Engineering approaches, allowing the reconstruction of functional tissue models in vitro. Here, we combined a biological extracellular matrix with primary tissue-derived enteroids to establish an in vitro model of the human small intestinal epithelium exhibiting in vivo-like characteristics. Using the foodborne pathogen Salmonella enterica serovar Typhimurium, we demonstrated the applicability of our model to enteric infection research in the human context. Infection assays coupled to spatio-temporal readouts recapitulated the established key steps of epithelial infection by this pathogen in our model. Besides, we detected the upregulation of olfactomedin 4 in infected cells, a hitherto unrecognized aspect of the host response to Salmonella infection. Together, this primary human small intestinal tissue model fills the gap between simplistic cell culture and animal models of infection, and shall prove valuable in uncovering human-specific features of host-pathogen interplay.
Gut Microbes
10.1080/19490976.2023.2186109
urn:nbn:de:bvb:20-opus-350451
@articleDaullary.2023, author = Däullary, Thomas and Imdahl, Fabian and Dietrich, Oliver and Hepp, Laura and Krammer, Tobias and Fey, Christina and Neuhaus, Winfried and Metzger, Marco and Vogel, Jörg and Westermann, Alexander J. and Saliba, Antoine-Emmanuel and Zdzieblo, Daniela, year = 2023, title = A primary cell-based invitro model of the human small intestine reveals host olfactomedin 4 induction in response to Salmonella Typhimurium infection, pages = 2186109, volume = 15, number = 1, journal = Gut microbes, doi = 10.1080/19490976.2023.2186109
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Gut Microbes (2023) 15:1, 2186109. DOI: 10.1080/19490976.2023.2186109
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CC BY-NC: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell 4.0 International
Thomas Däullary
Fabian Imdahl
Oliver Dietrich
Laura Hepp
Tobias Krammer
Christina Fey
Winfried Neuhaus
Marco Metzger
Jörg Vogel
Alexander J. Westermann
Antoine-Emmanuel Saliba
Daniela Zdzieblo
eng
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intestinal enteroids
eng
uncontrolled
biological scaffold
eng
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Salmonella Typhimurium
eng
uncontrolled
OLFM4
eng
uncontrolled
NOTCH
eng
uncontrolled
filamentous Salmonella Typhimurium
eng
uncontrolled
bacterial migration
eng
uncontrolled
bacterial virulence
eng
uncontrolled
3D tissue model
eng
uncontrolled
olfactomedin 4
eng
uncontrolled
infection
Medizin und Gesundheit
open_access
Institut für Molekulare Infektionsbiologie
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Lehrstuhl für Tissue Engineering und Regenerative Medizin
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35045/Daeullary_Gut_Microbes_2023.pdf
34999
2023
eng
4895-4913
21
article
1
--
--
--
Metadata integrity in bioinformatics: bridging the gap between data and knowledge
In the fast-evolving landscape of biomedical research, the emergence of big data has presented researchers with extraordinary opportunities to explore biological complexities. In biomedical research, big data imply also a big responsibility. This is not only due to genomics data being sensitive information but also due to genomics data being shared and re-analysed among the scientific community. This saves valuable resources and can even help to find new insights in silico. To fully use these opportunities, detailed and correct metadata are imperative. This includes not only the availability of metadata but also their correctness. Metadata integrity serves as a fundamental determinant of research credibility, supporting the reliability and reproducibility of data-driven findings. Ensuring metadata availability, curation, and accuracy are therefore essential for bioinformatic research. Not only must metadata be readily available, but they must also be meticulously curated and ideally error-free. Motivated by an accidental discovery of a critical metadata error in patient data published in two high-impact journals, we aim to raise awareness for the need of correct, complete, and curated metadata. We describe how the metadata error was found, addressed, and present examples for metadata-related challenges in omics research, along with supporting measures, including tools for checking metadata and software to facilitate various steps from data analysis to published research.
Highlights
• Data awareness and data integrity underpins the trustworthiness of results and subsequent further analysis.
• Big data and bioinformatics enable efficient resource use by repurposing publicly available RNA-Sequencing data.
• Manual checks of data quality and integrity are insufficient due to the overwhelming volume and rapidly growing data.
• Automation and artificial intelligence provide cost-effective and efficient solutions for data integrity and quality checks.
• FAIR data management, various software solutions and analysis tools assist metadata maintenance.
Computational and Structural Biotechnology Journal
2001-0370
10.1016/j.csbj.2023.10.006
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@articleCaliskan.2023b, author = Caliskan, Aylin and Dangwal, Seema and Dandekar, Thomas, year = 2023, title = Metadata integrity in bioinformatics: Bridging the gap between data and knowledge, pages = 4895–4913, volume = 21, issn = 2001-0370, journal = Computational and structural biotechnology journal, doi = 10.1016/j.csbj.2023.10.006
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Computational and Structural Biotechnology Journal (2023) 21:4895-4913. DOI: 10.1016/j.csbj.2023.10.006
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CC BY-NC-ND: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Keine Bearbeitungen 4.0 International
Aylin Caliskan
Seema Dangwal
Thomas Dandekar
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annotation
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patient data
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tools overview
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
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34998
2023
eng
3293-3314
21
article
1
--
--
--
Optimized cell type signatures revealed from single-cell data by combining principal feature analysis, mutual information, and machine learning
Machine learning techniques are excellent to analyze expression data from single cells. These techniques impact all fields ranging from cell annotation and clustering to signature identification. The presented framework evaluates gene selection sets how far they optimally separate defined phenotypes or cell groups. This innovation overcomes the present limitation to objectively and correctly identify a small gene set of high information content regarding separating phenotypes for which corresponding code scripts are provided. The small but meaningful subset of the original genes (or feature space) facilitates human interpretability of the differences of the phenotypes including those found by machine learning results and may even turn correlations between genes and phenotypes into a causal explanation. For the feature selection task, the principal feature analysis is utilized which reduces redundant information while selecting genes that carry the information for separating the phenotypes. In this context, the presented framework shows explainability of unsupervised learning as it reveals cell-type specific signatures. Apart from a Seurat preprocessing tool and the PFA script, the pipeline uses mutual information to balance accuracy and size of the gene set if desired. A validation part to evaluate the gene selection for their information content regarding the separation of the phenotypes is provided as well, binary and multiclass classification of 3 or 4 groups are studied. Results from different single-cell data are presented. In each, only about ten out of more than 30000 genes are identified as carrying the relevant information. The code is provided in a GitHub repository at https://github.com/AC-PHD/Seurat_PFA_pipeline.
Computational and Structural Biotechnology Journal
2001-0370
10.1016/j.csbj.2023.06.002
urn:nbn:de:bvb:20-opus-349989
@articleCaliskan.2023, author = Caliskan, Aylin and Caliskan, Deniz and Rasbach, Lauritz and Yu, Weimeng and Dandekar, Thomas and Breitenbach, Tim, year = 2023, title = Optimized cell type signatures revealed from single-cell data by combining principal feature analysis, mutual information, and machine learning, pages = 3293–3314, volume = 21, issn = 2001-0370, journal = Computational and structural biotechnology journal, doi = 10.1016/j.csbj.2023.06.002
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Computational and Structural Biotechnology Journal (2023) 21:3293-3314. DOI: 10.1016/j.csbj.2023.06.002
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CC BY-NC-ND: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Keine Bearbeitungen 4.0 International
Aylin Caliskan
Deniz Caliskan
Lauritz Rasbach
Weimeng Yu
Thomas Dandekar
Tim Breitenbach
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single cell analysis
eng
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machine learning
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explainability of machine learning
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principal
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feature analysis
eng
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model reduction
eng
uncontrolled
feature selection
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
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35000
2023
eng
12
article
1
--
--
--
Gene editing and scalable functional genomic screening in Leishmania species using the CRISPR/Cas9 cytosine base editor toolbox LeishBASEedit
CRISPR/Cas9 gene editing has revolutionised loss-of-function experiments in Leishmania, the causative agent of leishmaniasis. As Leishmania lack a functional non-homologous DNA end joining pathway however, obtaining null mutants typically requires additional donor DNA, selection of drug resistance-associated edits or time-consuming isolation of clones. Genome-wide loss-of-function screens across different conditions and across multiple Leishmania species are therefore unfeasible at present. Here, we report a CRISPR/Cas9 cytosine base editor (CBE) toolbox that overcomes these limitations. We employed CBEs in Leishmania to introduce STOP codons by converting cytosine into thymine and created http://www.leishbaseedit.net/ for CBE primer design in kinetoplastids. Through reporter assays and by targeting single- and multi-copy genes in L. mexicana, L. major, L. donovani, and L. infantum, we demonstrate how this tool can efficiently generate functional null mutants by expressing just one single-guide RNA, reaching up to 100% editing rate in non-clonal populations. We then generated a Leishmania-optimised CBE and successfully targeted an essential gene in a plasmid library delivered loss-of-function screen in L. mexicana. Since our method does not require DNA double-strand breaks, homologous recombination, donor DNA, or isolation of clones, we believe that this enables for the first time functional genetic screens in Leishmania via delivery of plasmid libraries.
eLife
10.7554/eLife.85605
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@articleEngstler.2023, author = Engstler, Markus and Beneke, Tom, year = 2023, title = Gene editing and scalable functional genomic screening in Leishmania species using the CRISPR/Cas9 cytosine base editor toolbox LeishBASEedit, volume = 12, journal = eLife, doi = 10.7554/eLife.85605
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2024-02-21T13:29:23+00:00
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eLife (2023) 12:e85605. DOI: 10.7554/eLife.85605
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Markus Engstler
Tom Beneke
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CRISPR/Cas9
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Leishmania
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cytosine base editor (CBE) toolbox
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gene editing
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scalable functional genomic screening
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LeishBASEedit
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
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31937
2023
eng
10
15
article
1
--
2023-05-19
--
Assessment of intestinal permeability and inflammation bio-markers in patients with rheumatoid arthritis
Increased intestinal permeability and inflammation, both fueled by dysbiosis, appear to contribute to rheumatoid arthritis (RA) pathogenesis. This single-center pilot study aimed to investigate zonulin, a marker of intestinal permeability, and calprotectin, a marker of intestinal inflammation, measured in serum and fecal samples of RA patients using commercially available kits. We also analyzed plasma lipopolysaccharide (LPS) levels, a marker of intestinal permeability and inflammation. Furthermore, univariate, and multivariate regression analyses were carried out to determine whether or not there were associations of zonulin and calprotectin with LPS, BMI, gender, age, RA-specific parameters, fiber intake, and short-chain fatty acids in the gut. Serum zonulin levels were more likely to be abnormal with a longer disease duration and fecal zonulin levels were inversely associated with age. A strong association between fecal and serum calprotectin and between fecal calprotectin and LPS were found in males, but not in females, independent of other biomarkers, suggesting that fecal calprotectin may be a more specific biomarker than serum calprotectin is of intestinal inflammation in RA. Since this was a proof-of-principle study without a healthy control group, further research is needed to validate fecal and serum zonulin as valid biomarkers of RA in comparison with other promising biomarkers.
Nutrients
2072-6643
10.3390/nu15102386
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2023-06-07T11:53:01+00:00
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Nutrients (2023) 15:10, 2386. https://doi.org/10.3390/nu15102386
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Christina Heidt
Ulrike Kämmerer
Manfred Fobker
Andreas Rüffer
Thorsten Marquardt
Monika Reuss-Borst
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rheumatoid arthritis
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zonulin
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calprotectin
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LPS
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fecal short-chain fatty acids
eng
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intestinal permeability
eng
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intestinal inflammation
Medizin und Gesundheit
open_access
Frauenklinik und Poliklinik
Import
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/31937/nutrients-15-02386-v2.pdf
32336
2023
eng
7
11
article
1
--
2023-07-24
--
Delayed metacomprehension judgments do not directly improve learning from texts
Making judgments of learning (JOLs) after studying can directly improve learning. This JOL reactivity has been shown for simple materials but has scarcely been investigated with educationally relevant materials such as expository texts. The few existing studies have not yet reported any consistent gains in text comprehension due to providing JOLs. In the present study, we hypothesized that increasing the chances of covert retrieval attempts when making JOLs after each of five to-be-studied text passages would produce comprehension benefits at 1 week compared to restudy. In a between-subjects design, we manipulated both whether participants (N = 210) were instructed to covertly retrieve the texts, and whether they made delayed target-absent JOLs. The results indicated that delayed, target-absent JOLs did not improve text comprehension after 1 week, regardless of whether prior instructions to engage in covert retrieval were provided. Based on the two-stage model of JOLs, we reasoned that participants’ retrieval attempts during metacomprehension judgments were either insufficient (i.e., due to a quick familiarity assessment) or were ineffective (e.g., due to low retrieval success).
Journal of Intelligence
2079-3200
10.3390/jintelligence11070150
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2023-08-08T15:57:46+00:00
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Journal of Intelligence (2023) 11:7, 150. https://doi.org/10.3390/jintelligence11070150
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Hannah Hausman
Veit Kubik
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JOL reactivity
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judgments of learning
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metacomprehension
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covert retrieval
Psychologie
open_access
Institut für Psychologie
Import
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32336/jintelligence-11-00150.pdf
31930
2023
eng
11
11
article
1
--
2023-05-30
--
Locating medical information during an infodemic: information seeking behavior and strategies of health-care workers in Germany
Background: The COVID-19 pandemic has led to a flood of — often contradictory — evidence. HCWs had to develop strategies to locate information that supported their work. We investigated the information-seeking of different HCW groups in Germany. Methods: In December 2020, we conducted online surveys on COVID-19 information sources, strategies, assigned trustworthiness, and barriers — and in February 2021, on COVID-19 vaccination information sources. Results were analyzed descriptively; group comparisons were performed using χ\(^2\)-tests. Results: For general COVID-19-related medical information (413 participants), non-physicians most often selected official websites (57%), TV (57%), and e-mail/newsletters (46%) as preferred information sources — physicians chose official websites (63%), e-mail/newsletters (56%), and professional journals (55%). Non-physician HCWs used Facebook/YouTube more frequently. The main barriers were insufficient time and access issues. Non-physicians chose abstracts (66%), videos (45%), and webinars (40%) as preferred information strategy; physicians: overviews with algorithms (66%), abstracts (62%), webinars (48%). Information seeking on COVID-19 vaccination (2700 participants) was quite similar, however, with newspapers being more often used by non-physicians (63%) vs. physician HCWs (70%). Conclusion: Non-physician HCWs more often consulted public information sources. Employers/institutions should ensure the supply of professional, targeted COVID-19 information for different HCW groups.
Healthcare
2227-9032
10.3390/healthcare11111602
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2023-06-07T10:13:28+00:00
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Healthcare (2023) 11:11, 1602. https://doi.org/10.3390/healthcare11111602
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Christopher Holzmann-Littig
David Stadler
Maria Popp
Peter Kranke
Falk Fichtner
Christoph Schmaderer
Lutz Renders
Matthias Christoph Braunisch
Tarek Assali
Louise Platen
Marjo Wijnen-Meijer
Julia Lühnen
Anke Steckelberg
Lisa Pfadenhauer
Bernhard Haller
Cornelia Fuetterer
Christian Seeber
Christian Schaaf
eng
uncontrolled
COVID-19
eng
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infodemic
eng
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health-care workers
eng
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HCW
eng
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information strategies
eng
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emergency information
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie (ab 2004)
Import
Universität Würzburg
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35003
2023
eng
2767-2779
21
article
1
--
--
--
PRO-Simat: Protein network simulation and design tool
PRO-Simat is a simulation tool for analysing protein interaction networks, their dynamic change and pathway engineering. It provides GO enrichment, KEGG pathway analyses, and network visualisation from an integrated database of more than 8 million protein-protein interactions across 32 model organisms and the human proteome. We integrated dynamical network simulation using the Jimena framework, which quickly and efficiently simulates Boolean genetic regulatory networks. It enables simulation outputs with in-depth analysis of the type, strength, duration and pathway of the protein interactions on the website. Furthermore, the user can efficiently edit and analyse the effect of network modifications and engineering experiments. In case studies, applications of PRO-Simat are demonstrated: (i) understanding mutually exclusive differentiation pathways in Bacillus subtilis, (ii) making Vaccinia virus oncolytic by switching on its viral replication mainly in cancer cells and triggering cancer cell apoptosis and (iii) optogenetic control of nucleotide processing protein networks to operate DNA storage. Multilevel communication between components is critical for efficient network switching, as demonstrated by a general census on prokaryotic and eukaryotic networks and comparing design with synthetic networks using PRO-Simat. The tool is available at https://prosimat.heinzelab.de/ as a web-based query server.
Computational and Structural Biotechnology Journal
2001-0370
10.1016/j.csbj.2023.04.023
urn:nbn:de:bvb:20-opus-350034
@articleSalihoglu.2023, author = Salihoglu, Rana and Srivastava, Mugdha and Liang, Chunguang and Schilling, Klaus and Szalay, Aladar and Bencurova, Elena and Dandekar, Thomas, year = 2023, title = PRO-Simat: Protein network simulation and design tool, pages = 2767–2779, volume = 21, issn = 2001-0370, journal = Computational and structural biotechnology journal, doi = 10.1016/j.csbj.2023.04.023
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Computational and Structural Biotechnology Journal (2023) 21:2767-2779. DOI: 10.1016/j.csbj.2023.04.023
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CC BY-NC-ND: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Keine Bearbeitungen 4.0 International
Rana Salihoglu
Mugdha Srivastava
Chunguang Liang
Klaus Schilling
Aladar Szalay
Elena Bencurova
Thomas Dandekar
eng
uncontrolled
network simulation
eng
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protein analysis
eng
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signalling pathways
eng
uncontrolled
dynamic protein-protein interactions
eng
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optogenetics
eng
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oncolytic virus
eng
uncontrolled
DNA storage
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Institut für Informatik
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
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31925
2023
eng
4557
4573
6
45
article
1
--
2023-05-24
--
Metabolic silencing via methionine-based amino acid restriction in head and neck cancer
In recent years, various forms of caloric restriction (CR) and amino acid or protein restriction (AAR or PR) have shown not only success in preventing age-associated diseases, such as type II diabetes and cardiovascular diseases, but also potential for cancer therapy. These strategies not only reprogram metabolism to low-energy metabolism (LEM), which is disadvantageous for neoplastic cells, but also significantly inhibit proliferation. Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is one of the most common tumour types, with over 600,000 new cases diagnosed annually worldwide. With a 5-year survival rate of approximately 55%, the poor prognosis has not improved despite extensive research and new adjuvant therapies. Therefore, for the first time, we analysed the potential of methionine restriction (MetR) in selected HNSCC cell lines. We investigated the influence of MetR on cell proliferation and vitality, the compensation for MetR by homocysteine, the gene regulation of different amino acid transporters, and the influence of cisplatin on cell proliferation in different HNSCC cell lines.
Current Issues in Molecular Biology
1467-3045
10.3390/cimb45060289
urn:nbn:de:bvb:20-opus-319257
2023-06-07T09:30:13+00:00
sword
swordwue
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Current Issues in Molecular Biology (2023) 45:6, 4557-4573. https://doi.org/10.3390/cimb45060289
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Anna Chiara Wünsch
Elena Ries
Sina Heinzelmann
Andrea Frabschka
Peter Christoph Wagner
Theresa Rauch
Corinna Koderer
Mohamed El-Mesery
Julian Manuel Volland
Alexander Christian Kübler
Stefan Hartmann
Axel Seher
eng
uncontrolled
amino acid restriction
eng
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caloric restriction
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methionine
eng
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HNSCC
eng
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cisplatin
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Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie
Import
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/31925/cimb-45-00289-v2.pdf
31927
2023
eng
5
12
article
1
--
2023-05-13
--
Circulating small RNA profiling of patients with alveolar and cystic echinococcosis
Alveolar (AE) and cystic (CE) echinococcosis are two parasitic diseases caused by the tapeworms Echinococcus multilocularis and E. granulosus sensu lato (s. l.), respectively. Currently, AE and CE are mainly diagnosed by means of imaging techniques, serology, and clinical and epidemiological data. However, no viability markers that indicate parasite state during infection are available. Extracellular small RNAs (sRNAs) are short non-coding RNAs that can be secreted by cells through association with extracellular vesicles, proteins, or lipoproteins. Circulating sRNAs can show altered expression in pathological states; hence, they are intensively studied as biomarkers for several diseases. Here, we profiled the sRNA transcriptomes of AE and CE patients to identify novel biomarkers to aid in medical decisions when current diagnostic procedures are inconclusive. For this, endogenous and parasitic sRNAs were analyzed by sRNA sequencing in serum from disease negative, positive, and treated patients and patients harboring a non-parasitic lesion. Consequently, 20 differentially expressed sRNAs associated with AE, CE, and/or non-parasitic lesion were identified. Our results represent an in-depth characterization of the effect E. multilocularis and E. granulosus s. l. exert on the extracellular sRNA landscape in human infections and provide a set of novel candidate biomarkers for both AE and CE detection.
Biology
2079-7737
10.3390/biology12050715
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2023-06-07T09:30:27+00:00
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Marcela A. Cucher
Mara Mariconti
Tommaso Manciulli
Ambra Vola
Mara C. Rosenzvit
Klaus Brehm
Laura Kamenetzky
Enrico Brunetti
eng
uncontrolled
echinococcosis
eng
uncontrolled
small RNA
eng
uncontrolled
extracellular
eng
uncontrolled
circulating
eng
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microRNA
eng
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serum
eng
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tapeworm
eng
uncontrolled
diagnosis
eng
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marker
eng
uncontrolled
Echinococcus
Medizin und Gesundheit
open_access
Institut für Hygiene und Mikrobiologie
Import
Universität Würzburg
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31919
2023
eng
10
13
article
1
--
2023-05-19
--
Immunohistochemical and molecular genetic analysis of canine digital mast cell tumours
Grading, immunohistochemistry and c-kit mutation status are criteria for assessing the prognosis and therapeutic options of canine cutaneous mast cell tumours (MCTs). As a subset, canine digital MCTs have rarely been explored in this context. Therefore, in this retrospective study, 68 paraffin-embedded canine digital MCTs were analysed, and histological grading was assessed according to Patnaik and Kiupel. The immunohistochemical markers KIT and Ki67 were used, as well as polymerase chain reaction (PCR) for mutational screening in c-kit exons 8, 9, 11 and 14. Patnaik grading resulted in 22.1% grade I, 67.6% grade II and 10.3% grade III tumours. Some 86.8% of the digital MCTs were Kiupel low-grade. Aberrant KIT staining patterns II and III were found in 58.8%, and a count of more than 23 Ki67-positive cells in 52.3% of the cases. Both parameters were significantly associated with an internal tandem duplication (ITD) in c-kit exon 11 (12.7%). French Bulldogs, which tend to form well-differentiated cutaneous MCTs, had a higher proportion of digital high-grade MCTs and ITD in c-kit exon 11 compared with mongrels. Due to its retrospective nature, this study did not allow for an analysis of survival data. Nevertheless, it may contribute to the targeted characterisation of digital MCTs.
Animals
2076-2615
10.3390/ani13101694
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2023-06-07T08:22:46+00:00
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
David Conrad
Alexandra Kehl
Tobias Müller
Robert Klopfleisch
Heike Aupperle-Lellbach
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dog
eng
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digit
eng
uncontrolled
toe
eng
uncontrolled
CD117
eng
uncontrolled
Ki67
eng
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KIT
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grading
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PCR
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sequencing
eng
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c-kit
Landwirtschaft und verwandte Bereiche
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Import
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/31919/animals-13-01694-v2.pdf
31916
2023
eng
5
10
article
1
--
2023-05-12
--
Improved wall temperature prediction for the LUMEN rocket combustion chamber with neural networks
Accurate calculations of the heat transfer and the resulting maximum wall temperature are essential for the optimal design of reliable and efficient regenerative cooling systems. However, predicting the heat transfer of supercritical methane flowing in cooling channels of a regeneratively cooled rocket combustor presents a significant challenge. High-fidelity CFD calculations provide sufficient accuracy but are computationally too expensive to be used within elaborate design optimization routines. In a previous work it has been shown that a surrogate model based on neural networks is able to predict the maximum wall temperature along straight cooling channels with convincing precision when trained with data from CFD simulations for simple cooling channel segments. In this paper, the methodology is extended to cooling channels with curvature. The predictions of the extended model are tested against CFD simulations with different boundary conditions for the representative LUMEN combustor contour with varying geometries and heat flux densities. The high accuracy of the extended model’s predictions, suggests that it will be a valuable tool for designing and analyzing regenerative cooling systems with greater efficiency and effectiveness.
Aerospace
2226-4310
10.3390/aerospace10050450
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2023-06-07T07:39:52+00:00
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Kai Dresia
Eldin Kurudzija
Jan Deeken
Günther Waxenegger-Wilfing
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neural network
eng
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surrogate model
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heat transfer
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uncontrolled
machine learning
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LUMEN
eng
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rocket engine
eng
uncontrolled
regenerative cooling
Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
open_access
Institut für Informatik
Import
Universität Würzburg
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35266
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-25
--
2024-03-12
Local regulation of T-cell immunity in the intestinal mucosa
Lokale Regulation der T-Zell-Immunität in der Darmschleimhaut
After priming in Peyer's patches (PPs) and mesenteric lymph nodes (mLN) T- cells infiltrate the intestine through lymphatic draining and homing through the bloodstream. However, we found that in mouse models of acute graft-versus-host disease (GvHD), a subset of alloreactive T-cells directly migrates from PPs to the adjacent intestinal lamina propria (LP), bypassing the normal lymphatic drainage and vascular trafficking routes. Notably, this direct migration occurred in irradiated and unirradiated GvHD models, indicating that irradiation is not a prerequisite for this observed behavior.
Next, we established a method termed serial intravascular staining (SIVS) in mouse models to systematically investigate the trafficking and migration of donor T- cells in the early stages of acute GvHD initiation. We found that the direct migration of T-cells from PPs to LP resulted in faster recruitment of cells after allogeneic hematopoietic cell transplantation (allo-HCT). These directly migrating T-cells were found to be in an activated and proliferative state, exhibiting a TH1/TH17-like phenotype and producing cytokines such as IFN-γ and TNF-α. Furthermore, we observed that the directly migrating alloreactive T-cells expressed specific integrins (α4+, αE+) and chemokine receptors (CxCR3+, CCR5+, and CCR9+). Surprisingly, blocking these integrins and chemokine-coupled receptors did not hinder the direct migration of T- cells from PPs to LP, suggesting the involvement of alternative mechanisms. Previous experiments ruled out the involvement of S1PR1 and topographical features of macrophages, leading us to hypothesize that mediators of cytoskeleton reorganization, such as Coro1a, Dock2, or Cdc42, may play a role in this unique migration process.
Additionally, we observed that directly migrating T-cells created a local inflammatory microenvironment, which attracts circulating T-cells. Histological analysis confirmed that alloreactive PPs-derived T-cells and bloodborne T-cells colocalized. We employed two experimental approaches, including either photoconversion of T-cells in PPs or direct transfer of activated T-cells into the vasculature, to demonstrate this colocalization. We hypothesize that cytokines released by migrating T-cells, such as IFN-γ and TNF-α, may play a role in recruiting T-cells from the vasculature, as inhibiting chemokine-coupled receptors did not impair recruitment.
Nach der Priming-Phase in den Peyer-Plaques (PPs) und mesenterialen Lymphknoten (mLN) migrieren T-Zellen über die lymphatische Drainage und den Blutkreislauf die Darmschleimhaut. Allerdings haben wir festgestellt, dass in Mausmodellen der akuten Graft-versus-Host Erkrankung (GvHD) eine Untergruppe alloreaktiver T-Zellen direkt von den Peyer-Plaques in das benachbarte intestinale Lamina propria (LP) migriert, ohne lymphatische Drainage- oder vaskuläre Transportwege zu nutzen. Bemerkenswert ist, dass diese direkte Migration sowohl in bestrahlten als auch in nicht bestrahlten GvHD-Modellen auftrat, was darauf hindeutet, dass Gewebeschaden durch ionisierende Strahlung keine Voraussetzung für dieses beobachtete T-Zell-Migrationsverhalten ist.
Anschließend haben wir die Methode der "serielle intravaskulären Zellmarkierung" (SIVS) für Mausmodelle etabliert, um systematisch das Migrationsverhalten von alloreaktiven Spender-T-Zellen in den frühen Stadien der akuten GvHD-Initiierung zu untersuchen. Wir beobachteten, dass die direkte Migration von T-Zellen von PPs zu LP zu einer schnelleren Rekrutierung von Zellen nach allogener hämatopoetischer Zelltransplantation (allo-HCT) führte. Diese direkt migrierenden T-Zellen befanden sich in einem aktivierten und proliferativen Zustand, wiesen einen TH1-/TH17- ähnlichen Phänotyp auf und produzierten Zytokine wie IFN- γ und TNF-α. Darüber hinaus beobachteten wir, dass die direkt migrierenden alloreaktiven T-Zellen spezifische Integrine (α4+, αE+) und Chemokinrezeptoren (CxCR3+, CCR5+ und CCR9+) exprimierten. Überraschenderweise verhinderte die Blockierung dieser Integrine und Chemokinrezeptoren nicht die direkte Migration von T-Zellen aus PPs in LP, was auf die Beteiligung alternativer T- Zellmigrationsmechanismen schließen lässt. Vorangegangene Experimente schlossen die Beteiligung von S1PR1 und topografischer Merkmale gewebeständiger Makrophagen aus, was uns zu der Hypothese führte, dass Mediatoren der Zytoskelett- Reorganisation wie Coro1a, Dock2 oder Cdc42 eine Rolle in diesem einzigartigen Migrationsprozess spielen könnten.
Zusätzlich beobachteten wir, dass direkt migrierende T-Zellen in der Darmschleimhaut ein lokales entzündliches Mikromilieu schaffen, welches zirkulierende T-Zellen anzieht. Die histologische Analyse bestätigte die Kolokalisation von direkt aus PP stammenden T-Zellen und T Zellen, welche über die Blutbahn in die Darmmukosa einwanderten. Um die direkte T-Zellmigration eindeutig zu bestätigen, wählten wir zwei experimentelle Ansätze: Die Photokonversion von T-Zellen in PPs während der Priming-Phase sowie den direkten Transfer aktivierter T-Zellen in das Gefäßsystem, um eine T-Zellkolokalisierung nachzuweisen. Aufbauend auf den Ergebnissen vermuten wir, dass Zytokine, die von migrierenden T-Zellen freigesetzt werden, wie zum Beispiel IFN-γ und TNF-α, möglicherweise eine Rolle bei der Rekrutierung von T-Zellen aus dem Gefäßsystem spielen, da die Hemmung von G- Protein-gekoppelter Rezeptoren (und somit aller Chemokinrezeptoren) die T-Zell- Rekrutierung nicht beeinträchtigte.
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10.25972/OPUS-35266
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CC BY-SA: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International
María Josefina Peña Mosca
deu
swd
T-Lymphozyt
deu
swd
Transplantat-Wirt-Reaktion
deu
swd
Zellmigration
deu
swd
Darm
eng
uncontrolled
Peyer's patch
eng
uncontrolled
Graft versus Host disease
eng
uncontrolled
T-cell
eng
uncontrolled
Cell migration
eng
uncontrolled
Small intestine
eng
uncontrolled
Bone marrow transplantation
Biowissenschaften; Biologie
Medizin und Gesundheit
open_access
Graduate School of Life Sciences
Medizinische Klinik und Poliklinik II
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35266/Pena_Mosca_Maria_Josefina_Thesis.pdf
31155
2024
eng
doctoralthesis
1
2023-04-12
--
2023-03-27
Mechanistische Regulierung des gastroösophagealen Übergangs und die Rolle der Retinsäure bei der Entwicklung des Barrett-Ösophagus
Mechanistic regulation of gastroesophageal junction and role of retinoic acid in the development of Barrett's esophagus
Der gastroösophageale Übergang (GEJ), der die Region abgrenzt, in der der distale Ösophagus auf die proximale Magenregion trifft, ist bekannt für die Entwicklung pathologischer Zustände, wie Metaplasie und Adenokarzinom des Ösophagus (EAC). Es ist wichtig, die Mechanismen der Entwicklungsstadien zu verstehen, die zu EAC führen, da die Inzidenzrate von EAC in den letzten 4 Jahrzehnten um das 7-fache gestiegen ist und die Gesamtüberlebensrate von 5 Jahren 18,4 % beträgt. In den meisten Fällenwird die Diagnose im fortgeschrittenen Stadium ohne vorherige Symptome erstellt. Der Hauptvorläufer für die Entwicklung von EAC ist eine prämaligne Vorstufe namens Barrett-Ösophagus (BE). BE ist der metaplastische Zustand, bei dem das mehrschichtige Plattenepithel des nativen Ösophagus durch ein spezialisiertes einschichtiges Säulenepithel ersetzt wird, das die molekularen Eigenschaften des Magen- sowie des Darmepithels aufweist. Zu den wichtigsten Risikofaktoren für die Entwicklung von BE gehören die chronische gastroösophageale Refluxkrankheit (GERD), eine veränderte Mikrobiota und veränderte Retinsäure-Signalwege (RA). Es ist unklar, welche Zelle der Ursprung für BE ist, da es keine eindeutigen Beweisen für den Prozess der BE-Initiation gibt. In dieser Arbeit habe ich untersucht, wie die GEJ-Homöostase in gesundem Gewebe durch stammzellregulatorische Morphogene aufrechterhalten wird, welche Rolle der Vitamin-A (RA-Signalübertragung) spieltund wie ihre Veränderung zur BE-Entwicklung beiträgt.
Im ersten Teil meiner Dissertation habe ich anhand von Einzelmolekül-RNA in situ-Hybridisierung und Immunhistochemie eindeutig das Vorhandensein von zwei Arten von Epithelzellen nachweisen können, dem Plattenepithel in der Speiseröhre und dem Säulenepithel imMagenbereich des GEJ. Mittels Abstammungsanalysen im Mausmodell konnte ich zeigen, dass die Epithelzellen des Ösophagus und des Magens von zwei verschiedenen epithelialen Stammzelllinien imGEJ abstammen. Die Grenze zwischen Plattenepithel und Säulenepithelzellen im SCJ des GEJ wirddurch gegensätzliche Wnt-Mikroumgebungen streng reguliert. Plattenepithelstammzellen des Ösophagus werden durch das Wnt-hemmende Mikroumgebungssignal aufrechterhalten, während Magensäulenepithelzellen durch das Wnt-aktivierende Signal aus dem Stromakompartiment erhalten werden. Ich habe die in vivo Erhaltung der Epithelstammzellen des GEJ mit Hilfe eines in vitro Epithel-3D-Organoidkulturmodells rekonstruiert. Das Wachstum und die Vermehrung von Magensäulenepithel-Organoiden hängen von Wnt-Wachstumsfaktoren ab, während das Wachstum von Plattenepithel-Organoiden von Wnt-defizienten Kulturbedingungen abhängt. Darüber hinaus zeigte die Einzelzell-RNA-Sequenzanalyse (scRNA-seq) der aus Organoiden gewonnenenEpithelzellen, dass der nicht-kanonische Wnt/ planar cell polarity (PCP) Signalweg an der Regulierung der Plattenepithelzellen beteiligt ist. Im Gegensatz dazu werden säulenförmige Magenepithelzellen durch den kanonischen Wnt/beta-Catenin- und den nicht-kanonischen Wnt/Ca2+-Weg reguliert. Meine Daten zeigen, dass die SCJ-Epithelzellen, die am GEJ verschmelzen, durch entgegengesetzte stromale Wnt-Faktoren und unterschiedliche Wnt-Weg-Signalee in den Epithelzellen reguliert werden.
Im zweiten Teil der Dissertation untersuchte ich die Rolle der bioaktiven Vitamin A Verbindung RA auf Ösophagus- und Magenepithelstammzellen. Die In-vitro-Behandlung von epithelialen Organoiden der Speiseröhre und des Magens mitRA oder seinem pharmakologischen Inhibitors BMS 493 zeigte, dass jeder Zelltyp unterschiedlich reguliert wurde. Ich beobachtete, dass eine verstärkte RA die Differenzierung von Stammzellen und den Verlust der Schichtung förderte, während die RA-Hemmung zu einer verstärkten Stammzellbildung und Regeneration im mehrschichtigen Epithel der Speiseröhre führte. Im Gegensatz zur Speiseröhre ist der RA-Signalweg in Magen-Organoiden aktiv, und die Hemmung von RA hat ein reduziertes Wachstum von Magen-Organoiden. Globale transkriptomische Daten und scRNA-seq-Daten zeigten, dass derRA-Signalweg einen Ruhephänotyp in den Ösophaguszellen induziert. Dagegen führt das Fehlen von RA in Magenepithelzellen zur Expression von Genen, die mit BE assoziiert sind. Daher isteine räumlich definierte Regulation der Wnt- und Retinsäure-Signalgebung amGEJ entscheidend für eine gesunde Homöostase, und ihre Störung führt zur Entwicklung von Krankheiten.
Gastroesophageal junction (GEJ), demarcating the region where the distal esophagus meets with the proximal stomach region, is known for developing pathological conditions, including metaplasia and esophageal adenocarcinoma (EAC). It is essential to understand the mechanisms of developmental stages which lead to EAC since the incidence rate of EAC increased over 7-fold during the past four decades, and the overall five years survival rate is 18.4%. In most cases, patients are diagnosed in the advanced stage without prior symptoms. The main precursor for the development of EAC is a pre-malignant condition called Barrett's esophagus (BE). BE is the metaplastic condition where the multilayered squamous epithelium of the native esophagus is replaced by specialized single-layered columnar epithelium, which shows the molecular characteristics of the gastric as well as intestinal epithelium. The main risk factors for BE development include chronic gastro-esophageal acid reflux disease (GERD), altered microbiota, and altered retinoic acid signaling (RA). The cell of origin of BE is under debate due to a lack of clear evidence demonstrating the process of BE initiation. Here, I investigated how GEJ homeostasis is maintained in healthy tissue by stem cell regulatory morphogens, the role of vitamin A (RA signaling), and how its alteration contributes to BE development.
In the first part of my thesis, I showed the presence of two types of epithelial cells, the squamous type in the esophagus and the columnar type in the stomach region in the GEJ, using single-molecule RNA in situ hybridization (smRNA-ISH) and immunohistochemistry. Employing lineage tracing in the mouse model, I have demonstrated that the esophageal epithelial and stomach epithelial cells derived from two distinct epithelial stem cell lineages in the GEJ. The border between squamous and columnar epithelial cells in the Squamo-columnar junction (SCJ) of GEJ is regulated by opposing Wnt microenvironments. The regeneration of stomach columnar epithelial stem cells is maintained by Wnt activating signal from the stromal compartment while squamous epithelial stem cells of the esophagus are maintained by the Wnt inhibitory signals. I recapitulated the in vivo GEJ epithelial stem cell maintenance by using in vitro epithelial 3D organoid culture model. The growth and propagation of stomach columnar epithelial organoids depend on Wnt growth factors, while squamous epithelial organoids' development needs Wnt-deficient culture conditions.
Further, single-cell RNA sequence (scRNA-seq) analysis of organoid-derived epithelial cells revealed the non-canonical Wnt/ planar cell polarity (PCP) pathway involvement in regulating the squamous epithelial cells. In contrast, columnar stomach epithelial cells are regulated by the canonical Wnt/ beta-catenin and non-canonical Wnt/Ca2+ pathways. My data indicate that the SCJ epithelial cells that merge at the GEJ are regulated by opposing stromal Wnt factors and distinct Wnt pathway signaling in the epithelial cells.
In the second part of the thesis, I investigated the role of Vitamin A-derived bioactive compound RA on esophageal and stomach epithelial stem cells. In vitro treatment of esophageal and stomach, epithelial organoids with RA or its pharmacological inhibitor BMS 493 revealed that each cell type was regulated distinctly. I observed that enhanced RA promoted esophageal stem cell differentiation and loss of stratification, while RA inhibition led to enhanced stemness and regeneration of the esophagus stratified epithelium. As opposed to the esophagus, RA signaling is active in the stomach organoids, and inhibition of RA reduces the growth of stomach organoids. Global transcriptomic data and scRNA-seq data revealed that RA signaling induces dormancy phenotype in the esophageal cells. In contrast, the absence of RA in stomach epithelial cells induces the expression of genes associated with BE. Thus, spatially defined regulation of Wnt and RA signaling at GEJ is critical for healthy homeostasis, and its perturbation leads to disease development.
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10.25972/OPUS-31155
publish
CC BY-SA: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International
Naveen Kumar Nirchal
deu
swd
Retinoesäure
eng
uncontrolled
Esophageal adenocarcinoma
eng
uncontrolled
Intestinal metaplasia
eng
uncontrolled
Epithelial lineage
eng
uncontrolled
Organoid
eng
uncontrolled
Retinoic acid
eng
uncontrolled
Gastroesophageal reflux
deu
swd
Endobrachyösophagus
eng
uncontrolled
Esophageal disease
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Graduate School of Life Sciences
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/31155/Nirchal_Naveen_Kumar_Thesis.pdf
35256
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-23
--
2024-03-06
Auswirkungen der Herzinsuffizienz und ihrer Komorbiditäten Hypertonie und Diabetes mellitus auf Morphologie und Histologie des Hippocampus am Mausmodell
Effects of heart failure and its comorbidities hypertension and diabetes mellitus on morphology and histology of the hippocampus in the mouse model
In dieser Arbeit wurden die Auswirkungen der Herzinsuffizienz und ihrer Komorbiditäten Hypertonie und Diabetes mellitus auf Morphologie und Histologie des Hippocampus am Mausmodell untersucht.
In this paper we studied the effects of heart failure and its comorbidities hypertension and diabetes mellitus on morphology and histology of the hippocampus in the mouse model.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-352568
10.25972/OPUS-35256
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true
Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Jacqueline Albrecht
deu
swd
Herzinsuffizienz
deu
swd
Hypertonie
deu
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Diabetes mellitus
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swd
Hippocampus
deu
swd
Depression
deu
swd
Kognition
deu
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Angststörung
Krankheiten
open_access
Medizinische Klinik und Poliklinik I
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35256/Albrecht_Jacqueline_Dissertation.pdf
35273
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-26
--
2024-03-19
Characterization of telomere-associated proteins in \(Trypanosoma\) \(brucei\)
Charakterisierung Telomer-assoziierter Proteine in \(Trypanosoma\) \(brucei\)
The unicellular pathogen Trypanosoma brucei is the causative agent of African
trypanosomiasis, an endemic disease prevalent in sub-Saharan Africa. Trypanosoma brucei alternates between a mammalian host and the tsetse fly vector. The extracellular parasite survives in the mammalian bloodstream by periodically exchanging their ˈvariant surface glycoproteinˈ (VSG) coat to evade the host immune response. This antigenic variation is achieved through monoallelic expression of one VSG variant from subtelomeric ˈbloodstream
form expression sitesˈ (BES) at a given timepoint. During the differentiation from the bloodstream form (BSF) to the procyclic form (PCF) in the tsetse fly midgut, the stage specific surface protein is transcriptionally silenced and replaced by procyclins. Due to their subtelomeric localization on the chromosomes, VSG transcription and silencing is partly regulated by homologues of the mammalian telomere complex such as TbTRF, TbTIF2 and TbRAP1 as well as by ˈtelomere-associated proteinsˈ (TelAPs) like TelAP1. To gain more insights into transcription regulation of VSG genes, the identification and characterization of other TelAPs is critical and has not yet been achieved. In a previous study, two biochemical approaches were used to identify other novel TelAPs. By using ˈco-immunoprecipitationˈ (co-IP) to enrich possible interaction partners of TbTRF and by affinity chromatography using telomeric repeat oligonucleotides, a listing of TelAP candidates has been conducted. With this approach TelAP1 was identified as a novel component of the telomere complex, involved in the kinetics of transcriptional BES silencing during BSF to PCF differentiation. To gain further insights into the telomere complex composition, other previously enriched proteins were characterized through a screening process using RNA interference to deplete potential candidates. VSG expression profile changes and overall proteomic changes after depletion were analyzed by mass spectrometry. With this method, one can gain insights into the functions of the proteins and their involvement in VSG expression site regulation. To validate the interaction of proteins enriched by co-IP with TbTRF and TelAP1 and to identify novel interaction proteins, I performed reciprocal affinity purifications of the four most promising candidates (TelAP2, TelAP3, PPL2 and PolIE) and additionally confirmed colocalization of two candidates with TbTRF via immunofluorescence (TelAP2, TelAP3). TelAP3 colocalizes with TbTRF and potentially interacts with TbTRF, TbTIF2, TelAP1 and TelAP2, as well as with two translesion polymerases PPL2 and PolIE in BSF. PPL2 and PolIE seem to be in close contact to each other at the telomeric ends and fulfill different roles as only PolIE is involved in VSG regulation while PPL2 is not. TelAP2 was previously characterized to be associated with telomeres by partially colocalizing with TbTRF and cells show a VSG derepression phenotype when the protein was depleted. Here I show that TelAP2 interacts with the telomere-binding proteins TbTRF and TbTIF2 as well as with the telomere-associated protein TelAP1 in BSF and that TelAP2 depletion results in a loss of TelAP1 colocalization with TbTRF in BSF.
In conclusion, this study demonstrates that characterizing potential TelAPs is effective in gaining insights into the telomeric complex's composition and its role in VSG regulation in Trypanosoma brucei. Understanding these interactions could potentially lead to new therapeutic targets for combatting African trypanosomiasis.
Der einzellige Pathogen Trypanosoma brucei ist der Erreger der afrikanischen Trypanosomiasis, eine endemische Krankheit vertreten in der Sub-Sahara Zone Afrikas. Trypanosoma brucei wechselt zwischen einem Säugerwirt und dem Insektenvektor, der Tsetse-Fliege. Der im Blutstrom des Säugers vorkommende, extrazelluläre Parasit ändert seinen Oberflächenmantel bestehend aus dem ˈvariablen Oberflächenproteinˈ (VSG) in periodischen Abständen, um der Immunantwort des Wirtes auszuweichen. Diese antigenetische Variation wird durch die monoallelische Expression einer einzelnen VSG-Variante, lokalisiert auf den ˈBlutstromform Expressionsseitenˈ (BES), zu einem bestimmten Zeitpunkt erreicht. Diese stadienspezifischen Oberflächenproteine werden während der Differenzierung der ˈBlutstromformˈ (BSF) zur ˈprozyklischen Formˈ (PCF) im Mitteldarm der Tsetse-Fliege stillgelegt und durch Prozykline ersetzt. Wegen der subtelomeren Lokalisation wird die VSG Transkription und Stilllegung teilweise durch Homologe des Säuger Telomerkomplexes TbTRF, TbTIF2 und TbRAP1 als auch durch Telomer-assoziierte Proteine (TelAPs) wie TelAP1 reguliert. Um Einblicke in die Transkriptionsregulation der VSG Gene zu erhalten, ist die Identifikation und Charakterisierung anderer Telomer-assoziierter Proteine von großem Interesse.
In einer vorherigen Studie wurden zwei komplementäre biochemische Versuchsansätze verwendet, um weitere neue TelAPs zu identifizieren. Es wurde eine ko-Immunpräzipitation (co-IP) durchgeführt, um mögliche Interaktionspartner von TbTRF zu identifizieren, sowie eine Affinitätschromatographie unter Verwendung telomerischen Wiederholungseinheiten. Hierdurch wurde eine Liste von potenziellen Kandidaten generiert. Mit diesem Ansatz wurde TelAP1 als neue Komponente des Telomerkomplexes identifiziert, welches an der Kinetik der transkriptionellen BES-Stilllegung während der Differenzierung von BSF zu PCF beteiligt ist.
Um weitere Einblicke in die Zusammensetzung des Telomerkomplexes zu erhalten, wurden zuvor angereicherte Proteine durch einen Screening-Prozess unter Verwendung von RNA-Interferenz charakterisiert. Nach der Depletion von 21 Proteinen wurden massenspektrometrische Analysen der VSG Expressionsprofiländerungen sowie allgemeine Veränderungen des Proteomenprofils analysiert. Mit dieser Methode können Erkenntnisse über die Funktion der jeweiligen Proteine und ihrer Beteiligung an der Regulierung der antigenetischen Variation von T. brucei gewonnen werden. Um die Interaktionen von Proteinen zu validieren, welche bei den Co-Immunpräzipitationen mit TbTRF und TelAP1 angereichert wurden, habe ich eine reziproke Affinitätschromatographie mit vier der vielversprechendsten Kandidaten durchgeführt (TelAP2, TelAP3, PPL2 und PolIE). Zusätzlich bestätigte ich die Co-lokalisation von zwei Kandidaten mit TbTRF via Immunfluoreszenzaufnahmen (TelAP2, TelAP3). TelAP3 ko-lokalisiert mit TbTRF und TelAP1 und interagiert potenziell mit TbTRF, TbTIF2, TelAP1 und TelAP2 als auch mit den zwei Transläsionspolymerasen PPL2 und PolIE in BSF. PPL2 und PolIE stehen in engem Kontakt zueinander und nehmen an den Telomerenden unterschiedliche Funktionen ein, da nur PolIE an der VSG Regulation beteiligt ist.
TelAP2 wurde in einer vorherigen Publikation als Telomer-assoziiertes Protein durch partielle Co-Lokalisation mit TbTRF identifiziert und Zellen zeigen nach der Depletion von TelAP2 eine Derepression von zuvor stillgelegten VSGs. In dieser Studie zeige ich, dass TelAP2 mit den Telomer-bindenden Proteinen TbTRF und TbTIF2 sowie mit dem telomerassoziierten Protein TelAP1 in BSF interagiert und dass die Depletion von TelAP2 zu dem Verlust der Co-Lokalisation von TelAP1 mit TbTRF in BSF führt.
Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass die Charakterisierung potenzieller TelAPs dazu beiträgt, Einblicke in die Zusammensetzung des Telomerkomplexes und dessen Rolle bei der VSG-Regulation in Trypanosoma brucei zu gewinnen. Das Verständnis dieser Interaktionen könnte möglicherweise zu neuen therapeutischen Ansatzpunkten zur Bekämpfung der afrikanischen Trypanosomiasis führen.
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10.25972/OPUS-35273
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CC BY-NC: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell 4.0 International
Nadine Weisert
deu
swd
Telomer <Molekulargenetik>
deu
swd
Trypanosoma brucei
eng
uncontrolled
telomere-associated protein
Biowissenschaften; Biologie
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Graduate School of Life Sciences
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35273/Weisert_Nadine_Dissertation.pdf
35264
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-25
--
2024-03-11
Real world M³P Panel-Sequenzierung für die personalisierte Therapie des Multiplen Myeloms
Real world M³P panel sequencing for the personalized therapy of multiple myleoma
Obwohl es in den letzten 10-15 Jahren gelang, multiple MM-Genome mittels NGS auf eine kosteneffiziente Art und mit geringem Zeit- und Materialaufwand zu sequenzieren und hierdurch zum Teil bahnbrechende Erkenntnisse gewonnen werden konnten, sind molekulargenetische Untersuchungen im diagnostischen Workflow des MMs bisher nicht ausreichend implementiert, um eine personalisierte Therapieentscheidung zu ermöglichen.
Vor diesem Hintergrund wurde in der vorliegenden Arbeit eine Gruppe an Patienten mit NDMM und RRMM anhand klinischer Parameter charakterisiert und durch Verwendung des M³P-Panels auf das Vorliegen bestimmter molekulargenetischer Veränderungen untersucht. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unsere Analyse die bisher veröffentliche M³P-Prävalenz in MM-Tumorproben bestätigt. Zu den am häufigsten mutierten Genen gehörten KRAS, NRAS, DIS3, ATM und BRAF. In der Gruppe der Patienten mit NRAS-Mutation oder del17p war die Zahl der relevanten Mutationen deutlich höher als ohne Vorliegen der entsprechenden Veränderung. Der Nachweis eines Double-Hit-Myeloms war erwartungsgemäß der stärkste ungünstige Faktor in unserer Kohorte. Unter den Patienten mit CRBN-Mutation waren alle IMiD-vorbehandelt und zeigten im Verlauf eine Refraktärität gegenüber dieser Substanzgruppe auf. Bezüglich der Überlebensanalysen bestätigten unsere Ergebnisse bereits bekannte prognostische Risikofaktoren wie Hochrisikozytogenetik, insbesondere del17p und gain1q, eine TP53-Mutation sowie ISS- und R-ISS-Stadium III.
Die Ergebnisse der Mutationsanalysen dieser Arbeit verdeutlichen den großen wissenschaftlichen und therapeutischen Nutzen, der von molekulargenetischen Untersuchungen ausgeht. Zukünftig werden auch beim MM Therapieentscheidungen auf Grundlage genetischer Diagnostik getroffen werden, mit dem Ziel die Behandlung für MM-Patienten weiter zu verbessern.
Although it has been possible in the last 10-15 years to sequence multiple MM genomes using NGS in a cost-efficient manner and with little time and material expenditure, which has led to some groundbreaking findings, molecular genetic examinations have not yet been sufficiently implemented in the diagnostic workflow of MM to enable a personalized therapy decision.
Against this background, the present study characterized a group of patients with NDMM and RRMM on the basis of clinical parameters and examined them for the presence of certain molecular genetic alterations using the M³P panel. In summary, our analysis confirms the previously published M³P prevalence in MM tumor samples. The most frequently mutated genes included KRAS, NRAS, DIS3, ATM and BRAF. In the group of patients with NRAS mutation or del17p, the number of relevant mutations was significantly higher than without the corresponding mutation. As expected, the detection of a double-hit myeloma was the strongest unfavorable factor in our cohort. Among the patients with CRBN mutation, all were pretreated with IMiD and showed refractoriness to this drug group over time. With regard to survival analyses, our results confirmed already known prognostic risk factors such as high-risk cytogenetics, in particular del17p and gain1q, a TP53 mutation as well as ISS and R-ISS stage III.
The results of the mutation analyses in this study illustrate the great scientific and therapeutic benefits of molecular genetic testing.In future, treatment decisions for MM will also be made on the basis of genetic diagnostics, with the aim of further improving treatment for MM patients.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-352644
10.25972/OPUS-35264
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true
Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Katharina Dereser
deu
uncontrolled
Multiples Myelom
deu
uncontrolled
Panel-Sequenzierung
deu
swd
Plasmozytom
deu
swd
Molekulargenetik
Medizin und Gesundheit
open_access
Medizinische Klinik und Poliklinik II
Universität Würzburg
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https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35264/Dereser_Katharina_Dissertation.pdf
35251
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-22
--
2024-03-14
Traveling Wave Magnetic Particle Imaging: Visuelle Stenosequantifizierung und Perkutane Transluminale Angioplastie im Gefäßmodell
Traveling Wave Magnetic Particle Imaging: visual stenosis quantification and percutaneous transluminal angioplasty in a phantom model
Magnetic Particle Imaging (MPI) ist ein innovatives tomographisches Bildgebungsverfahren, mit dem Tracerpartikel äußerst sensitiv und schnell mehrdimensional abgebildet werden können. Die Methode basiert auf der nichtlinearen Magnetisierungsantwort superparamagnetischer Eisenoxidnanopartikel (SPION) in einem Messpunkt, welcher ein Messvolumen rastert. In vorliegender Arbeit wurde das sog. Traveling Wave MPI (TWMPI) Verfahren eingesetzt, wodurch im Vergleich zu konventionellen MPI-Scannern ein größeres Field of View (FOV) und eine geringere Latenz bis zur Bildanzeige erreicht werden konnte. TWMPI weist einige für medizinische Zwecke vielversprechende Eigenschaften auf: Es liefert zwei- und dreidimensionale Bildrekonstruktionen in Echtzeit mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung. Dabei ist die Bildgebung von Grund auf hintergrundfrei und erfordert keinerlei ionisierende Strahlung. Zudem ist die Technik äußerst sensitiv und kann SPION-Tracer noch in mikromolaren Konzentrationen detektieren.
Ziel dieser Arbeit war es daher zu untersuchen, inwiefern es mittels TWMPI möglich ist, künstliche Stenosen im Gefäßmodell visuell in Echtzeit darzustellen und quantitativ zu beurteilen sowie überdies eine perkutane transluminale Angioplastie (PTA) im Gefäßmodell unter TWMPI-Echtzeit-Bildgebung durchzuführen.
Alle Experimente wurden in einem speziell angefertigten TWMPI-Scanner durchgeführt (JMU Würzburg, Experimentelle Physik V (Biophysik), FOV: 65 x 29 x 29 mm³, Auflösung: ca. 1.5 - 2 mm). Die Lumen-Darstellungen erfolgten mittels des SPION-Tracers Ferucarbotran in einer Verdünnung von 1 : 50 (entspr. 10 mmol [Fe]/l). Das PTA-Instrumentarium wurde mit eigens hergestelltem ferucarbotranhaltigem Lack (100 mmol [Fe]/l) markiert. Für die verschiedenen Teilexperimente wurden den jeweiligen speziellen Anforderungen entsprechend mehrere Gefäßmodelle handgefertigt.
Für die visuelle Stenosequantifizierung wurden fünf starre Stenosephantome unterschiedlicher Stenosierung (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) aus Polyoxymethylen hergestellt (l: 40 mm, ID: 8 mm). Die Gefäßmodelle wurden mehrfach zentral im FOV platziert und das stenosierte Lumen mittels sog. Slice-Scanning Modus (SSM, Einzelaufnahme inkl. 10 Mittelungen: 200 ms, Bildfrequenz: 5 Bilder pro Sekunde, Latenz: ca. 100 ms) als zweidimensionale Quasi-Projektionen abgebildet. Diese Aufnahmen (n = 80, 16 je Phantom) wurden mit einer einheitlichen Grauskalierung versehen und anschließend entsprechend den NASCET-Kriterien visuell ausgewertet.
Alle achtzig Aufnahmen waren unabhängig vom Stenosegrad aufgrund einheitlicher Fensterung sowie konstanter Scannerparameter untereinander gut vergleichbar. Niedriggradige Stenosen konnten insgesamt genauer abgebildet werden als höhergradige, was sich neben der subjektiven Bildqualität auch in geringeren Standardabweichungen zeigte (0%: 3.70 % ± 2.71, 25%: 18.64 % ± 1.84, 50%: 52.82 % ± 3.66, 75%: 77.84 % ± 14.77, 100%: 100 % ± 0). Mit zunehmendem Stenosegrad kam es vermehrt zu geometrischen Verzerrungen im Zentrum, sodass bei den 75%-Stenosen eine breitere Streuung der Messwerte mit einer höheren Standardabweichung von 14.77% einherging. Leichte, randständige Artefakte konnten bei allen Datensätzen beobachtet werden.
Für die PTA wurden drei interaktive Gefäßmodelle aus Polyvinylchlorid (l: 100 mm, ID: 8 mm) mit zu- und abführendem Schlauchsystem entwickelt, welche mittels Kabelband von außen hochgradig eingeengt werden konnten. Analog zu einer konventionellen PTA mittels röntgenbasierter digitaler Subtraktionsangiographie (DSA), wurden alle erforderlichen Arbeitsschritte (Gefäßdarstellung, Drahtpassage, Ballonplatzierung, Angioplastie, Erfolgskontrolle) unter (TW)MPI-Echtzeit-Bildgebung (Framerate: 2 - 4 FPS, Latenz: ca. 100 ms) abgebildet bzw. durchgeführt.
Im Rahmen der PTA war eine Echtzeit-Visualisierung der Stenose im Gefäßmodell durch Tracer-Bolusgabe sowie die Führung des markierten Instrumentariums zum Zielort möglich. Die Markierung der Instrumente hielt der Beanspruchung während der Prozedur stand und ermöglichte eine genaue Platzierung des Ballonkatheters. Die Stenose konnte mittels Angioplastie-Ballons unter Echtzeit-Darstellung gesprengt werden und der Interventionserfolg im Anschluss durch erneute Visualisierung des Lumens validiert werden.
Insgesamt zeigt sich MPI somit als adäquate Bildgebungstechnik für die beiden in der Fragestellung bzw. Zielsetzung definierten experimentellen Anwendungen. Stenosen im Gefäßmodell konnten erfolgreich in Echtzeit visualisiert und bildmorphologisch nach NASCET-Kriterien quantifiziert werden. Ebenso war eine PTA im Gefäßmodell unter TWMPI-Echtzeit-Bildgebung machbar. Diese Ergebnisse unterstreichen das grundlegende Potenzial von MPI für medizinische Zwecke. Um zu den bereits etablierten Bildgebungsmethoden aufzuschließen, ist jedoch weitere Forschung im Bereich der Scanner-Hard- und -Software sowie bezüglich SPION-Tracern nötig.
Magnetic Particle Imaging (MPI) is an innovative tomographic imaging method with which tracer particles can be depicted multidimensionally quickly and extremely sensitively. The method is based on the nonlinear magnetization response of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) in a measuring point that runs through a measurement volume. In the present work, the so-called Traveling Wave MPI (TWMPI) method was used, whereby a larger Field of View (FOV) and a lower latency from measurement to image display could be achieved compared to conventional MPI scanners. TWMPI has some promising properties for medical purposes: it delivers two- and three-dimensional image reconstructions in real time with high temporal and spatial resolution. The imaging is background-free by default and does not require any ionizing radiation. In addition, the technology is extremely sensitive and can detect SPION tracers in micromolar concentrations.
The aim of this work was therefore to investigate to what extent it is possible to use TWMPI to graphically visualize and quantitatively assess artificial stenoses in a phantom model in real time and furthermore to perform a percutaneous transluminal angioplasty (PTA) in a phantom model under TWMPI real-time imaging.
All experiments were carried out in a specially manufactured TWMPI scanner (JMU Würzburg, Experimental Physics V (Biophysics), FOV: 65 x 29 x 29 mm³, resolution: approx. 1.5 - 2 mm). Lumen visualization was achieved by use of the SPION tracer Ferucarbotran in a dilution of 1 : 50 (corresponding to 10 mmol [Fe] / l). The PTA instruments were marked with specially produced ferucarbotran-containing lacquer (100 mmol [Fe]/l). For the different sub-experiments, several vessel phantoms were custom-made according to the respective specific requirements.
For visual stenosis quantification, five rigid stenosis phantoms of different grade of stenosis (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) were built from polyoxymethylene (l: 40 mm, ID: 8 mm). The vessel phantoms were placed centrally in the FOV several times and the stenotic lumen was depicted as two-dimensional quasi-projections using a so-called slice scanning mode (SSM, single recording incl. averaging 10‑fold: 200 ms, frame rate: 5 frames per second, latency: approx. 100 ms). A uniform gray scaling was applied to these images (n = 80, 16 per phantom) before they were visually evaluated according to the NASCET criteria.
Due to the uniform gray scaling, display settings and constant scanner parameters, all eighty images were well comparable with each other, regardless of the degree of stenosis. Overall, low-grade stenoses could be depicted more accurately than higher-grade ones, which, in addition to the subjective image quality, was also reflected in lower standard deviations (0%: 3.70 % ± 2.71, 25%: 18.64 % ± 1.84, 50%: 52.82 % ± 3.66, 75%: 77.84 % ± 14.77, 100%: 100 % ± 0). With increasing degree of stenosis, geometric distortions in the center increased, so that within the 75% stenoses a wider spread of the measured values led to a higher standard deviation of 14.77%. Faint, marginal artifacts could be observed over all data sets.
For PTA, three interactive vessel phantoms made of polyvinyl chloride (l: 100 mm, ID: 8 mm) were developed with additional tubing to and from the phantom. These vessel phantoms could be highly constricted from the outside by use of cable ties. Analogous to a conventional PTA using X-ray-based digital subtraction angiography (DSA), all necessary steps (vascular visualization, wire passage, balloon placement, angioplasty, control imaging) were depicted by resp. carried out under (TW)MPI real-time imaging (frame rate: 2 – 4 FPS, latency: approx. 100 ms).
During the PTA, real-time visualization of the stenosis in the vascular phantom by tracer bolus administration as well as guidance of the marked instruments to the destination was possible. The marking of the instruments withstood the stress during the procedure and allowed an accurate placement of the balloon catheter. The stenosis could be dilated with an angioplasty balloon under real-time imaging and the intervention success could then be validated by re-visualization of the lumen.
Overall, MPI thus proves to be an adequate imaging technique in regard of the two experimental applications defined in the questions and aims of this study. Stenoses in a vascular phantom could be successfully visualized in real time and quantified visually according to NASCET criteria. Furthermore, a PTA in a vascular phantom guided by TWMPI real-time imaging was feasible. These findings underscore the fundamental potential of MPI for medical purposes. In order to catch up with the already established imaging methods, however, further research is needed in the field of scanner hard- and software as well as regarding SPION tracers.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-352517
10.25972/OPUS-35251
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true
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CC BY-NC-SA: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International
Philipp Dietrich
deu
swd
Medizinische Radiologie
deu
swd
Magnetpartikelbildgebung
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Interventionsradiologie
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uncontrolled
Experimentelle Bildgebung
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uncontrolled
Magnetic Particle Imaging
deu
uncontrolled
Traveling Wave Magnetic Particle Imaging
deu
uncontrolled
Interventionelle Radiologie
deu
uncontrolled
MPI
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uncontrolled
experimental imaging
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uncontrolled
magnetic particle imaging
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uncontrolled
traveling wave magnetic particle imaging
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uncontrolled
interventional radiology
deu
swd
Transluminale Angioplastie
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uncontrolled
MPI <Bildgebendes Verfahren>
Medizin und Gesundheit
open_access
Fakultät für Physik und Astronomie
Institut für diagnostische und interventionelle Radiologie (Institut für Röntgendiagnostik)
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35251/Dietrich_Philipp_Dissertation.pdf
35265
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-25
--
2024-03-04
Demotic Texts from Medinet Habu (Philological, Paleographical, and Cultural Study)
Demotische Texte aus Medinet Habu (Philologische, paläographische und kulturelle Studie)
The current study presents a new a group of Demotic ostraca in the belongings of the Cairo Museum. A large part of this group stem from Medinet Habu in the western bank of modern Luxor in Upper Egypt and was discovered in the beginning of the thirties of the last century by the Chicago Oriental Institute (recently renamed as Institute for the Study of Ancient Cultures ‘ISAC’). A small portion of the collection under consideration come from other Upper Egyptian provenances including Gebelein, Edfu, Kom Ombo, and possibly elsewhere in Thebes. The main goal of the present dissertation is to decipher, translate, and provide a philological, paleographical, and cultural analysis of the group of texts in question. The results of this study are spread over two main parts, the first of which is dedicated to the main and largest part of the collection, i.e. ostraca from Medinet Habu, while the second is concerned with ostraca from other places. The first part comprises of five sections beginning with receipts of money and in-kind payments including some receipts for the payments of the different capitation charges in the Ptolemaic and Roman Periods, a few for land-related payments, as well as others related to different Ptolemaic monopolies or trades such as a receipt for the price of oil, one for the linen tax, in addition to a unique receipt for the rarely attested fish tax. The second section includes accounts and lists of different kinds be it monetary, in-kind, agriculture, or any other type of lists or accounts that record different everyday transactions. The following section presents a relatively different type of lists, namely lists of personal names. The fourth section incorporates a variety of texts of different concerns, e.g. texts of religious nature, letters, temples oaths, or other private documents. Unidentified texts occupy the fifth and final section of the first part. The second part of the study, which comprises texts that originate from different Upper Egyptian localities, includes three sections, i.e. receipts, accounts, and lists of names.
Die aktuelle Studie stellt eine neue Gruppe demotischer Ostraka im Bestand des Kairoer Museums vor. Ein großer Teil dieser Gruppe stammt aus Medinet Habu am Westufer des heutigen Luxor in Oberägypten und wurde Anfang der dreißiger Jahre des letzten Jahrhunderts vom Chicago Oriental Institute (kürzlich in Institute for the Study of Ancient Cultures „ISAC“ umbenannt) entdeckt. Ein kleiner Teil der untersuchten Sammlung stammt aus anderen oberägyptischen Provenienzen, darunter Gebelein, Edfu, Kom Ombo und möglicherweise anderswo in Theben. Das Hauptziel der vorliegenden Dissertation ist die Entzifferung, Übersetzung und Bereitstellung einer philologischen, paläographischen und kulturellen Analyse der betreffenden Textgruppe. Die Ergebnisse dieser Studie verteilen sich auf zwei Hauptteile, von denen der erste dem Haupt und größten Teil der Sammlung, d.h. Ostraka aus Medinet Habu, gewidmet ist, während sich der zweite mit Ostraka aus anderen oberägyptischen Orten befasst. Der erste Teil besteht aus fünf Abschnitten, beginnend mit Quittungen in Geld oder Naturalien, darunter einige Zahlungsquittungen für die verschiedenen Kopfsteuern in der ptolemäischen und römischen Zeit, einige für landbezogene Zahlungen sowie Zahlungusquittungen über verschiedene ptolemäische Monopole oder Gewerben wie z.B. ein Quittung für den Preis des Öls, eine über Leinensteuer sowie eine einzigartige Quittung über die selten belegete Fischsteuer. Der zweite Abschnitt umfasst Listen und Abrechnungen unterschiedlicher Art, sei es über Geld, Natur, Landwirtschaft, oder jede andere Art, die verschiedene alltägliche Transaktionen aufzeichnen. Im folgenden Abschnitt wird eine andere Art von Listen vorgestellt, nämlich Namenlisten. Der vierte Abschnitt enthält eine Vielzahl von Texten zu unterschiedlichen Themen, wie z.B. Texte religiöser Natur, Briefe, Tempeleide oder andere private Dokumente. Nicht identifizierte Texte belegen den fünften und letzten Abschnitt des ersten Teils der Studie. Der zweite Teil dieser Studie, der Texte umfasst, die aus verschiedenen oberägyptischen Fundorten stammen, enthält drei Abschnitte: Quittungen, Abrechnungen sowie Namenlisten.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-352653
10.25972/OPUS-35265
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Deutsches Urheberrecht
Eid Nagy Eid Abbas
eng
uncontrolled
Demotic
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uncontrolled
Ostraca
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uncontrolled
Medinet Habu
eng
uncontrolled
Tax Receipts
eng
uncontrolled
Accounts
eng
uncontrolled
Lists
Geschichte und Geografie
open_access
Graduate School of the Humanities
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35265/Eid_Abbas_PhD_Dissertation.pdf
26640
2024
eng
doctoralthesis
1
2022-04-06
--
2022-03-25
Super-resolution fluorescence microscopic visualization and analysis of interactions between human immune cells and \(Aspergillus\) \(fumigatus\)
Hochaufgelöste, fluoreszenzmikroskopische Visualisierung und Analyse der Interaktionen zwischen humanen Immunzellen und \(Aspergillus\) \(fumigatus\)
The mold Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) is known as human pathogen and can cause life-threatening infections in humans with a weakened immune system. This is a known complication in patients receiving glucocorticoids, e.g. after hematopoietic stem cell transplantation or solid organ transplantation. Although research in the field of immune cell/fungus interaction has discovered key strategies how immune cells fight against infectious fungi, our knowledge is still incomplete. In order to develop effective treatment options against fungal infections, a detailed understanding of their interactions is crucial. Thus, visualization of immune cell and fungus is an excellent approach to gain further knowledge. For a detailed view of such interaction processes, a high optical resolution on nanometer scale is required. There is a variety of super resolution microscopy techniques, enabling fluorescence imaging beyond the diffraction limit. This work combines the use of three complementary super resolution microscopy techniques, in order to study immune cell/fungus interaction from different points of view.
Aim of this work is the introduction of the recently invented imaging technique named expansion microscopy (ExM) for the study of immune cell/fungus interactions. The core aspect of this method is the physical magnification of the specimen, which increases the distance between protein structures that are close to each other and which can therefore be imaged separately.
The simultaneous magnification of primary human natural killer (NK) cells and A. fumigatus hyphae was established in this work using ExM. Reorganization of cytoskeletal components of interacting NK cells was demonstrated here, by expansion of the immunological synapse (IS), formed between NK cells and A. fumigatus. In addition, reorganization of the microtubule-organizing center (MTOC) towards fungal hyphae and an accumulation of actin at the IS has been observed. Furthermore, ExM has been used to visualize lytic granules of NK cells after degranulation. After magnification of the specimen, lysosome associated protein 1 (LAMP1) was shown to surround perforin. In absence of the plasma membrane-exposed degranulation marker LAMP1, a “ring-shaped” structure was often observed for fluorescently labeled perforin. Volume calculation of lytic granules demonstrated the benefit of ExM. Compared to pre-expansion images, analyses of post-expansion images showed two volume distributions for degranulated and non-degranulated NK cells. In addition, this work emphasizes the importance of determining the expansion factor for a structure in each species, as variations of expansion factors have been observed. This factor, as well as possible sample distortions should be considered, when ExM is used in order to analyze the interaction between two species.
A second focus of this work is the visualization of a chimeric antigen receptor (CAR), targeting an epitope on the cell wall of A. fumigatus. Structured illumination microscopy (SIM) revealed that the CAR is part of the immunological synapse of primary human CAR T cells and CAR-NK-92 cells. At the interaction site, an accumulation of the CAR was observed, as well as the presence of perforin. CAR accumulation at fungal hyphae was further demonstrated by automated live cell imaging of interacting CAR-NK-92 cells, expressing a fluorescent fusion protein.
Additionally, the use of direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM) gave first insights in CAR expression levels on the basal membrane of CAR-NK-92 cells, with single molecule sensitivity. CAR cluster analyses displayed a heterogeneous CAR density on the basal membrane of transfected NK 92 cells.
In summary, this work provides insights into the application of ExM for studying the interaction of primary human NK cells and A. fumigatus for the first time. Furthermore, this thesis presents first insights regarding the characterization of an A. fumigatus-targeting CAR, by applying super-resolution fluorescence microscopy, like SIM and dSTORM.
Der Schimmelpilz Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) ist bekannt als Humanpathogen und kann lebensbedrohliche Infektionen bei Menschen mit einem geschwächten Immunsystem verursachen. Dies ist eine bekannte Komplikation bei Patienten die Glucocorticoide erhalten, z.B. nach einer hämatopoetischen Stammzelltransplantation oder soliden Organtransplantation. Obwohl die Forschung im Bereich der Immunzelle/Pilz Interaktion Schlüsselstrategien entdeckt hat, wie Immunzellen infektiöse Pilze bekämpfen, ist unser Wissen immer noch unvollständig. Um effektive Therapieoptionen gegen Pilzinfektionen zu entwickeln, ist ein detailliertes Verständnis ihrer Interaktionen äußerst wichtig. Die Visualisierung von Immunzelle und Pilz ist daher ein exzellenter Ansatz um weitere Erkenntnisse zu gewinnen. Für einen detaillierten Einblick in solche Interaktionsprozesse ist eine hohe optische Auflösung im Nanometerbereich erforderlich. Hierzu gibt es eine Vielzahl an hochauflösenden Mikroskopietechniken, die es ermöglichen, Fluoreszenzbildgebung jenseits der Beugungsbegrenzung zu erzielen. Diese Arbeit kombiniert die Nutzung von drei sich ergänzenden hochauflösenden Mikroskopietechniken, um die Interaktion von Immunzelle/Pilz aus verschiedenen Blickwinkeln zu studieren.
Ziel dieser Arbeit ist das Einführen der kürzlich entwickelten Bildgebungsmethode, namens Expansions-Mikroskopie (engl. expansion microscopy, kurz: ExM), um Immunzelle/Pilz Interaktionen zu studieren. Kernaspekt dieser Methode ist die physische Vergrößerung der Probe, wodurch der Abstand zwischen nahe beieinanderliegenden Proteinstrukturen vergrößert wird und diese daher separiert aufgenommen werden können.
Die simultane Vergrößerung von primären humanen Natürlichen Killerzellen (engl. Natural Killer, kurz: NK) und A. fumigatus Hyphen wurde in dieser Arbeit mittels ExM etabliert. Durch Expansion der Immunologischen Synapse (engl. immunological synapse, kurz: IS), ausgebildet zwischen NK Zellen und A. fumigatus, konnte hier die Reorganisation von Bestandteilen des Zytoskeletts interagierender NK Zellen gezeigt werden. Darüber hinaus konnte eine Reorganisation des Mikrotubuli-organisierenden Zentrums (engl. microtubule-organizing center, kurz: MTOC) in Richtung Pilzhyphen, sowie eine Anreicherung von Aktin an der IS beobachtet werden. Außerdem konnte ExM genutzt werden, um lytische Granula von NK Zellen nach Degranulation zu visualisieren. Für das Lysosom-assoziierte Membranprotein 1 (engl. lysosome-associated protein 1, kurz: LAMP1) konnte nach Vergrößerung der Probe gezeigt werden, dass es Perforin umgibt. Unter Abwesenheit des Plasmamembran-exponierten Degranulations-Markers LAMP1 wurde oft eine „ringförmige“ Struktur für fluoreszenzmarkiertes Perforin beobachtet. Die Volumen Berechnung von lytischen Granula demonstrierte den Nutzen der ExM. Im Vergleich zu Analysen von Bildern vor Expansion, zeigten Analysen von Bildern nach Expansion zwei Verteilungen für die Volumengröße degranulierter und nicht-degranulierter NK Zellen. Zusätzlich unterstreicht diese Arbeit die Wichtigkeit, den Expansionsfaktor für eine Struktur aus jeder Spezies zu bestimmen, da Variationen für Expansionsfaktoren beobachtet wurden. Dieser Faktor sollte ebenso wie mögliche Proben-Deformationen in Betracht gezogen werden, wenn ExM genutzt wird, um die Interaktion zwischen zwei Spezies zu analysieren.
Ein zweiter Fokus dieser Arbeit ist die Visualisierung eines chimärischen Antigenrezeptors (engl. chimeric antigen receptor, kurz: CAR), der ein Epitop auf der Zellwand von A. fumigatus erkennt. Strukturierte Beleuchtungs-Mikroskopie (engl. structured illumination microscopy, kurz: SIM) zeigte, dass der CAR Teil der Immunologischen Synapse von primären CAR-T Zellen und CAR-NK-92 Zellen ist. Eine Anreicherung des CARs, an der Interaktionsseite wurde beobachtet, so wie das Vorhandensein von Perforin. Die Anreicherung vom CAR an der Pilz-Hyphe wurde ferner durch automatisierte Lebend-Zell-Bildgebung interagierender CAR-NK-92 Zellen demonstriert, die ein fluoreszierendes Fusionsprotein exprimieren.
Zusätzlich lieferte das Nutzen von direkter stochastischer optischer Rekonstruktions-Mikroskopie (engl. direct stochastic optical reconstruction microscopy, kurz: dSTORM) erste Einblicke in CAR Expressionslevel auf der basalen Membran von CAR-NK-92 Zellen, mit Einzelmolekül Empfindlichkeit. CAR Cluster Analysen zeigten eine heterogene CAR Dichte auf der basalen Membran transfizierter NK-92 Zellen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Arbeit erstmals Einblicke in die Anwendung von ExM für die Untersuchung der Interaktion von primären humanen NK Zellen und A. fumigatus liefert. Zudem präsentiert die Thesis erste Einblicke hinsichtlich der Charakterisierung eines A. fumigatus-erkennenden CARs, unter Anwendung von hochauflösender Fluoreszenzmikroskopie, wie SIM oder dSTORM.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-266407
10.25972/OPUS-26640
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true
CC BY-SA: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International
Nora Isabel Trinks
deu
swd
Mikroskopie
deu
swd
Konfokale Mikroskopie
deu
swd
Fluoreszenzmikroskopie
deu
swd
Aspergillus fumigatus
deu
swd
Natürliche Killerzelle
eng
uncontrolled
Expansion Microscopy
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uncontrolled
Structured Illumination Microscopy
Biowissenschaften; Biologie
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Graduate School of Life Sciences
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Universität Würzburg
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35255
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-23
--
2024-03-04
Retrospektive monozentrische Analyse des Krankheitsverlaufs und Prognosefaktoren von Patient*innen mit Ileitis terminalis Crohn
Retrospective monocentric analysis of disease progression and prognostic factors in patients with Crohn's ileitis terminalis
Die Erkrankung MC zählt zusammen mit der Colitis Ulcerosa zu den CED. In Deutschland liegt die Prävalenz bei ca. 100-200 Personen pro 100000 Einwohner und steigt stetig. Überwiegend sind Menschen im jungen Erwachsenenalter betroffen, die fest im Berufsleben stehen. Die Erkrankung führt im Verlauf immer wieder zu Arbeitsausfällen und verursacht neben den gesundheitlichen Kosten für Medikamente und Therapie auch wirtschaftliche Ausfälle. Trotz der hohen sozioökonomischen Bedeutung und des Vorliegens gesicherter Erkenntnisse zu Risikofaktoren, anatomischen / histologischen Veränderungen, Symptomkomplexen und zahlreicher Hypothesen bezüglich der Entstehung, ist die Pathogenese nicht gänzlich verstanden. Ebenso komplex wie das Erkrankungsbild selbst ist der Prozess der Diagnosefindung. Ein Goldstandard ist nicht etabliert. Die Diagnose MC ist meist eine klinische, in Zusammenschau mit endoskopischen, histologischen, laborchemischen und radiologischen Befunden. In dieser Arbeit wurde die Versorgungsrealität der MC Erkrankten über die letzten 15 Jahre betrachtet. Es konnte ein Wandel in der chirurgischen Operations- und Anastomosentechnik gezeigt werden. Die Zukunft ist eine minimalinvasive und darmsparende Chirurgie. Im retrospektiven Vergleich der Therapiealgorithmen erfolgte nach damaliger S3-Leitlinie in der Mehrzahl der MC Fälle initial eine medikamentöse Therapie, alle untersuchten Fälle erhielten jedoch eine ICR. In der Subgruppenanalyse wurden Fälle mit isolierter Ileitis terminalis Crohn untersucht. Es konnte die Effektivität der chirurgischen Primärtherapie gegenüber einer medikamentösen Primärtherapie gezeigt werden, was die Daten der aktuellen Literatur stützt. So bestand ein Vorteil hinsichtlich des verringerten Bedarfs an einer medikamentösen Therapie im postoperativen Verlauf von zwei Jahren und bezüglich der rezidiv- und medikamentenfreien Zeit. Die Ergebnisse zeigten zudem, dass eine präventive, postoperative medikamentöse Therapie bei präoperativ vorliegenden Risikofaktoren für ein klinisches Rezidiv nicht zwingend notwendig ist und überdacht werden sollte. Diese Arbeit konnte den Stellenwert der Chirurgie als wichtige Säule der Therapie bei isolierter Ileitis terminalis Crohn untermauern.
Together with ulcerative colitis, MC is a type of IBD. In Germany, the prevalence is around 100-200 people per 100,000 inhabitants and is rising steadily. It predominantly affects people in young adulthood who are firmly established in working life. As the disease progresses, it repeatedly leads to absences from work and causes economic losses in addition to the health costs for medication and therapy. Despite the high socio-economic significance and the availability of reliable findings on risk factors, anatomical/histological changes, symptom complexes and numerous hypotheses regarding the development, the pathogenesis is not fully understood. The process of diagnosis is just as complex as the clinical picture itself. A gold standard has not been established. The diagnosis of MC is usually a clinical one, in conjunction with endoscopic, histological, laboratory and radiological findings. In this study, the reality of care for MC patients over the last 15 years was analysed. A change in surgical operation and anastomosis techniques was demonstrated. The future is minimally invasive and bowel-sparing surgery.
In a retrospective comparison of treatment algorithms, the majority of MC cases were initially treated with medication in accordance with the S3 guideline at the time, but all cases analysed received ICR. In the subgroup analysis, cases with isolated Ileitis terminalis Crohn were analysed. The effectiveness of primary surgical therapy compared to primary drug therapy was demonstrated, which supports the data in the current literature. There was an advantage with regard to the reduced need for drug therapy in the postoperative course of two years and with regard to the relapse-free and drug-free period. The results also showed that preventive, postoperative drug therapy is not absolutely necessary in the presence of preoperative risk factors for clinical recurrence and should be reconsidered. This study was able to confirm the importance of surgery as an important pillar of treatment for isolated Crohn's ileitis terminalis.
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10.25972/OPUS-35255
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Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Robin Eichlinger
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Crohn-Krankheit
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Chronische Darmentzündung
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uncontrolled
Ileozökalresektion
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uncontrolled
Crohn's disease
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uncontrolled
Morbus Crohn
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uncontrolled
Ileitis terminalis
Chirurgie und verwandte medizinische Fachrichtungen
open_access
Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Gefäß- und Kinderchirurgie (Chirurgische Klinik I)
Universität Würzburg
Universität Würzburg
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35156
2024
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doctoralthesis
1
2024-03-07
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2024-02-07
Ist bei Kraftfahrzeugen eine Anknüpfung an den Registrierungsort der Lex rei sitae vorzuziehen?
Is a link to the place of registration instead of the lex rei sitae preferable for motor vehicles?
„Die Doktorarbeit befasst sich mit der Frage, ob bei Kraftfahrzeugen eine Anknüpfung an den Registrierungsort der Lex rei sitae vorzuziehen sein könnte. Im Rahmen der Arbeit wird zu Beginn ermittelt, nach welchem Recht die überprüften Länder das anwendbare Recht bei Kraftfahrzeugen bestimmen. Sodann wird erörtert, ob der Registrierungsort in den überprüften Ländern überhaupt rechtssicher und stabil bestimmt werden kann. Dabei wird insbesondere auf die nationalen Vorschriften zur Registrierung von Kraftfahrzeugen und den weiteren Anknüpfungsmöglichkeiten, wie Fahrzeugzulassungsbescheinigung und KFZ-Kennzeichen, eingegangen. Anhand von Beispielsfällen werden abschließend die möglichen Veränderungen, durch eine Anknüpfung an den Registrierungsort im Gegen-satz zur lex rei sitae, gegenübergestellt. Ebenso wird die Frage der res in transitu, als auch die Frage, wie mit gestohlenen Fahrzeugen umgegangen werden kann, behandelt. Im Ergebnis kann eine rechtssichere Bestimmung des anwendbaren Rechts bestätigt wer-den.“
"The doctoral thesis deals with the question of whether a link to the place of registration of the lex rei sitae could be preferable for motor vehicles. The thesis begins by determin-ing the law practised by reviewed countries to determine the applicable laws for motor vehicles.
Then it continues by discussing whether, in these countries, the place of registration can be determined in a legally secure and stable manner. In particular, the national regula-tions on the registration of motor vehicles and the other possible links, such as vehicle registration certificates and vehicle license plates, are discussed. Finally, the possible changes resulting from a link to the place of registration as opposed to the lex rei sitae are compared by using examples. The issue of res in transitu and the question of how to deal with stolen vehicles are also addressed. In conclusion, a legally sound determination of the applicable law can be confirmed."
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10.25972/OPUS-35156
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Emanuel Wild
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swd
Lex rei sitae
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uncontrolled
Registrierungsort
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uncontrolled
Kraftfahrzeuge
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uncontrolled
res in transitu
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Kraftfahrzeug
Recht
open_access
Institut für Internationales Recht, Europarecht und Europäisches Privatrecht
Universität Würzburg
Universität Würzburg
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35223
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-19
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2024-03-18
Theory and simulation of ultrafast autodetachment dynamics and nonradiative relaxation in molecules
Theorie und Simulation der ultraschnellen Autodetachment-Dynamik und nicht-radiativen Relaxation in Molekülen
In this thesis, theoretical approaches for the simulation of electron detachment processes in molecules following vibrational or electronic excitation are developed and applied. These approaches are based on the quantum-classical surface-hopping methodology, in which nuclear motion is treated classically as an ensemble of trajectories in the potential of quantum-mechanically described electronic degrees of freedom.
Im Rahmen dieser Arbeit werden theoretische Verfahren zur Simulation von molekularen Ionisierungsprozessen nach elektronischer oder Schwingungsanregung entwickelt und angewendet. Diese Verfahren basieren auf der quanten-klassischen Surface-Hopping-Methode, in welcher die Kernbewegung durch ein Ensemble klassischer Trajektorien im Potenzial quantenmechanisch beschriebener Elektronen behandelt wird.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-352232
10.25972/OPUS-35223
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Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Kevin Issler
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Theoretische Chemie
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uncontrolled
Autodetachment
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uncontrolled
Nonadiabatic Dynamics
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uncontrolled
Theoretical Chemistry
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uncontrolled
Computational Chemistry
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Relaxation
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Molekül
Chemie und zugeordnete Wissenschaften
open_access
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Universität Würzburg
Universität Würzburg
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35164
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-08
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2024-03-05
Vulnerability in adolescence: prevalence, pandemic impact and prevention
Vulnerabilität im Jugendalter: Prävalenzen, Einfluss der Pandemie und Prävention
This compilation focuses on adolescent mental disorders and their prevention. It comprises three distinct studies, each contributing to a deeper understanding of this critical topic. This work addresses a critical gap in the understanding of, and approach to, adolescent mental health, and as a result reveals a critically important and urgently needed policy implication for action. The thematic structure of these studies begins with an examination of the epidemiology of child and adolescent mental disorders. Baseline data were collected from N = 877 adolescents with a mean age of 12.43 years (SD = 0.65). Mental health problems, such as depressive symptoms, non-suicidal self-injury, suicidal ideation, symptoms of eating disorders, and gender differences, are thoroughly examined. Results revealed a significant portion of our sample displaying mental health problems as early as the 6th and 7th grades, with girls generally being more affected than boys. The findings underscore the importance of early adolescence in the emergence of mental health problems and thereby emphasize the need for preventive measures. Moving beyond prevalence estimates, the compilation delves into the etiology of these disorders, exploring their potential correlation with a COVID-19 infection. Understanding the early signs and risk factors is crucial for timely support. While numerous studies have investigated potential risk and protective factors during the pandemic, our focus shifts to adolescents’ coping when an infection with the virus was involved (N = 2,154, M = 12.31, SD = 0.67). We hypothesized that students infected or with close family members infected, would exhibit an increased psychopathology and a decreased functioning of protective factors such as self-efficacy or self-esteem. We found no connection between infection and the mental health status within our sample, but protective factors and mental well-being were positively associated. Thus, universal primary prevention appears to be the preferred approach for promoting mental health. Lastly, the compilation introduces LessStress, a noteworthy contribution to more evidence-based prevention programs. This universal approach is designed to reduce stress in schools, accompanied by a cluster-randomized trial to evaluate its effectiveness (estimated sample size N = 1,894). Existing studies have demonstrated the effectiveness of stress prevention, leading us to introduce a short and easy-to-implement prevention program. There is positive evidence for one-lesson interventions in schools for promoting well-being and health behaviors among adolescents. LessStress is designed based on a life skills approach that not only imparts psychoeducational content but also teaches skills relevant to everyday life and directly applicable. Throughout these studies, a common thread emerges: the pressing need to address mental disorders during childhood and adolescence. These formative years play a pivotal role in the development of mental health problems. These formative years play a crucial role in the development of mental health problems. They highlight the importance of epidemiological data collection and analysis based on the latest models to develop prevention interventions that are not only effective but also reach young people on a global level.
Diese Zusammenstellung konzentriert sich auf psychische Störungen bei Jugendlichen und deren Prävention. Sie umfasst drei verschiedene Studien, die jeweils zu einem tieferen Verständnis dieses wichtigen Themas beitragen. Es wird eine kritische Lücke im Verständnis und Umgang mit der psychischen Gesundheit Jugendlicher adressiert und damit ein wichtiger und dringender politischer Handlungsbedarf aufgezeigt. Die thematische Struktur dieser Studien beginnt mit einer Untersuchung der Epidemiologie psychischer Störungen bei Kindern und Jugendlichen. Es wurden Ausgangsdaten von N = 877 Jugendlichen mit einem Durchschnittsalter von 12,43 Jahren (SD = 0,65) erhoben. Psychische Gesundheitsprobleme wie depressive Symptome, nicht-suizidale Selbstverletzungen, Suizidgedanken, Symptome von Essstörungen und geschlechtsspezifische Unterschiede werden eingehend untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass ein erheblicher Teil der Stichprobe bereits in der 6. und 7. Klasse psychische Probleme aufweist, wobei Mädchen stärker betroffen sind als Jungen. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung des frühen Jugendalters für die Entstehung psychischer Probleme und verdeutlichen damit die Notwendigkeit von Präventionsmaßnahmen. Die Zusammenstellung geht über Prävalenzschätzungen hinaus und befasst sich mit der Ätiologie dieser Störungen und untersucht ihren möglichen Zusammenhang mit einer COVID-19-Infektion. Während zahlreiche Studien potenzielle Risiko- und Schutzfaktoren während der Pandemie untersucht haben, konzentriert sich unsere Studie auf die Bewältigung von Jugendlichen im Zusammenhang mit einer Infektion mit dem Virus (N = 2.154, M = 12.31, SD = 0,67). Wir stellten die Hypothese auf, dass eine Infektion mit einer erhöhten Psychopathologie und einer verminderten Funktion von Schutzfaktoren einhergeht. Wir fanden keinen Zusammenhang zwischen der Infektion und dem psychischen Gesundheitszustand in unserer Stichprobe, aber Schutzfaktoren und psychisches Wohlbefinden waren positiv assoziiert. Somit scheint die universelle Primärprävention der bevorzugte Ansatz zur Förderung der psychischen Gesundheit zu sein. Schließlich wird in der Zusammenstellung mit LessStress ein entscheidender Beitrag zu evidenzbasierten Präventionsprogrammen vorgestellt. Dieses universelle Konzept zur Stress-reduzierung in Schulen wird von einer cluster-randomisierten Studie zur Bewertung seiner Wirksamkeit begleitet (geschätzte Stichprobengröße N = 1.894). LessStress wurde auf der Grundlage eines Life-Skills-Ansatzes entwickelt, der nicht nur psychoedukative Inhalte vermittelt, sondern auch alltagsrelevante und direkt anwendbare Fähigkeiten lehrt. Aus den drei vorgestellten Studien geht ein roter Faden hervor: die dringende Notwendigkeit, psychische Störungen im Kindes- und Jugendalter anzugehen. Diese prägenden Jahre spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Problemen der psychischen Gesundheit. Sie machen deutlich, wie wichtig die Sammlung epidemiologischer Daten und deren Analyse auf der Grundlage neuester Modelle für die Entwicklung von Präventionsmaßnahmen ist, die nicht nur wirksam sind, sondern auch junge Menschen auf globaler Ebene erreichen.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-351644
10.25972/OPUS-35164
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CC BY-NC-SA: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International
Christin Scheiner
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Jugend
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Psychische Belastung
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Resilienz
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Stress
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uncontrolled
mental health
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uncontrolled
epidemiology
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depression
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etiology
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Depression
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Psychische Gesundheit
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Epidemiologie
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Ätiologie
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COVID-19
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Primärprevention
Medizin und Gesundheit
open_access
Medizinische Fakultät
Graduate School of Life Sciences
Universität Würzburg
Universität Würzburg
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35211
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-18
--
2024-03-15
Thermodynamic Investigations on the Dimerization and Anti-Cooperative Self-Assembly of Dipolar Merocyanines
Thermodynamische Untersuchungen zur Dimerisierung und anti-kooperativen Selbstassemblierung von dipolaren Merocyaninen
Dipolar merocyanines are very attractive supramolecular building blocks, as they combine interesting functional properties with strong, directional intermolecular interactions. The pyridine dioxocyano-pyridine (PYOP) chromophore (Chapter 2.2), used in this thesis, stands out because of its exceptionally high ground state dipole moment (g ~ 17 D), in combination with the option to retain good solubility also in unpolar solvents, by decoration with solubilizing groups.
The reliable binding motif of anti-parallel -stacking due to dipole-dipole interactions has allowed the design of molecular building blocks that form assemblies of predictable geometry. The intense unstructured charge transfer UV/Vis absorption band (eg ~ 10.7 D) is a result of the dominant contribution of the zwitterionic resonance structure which brings the PYOP chromophore just beyond the cyanine limit in solvents of low polarity (c2 = 0.60, 1,4 dioxane). The high sensitivity of the S0 – S1 UV/Vis absorption band to the environment manifests itself in a pronounced negative solvatochromism and strong H-type exciton coupling within -stacked PYOP assemblies. In accordance with the classical molecular exciton theory, an increasing hypsochromic shift of the dominant absorption band of these H aggregates can be observed as the stack size increases up to about six chromophores, where it levels out at about max ~ 440 nm (CHCl3). This allows a uniquely simple estimation of the number of interacting chromophores within the self-assembled structure from a single UV/Vis absorption spectrum of an aggregate.
The defined and well investigated PYOP dimer formation was employed in this thesis to probe the applicability and limitations of concentration-, temperature-, and solvent-dependent self-assembly studies (Chapter 3). Straightforward theoretical models to evaluate datasets of concentration-, temperature-, and solvent-dependent UV/Vis absorption by nonlinear regression analysis were derived for the case of dimer formation (Chapter 2.1). Although the dimer model is well known and widely applied in literature, this detailed derivation is helpful to understand assumptions and potential problems of the different approaches for the determination of thermodynamic parameters. This helps to decide on the most appropriate method to analyse a system of interest. In this regard it should be noted that covering a large portion of the self-assembly process with the experimental data is a prerequisite for the accuracy of the analysis. Additionally, many of the insights can also be transferred to other self-assembly systems like supramolecular polymerization or host-guest interactions.
The concentration-dependent analysis is the most straightforward method to investigate self-assembly equilibria. No additional assumptions, besides mass balance and mass action law, are required. Since it includes the least number of parameters (only K, if M/D are known), it is the most, or even only, reliable method, to elucidate the self-assembly mechanism of an unknown system by model comparison. To cover a large concentration range, however, the compound must be soluble enough and generally sample amounts at least in the low mg scale must be available.
The temperature-dependent analysis has the advantage that all thermodynamic parameters G0, H0 and S0 can be obtained from a single sample in one automated measurement. However, the accessible temperature-range is experimentally often quite limited and dependent on the solvent. For systems which do not show the transition from monomer to aggregate in a narrow temperature range, as given for, e.g., cooperative aggregation or processes with a high entropy contribution, often not the entire self-assembly process can be monitored. Furthermore, the assumptions of temperature-independent extinction coefficients of the individual species as well as temperature-independent H0 and S0 must be met. Monte Carlo simulations of data sets demonstrated that even minor changes in experimental data can significantly impact the optimized values for H0 and S0. This is due to the redundancy of these two parameters within the model framework and even small thermochromic effects can significantly influence the results. The G0 value, calculated from H0 and S0, is, however, still rather reliable.
Solvent-dependent studies can often cover the entire self-assembly process from monomeric (agg = 0) to the fully aggregated state (agg = 1). However, for dyes with strong solvatochromic effects, such as the dipolar merocyanines investigated in this thesis, the results are affected. Also, the assumption of a linear relation of the binding energy G0 and the fraction of denaturating solvent f, which is based on linear free energy relationships between G0 and the solvent polarity, can lead to errors. Especially when specific solvent effects are involved.
For the evaluation of experimental data by nonlinear regression, general data analysis software can be used, where user-defined fit models and known parameters can be implemented as desired. Alternatively, multiple specialized programs for analysing self-assembly data are available online. While the latter programs are usually more user-friendly, they have the disadvantage of being a “black box” where only pre-implemented models can be used without the option for the user to adapt models or parameters for a specific system.
In Chapter 3 comprehensive UV/Vis absorption datasets are presented for the dimerization of merocyanine derivative 1 in 1,4-dioxane, which allowed for the first time a direct comparison of the results derived from concentration-, temperature-, and solvent-dependent self-assembly studies.
The results for the binding constant K and corresponding G0 from the concentration- and temperature-dependent analysis were in very good agreement, also in comparison to the results from ITC. For the temperature-dependent analysis, though, multiple datasets of samples with different concentration had to be evaluated simultaneously to cover a meaningful part of the self-assembly process. Furthermore, a significant dependence of the optimized parameters H0 and S0 on the wavelength chosen for the analysis was observed. This can be rationalized by the small thermochromic shifts of both the monomer and the dimer UV/Vis absorption band. The results from the solvent-dependent evaluation showed the largest deviation, as expected for the highly solvatochromic merocyanine dye.
However, even here by evaluation at 491 and 549 nm the deviation for G0 was only 2.5 kJ mol1 (9%) with respect to the results from the concentration-dependent analysis (G0 = 29.1 kJ mol1). Thus, despite the strong solvatochromism of the dipolar chromophore, it can still be considered a reliable method for estimating the binding strength. Furthermore, multiple repetitions of the concentration-, temperature-, and solvent-dependent studies provided insight into the reproducibility of the results and possible sources of experimental errors. In all cases, the deviations of the results were small (G0 < 0.4 kJ mol1) and within the same range as the fit error from the nonlinear regression analysis.
The insights from these studies were an important basis for the in-depth investigation of a more complex supramolecular system in Chapter 4, as a single method is often not enough to capture the full picture of a more complicated self-assembly process. To elucidate the anti-cooperative self-assembly of the chiral merocyanine 2, a combination of multiple techniques had to be applied.
Solvent-dependent UV/Vis absorption studies in CH2Cl2/MCH mixtures showed the step-wise assembly of the merocyanine monomer (max(M) = 549 nm, CH2Cl2) to first a dimer (max(D) = 498 nm, CH2Cl2/MCH 15:85) by dipole-dipole interactions, and then a -stacked higher aggregate (max(H) = 477 nm, MCH), with pronounced H-type coupling.
The thermodynamic evaluation of this data, however, suffered from the severe solvatochromism, especially of the monomeric species (max(M, CH2Cl2) = 549 nm, max(M, MCH) = 596 nm). Therefore, concentration-dependent studies were performed at three different temperatures (298, 323, 353 K) to elucidate the self-assembly mechanism and determine reliable thermodynamic parameters. The studies at elevated temperatures were hereby necessary, to obtain experimental data over a larger agg--range. Due to the pronounced difference in the thermodynamic driving force for dimerization and higher aggregate formation (KD/K5 = 6500) a concentration range exists in MCH where almost exclusively the dimer species of 2 is present, before further self-assembly by dispersion interactions occurs. Therefore, the data could be evaluated independently for the two self-assembly steps. The self-assembly of dimers into the higher aggregate could not be described by the isodesmic model but was fitted satisfactorily to a pentamer model. This rather small size of about ten -stacked PYOP chromophores was, furthermore, consistently indicated by AFM, VPO and DOSY NMR measurements. Based on 1D and 2D NMR data as well as the strong bisignate CD signal of the higher aggregate in combination with TD-DFT calculations, a P-helical stack is proposed as its structure. The small size can be rationalized by the anti-cooperative self-assembly mechanism and the sterical demand of the solubilizing trialkoxyphenyl and the chiral tetralin substituents. Additionally, the aliphatic shell formed by the solubilizing chains around the polar chromophore stack, can account for the exceptionally high solubility of 2 in MCH (> 15 mg mL1). These combined studies of the self-assembly process enabled the identification of suitable conditions for the investigation of fluorescence properties of the individual aggregate species. Aggregation-induced emission enhancement was observed for the almost non-emissive monomer (Fl(M) = 0.23%), which can be rationalized by the increasing rigidification within the dimer (Fl(D) = 2.3%) and the higher aggregate (Fl(H) = 4.5%). The helical chirality of the PYOP decamer stack, furthermore, gave rise to a strong CPL signal with a large glum value of 0.011.
The important conclusion of this thesis is that the temperature- and solvent-dependent analyses are valid alternatives to the classical concentration-dependent analysis to determine thermodynamic parameters of self-assembly equilibria. Although, for a specific supramolecular system, one approach might be favourable over the others for a variety of reasons. The experimental limitations often demand a combination of techniques to fully elucidate a self-assembly process and to gain insights in the aggregate structure. The anti-cooperative merocyanine self-assembly, which was described here for the first time for the PYOP merocyanine 2, is no exception. Besides the interest in the merocyanine assemblies from a structural and functional point of view, the insights gained from the presented studies can also be transferred to other self-assembly systems and be a guide to find the most appropriate analysis technique.
Dipolare Merocyanine sind sehr attraktive supramolekulare Bausteine, da sie interessante funktionale Eigenschaften mit starken, gerichteten zwischenmolekularen Wechselwirkungen vereinen. Der Pyridin-dioxocyano-pyridin (PYOP)-Chromophor (Kapitel 2.2), welcher in dieser Arbeit verwendet wurde, zeichnet sich durch sein besonders starkes Grundzustands-dipolmoment (g ~ 17 D) aus, in Kombination mit der Möglichkeit durch Funktionalisierung mit löslichkeitsvermittelnden Gruppen dennoch gute Löslichkeit zu bewahren.
Das zuverlässige Bindungsmotiv der durch Dipol-Dipol Wechselwirkungen anti-parallel gestapelten Merocyanine ermöglicht es, gezielt molekulare Bausteine zu entwerfen, welche sich zu Strukturen von vorhersagbarer Geometrie zusammenlagern. Der dominante Beitrag der zwitterionischen Resonanzstruktur führt zu einer intensiven, unstrukturierten Charge-Transfer UV/Vis-Absorptionsbande (eg ~ 10.7 D) und bringt den PYOP Chromophor leicht jenseits des Cyanin-Limits in unpolaren Lösungsmitteln (c2 = 0.60, 1,4-Dioxan). Die Sensitivität der S0 S1 UV/Vis-Absorptionsbande gegenüber der Umgebung zeigt sich in der ausgeprägten negativen Solvatochromie und einer starken H artigen excitonischen Kopplung in -gestapelten Aggregaten. In Übereinstimmung mit klassischer Excitonen-Theorie kann eine zunehmende hypsochrome Verschiebung der dominanten Absorptionsbande mit zunehmender Größe der H-Aggregate beobachtet werden, bis bei etwa sechs Chromophoren und max ~ 440 nm ein Plateau erreicht wird. Dies ermöglicht eine einmalig einfache Abschätzung, der Anzahl an wechselwirkenden Chromophoren innerhalb einer Aggregatstruktur, basierend auf einem einzigen UV/Vis-Absorptionsspektrum.
Das definierte und gut untersuchte Beispiel des PYOP-Dimers wurde in dieser Arbeit verwendet, um die Anwendbarkeit und die Grenzen von konzentrations-, temperatur- und lösungsmittelabhängigen Aggregationsstudien auszutesten (Kapitel 3). Theoretische Modelle zur thermodynamischen Auswertung von konzentrations-, temperatur- und lösungsmittelabhängigen Studien mittels nichtlinearer Regression wurden für das Beispiel der Dimerisierung hergeleitet (Kapitel 2). Obwohl das Dimer-Modell literaturbekannt ist, ist diese detaillierte Herleitung hilfreich, um die Annahmen zu verstehen, die dem Modell zugrunde liegen. So können potenzielle Problemquellen der verschiedenen Methoden erkannt und die geeignetste Methode zur Bestimmung der thermodynamischen Parameter für ein bestimmtes System ausgewählt werden. Hierbei sollte man beachten, dass es sich für die Aussagekraft der Analyse klar als zuträglich erwiesen hat, wenn ein möglichst großer Bereich des Aggregationssprozesses von den experimentellen Daten abgedeckt werden kann. Viele der hier gewonnen Erkenntnisse lassen sich auch auf andere Systeme wie supramolekulare Polymere oder Wirt-Gast-Komplexe übertragen.
Die konzentrationsabhängige Analyse ist die direkteste Methode, um ein supramolekulares Gleichgewicht zu untersuchen. Sie erfordert keine zusätzlichen Annahmen, außer dem Massenerhalt und dem Massenwirkungsgesetz. Da das konzentrationsabhängige mathematische Modell die wenigsten Parameter enthält (nur K, wenn M/D bekannt), ist es die zuverlässigste, wenn nicht sogar die einzig zuverlässige, Methode, um den Aggregationsmechanismus durch einen Vergleich der experimentellen Daten mit verschiedenen Modellen aufzuklären. Allerdings muss die zu untersuchende Verbindung hierbei löslich genug sein, damit ein großer Teil des Aggregationsprozesses in den Studien abgebildet werden kann und es werden üblicherweise Substanzmengen im niedrigen mg Bereich benötig.
Die temperaturabhängige Analyse hat den Vorteil, dass alle thermodynamischen Parameter G0, H0 und S0 in einer einzigen automatisierten Messung einer einzelnen Probe erhalten werden können. Allerdings ist der experimentell zugängliche Temperaturbereich oft sehr eingeschränkt und abhängig von dem verwendeten Lösungsmittel. Für Systeme, bei denen der Übergang vom Monomer zum Aggregat nicht in einem engen Temperaturbereich erfolgt, z.B. aufgrund von Kooperativität oder einem großen Entropie-Beitrag, ist es oft nicht möglich den gesamten Aggreationsprozess abzubilden. Zusätzlich sollten die Annahmen, dass sowohl die Extinktionskoeffizienten der einzelnen Spezies sowie H0 und S0 temperaturunabhängig sind, zutreffen. Mittels Monte Carlo Simulationen konnte gezeigt werden, dass selbst kleine Änderungen in den experimentellen Daten die erhaltenen Werte von H0 und S0 deutlich beeinflussen können. Dies liegt daran, dass die beiden Parameter im mathematischen Modell nicht völlig unabhängig voneinander sind. Selbst geringfügige thermochrome Veränderungen können daher die Ergebnisse für H0 und S0 beeinflussen. Die G0-Werte, die sich aus H0 und S0 berechnen lassen, sind allerding dennoch recht zuverlässig. Mittels lösungsmittelabhängiger Studien ist es oft am einfachsten, den vollständigen Prozess vom Monomer (agg = 0) bis zum Aggregat (agg = 1) abzubilden. Für stark solvatochrome Farbstoffe wie die hier untersuchten dipolaren Merocyanine werden die Ergebnisse allerdings deutlich verfälscht. Auch die Annahme einer linearen Abhängigkeit der Bindungsenergie G0 und der Lösungsmittelzusammensetzung f, die auf linearen Freie-Energie Beziehungen zwischen G0 und der Lösungsmittelpolarität beruhen, kann zu Abweichungen führen, vor allem, wenn spezifische Lösungsmitteleffekte involviert sind. Die Auswertung der experimentellen Daten erfolgt mittels nichtlinearer Regression. Hierfür können diverse Datenauswertungsprogramme genutzt werden, in die sich benutzerdefinierte Modelle inklusive bekannter Parameter implementieren lassen. Alternativ gibt es auch eine Auswahl von spezialisierten Programmen zur Auswertung von Aggregationsdaten im Internet. Diese sind zwar deutlich benutzerfreundlicher, aber auch „Black Boxes“, deren voreingestellte Modelle und Parameter in der Regel nicht vom Nutzer für ein spezielles System angepasst werden können.
In Kapitel 3 wurden umfangreiche UV/Vis-Absorptionsstudien für die Dimerisierung von Merocyanin 1 in 1,4-Dioxan vorgestellt, welche zum ersten Mal einen direkten Vergleich zwischen den Ergebnissen von konzentrations-, temperatur- und lösungsmittelabhängigen Aggregationsstudien ermöglichten. Die Ergebnisse für die Bindungskonstante K und dem dazugehörigen G0-Wert aus der konzentrations- und temperaturabhängigen Analyse stimmen mit den Ergebnissen der isothermalen Titrationskalorimetrie (ITC) überein.
Bei der temperaturabhängigen Auswertung mussten allerdings mehrere Datensätze von Proben mit unterschiedlichen Konzentrationen zusammen ausgewertet werden, um einen aussagekräftigen Bereich des Aggregationsprozesses abzudecken. Außerdem wurde eine deutliche Abhängigkeit der Ergebnisse für H0 und S0 von der Wellenlänge festgestellt, die für die Auswertung gewählt wurde. Dies liegt an der kleinen thermochromen Verschiebung der Monomer- und Dimer-Absorptionsbande. Die Ergebnisse der lösungsmittelabhängigen Studien zeigten, wie für den stark solvatochromen Chromophor erwartet, die größte Abweichung. Allerdings beträgt die Abweichung für G0 selbst hier nur 2.5 kJ mol1 (9%), bei Auswertung bei 491 und 549 nm, im Vergleich zur konzentrationsabhängigen Auswertung (G0 = 29.1 kJ mol1). Trotz der ausgeprägten Solvatochromie sind die lösungsmittelabhängigen Studien also geeignet, um die Bindungsstärke eines Systems abzuschätzen. Mehrmalige Wiederholung der Experimente erlaubte eine Abschätzung der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und möglicher Fehlerquellen. Die Ergebnisse schwankten hierbei in allen Fällen nur geringfügig (G0 < 0.4 kJ mol1) und in der gleichen Größenordnung wie der Fehler der nichtlinearen Regression.
Die Erkenntnisse aus diesen Studien waren eine wichtige Grundlage für die Untersuchung eines komplexeren supramolekularen Systems in Kapitel 4. Eine einzelne Methode ist oft nicht ausreichend, um einen mehrstufigen Aggregationsprozess vollständig aufzuklären, und auch zur Aufklärung der anti-kooperativen Aggregation des chiralen Merocyanins 2, wurde eine Kombination verschiedener Techniken angewandt. Lösungsmittelabhängige UV/Vis-Absorptionsstudien in CH2Cl2/MCH Mischungen zeigten die stufenweise Zusammenlagerung der Merocyanin-Monomere (max(M) = 549 nm, CH2Cl2) zuerst durch Dipol-Dipol Wechselwirkungen zu Dimeren (max(D) = 498 nm, CH2Cl2/MCH 15:85) und dann zu größeren -Stapeln (max(H) = 477 nm, MCH) mit ausgeprägter H-Kopplung.
Die thermodynamische Auswertung dieser Daten leidet allerdings unter der ausgeprägten Solvatochromie, vor allem der Monomer-Spezies (max(M, CH2Cl2) = 549 nm, max(M, MCH) = 596 nm). Daher wurden stattdessen konzentrationsabhängige Studien bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt, um den Aggregationsmechanismus aufzuklären und verlässliche thermodynamische Parameter zu bestimmen. Die Studien bei höheren Temperaturen waren notwendig, um mit den experimentellen Daten einen größeren agg--Bereich abdecken zu können. Aufgrund des ausgeprägten Unterschieds in der thermodynamischen Triebkraft für die Dimerisierung und die Bildung höherer Aggregate (KD/K5 = 6500) gibt es in MCH einen Konzentrationsbereich, in dem fast ausschließlich die dimere Spezies vorhanden ist, bevor eine weitere Zusammenlagerung durch Dispersionswechselwirkungen erfolgt. Dies ermöglichte eine unabhängige Auswertung der Daten für die beiden Aggregationsschritte. Der Zusammenschluss von Dimeren zum höheren Aggregat ließ sich nicht durch das isodesmische Modell beschreiben, sondern durch ein Pentamer-Modell. Diese Größe von etwa zehn -gestapelten PYOP-Chromophoren wurde außerdem durch AFM-, VPO- und DOSY-NMR-Messungen bestätigt. Basierend auf 1D- und 2D-NMR-Daten und dem CD-Signal des höheren Aggregats mit positivem Cotton-Effekt in Kombination mit TD-DFT Rechnungen, wurde ein P-helikaler -Stapel als Struktur angenommen. Die geringe Größe lässt sich durch den anti-kooperativen Aggregationsmechanismus und den sterischen Anspruch der lösungsvermittelnden Trialkoxyphenyl- und der chiralen Tetralin-Substituenten erklären. Die durch diese Substituenten ausgebildete aliphatische Hülle um den polaren Chromophorstapel kann außerdem die ungewöhnlich hohe Löslichkeit der Verbindung 2 in MCH erklären (> 15 mg mL1). Die detaillierte Untersuchung des Selbstorganisationsprozesses ermöglichte die Identifizierung geeigneter Bedingungen für die Untersuchung der Fluoreszenzeigenschaften der einzelnen Aggregatspezies. Für das nahezu nicht emittierende Monomer (Fl(M) = 0.23%) wurde durch zunehmende Rigidisierung im Dimer (Fl(D) = 2.3%) und im höherem Aggregat (Fl(H) = 4.5%) eine durch Aggregation induzierte Emissionssteigerung beobachtet. Die helikale Chiralität des PYOP-Decamer-Stapels führte außerdem zu einem starken CPL Signal mit einem hohen glum-Wert von 0.011.
Das wichtige Fazit dieser Arbeit ist, dass sowohl temperatur- als auch lösungsmittelabhängige Studien valide Alternativen zu den klassischen konzentrationsabhängigen Untersuchungen sind, mit denen thermodynamische Parameter von Selbstorganisations-Gleichgewichten bestimmt werden können. Wobei für ein bestimmtes supramolekulares System eine der Methoden aus verschiedenen Gründen vorteilhafter sein kann als die anderen. Üblicherweise gegebene experimentelle Beschränkungen erfordern oft den kombinierten Einsatz von Techniken, um einen Selbstorganisationsprozess und die Aggregatstrukturen vollständig aufzuklären. Die anti-kooperative Merocyanin-Selbstorganisation, die hier zum ersten Mal für das PYOP-Merocyanin 2 beschrieben wurde, ist keine Ausnahme. Neben dem Interesse an den Merocyanin-Aggregaten aus struktureller und funktioneller Sicht können die aus den vorgestellten Studien gewonnenen Erkenntnisse auch auf andere Selbstassemblierungs-systeme übertragen werden und als Leitfaden für die Suche nach der am besten geeigneten Analysemethode dienen.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-352111
10.25972/OPUS-35211
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true
CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Yvonne Wagenhäuser [geb. Vonhausen]
deu
swd
Merocyanine
deu
swd
Supramolekulare Chemie
eng
uncontrolled
Self-Assembly
Organische Chemie
open_access
Institut für Organische Chemie
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35211/Wagenhaeuser_Yvonne_Dissertation.pdf
35218
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-18
--
2024-03-12
Quantum Chemical Exploration of Potential Energy Surfaces: Reaction Cycles and Luminescence Phenomena
Quantenchemische Erforschung von Energiehyperflächen: Reaktionszyklen und Lumineszenzphänomene
This work aims at elucidating chemical processes involving homogeneous catalysis and photo–physical relaxation of excited molecules in the solid state. Furthermore, compounds with supposedly small singlet–triplet gaps and therefore biradicaloid character are investigated with respect to their electro–chemical behavior. The work on hydroboration catalysis via a reduced 9,10–diboraanthracene (DBA) was preformed in collaboration with the Wagner group in Frankfurt, more specifically Dr. Sven Prey, who performed all laboratory experiments. The investigation of delayed luminescence properties in arylboronic esters in their solid state was conducted in collaboration with the Marder group in Würzburg. The author of this work took part in the synthesis of the investigated compounds while being supervised by Dr. Zhu Wu. The final project was a collaboration with the group of Anukul Jana from Hyderabad, India who provided the experimental data.
Ziel dieser Arbeit ist die Aufklärung chemischer Prozesse, die homogene Katalyse und photophysikalische Relaxation angeregter Moleküle im Festkörper beinhalten. Darüber hinaus werden Verbindungen mit vermeintlich kleinen Singulett-Triplett-Lücken und damit biradikaloidem Charakter auf ihr elektrochemisches Verhalten hin untersucht. Die Arbeiten zur Hydroborierungskatalyse mit einem reduzierten 9,10-Diboraanthracen (DBA) wurden in Zusammenarbeit mit der Wagner-Gruppe in Frankfurt durchgeführt, genauer gesagt mit Dr. Sven Prey, der alle Laborexperimente durchführte. Die Untersuchung der verzögerten Lumineszenzeigenschaften von Arylborsäureestern im Festkörper wurde in Zusammenarbeit mit der Marder Gruppe in Würzburg durchgeführt. Der Autor dieser Arbeit war an der Synthese der untersuchten Verbindungen beteiligt und wurde dabei von Dr. Zhu Wu betreut. Das abschließende Projekt war eine Zusammenarbeit mit der Gruppe von Anukul Jana aus Hyderabad, Indien, die die experimentellen Daten zur Verfügung stellte.
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10.25972/OPUS-35218
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Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Christoph Herok
deu
swd
Simulation
eng
uncontrolled
Quantum Chemistry
eng
uncontrolled
Reaction Mechanism
eng
uncontrolled
Fluorescence
eng
uncontrolled
Phosphoresence
deu
swd
Chemie
deu
swd
Katalyse
deu
swd
Lumineszenz
eng
uncontrolled
chemistry
eng
uncontrolled
simulation
eng
uncontrolled
catalysis
eng
uncontrolled
mechanism
eng
uncontrolled
luminescence
deu
swd
Energiehyperfläche
Chemie und zugeordnete Wissenschaften
open_access
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35218/Herok_Christoph_Dissertation.pdf
35221
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-18
--
0024-03-15
Information-Theoretical Studies on Time-Dependent Quantum Systems
Informationstheoretische Studien an zeitabhängigen Quantensystemen
In this thesis, we apply the information-theoretic approach in the context of quantum dynamics and wave packet motion: Information-theoretic measures are calculated from position and momentum densities, which are obtained from time-dependent quantum wave functions. The aim of this thesis is to benchmark, analyze and interpret these quantities and relate their features to the wave packet dynamics. Firstly, this is done for the harmonic oscillator (HO) with and without static disorder. In the unperturbed HO, the analytical study of coherent and squeezed states reveals time-dependent entropy expressions related to the localization of the wave function. In the disordered HO, entropies from classical and quantum dynamics are compared for short and long times. In the quantum case, imprints of wave packet revivals are found in the entropy. Then, the energy dependence of the entropy for very long times is discussed. Secondly, this is donefor correlated electron-nuclear motion. Here, entropies derived from the total, electronic and nuclear density, respectively, are calculated in position and momentum space for weak and strong adiabatic electronic coupling. The correlation between electron and nucleus is investigated using different correlation measures, where some of these functions are sensitive to the nodal structure of the wave function. An analytic ansatz to interpret the information-theoretical quantities is applied as well.
In dieser Arbeit wird ein informationstheoretischer Ansatz im Kontext der Quantendynamik und der Bewegung von Wellenpaketen angewendet. Hierbei werden informationstheoretische Maße aus Positions- und Impulsdichten berechnet, die aus zeitabhängigen Wellenfunktionen gewonnen werden. Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, diese Größen zu vergleichen, zu analysieren und zu interpretieren und mit der Dynamik des Wellenpaket in Beziehung zu setzen.
Zunächst wird dies für den harmonischen Oszillator (HO) mit und ohne statische Störung durchgeführt. Im ungestörten HO zeigen analytische Untersuchungen von kohärenten und gequetschten Zuständen zeitabhängige Entropieausdrücke, die mit der Lokalisierung der Wellenfunktion zusammenhängen. Die Entropien aus der klassischen und der quantenmechanischen Dynamik werden im HO mit statischer Störung für kurze und lange Zeiten verglichen. Quantenmechanisch werden Revivals des anfänglichen Wellenpakets beobachtet. Zudem wird die Energieabhängigkeit der Entropie für große Zeiten diskutiert.
Der informationstheoretische Ansatz wird auch auf korrelierte Elektron-Kern-Bewegung angewendet. Dabei werden Entropien im Orts- und Impulsraum für schwache und starke adiabatische elektronische Kopplung aus der Gesamt-, Elektronen- und Kerndichte abgeleitet. Die Korrelation zwischen Elektron und Kern wird mittels verschiedener Korrelationsmaße untersucht. Einige dieser Funktionen reagieren empfindlich auf die Knotenstruktur der Wellenfunktion. Zur Interpretation der informationstheoretischen Größen wird zudem ein analytischer Ansatz angewendet.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-352215
10.25972/OPUS-35221
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Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Peter Schürger
eng
uncontrolled
coupled electron-nuclear motion
eng
uncontrolled
information-theoretical
eng
uncontrolled
Differential Shannon Entropy
deu
swd
Störungstheorie
deu
swd
Entropie
eng
uncontrolled
Quantum dynamics
eng
uncontrolled
entropy
eng
uncontrolled
theoretical chemistry
Chemie und zugeordnete Wissenschaften
ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS
QUANTUM THEORY
INFORMATION AND COMMUNICATION, CIRCUITS
open_access
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35221/Schuerger_Peter_Dissertation.pdf
35238
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-20
--
2024-03-01
Auswirkungen der Genpolymorphismen ASIC1, BDNF und NPSR1 auf die Antizipationsphase aversiver Reize
Effects of the ASIC1, BDNF and NPSR1 gene polymorphisms on the anticipation phase of aversive stimuli
In dieser Arbeit wurden einerseits die Antizipationsphasen von aversiven gegenüber neutralen Reizen anhand von Messungen der Hautleitfähigkeit und der Startle-Reaktion untersucht. Andererseits wurde die Hautleitfähigkeit auch während der Präsentation aversiver und neutraler Reize mit dem Ziel gemessen, signifikante Unterschiede festzustellen. Insbesondere wurden die Auswirkungen der Allele der Gene ASIC1 und der Interaktion der Genallele BDNF und NPSR1 betrachtet.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss der Risikogene auf die physiologische Angstreaktion und die subjektive Angstwahrnehmung zu untersuchen. Hierzu wurden den genotypisierten Probanden aversive und neutrale Videos präsentiert. Vor jedem Video erfolgte die Ankündigung, ob es sich um ein neutrales oder aversives Video handelt, wodurch bei Letzterem im Allgemeinen antizipatorische Angst – Erwartungsangst – hervorgerufen wird.
Im Vergleich der Antizipationsphase vor Darbietung aversiver Videos mit der Antizipationsphase vor neutralen Videos konnte eine erhöhte Startle-Amplitude gemessen werden. Jedoch konnte weder anhand der Veränderung der Hautleitfähigkeit noch anhand der Startle-Amplitude ein signifikanter Unterschied bei Trägern und Nicht- Trägern der Risikogenallelen in der Antizipationsphase festgestellt werden. Während der Präsentation der Videos konnte für die aversiven Videos im Vergleich zu den neutralen eine erhöhte Hautleitfähigkeit gemessen werden. Ebenfalls konnte bei der Darbietung von aversiven Videos bei den Trägern der Genallel-Interaktion NPSR1 AT/TT * BDNF GG und den Trägern des Risikogenallels ASIC1TT eine erhöhte Hautleitfähigkeit gemessen werden. So konnte mit den Ergebnissen dieser Arbeit belegt werden, dass Antizipationsangst auslösbar und anhand der Startle-Amplitude messbar ist.
Um Antizipationsangst festzustellen oder diese bei Risikogenallel-Träger zu untersuchen, waren die Ergebnisse bezüglich der Hautleitfähigkeit jedoch weniger aussagekräftig als erwartet.
Allgemein konnte die Interaktion NPSR1 AT/TT * BDNF GG und ASIC1 TT als Risikogenallele bezüglich einer verstärken Reaktion auf aversive Reize bestätigt werden. Weitere Studien sind notwendig, um die genetische Komponente von Angst und damit auch von Angsterkrankungen näher zu beleuchten, damit zukünftige Diagnostik- und Therapieansätze präzise entwickelt werden können.
In this study, the anticipation phases of aversive versus neutral stimuli were
investigated using measurements of electrodermal activity and the startle response.
Furthermore, electrodermal activity was also measured during the presentation of
aversive and neutral stimuli with the aim of identifying significant differences. In
particular, the effects of the alleles of the genes ASIC1 and the interaction of the gene
alleles BDNF and NPSR1 were considered.
The aim of the presented study was to investigate the effect of the genes on the
physiological fear response and the subjective perception of fear. For this purpose,
aversive and neutral videos were presented to genotyped test subjects. Each video
was preceded by an announcement as to whether it was a neutral or aversive video,
which generally generates anticipatory anxiety in the latter case.
An increased startle amplitude was measured when comparing the anticipatory phase
before the presentation of aversive videos with the anticipatory phase before neutral
videos. However, neither the change in electrodermal activity nor the startle amplitude
showed a significant difference between carriers and non-carriers of the risk alleles in
the anticipation phase. During the presentation of the videos, an increased
electrodermal activity was measured for the aversive videos compared to the neutral
videos. Likewise, during the presentation of aversive videos, the carriers of the of the
gene allele interaction NPSR1 AT/TT * BDNF GG and the carriers of the risk gene
allele ASIC1 TT. The results of this study thus demonstrate that anticipatory anxiety
can be triggered and measured using the startle response.
However, the results regarding electrodermal activity were less significant than
expected for detecting anticipatory anxiety or investigating for in risk gene allele
carriers.
In general, the interaction of NPSR1 AT/TT * BDNF GG and ASIC1 TT could be
confirmed as risk gene alleles with regards to an increased reaction to aversive stimuli.
Further studies are needed to shed more light on the genetic component of anxiety as
well as on anxiety disorders so that future diagnostic and therapeutic approaches can
be developed precisely.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-352385
10.25972/OPUS-35238
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Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Julia Maria Balbierer [geb. Hoock]
deu
swd
Schreckreaktion
deu
swd
Psychogalvanische Reaktion
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swd
Angst
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swd
Genetik
deu
swd
Antizipation
deu
uncontrolled
EDA
deu
uncontrolled
Startle
deu
uncontrolled
ASIC1
deu
uncontrolled
BDNF
deu
uncontrolled
NPSR1
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35238/Balbierer_Julia_Dissertation.pdf
35237
2024
eng
preprint
1
2024-03-20
--
--
Atomic mutagenesis of N\(^6\)-methyladenosine reveals distinct recognition modes by human m\(^6\)A reader and eraser proteins
N\(^6\)-methyladenosine (m\(^6\)A) is an important modified nucleoside in cellular RNA associated with multiple cellular processes and is implicated in diseases. The enzymes associated with the dynamic installation and removal of m\(^6\)A are heavily investigated targets for drug research, which requires detailed knowledge of the recognition modes of m\(^6\)A by proteins. Here, we use atomic mutagenesis of m\(^6\)A to systematically investigate the mechanisms of the two human m\(^6\)A demethylase enzymes FTO and ALKBH5 and the binding modes of YTH reader proteins YTHDF2/DC1/DC2. Atomic mutagenesis refers to atom-specific changes that are introduced by chemical synthesis, such as the replacement of nitrogen by carbon atoms. Synthetic RNA oligonucleotides containing site-specifically incorporated 1-deaza-, 3-deaza-, and 7-deaza-m\(^6\)A nucleosides were prepared by solid-phase synthesis and their RNA binding and demethylation by recombinant proteins were evaluated. We found distinct differences in substrate recognition and transformation and revealed structural preferences for the enzymatic activity. The deaza m\(^6\)A analogues introduced in this work will be useful probes for other proteins in m\(^6\)A research.
Journal of the American Chemical Society
10.1021/jacs.4c00626
urn:nbn:de:bvb:20-opus-352376
Department of Molecular Biology, University Medical Centre Göttingen, Göttingen 37073, Germany
Göttingen Center for Molecular Biosciences, Georg- August University Göttingen, Göttingen 37077, Germany
publish
Journal of the American Chemical Society (2024) 146:11, 7803–7810. https://doi.org/10.1021/jacs.4c00626
false
true
Deutsches Urheberrecht
Florian Seitz
Tina Jungnickel
Nicole Kleiber
Jens Kretschmer
Julia Dietzsch
Juliane Adelmann
Katherine E. Bohnsack
Markus T. Bohnsack
Claudia Höbartner
eng
uncontrolled
modified nucleosides
eng
uncontrolled
N6-methyladenosine (m6A)
eng
uncontrolled
atomic mutagenesis
eng
uncontrolled
YTH reader proteins
eng
uncontrolled
demethylase enzymes FTO and ALKBH5
Chemie und zugeordnete Wissenschaften
open_access
Institut für Organische Chemie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35237/Hoebartner_Claudia_Atomic_Mutagenesis_JACS_submitted_version.pdf
35128
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-03
--
2024-01-10
Die Panoramafreiheit - Eine internationale Untersuchung
Freedom of panorama - an international analysis
Gegenstand der Arbeit ist eine internationale Untersuchung der urheberrechtlichen Schranke der sogenannten Panoramafreiheit oder Freiheit des Straßenbildes. Durch diese Schranke wird das Urheberrecht an Werken im öffentlichen Raum eingeschränkt. Auf unionsrechtlicher Ebene sieht die Richtlinie 2001/29/EG in Art. 5 Abs. 3 lit. h eine fakultative Schranke zugunsten der Freiheit des Straßenbildes vor. Diese fakultative Schranke wurde von den Mitgliedstaaten der Europäischen Union sehr unterschiedlich in nationales Recht umgesetzt. Nach § 59 des deutschen Urheberrechtsgesetzes ist es zulässig, Werke, die sich bleibend an öffentlichen Wegen, Straßen oder Plätzen befinden, mit Mitteln der Malerei oder Graphik, durch Lichtbild oder durch Film zu vervielfältigen, zu verbreiten und öffentlich wiederzugeben. Daneben gibt es auch Mitgliedstaaten, die die Schranke nicht oder nur eingeschränkt in nationales Recht umgesetzt haben. Auch Länder außerhalb der Europäischen Union sehen in nationalen Urheberrechtsgesetzen Regelungen zugunsten der Freiheit des Straßenbildes vor. Daher wurden im Rahmen der Arbeit verschiedene nationale Regelungen zur Panoramafreiheit gegenübergestellt, um die wesentlichen Unterschiede zwischen den Vorschriften zu untersuchen und herauszuarbeiten.
Subject of this thesis is an international analysis of the so-called freedom of panorama, which is an exception to copyright. This exception constitutes a limitation to the copyright in works in the public space. At EU law level, Article 5(3)(h) of Directive 2001/29/EC stipulates an optional exception with regard to the freedom of panorama. This optional exception has been implemented very differently in national laws by the member states of the European Union. According to Section 59 of the German Copyright Act, it is permitted to reproduce, distribute and make available to the public works located permanently on public paths, roads or open spaces. Some member states have not transposed the exception into national law, some have implemented it to a restricted extent. Countries outside the European Union know provisions on freedom of panorama in national copyright laws as well. For this reason, different national regulations on freedom of panorama were analysed in order to determine and identify the essential differences between the regulations.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-351285
10.25972/OPUS-35128
publish
true
true
Deutsches Urheberrecht
Kira Schneider
deu
swd
Panoramafreiheit
deu
uncontrolled
Straßenbildfreiheit
deu
swd
Urheberrecht
Recht
open_access
Institut für Bürgerliches Recht und Zivilprozessrecht
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35128/Schneider_Kira_Dissertation.pdf
34996
2023
eng
100417
10
64
article
1
--
--
--
The circadian clock is required for rhythmic lipid transport in Drosophila in interaction with diet and photic condition
Modern lifestyle is often at odds with endogenously driven rhythmicity, which can lead to circadian disruption and metabolic syndrome. One signature for circadian disruption is a reduced or altered metabolite cycling in the circulating tissue reflecting the current metabolic status. Drosophila is a well-established model in chronobiology, but day-time dependent variations of transport metabolites in the fly circulation are poorly characterized. Here, we sampled fly hemolymph throughout the day and analyzed diacylglycerols (DGs), phosphoethanolamines (PEs) and phosphocholines (PCs) using LC-MS. In wild-type flies kept on sugar-only medium under a light-dark cycle, all transport lipid species showed a synchronized bimodal oscillation pattern with maxima at the beginning and end of the light phase which were impaired in period01 clock mutants. In wild-type flies under constant dark conditions, the oscillation became monophasic with a maximum in the middle of the subjective day. In strong support of clock-driven oscillations, levels of the targeted lipids peaked once in the middle of the light phase under time-restricted feeding independent of the time of food intake. When wild-type flies were reared on full standard medium, the rhythmic alterations of hemolymph lipid levels were greatly attenuated. Our data suggest that the circadian clock aligns daily oscillations of DGs, PEs, and PCs in the hemolymph to the anabolic siesta phase, with a strong influence of light on phase and modality.
Journal of Lipid Research
10.1016/j.jlr.2023.100417
urn:nbn:de:bvb:20-opus-349961
@articleAmatobi.2023, author = Amatobi, Kelechi M. and Ozbek-Unal, Ayten Gizem and Schäbler, Stefan and Deppisch, Peter and Helfrich-Förster, Charlotte and Mueller, Martin J. and Wegener, Christian and Fekete, Agnes, year = 2023, title = The circadian clock is required for rhythmic lipid transport in Drosophila in interaction with diet and photic condition, pages = 100417, volume = 64, number = 10, journal = Journal of lipid research, doi = 10.1016/j.jlr.2023.100417
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2024-02-21T13:29:23+00:00
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bibtex
65d5fab31e8564.79548456
Journal of Lipid Research (2023) 64:10, 100417. DOI: 10.1016/j.jlr.2023.100417
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CC BY-NC-ND: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Keine Bearbeitungen 4.0 International
Kelechi M. Amatobi
Ayten Gizem Ozbek-Unal
Stefan Schäbler
Peter Deppisch
Charlotte Helfrich-Förster
Martin J. Mueller
Christian Wegener
Agnes Fekete
eng
uncontrolled
hemolymph lipids
eng
uncontrolled
lipidomics
eng
uncontrolled
circadian rhythm
eng
uncontrolled
feeding
eng
uncontrolled
locomotor activity
eng
uncontrolled
light-driven metabolism
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/34996/1-s2.0-S0022227523000901-main.pdf
35212
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-18
--
2024-02-09
Investigating electromagnetic properties of topological surface states in mercury telluride
Untersuchung elektromagnetischer Eigenschaften topologischer Oberflächenzustände in Quecksilber-Tellurid
This doctoral thesis investigates magneto-optical properties of mercury telluride layers grown tensile strained on cadmium telluride substrates. Here, layer thicknesses start above the usual quantum well thickness of about 20 nm and have a upper boundary around 100 nm due to lattice relaxation effects. This kind of layer system has been attributed to the material class of three-dimensional topological insulators in numerous publications. This class stands out due to intrinsic boundary states which cross the energetic band gap of the layer's bulk.
In order to investigate the band structure properties in a narrow region around the Fermi edge, including possible boundary states, the method of highly precise time-domain Terahertz polarimetry is used. In the beginning, the state of the art of Teraherz technology at the start of this project is discussed, moving on to a detailed description and characterization of the self-built measurement setup. Typical standard deviation of a polarization rotation or ellipticity measurement are on the order of 10 to 100 millidegrees, according to the transmission strength through investigated samples. A range of polarization spectra, depending on external magnetic fields up to 10 Tesla, can be extracted from the time-domain signal via Fourier transformation.
The identification of the actual band structure is done by modeling possible band structures by means of the envelope function approximation within the framework of the k·p method. First the bands are calculated based on well-established model parameters and from them the possible optical transitions and expected ellipticity spectra, all depending on external magnetic fields and the layer's charge carrier concentration. By comparing expected with measured spectra, the validity of k·p models with varying depths of detail is analyzed throughout this thesis. The rich information encoded in the ellipitcity spectra delivers key information for the attribution of single optical transitions, which are not part of pure absorption spectroscopy. For example, the sign of the ellipticity signals is linked to the mix of Landau levels which contribute to an optical transition, which shows direct evidence for bulk inversion asymmetry effects in the measured spectra.
Throughout the thesis, the results are compared repeatedly with existing publications on the topic. It is shown that the models used there are often insufficient or, in worst case, plainly incorrect. Wherever meaningful and possible without greater detours, the differences to the conclusions that can be drawn from the k·p model are discussed.
The analysis ends with a detailed look on remaining differences between model and measurement. It contains the quality of model parameters as well as different approaches to integrate electrostatic potentials that exist in the structures into the model.
An outlook on possible future developments of the mercury cadmium telluride layer systems, as well as the application of the methods shown here onto further research questions concludes the thesis.
Diese Doktorarbeit untersucht die magneto-optischen Eigenschaften zugverspannter Quecksilbertelluridschichten auf Cadmiumtelluridsubstraten. Die Schichtdicken sind hierbei dicker als die gewöhnlicher Quantentrogsysteme bis etwa 20 nm und nach oben hin beschränkt durch Gitterrelaxationeffekte ab ca. 100 nm. Dieses Schichtsystem wurde in zahlreichen Publikationen der Materialklasse dreidimensionaler Topologischer Isolatoren zugeordnet, welche sich durch intrinsische Grenzflächenzustände auszeichnet, die energetisch in der Bandlücke des Schichtinneren liegen.
Um die Eigenschaften der Bandstruktur im direkten Umfeld der Fermi-Kante, inklusive etwaiger Grenzflächenzustände, untersuchen zu können, kommt die Methode der hochpräzisen Zeitdomänen-Terahertz-Polarimetrie zum Einsatz. Der Stand der dazu nötigen Technik wird zu Beginn der Doktorarbeit einleitend diskutiert und der daraus entstandene Messaufbau wird im Detail beschrieben, sowie dessen Charakterisierung erläutert. Die typischerweise erzielbare Standardabweichung einer Messung liegt, je nach Transmissionsgrad der untersuchten Probenstrukturen, im Bereich weniger 10 bis 100 Tausendstel Grad für die Polarisationgrößen Rotation und Elliptizität. In Abhängigkeit externer Magnetfelder bis hin zu 10 Telsa ergeben sich so mittels Fourier-Transformation des Zeitsignals verschiedene Polarisationspektren.
Der Rückschluss auf die zugrunde liegende Bandstruktur gelingt durch die Modellierung möglicher Bandstrukturen mittels der Einhüllenden-Funktionen-Näherung der k·p-Methode. Hierzu wird zunächst die Bandstruktur nach den gewählten Modellparametern berechnet und aus dieser wiederum die zu erwartenden Elliptizitätsspektren in Abhängigkeit des externen Magnetfeldes und der Ladungsträgerkonzentration berechnet. Aus dem Vergleich berechneter und tatsächlich gemessener Spektren wird im Laufe der Arbeit die Validität verschieden detaillierter k·p-Modelle analysiert. Die reichhaltigen Informationen aus der Elliptizitätsmesung liefern bei der Zuordnung einzelner optischer Übergänge entscheidende Hinweise, die in reiner Absorptionsspektroskopie nicht enthalten sind. So ist das Vorzeichen der Elliptizität verknüpft mit der Zusammensetzung der am optischen Übergang beteiligten Landau-Level Zustände. Dies ermöglicht einen direkten Nachweis sogenannter Bulk-Inversions-Asymmetrie-Effekte aus den Spektren.
Im Verlauf der Arbeit wird zudem wiederholt ein Vergleich der Ergebnisse mit existierenden Publikationen gezogen, wobei sich zeigt, dass dort verwendete Modelle häufig unzureichend oder inkorrekt sind. Wo immer dies sinnvoll und ohne größeren Aufwand möglich ist, werden die Unterschiede zu Aussagen, die aus dem k·p-Modell heraus getroffen werden können, diskutiert.
Zum Ende der Analyse hin wird verstärkt auf die Grenzen der k·p-Methode eingegangen und verbleibende Abweichungen zwischen Modell und Messung diskutiert. Dies beinhaltet sowohl die Qualität der verwendeten Modellparameter, als auch verschiedene Versuche, die in den Strukturen vorhandenen elektrostatischen Potentiale mit in die Modellierung zu integrieren.
Abschließend wird ein Ausblick auf mögliche zukünftige Entwicklungen des Quecksilbercadmiumtellurid Schichtsystems und die Anwendung der hier vorgestellten Methodiken auf weitere Fragestellungen gegeben.
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10.25972/OPUS-35212
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Florian Bayer
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Quecksilbertellurid
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Topologie
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Oberfläche
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Mercury telluride
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uncontrolled
Topology
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uncontrolled
THz
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Surface
Moderne Physik
Surface states, band structure, electron density of states
open_access
Physikalisches Institut
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35212/Bayer_Florian_Dissertation.pdf
35206
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-17
--
2024-03-08
Vergleich von Dual- und Single-Source Dual-Energy CT in der Diagnostik der akuten Lungenarterienembolie hinsichtlich Bildqualität und Strahlendosis
Comparison of Dual- and Single-Source Dual-Energy CT for the Diagnosis of Acute Pulmonary Embolism Regarding Image Quality and Radiation Dose
Hintergrund: Die CT-Pulmonalisangiographie (CTPA) ist diagnostischer Goldstandard der Diagnostik der Lungenarterienembolie (LAE). Durch Dual-Energy CT (DECT) können mithilfe von Joddistributionskarten LAEs auf Segment- und Subsegmentebene besser detektiert werden. Neben der etablierten Dual-Source-Technik ermöglicht ein Split-Filter eine DECT-Akquisition mit Single-Source-Scannern. Ein solcher SF-DECT-Scanner sollte hinsichtlich der Bildqualität sowie der Strahlendosis mit einem etabliertem DS-DECT-Gerät verglichen werden.
Material und Methoden: Insgesamt wurden 135 Patienten eingeschlossen, die eine CTPA erhielten: 68 erhielten einen DS-DECT-Scan mit 90/Sn150 kV und 67 einen SF-DECT-Scan mit Au/Sn120 kV. Für beide Protokolle wurden farbkodierte Joddistributionskarten erstellt. Die objektive (CT-Abschwächung in relevanten Gefäßen in HU, Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), Kontrast-Rausch-Verhältnis (CNR), perfused blood volume (PBV)) und subjektive Bildqualität (2 Befunder (B), 5-Punkte-Likert-Skala) sowie Dosisparameter wurden erhoben und verglichen.
Ergebnisse: Alle CTPAs waren von diagnostischer Qualität. Ihre subjektive Bildqualität wurde in 80,9/82,4% (B1/B2) der DS-DECT und in 77,6/76,1% der SF-DECT als exzellent oder gut bewertet. Die subjektive Bildqualität der Joddistributionskarten der SF-DECT wurde von beiden Befundern als schlechter beurteilt. Die HU-Werte der relevanten Gefäße unterschieden sich nicht signifikant (p>0.05), SNR und CNR der SF-Gruppe waren in zentralen Gefäßen jedoch höher (p<0.05); die PBV-Werte der SF-Gruppe waren teils höher (p<0.05). Alle erhobenen Dosisparameter waren in der SF-Gruppe höher (p<0,05).
Konklusion: In der diagnostischen Abklärung eines V.a. eine akute LAE ermöglicht der Einsatz eines Split-Filters an einem Single-Source-CT-Scanner eine Dual-Energy-Untersuchung. Dies geht im Vergleich zu etablierten DS-Scannern jedoch mit einer schlechteren Qualität der Joddistributionskarten und einer höheren Strahlendosis einher.
Background: CT pulmonary angiography (CTPA) has established as reference standard in the diagnostic workup of suspected pulmonary embolism (PE). With dual-energy CT (DECT), iodine maps can help to detect segmental and subsegmental PEs. Next to established dual-source techniques, the use of a split-filter enables DECT acquisition with single-source scanners. This study compared a SF-DECT scanner with an established DS-DECT scanner with regard to image quality and radiation dose.
Material and Methods: A total of 135 patients receiving a CTPA were included: 68 received a DS-DECT scan with 90/Sn 150 kV and 67 received a SF-DECT scan with Au/Sn 120 kV. Color-coded iodine-distribution maps were reconstructed for both protocols. Objective (CT attenuation in relevant vessels in HU, signal-to-noise ratio (SNR), contrast-to-noise ratio (CNR), perfused blood volume (PBV)) and subjective image quality (2 readers (R), 5-point Likert scale) as well as radiation dose parameters were documented and compared.
Results: All CTPAs were of diagnostic image quality. Subjective image quality was rated as excellent or good in 80,9/82,4% (R1/R2) of DS-DECT scans and in 77,6/76,1% of SF-DECT scans. Subjective image quality of iodine maps of SF-DECT scans was rated lower by both readers. For objective image quality, CT attenuation in HU of relevant vessels did not differ significantly (p>0.05), while SNR and CNR of central vessels in the SF-collective were significantly higher (p<0.05); some PBV-values of the SF-collective were significantly higher (p<0.05). All assessed radiation dose parameters were significantly higher in the SF-collective (p<0.05).
Conclusion: In the diagnostic workup of suspected PE the use of a split-filter enables dual-energy acquisition with a single-source CT scanner. However, this is associated with a lower image quality of iodine maps and a higher radiation dose compared to established DS scanners.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-352064
10.25972/OPUS-35206
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CC BY-NC-ND: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Keine Bearbeitungen 4.0 International
Pauline Luisa Pannenbecker
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Lungenembolie
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Dual-Source-Computertomographie
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Computertomografie
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Strahlendosis
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uncontrolled
Single-Source-Dual-Energy-CT
mul
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Split-Filter-Dual-Energy-CT
eng
uncontrolled
Image Quality
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Bildqualität
Medizin und Gesundheit
open_access
Institut für diagnostische und interventionelle Radiologie (Institut für Röntgendiagnostik)
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35206/Pannenbecker_Pauline_Dissertation.pdf
35004
2023
eng
256
article
1
--
--
--
A combination of the frequent fungicides boscalid and dimoxystrobin with the neonicotinoid acetamiprid in field-realistic concentrations does not affect sucrose responsiveness and learning behavior of honeybees
The increasing loss of pollinators over the last decades has become more and more evident. Intensive use of plant protection products is one key factor contributing to this decline. Especially the mixture of different plant protection products can pose an increased risk for pollinators as synergistic effects may occur. In this study we investigated the effect of the fungicide Cantus® Gold (boscalid/dimoxystrobin), the neonicotinoid insecticide Mospilan® (acetamiprid) and their mixture on honeybees. Since both plant protection products are frequently applied sequentially to the same plants (e.g. oilseed rape), their combination is a realistic scenario for honeybees. We investigated the mortality, the sucrose responsiveness and the differential olfactory learning performance of honeybees under controlled conditions in the laboratory to reduce environmental noise. Intact sucrose responsiveness and learning performance are of pivotal importance for the survival of individual honeybees as well as for the functioning of the entire colony. Treatment with two sublethal and field relevant concentrations of each plant protection product did not lead to any significant effects on these behaviors but affected the mortality rate. However, our study cannot exclude possible negative sublethal effects of these substances in higher concentrations. In addition, the honeybee seems to be quite robust when it comes to effects of plant protection products, while wild bees might be more sensitive.
Highlights
• Mix of SBI fungicides and neonicotinoids can lead to synergistic effects for bees.
• Combination of non-SBI fungicide and neonicotinoid in field-realistic doses tested.
• Synergistic effect on mortality of honeybees.
• No effects on sucrose responsiveness and learning performance of honeybees.
• Synergistic effects by other pesticide mixtures or on wild bees cannot be excluded.
Ecotoxicology and Environmental Safety
10.1016/j.ecoenv.2023.114850
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@articleSchuhmann.2023, author = Schuhmann, Antonia and Scheiner, Ricarda, year = 2023, title = A combination of the frequent fungicides boscalid and dimoxystrobin with the neonicotinoid acetamiprid in field-realistic concentrations does not affect sucrose responsiveness and learning behavior of honeybees, pages = 114850, volume = 256, journal = Ecotoxicology and environmental safety, doi = 10.1016/j.ecoenv.2023.114850
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2024-02-21T13:29:23+00:00
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Ecotoxicology and Environmental Safety (2023) 256:114850. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2023.114850
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Antonia Schuhmann
Ricarda Scheiner
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Apis mellifera
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non-SBI fungicide
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insecticide
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pesticide mixture
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synergistic effect
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sublethal effect
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
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25474
2024
eng
doctoralthesis
1
2022-02-05
--
2022-02-04
The role of alternative intronic polyadenylation on microRNA biogenesis in melanoma
Der Einfluss von alternativer intronischer Polyadenylierung auf die Biogenese von microRNAs im Melanom
mRNA is co- or post-transcriptionally processed from a precursor mRNA to a mature mRNA. In addition to 5'capping and splicing, these modifications also include polyadenylation, the addition of a polyA tail to the 3'end of the mRNA. In recent years, alternative polyadenylation in particular has increasingly been taken into account as a mechanism for regulating gene expression. It is assumed that approximately 70-75 % of human protein coding genes contain alternative polyadenylation signals, which are often located within intronic sequences of protein-coding genes. The use of such polyadenylation signals leads to shortened mRNA transcripts and thus to the generation of C-terminal shortened protein isoforms.
Interestingly, the majority of microRNAs, small non-coding RNAs that play an essential role in post-transcriptional gene regulation, are also encoded in intronic sequences of protein-coding genes and are co-transcriptionally expressed with their host genes. The biogenesis of microRNA has been well studied and is well known, but mechanisms that may influence the expression regulation of mature microRNAs are just poorly understood.
In the presented work, I aimed to investigate the influence of alternative intronic polyadenylation on the biogenesis of microRNAs. The human ion channel TRPM1 could already be associated with melanoma pathogenesis and truncated isoforms of this protein have already been described in literature. In addition, TRPM1 harbors a microRNA, miR211, in its sixth intron, which is assumed to act as a tumor suppressor. Since both, TRPM1 and miR211 have already been associated with melanoma pathogenesis, the shift towards truncated transcripts during the development of various cancers is already known and it has been shown that certain microRNAs play a crucial role in the development and progression of melanoma, melanoma cell lines were used as an in vitro model for these investigations.
Das Melanom, auch als schwarzer Hautkrebs bekannt, ist einer der gefährlichsten und aggressivsten Hautkrebsarten welcher aus den pigmentgebenden Zellen, den sogenannten Melanozyten, entsteht. Hauptursache dieser malignen Erkrankung ist eine starke und wiederkehrende UV-Belastung, häufig einhergehend mit Sonnenbränden, aber auch genetische Veranlagungen oder das Vorhandensein vieler Leberflecke kann das Risiko einer Melanomerkrankung erhöhen. Weltweit ist in den letzten Jahren ein starker Anstieg an jährlichen Neuerkrankungen zu beobachten. Wird das Melanom frühzeitig erkannt ist die operative Entfernung die wichtigste und effektivste Behandlungsmethode. Hat das Melanom jedoch bereits angefangen in weit entfernte Lymphknoten und in andere Organe zu streuen und Metastasen zu bilden, sinkt die 5-Jahres Überlebensrate drastisch ab. Immuntherapien mit Checkpoint-Inhibitoren, Chemotherapie oder Bestrahlung helfen dann häufig nur noch bedingt.
Es ist bereits bekannt, dass TRPM1, ein Kalzium-permeabler Ionenkanal, an der Entstehung eines Melanoms beteiligt sein kann und dessen Expression invers mit der Aggressivität eines Melanoms korreliert. Interessanterweise wurden verkürzte Isoformen dieses Proteins in der Literatur beschrieben, ein Mechanismus wie diese generiert werden wurde bisher jedoch noch nicht untersucht. Ebenfalls nennenswert ist eine im sechsten Intron von TRPM1 codierte microRNA, miR211. In Melanomzellen und Melanom Patientenproben wurde bereits eine verminderte Expression dieser microRNA gezeigt.
Messenger RNA (mRNA) wird von einer Vorläuferform (prä-mRNA) zu einer reifen mRNA co- oder posttranskriptionell prozessiert. Zu diesen Modifikationen gehört neben dem 5’Capping und dem Spleißen auch die Polyadenylierung, das Anbringen eines polyA Schwanzes an das 3‘Ende der mRNA. Dieser polyA Schwanz ist essentiell für den Transport der mRNA aus dem Nukleus in das Zytosol, für die Stabilität der mRNA sowie für die Effizienz der Translation. Besonders die alternative Polyadenylierung wurde in den letzten Jahren vermehrt als Mechanismus zur Regulation der Genexpression berücksichtigt. Es wird angenommen, dass etwa 70-75 % der humanen proteincodierenden Gene alternative Polyadenylierungssignale enthalten. Häufig liegen diese in intronischen Sequenzen proteincodierender Gene. Die Verwendung solcher Polyadenylierungssignale führt zu verkürzten mRNA Transkripten und somit zur Generierung C-terminal verkürzter, und im Falle von Transmembranproteinen oft löslichen, Protein Isoformen. Für diverse Krebsarten konnte bereits gezeigt werden, dass es eine Verlagerung hin zu 3’UTR verkürzten mRNA Transkripten gibt oder es im speziellen Fall der chronisch lymphatischen Leukämie zu einem globalen Trend in der Aktivierung intronischer Polyadenylierungssignale kommt.
Interessanterweise ist die Mehrheit an microRNAs, kleine nicht codierenden RNAs, die eine essentielle Rolle in der post-transkriptionellen Genregulation spielen, ebenfalls in intronischen Sequenzen proteincodierender Gene codiert und werden co-transkriptionell mit ihren Wirtsgenen exprimiert. Die Biogenese der microRNA ist bereits sehr gut untersucht und bekannt, die Mechanismen hingegen, die einen Einfluss auf die Expressionsregulation reifer microRNAs haben können sind nur sehr wenig untersucht.
Durch vorangegangene Studien konnte bereits gezeigt werden, dass die U1 snRNA (U1 small nuclear RNA), neben ihrer initiierenden Rolle in der Spleißreaktion durch das Binden an 5‘ Spleißstellen, auch aktiv die Verwendung intronischer Polyadenylierungssignale unterdrücken kann und dadurch frühzeitiges Schneiden und Polyadenylieren der mRNA verhindert. Die Blockierung oder ein geringeres Level an U1 snRNA führt nicht nur zu einer verminderten Spleißreaktion, sondern auch zu einer vermehrten Aktivierung intronischer Polyadenylierungssignale. Ob diese Aktivierung jedoch auch einen Einfluss auf die Expression intronischer microRNAs haben kann, wurde bisher nicht untersucht.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von alternativer intronischer Polyadenylierung auf die Biogenese von microRNAs untersucht werden. Der humane Ionenkanal TRPM1 konnte bereits mit der Pathogenese des Melanoms assoziiert werden und verkürzte Isoformen dieses Proteins wurden bereits in der Literatur beschrieben. Darüber hinaus beherbergt TRPM1 in seinem sechsten Intron eine microRNA, miR211, von der angenommen wird, dass sie als Tumorsuppressor agiert. Aus diesen Gründen war TRPM1 ein vielversprechendes Ziel die gegenseitige Verbindung zwischen alternativer intronischer Polyadenylierung und der Biogenese von microRNAs zu untersuchen. Da sowohl TRPM1 als auch miR211 bereits mit der Pathogenese des Melanoms assoziiert wurden, die Verlagerung hin zu verkürzten Transkripten während der Entstehung von unterschiedlichen Krebsarten bereits bekannt ist, und gezeigt werden konnte, dass diverse microRNAs eine entscheidende Rolle in der Entstehung und Progression des Melanoms spielen, wurden Melanomzelllinien als in vitro Modell für diese Untersuchungen verwenden.
Durch 3’mRNA Sequenzierung von Melanomzelllinien und weitere molekularbiologische Analysen konnten zwei verkürzte Isoformen von TRPM1 identifizieren werden, welche durch Aktivierung alternativer Polyadenylierungssignale in Intron 3 oder Intron 10 generiert werden. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass in Melanomzelllinien im Vergleich zu einer Melanozyten Kontrollzelllinie, TRPM1 nicht nur vermindert exprimiert wird, sondern auch eine Verlagerung hin zu den verkürzten Isoformen, im Speziellen zur TRPM1 intron 3 Isoform, vorliegt.
Durch Modulierung der Expression der unterschiedlichen TRPM1 Isoformen mittels Antisense-Oligonukleotide konnte gezeigt werden, dass speziell die Aktivierung des alternativen Polyadenylierungssignals in Intron 3 einen Einfluss auf die Biogenese der nachfolgend codierten intronischen miR211 hat, mit der Folge eines verringerten Expressionslevels.
Zudem konnte eine U1 snRNA abhängige Verbindung zwischen frühzeitiger mRNA Transkriptions-Termination für TRPM1 und der Biogenese von miR211 in Melanomzelllinien gezeigt werden. Darüber hinaus wurde eine verminderte Expression der U1 snRNA in Melanomzelllinien im Vergleich zu einer Melanozyten Kontrollzelllinie gezeigt.
Das Expressionslevel der U1 snRNA in Tumorgeweben oder auch anderen Krankheitsbildern im Vergleich zu gesundem Gewebe wurde bisher nur sehr wenig untersucht. Die verminderte Expression an U1 snRNA ist eine mögliche Erklärung für die Verlagerung hin zu verkürzten mRNA Transkripten während der Pathogenese und stellt somit einen vielversprechenden Ansatz für weitere Untersuchungen dar.
Der in dieser Arbeit beschriebene Mechanismus zeigt eine neue, bisher nicht berücksichtigte Ebene zur Regulierung der Expression reifer microRNAs über die Aktivierung intronischer Polyadenylierungssignale.
Die Möglichkeit, die Expression von mRNA Isoformen eines microRNA Wirtsgenes durch Antisense-Oligonukleotide spezifisch zu modulieren und damit zielgerichtet die Expression nachfolgend codierter microRNAs steuern zu können, bietet einen neuartigen und gezielten therapeutischen Ansatz. Dieser gezielte therapeutische Ansatz kann von TRPM1/miR211 im Melanom auch auf andere microRNA-Wirtsgene und deren intronische microRNAs übertragen werden, die mit der Entstehung von Krankheiten in Verbindung gebracht werden können.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-254743
10.25972/OPUS-25474
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CC BY-SA: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International
Gina Blahetek
eng
uncontrolled
Alternative polyadenylation
eng
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microRNA
eng
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U1 snRNA
eng
uncontrolled
alternative intronic polyadenylation
eng
uncontrolled
microRNA biogenesis
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swd
Polyadenylierung
deu
swd
Biogenese
deu
swd
miRNS
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swd
Melanom
Biowissenschaften; Biologie
Medizin und Gesundheit
open_access
Graduate School of Life Sciences
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/25474/Blahetek_Gina_Doktorarbeit.pdf
35195
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-14
--
2024-01-26
Einfluss von Interferon auf das Infektionsverhalten von Herpes simplex Virus 1 und seiner DUB - Mutante C65A in der Zellkultur
The influence of interferon on infection of Herpes simplex Virus 1 and its DUB – mutant C65A in cell culture
Die Erforschung viraler Proteine ist wichtig, um virale Infektionen besser verstehen und
damit therapieren zu können. Die Aufklärung der DUB-Funktion auf dem viralen
Herpesprotein pUL36 ermöglicht ein besseres Verständnis des Infektionshergangs und
könnte zur Entwicklung eines Enzyminhibitors führen, der nur an diesem Enzym ansetzt,
nachdem es sich von den zellulären DUBs unterscheidet (Kattenhorn et al., 2005). In
dieser Arbeit konnten die vorherigen Daten, die eine stärkere Hemmung der DUB-
Mutante unter Interferoneinfluss zeigten, in unterschiedlichen Assay-Designs bestätigt
werden. Auch Versuche mit einem anderen Herpes simplex Virus Strang, bestätigten die
vorherigen Daten. Die Ergebnisse zeigen, dass die DUB-Funktion für HSV-1 wichtig ist für
die virale Evasion der zellulären Immunantwort. Die genaue Funktion der DUB in der
Infektion ist jedoch unklar. Aufgrund der vorbestehenden Datenlage erschien am
wahrscheinlichsten, dass die DUB-Funktion vor Eindringen des Herpes Simplex Virus in
den Zellkern zum Tragen kommt, womit es nach Abnahme des Interferons nicht zu einer
viralen Reaktivierung käme. Deshalb wurden Untersuchungen unternommen, um eine
mögliche Reaktivierung nach Abnahme des Interferons näher zu untersuchen. Hierfür
wurden zwei verschiedene Experimente entwickelt. Einmal wurde das Interferon direkt
nach Infektion und einmal 3 Tage nach Infektion (3dpi) abgenommen. Die Ergebnisse
zeigten beide eine stärkere Hemmung der DUB-HSV-1-Mutante unter Interferoneinfluss.
Bei Abnahme des Interferons direkt nach Infektion lag bei Wildtyp und Mutante ein
leichter Anstieg der Plaquezahlen vor, wobei dieser Effekt von der Dosis des Interferons
abhängig war. Eine hohe Interferondosis begünstigte bei beiden eine stärkere Hemmung,
allerdings bei beiden auch eine leichte Erhöhung der Plaquezahl nach Abnahme. Bei
einer niedrigen Dosis konnte nur eine stärkere Hemmung der DUB-Mutante, jedoch
keine Reaktivierung bei Wildtyp und Mutante nach Abnahme des Interferons gezeigt
werden. Bei Abnahme drei Tage nach Infektion zeigte sich sowohl bei dem Wildtyp-Virus
als auch der DUB- Mutante kein Anstieg in den Plaquezahlen. Es sind, nachdem
Deubiquitinierung nicht nur eine Rolle in der Verhinderung des proteosomalen Abbaus
von in die Zelle eingedrungenem Virus spielt, sondern auch der Zellregulation, mehrere
Szenarien denkbar, die diesen Phänotyp erklären könnten. Die DUB-Funktion könnte
zwar den proteosomalen Abbau durch Deubiqutinierung und damit Verhinderung der
Markierung des Virus zum zellulären Abbau verhindern. Allerdings könnten sich durch
einen langsameren Transport aus der Zelle oder in den Nucleus auch weniger Plaques
bei der Mutante als wie beim Wildtyp unter Interferoneinfluss bilden, nachdem das Virus
dann leichter Ziel antiviraler Proteine werden könnte. Oder die DUB-Funktion spielt eine
Rolle beim Eintritt in den Kern durch Modifikationen anderer Proteine. Virengenome
könnten auch durch eine fehlende DUB-Funktion reprimiert werden oder die Zelle durch
Apoptose absterben. Interessanterweise konnte keine Hemmung der DUB-Mutante in
Interferon behandelten U-2 OS Zellen gezeigt werden, von denen ein Defekt im STING-
vermittelten Signalweg bekannt ist. Vielleicht zeigt dies, dass das STING-Protein an dem
gezeigten DUB-Phänotyp beteiligt ist. Nachgewiesen ist außerdem bereits eine Funktion
des Enzyms bei der zweiten Umhüllung der Kapside bei Pseudorabiesvirus (Möhl, 2011).
Weitere Untersuchungen unter Einsatz bspw. von Immunfluoreszenz,
Proteasominhibitoren oder weiteren Zelllinien wie Saos-2, sind nötig, um die genaue
Funktion zu klären.
The study of viral proteins is important to better understand and thus treat viral infections. Elucidation of DUB function on the viral herpes protein pUL36 provides a better understanding of the infection process and could lead to the development of an enzyme inhibitor that targets only this enzyme after it is different from cellular DUBs (Kattenhorn et al., 2005). In this work, previous data showing greater inhibition of the DUB- mutant under interferon influence were confirmed in different assay designs. Also, experiments with a different herpes simplex virus strand, confirmed the previous data. The results indicate that DUB function for HSV-1 is important for viral evasion of the cellular immune response. However, the exact function of DUB in infection is unclear. Based on the preexisting data, it seemed most likely that DUB function would come into play before herpes simplex virus enters the nucleus, which would mean that viral reactivation would not occur after interferon depletion. Therefore, studies were undertaken to further investigate a possible reactivation after decrease of interferon. Two different experiments were developed for this purpose. Once the interferon was withdrawn immediately after infection and once 3 days after infection (3dpi). The results both showed a stronger inhibition of the DUB-HSV-1 mutant under interferon influence. When interferon was decreased immediately after infection, a slight increase in plaque counts was present in both wild type and mutant, although this effect was dependent on the dose of interferon. A high dose of interferon promoted greater inhibition in both, but also a slight increase in plaque numbers after decrease in both. A low dose showed only greater inhibition of the DUB mutant but no reactivation in wild type and mutant after decrease of interferon. When decreased three days after infection, there was no increase in plaque counts for either the wild-type virus or the DUB- mutant. Given that deubiquitination plays a role not only in preventing proteosomal degradation of virus that has entered the cell but also in cell regulation, several scenarios are conceivable that could explain this phenotype. To be sure, DUB function could prevent proteosomal degradation by deubiqutinating and thereby preventing the virus from being labeled for cellular degradation. However, slower transport out of the cell or into the nucleus could also result in fewer plaques forming in the mutant than in the wild type under interferon influence, after which the virus could more easily become a target of antiviral proteins. Alternatively, DUB function may play a role in entry into the nucleus through modifications of other proteins. Viral genomes could also be repressed by a lack of DUB function or the cell could die by apoptosis. Interestingly, no inhibition of the DUB mutant was shown in interferon-treated U-2 OS cells, which are known to have a defect in the STING-mediated signaling pathway. Perhaps this indicates that the STING protein is involved in the DUB phenotype shown. Furthermore, a function of the enzyme in the second envelope of capsids in pseudorabies virus has already been demonstrated (Möhl, 2011). Further studies using e.g. immunofluorescence, proteasome inhibitors or additional cell lines such as Saos-2, are necessary to clarify the exact function.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-351950
10.25972/OPUS-35195
publish
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true
Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Irmgard Katharina Stark
deu
uncontrolled
Herpes simplex Virus DUB C65A
deu
uncontrolled
DUB Mutante
eng
uncontrolled
Herpes simplex virus C65A
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swd
Interferon
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swd
Zellkultur
Medizin und Gesundheit
open_access
Medizinische Fakultät
Graduate School of Life Sciences
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35195/Stark_Irmgard_Dissertation.pdf
22771
2019
eng
1-35
12
1
article
1
2021-02-26
--
--
Holographic subregion complexity from kinematic space
We consider the computation of volumes contained in a spatial slice of AdS(3) in terms of observables in a dual CFT. Our main tool is kinematic space, defined either from the bulk perspective as the space of oriented bulk geodesics, or from the CFT perspective as the space of entangling intervals. We give an explicit formula for the volume of a general region in a spatial slice of AdS(3) as an integral over kinematic space. For the region lying below a geodesic, we show how to write this volume purely in terms of entangling entropies in the dual CFT. This expression is perhaps most interesting in light of the complexity = volume proposal, which posits that complexity of holographic quantum states is computed by bulk volumes. An extension of this idea proposes that the holographic subregion complexity of an interval, defined as the volume under its Ryu-Takayanagi surface, is a measure of the complexity of the corresponding reduced density matrix. If this is true, our results give an explicit relationship between entanglement and subregion complexity in CFT, at least in the vacuum. We further extend many of our results to conical defect and BTZ black hole geometries.
Journal of High Energy Physics
10.1007/JHEP01(2019)012
urn:nbn:de:bvb:20-opus-227711
publish
J. High Energ. Phys. 01, 2019, 12. doi:10.1007/JHEP01(2019)012
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Raimond Abt
Johanna Erdmenger
Marius Gerbershagen
Charles M. Melby-Thompson
Christian Northe
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AdS-CFT Correspondence
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Gauge-gravity correspondence
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uncontrolled
Black Holes in String Theory
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Black-hole
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uncontrolled
Entanglement
Physik
open_access
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/22771/holographic_subregion.pdf
22769
2018
eng
1-22
2
11
article
1
2021-02-26
--
--
Properties of modular Hamiltonians on entanglement plateaux
The modular Hamiltonian of reduced states, given essentially by the logarithm of the reduced density matrix, plays an important role within the AdS/CFT correspondence in view of its relation to quantum information. In particular, it is an essential ingredient for quantum information measures of distances between states, such as the relative entropy and the Fisher information metric. However, the modular Hamiltonian is known explicitly only for a few examples. For a family of states rho(lambda) that is parametrized by a scalar lambda, the first order contribution in (lambda) over tilde = lambda-lambda(0) of the modular Hamiltonian to the relative entropy between rho(lambda) and a reference state rho(lambda 0) is completely determined by the entanglement entropy, via the first law of entanglement. For several examples, e.g. for ball-shaped regions in the ground state of CFTs, higher order contributions are known to vanish. In these cases the modular Hamiltonian contributes to the Fisher information metric in a trivial way. We investigate under which conditions the modular Hamiltonian provides a non-trivial contribution to the Fisher information metric, i.e. when the contribution of the modular Hamiltonian to the relative entropy is of higher order in (lambda) over tilde. We consider one-parameter families of reduced states on two entangling regions that form an entanglement plateau, i.e. the entanglement entropies of the two regions saturate the Araki-Lieb inequality. We show that in general, at least one of the relative entropies of the two entangling regions is expected to involve (lambda) over tilde contributions of higher order from the modular Hamiltonian. Furthermore, we consider the implications of this observation for prominent AdS/CFT examples that form entanglement plateaux in the large N limit.
Journal of High Energy Physics
10.1007/JHEP11(2018)002
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J. High Energ. Phys. 11, 2018, 2 (2018). doi:10.1007/JHEP11(2018)002
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Raimond Abt
Johanna Erdmenger
eng
uncontrolled
AdS-CFT Correspondence
eng
uncontrolled
Gauge-gravity correspondence
eng
uncontrolled
Conformal Field Theory
eng
uncontrolled
Relative Entropy
eng
uncontrolled
Complexity
Physik
open_access
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/22769/properties_of_modular.pdf
35182
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-12
--
2024-02-23
Integrative, three-dimensional \(in\) \(silico\) modeling of gas exchange in the human alveolus
Integrative, dreidimensionale \(in\) \(silico\) Modellierung des Gasaustauschs in der menschlichen Alveole
Die Lunge erfüllt durch den Austausch von Atemgasen eine überlebenswichtige Aufgabe. Der Gasaustausch erfolgt durch einen einfachen, aber entscheidenden passiven Diffusionsprozess. Dieser findet in den Alveolen statt, ballonartigen Strukturen, die an die peripheren Atemwege grenzen. Alveolen sind von einem dichten Netz aus kleinen Kapillaren umgeben. Hier kommt die eingeatmete Luft in unmittelbare Nähe zu dem vom Herzen kommenden sauerstoffarmen Blut und ermöglicht den Austausch von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid über deren Konzentrationsgradienten.
Die Effizienz des Gasaustauschs kann anhand von Indikatoren wie der Sauerstoffdiffusionskapazität der Lunge und der Reaktionshalbzeit gemessen werden. Beim Menschen besteht eine beträchtliche Diskrepanz zwischen physiologischen Schätzungen der Diffusionskapazität und der theoretischen Maximalkapazität unter optimalen strukturellen Bedingungen (der morphologischen Schätzung). Diese Diskrepanz wird durch eine Reihe ineinandergreifender Faktoren beeinflusst, darunter strukturelle Elemente wie die Oberfläche
und die Dicke der Diffusionsbarriere sowie physiologische Faktoren wie die Blutflussdynamik. Um die verschiedenen Rollen dieser Faktoren zu entschlüsseln, untersuchten wir, wie die morphologischen und physiologischen Eigenschaften der menschlichen alveolären Mikroumgebung kollektiv und individuell den Prozess des Gasaustauschs beeinflussen. Zu diesem Zweck entwickelten wir einen integrativen in silico Ansatz, der 3D morphologische Modellierung und Simulation von Blutfluss und Sauerstofftransport kombiniert.
Im Mittelpunkt unseres Ansatzes steht die Simulationssoftware Alvin, die als interaktive Plattform für das zugrundeliegende mathematische Modell des Sauerstofftransports in der Alveole dient. Unser räumlich-zeitliches Modell wurde durch die Integration und Erweiterung bestehender mathematischer Modelle entwickelt und liefert Ergebnisse, die mit experimentellen Daten im Einklang stehen. Alvin ermöglicht eine immersive Auseinandersetzung mit dem simulierten Gasaustausch, indem sie Parameteränderungen in Echtzeit und die Ausführung mehrerer Simulationsinstanzen gleichzeitig ermöglicht während sie ein
detailliertes quantitatives Feedback liefert. Die beteiligten morphologischen und physiologischen Parameter wurden mit einem Fokus auf der Mikrovaskulatur weiter untersucht. Durch die Zusammenstellung stereologischer Daten aus der Literatur und geometrischer 3D-Modellierung erstellten wir ein "sheet-flow" Modell als realistische Darstellung des menschlichen alveolären Kapillarnetzwerks. Blutfluss wurde mit Hilfe numerischer Strömungsdynamik
simuliert. Unsere Ergebnisse stimmen mit früheren Schätzungen überein
und unterstreichen die entscheidende Rolle von Viskositätsmodellen bei der Vorhersage des Druckabfalls in der Mikrovaskulatur. Darüber hinaus zeigten wir, wie unser Ansatz genutzt werden kann, um strukturelle Details wie die Konnektivität des alveolären Kapillarnetzes mit dem Gefäßbaum anhand von Blutflussindizes zu untersuchen. Es ist wichtig zu betonen, dass wir uns bislang auf verschiedene Datenquellen stützten und dass für weitere Fortschritte eine experimentelle Vailidierung erforderlich ist.
Die Integration unserer Ergebnisse in Alvin ermöglichte die Quantifizierung des simulierten Gasaustauschprozesses über die Sauerstoffdiffusionskapazität und die Reaktionshalbzeit. Neben der Bewertung der kollektiven Einflüsse der morphologischen und physiologischen Eigenschaften erleichterte unsere interaktive Software auch die Bewertung einzelner Parameteränderungen. Die Betrachtung des Blutvolumens und der für den Gasaustausch zur Verfügung stehenden Oberfläche ergab lineare Korrelationen mit der Diffusionskapazität.
Die Blutflussgeschwindigkeit hatte einen positiven, nichtlinearen Effekt auf die Diffusionskapazität. Die Reaktionshalbzeit bestätigte, dass der Gasaustauschprozess in der Regel nicht diffusionslimitiert ist. Insgesamt lieferte unser Alveolenmodell einen Wert für die Diffusionskapazität, der in der Mitte der früheren physiologischen und morphologischen Schätzung lag. Daraus lässt sich schließen, dass Phänomene auf Alveolarebene zu 50% der Limitierung der Diffusionskapazität beitragen, die in vivo eintreten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unser integrativer in silico Ansatz verschiedene strukturelle und funktionelle Einflüsse auf den alveolären Gasaustausch aufschlüsselt und damit die traditionelle Forschung in der Atemwegsforschung ergänzt. Zusätzlich zeigen wir seinen Nutzen in der Lehre oder bei der Interpretation veröffentlichter Daten auf. Um unser Verständnis zu verbessern, sollten künftige Arbeiten vorrangig darauf ausgerichtet sein, einen zusammenhängenden experimentellen Datensatz zu erhalten und ein geeignetes Viskositätsmodell für Blutflusssimulationen zu finden.
The lung plays a vital role by exchanging respiratory gases. At the core of this gas exchange is a simple yet crucial passive diffusion process occurring within the alveoli. These balloon-like structures, connected to the peripheral airways, are surrounded by a dense network
of small capillaries. Here, inhaled air comes into close proximity with deoxygenated blood coming from the heart, enabling the exchange of oxygen and carbon dioxide across their concentration gradients.
The efficiency of gas exchange can be measured through indicators such as the diffusion capacity of the lung for oxygen and the reaction half-time. A notable discrepancy exists in humans between physiological estimates of diffusion capacity and the theoretical maximum capacity under optimal structural conditions (morphological estimate). This discrepancy is influenced by a range of interrelated factors, including structural elements like the surface area and thickness of the diffusion barrier, as well as physiological factors such as blood flow dynamics. To unravel the different roles of these factors, we investigated how morphological and physiological properties of the human alveolar micro-environment collectively and individually influence the process of gas exchange. To this end, we developed an integrative in silico approach combining 3D morphological modeling and simulation of blood flow and of oxygen transport.
At the core of our approach lies the simulation software Alvin, serving as an interactive platform for the underlying mathematical model of oxygen transport within the alveolus. Developed by integrating and expanding existing mathematical models, our spatio-temporal model produces results in agreement with experimental data. Alvin allows for real-time parameter adjustments and the execution of multiple simultaneous simulation instances and provides detailed quantitative feedback, offering an immersive exploration of the simulated gas exchange process. The morphological and physiological parameters at play were further investigated with a focus on the microvasculature. By compiling a stereological database from the literature and 3D geometric modeling, we created a sheet-flow model as a realistic representation of the morphology of the human alveolar capillary network. Blood flow was simulated using computational fluid dynamics. Our findings were in line with previous estimations and highlighted the crucial role of viscosity models in predicting pressure drop across the microvasculature. Furthermore, we showcased how our approach can be harnessed to explore structural details, such as the connectivity of the alveolar capillary network with the vascular tree, using blood flow indices. It is important to emphasize that
so far we have relied on different data sources and that experimental validation is needed to move forward.
Integration of our findings into Alvin allowed quantification of the simulated gas exchange process through the diffusion capacity for oxygen and reaction half-time. In addition to evaluating the collective influences of the morphological and physiological properties, our interactive software facilitates the assessment of individual parameter value changes. Exploring blood volume and surface area available for gas exchange revealed linear correlations with diffusion capacity. The blood flow velocity had a positive, non-linear effect on diffusion capacity. The reaction half-time confirmed that under normal conditions, the gas exchange process is not diffusion-limited. Collectively, our alveolar model yielded a diffusion capacity value that fell in the middle of previous physiological and morphological estimates, implying that alveolar-level phenomena contribute to 50% of the diffusion capacity limitations that occur in vivo.
In summary, our integrative in silico approach disentangles various structural and functional influences on alveolar gas exchange, complementing traditional investigations in respiratory
research. We further showcase its utility in teaching and the interpretation of published data. To advance our understanding, future work should prioritize obtaining a cohesive experimental data set and identifying an appropriate viscosity model for blood flow simulations.
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10.25972/OPUS-35182
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CC BY-NC: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell 4.0 International
Kerstin Schmid
deu
swd
Gasaustausch
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uncontrolled
alveolarer Gasaustausch
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uncontrolled
alveolar gas exchange
eng
uncontrolled
data-driven in silico modeling
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uncontrolled
datengesteuerte in silico Modellierung
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uncontrolled
interactive simulation
deu
uncontrolled
interaktive Simulation
Physiologie und verwandte Themen
open_access
Center for Computational and Theoretical Biology
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35182/Schmid_Kerstin_Dissertation.pdf
35168
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-09
--
2024-03-06
Prospektive Validierung des Erlangen Index als präoperatives geriatrisches Assessment zur Beurteilung des postoperativen Outcome großer urologischer Eingriffe
Prospective validation of the Erlangen Index as a preoperative geriatric assessment for the evaluation of the postoperative outcome of major urologic surgery
Die Gesellschaft altert und es erhalten vermehrt geriatrische Patienten radikale urologische Eingriffe. Alte Patienten haben im Rahmen derartiger Operationen ein erhöhtes Risiko sowohl für Komplikation, verschlechtertes funktionelles Outcome und Mortalität. Da alte Patienten dennoch von den Operationen profitieren können und diese auch weitgehend sicher bei diesen durchgeführt werden können, gilt es das geriatrische Patientenklientel in Bezug auf ihre Konstitution präoperativ genauer zu evaluieren.
Die Erlanger Pilotstudie, an die sich vorliegende Arbeit anlehnt, hat dazu einen Index für Patienten ≥ 70 Jahre mit geplanter Prostatektomie, Nephrektomie und Zystektomie entwickelt, der sowohl das postoperative funktionelle Outcome nach 30 bzw. 180 Tagen, wie auch die Mortalität, nicht aber Komplikationen signifikant korrekt vorhersagen konnte. Ziel vorliegender Arbeit war es, die Prädiktivität des Erlangen Index hinsichtlich dieser vier Endpunkte in einer prospektiv angelegten Studie mit n=46 Patienten ≥ 65 Jahre am Universitätsklinikum Würzburg zu validieren. Es sollte dabei im Speziellen die in der Erlanger Pilotstudie erfasste gute Prädiktivität des Erlangen Index für das funktionelle Outcome nach 180 Tagen überprüft werden.
In dieser Arbeit zeigte sich der Erlangen Index prädiktiv für das funktionelle Outcome nach 180 Tagen. Für die anderen Endpunkte konnte keine Prädiktivität des Erlangen Index festgestellt werden. Durch vorliegende Studie konnte die schlechte Prädiktion der Komplikationen durch den EI bestätigt werden. Anders als in der Pilotstudie war der Erlangen Index in vorliegender Studie zur Vorhersage des funktionellen Outcome nach 30 Tagen und der Mortalität nicht geeignet. Bei Betrachtung der Untergruppen nach Art der Operation zeigte der EI starke Korrelationen für die Prädiktion des funktionellen Outcome nach 180 Tagen in den Gruppen der Patienten nach Prostata- und Harnblasenoperation. Die Ergebnisse decken sich somit nur teilweise mit den Ergebnissen aus der Pilotstudie in Erlangen, in der der Erlangen Index bzgl. des funktionellen Outcome nach 180 Tagen die größte Korrelation in der Untergruppe der Patienten nach Nephrektomie zeigte.
Der Index erwies sich als schnell durchführbares Assessment, das wenig Personal erfordert. Es ist weiter zu prüfen, ob sich durch Anwendung dieses Assessment tatsächlich Änderungen im klinischen Therapieregime ergeben bzw. ob sich die Modifizierungen der Therapie auch in einem verbesserten Outcome der Patienten auswirken.
The society is aging steadily and there is a rising number of geriatric patients receiving major urologic surgery. Older patients tend to be more in danger of postoperative complications, deteriorated functional outcome and mortality undergoing these major surgical interventions. Since some older patients still may benefit from radical treatments and since these surgical treatments can potentially be performed safely also in older people, their functional constitution should be assessed prior to surgery.
In order to tackle this goal the Erlangen pilot trial, which our trial refers to, developed an index for people older than 70 years undergoing prostatectomy, nephrectomy and cystectomy. This Index proved to be suitable to predict the functional outcome atfer 30 and 180 days, as well as the mortality significantly, whereas complications couldn`t be predicted properly.
In this prospective trial, comprising n=46 patients ≥ 65 Jahre, we aimed to validate the predictivity of the Erlangen Index according to these 4 endpoints, especially focussing on the functional outcome after 180 days, for which Erlangen Index was shown to be predictive in the pilot trial.
In our validation trial the Erlangen Index was shown to be predicitve for the functional outcome after 180 days. However, for the other three endpoints there were no significant findings. Hence in this trial we were able to confirm the low predictivity of Erlangen Index for complications. In contrast to the pilot trial, in this very trial the Erlangen Index was shown not to be predicitve for functional outcome after 30 days, as well as mortality. Taking a look at the subgroups the Erlangen Index showed strongest correlation in predicting the functional outcome after 180 days in the subgroup of patients undergoing prostatectomy and cystectomy. According to that our findings only seem to match partially with the findings of the pilot trial, where Erlangen Index showed strongest correlation in predicting the functional outcome after 180 days in the subgroup of patients with nephrectomy.
The Erlangen Index showed to be a quick and feasible tool, requiring only little staff. It still has to be investigated, whether the use of geriatric assessments will eventually lead to changes in therapeutic regimen and whether therapeutical modifications will finally end up in an improved functional outcome of patients.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-351686
10.25972/OPUS-35168
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Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Jakob Lutz
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Operation
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Urologie
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Geriatrie
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Index
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Gebrechlichkeit
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uncontrolled
Assessment
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uncontrolled
Frailty
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uncontrolled
Outcome
Medizin und Gesundheit
open_access
Urologische Klinik und Poliklinik
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35168/Lutz_Jakob_Dissertation.pdf
35075
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-02-26
--
2024-01-15
Auswirkungen einer Vordilatation bei interventionellem Aortenklappenersatz
Effects of predilatation in interventional aortic valve replacement
Der kathetergestützte Aortenklappenersatz nimmt auch bei Patienten mit niedrigem OP-Risiko einen zunehmend größeren Stellenwert zur Behandlung der hochgradigen Aortenklappenstenose ein.45 Umso wichtiger ist es, die einzelnen Schritte der Intervention zu optimieren. In einigen Arbeiten wurde bereits die Vordilatation als obsolet bezeichnet, da sie lediglich die OP-Zeit verlängere und Komplikationen wie Schlaganfälle und AV-Blockierungen begünstige.22,52,53,57,59 Ziel dieser Studie war es, die Vor- und Nachteile der Vordilatation zu untersuchen. Hierzu wurden 625 Patienten, die im Zeitraum von 2016-2020 eine TAVI am UKW erhielten, retrospektiv analysiert (323 mit, 302 ohne Vordilatation). Es wurden demographische sowie prä-, peri- und post-interventionelle Daten analysiert. Statistisch signifikante Unterschiede wurden bei den Schlaganfällen beobachtet (p=0,01), die mit 2,2% lediglich bei Patienten mit Vordilatation auftraten, sodass bei einem hohen Schlaganfallrisiko hierauf verzichtet werden sollte. Zusätzlich war in der Gruppe mit Vordilatation die passagere Schrittmacherabhängigkeit signifikant häufiger (p=0,01). Alle anderen Komplikationen waren nicht signifikant. In beiden Gruppen zeigte sich zu >95% ein Device-Success, sodass der Verzicht auf eine Prädilatation nicht mit einem schlechteren Outcome assoziiert und somit sicher ist.53,57,58,59,61
Die Auswertung der TTE-Daten zeigte, dass eine Prädilatation durchgeführt wurde, wenn die Klappe signifikant höhergradig stenosiert war (Pmean 50,17 vs. 46,79mmHG). Ferner wurde bei leichtgradigen Aortenklappeninsuffizienzen signifikant häufiger auf eine Vordilatation verzichtet (p=0,04). Eine Vordilatation kann also bei komplexeren anatomischen Verhältnissen sinnvoll sein, um einen optimalen Klappensitz zu gewährleisten.52,53 Nach TAVI zeigte sich die LV-EF in der Gruppe mit Prädilatation signifikant höher (p=0,002). Höhergradige Aortenklappeninsuffizienzen scheinen nicht durch eine Vordilatation begünstigt zu sein, die AI°II wurde nur bei 4 Patienten ohne Vordilatation beobachtet. In den postinterventionellen EKG-Daten zeigten sich in der Gruppe ohne Vordilatation signifikant häufiger Linksschenkelblöcke sowie ein AVB °II, Typ II, was vermutlich durch die fehlende Vorbereitung der Klappe und den damit assoziierten ungünstigeren Prothesensitz zu erklären ist.53 Die Nachdilatation wurde nicht durch eine vorausgegangene Vordilatation beeinflusst. Bezüglich der implantierten Klappenarten wurde die S3 Ultra signifikant häufiger bei Patienten ohne Vordilatation eingesetzt. Die in vielen Arbeiten beschriebene kürzere OP-Dauer ließ sich in dieser Studie nicht bestätigen.52,53,56 Stattdessen war bei TAVIs ohne Vordilatation die Eingriffsdauer im Schnitt 4min länger (p=0,11). Es bestätigte sich, dass bei einer Prädilatation signifikant mehr Kontrastmittel verwendet wurde (p=0,001) und die Strahlenbelastung höher war. Dies ist insbesondere für Patienten mit einer Niereninsuffizienz von Bedeutung.42 Ob eine Vordilatation durchgeführt wird, sollte also individuell aufgrund der Begleiterkrankungen und Risikofaktoren entschieden werden.
Transcatheter aortic valve implantation is becoming more important for patients with severe aortic stenosis and low surgical risk .45 Therefore it is important to optimize the procedure. Some articles call a predilatation obsolete as the procedural time could be longer and complications such as stroke or AV-blocks would increase.22,52,53,57,59 The aim of this study was to find out whether a predilatation is beneficial. Therefore 625 patients who received a TAVI at the UKW in the time span from 2016-2020 were analysed retrospectively (323 with and 302 without predilatation).
The analysis included demographic as well as pre-, peri- and post-procedural data. There was a statistically significant higher risk for a stroke (p=0,01) in the pre-dilatation-group. If a patient has a higher risk for an embolization, predilatation should be surrendered. Additionally, in the pre-dilatation group the necessity for a temporary pacemaker was significantly higher (p=0,01) while other complications were equal. Both groups had a device success rate >95%, thus there should be no inferior outcome without predilatation.53,57,58,59,61
By analysing the TTE-data it could be noticed that a predilatation was done when the stenosis was calcified to a significantly higher level (Pmean 50,17 vs. 46,79 mmHG). A predilatation was not performed when there was a mild aortic-regurgitation (p=0,04). This is why it might be reasonable to perform a predilatation when having complex anatomical proportions.52,53
After TAVI the LV-EF was significantly higher in the predilatation-group (p=0,002). Higher aortic insufficiencies could not be seen. In the group without predilatation four patients had an AI °II. The postinterventional EKG showed significantly more left-bundle-branch-blocks and AVB °II in the group without predilatation. This might be evidence for an unfavourable placement of the valve.53 Post-dilatation was not affected by predilatation.
Regarding the different types of valves, it could be found that the S3 Ultra was significantly more often used in the group without predilatation. Some studies reported a shorter procedural time without predilatation. This could not be confirmed.52,53,56 Instead the procedural time was 4 minutes longer without predilatation (p=0,11). With predilatation the use of contrast medium and the radiation exposure was significantly higher (p=0,001), especially for patients with kidney disease this is highly relevant.42 Overall the decision to perform a predilatation is individual, regarding the patient´s diseases and risk factors.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-350755
10.25972/OPUS-35075
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Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Ann-Caitlin Huthmacher
deu
swd
Transkatheter-Aortenklappenimplantation
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uncontrolled
TAVI
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uncontrolled
Vordilatation
deu
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Aortenklappenersatz
Medizin und Gesundheit
open_access
Medizinische Klinik und Poliklinik I
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35075/Huthmacher_Ann-Caitlin_Dissertation.pdf
32558
2024
deu
IX, 219
doctoralthesis
Würzburg University Press
Würzburg
1
2023-08-16
--
2023-06-21
Die Handlungsmechanismen der Europäischen Union zur Sicherung ihrer Werte
The European Union's mechanisms for safeguarding its values
Die vorliegende Arbeit widmet sich den Reaktionsmöglichkeiten, welche die Rechtsordnung der Europäischen Union ihren Organen zur Sicherung der in Artikel 2 EUV kodifizierten Werte zur Verfügung stellt. Die Europäische Union wird hierbei in ihrer Eigenschaft als Wertegemeinschaft, die sich insbesondere auf demokratischen, rechtsstaatlichen und menschenrechtlichen Zielen und Vorstellungen gründet, beleuchtet. Neben der Analyse der Werteklausel nach Artikel 2 EUV setzt sich die Dissertation im Kern sowohl mit den präventiven als auch repressiven Instrumenten des unionalen Primär- und Sekundärrechts zur Sicherung des Wertekanons auseinander. Im Wege eines systematischen Vergleichs erfolgt abschließend eine Bewertung der verschiedenen Handlungsmechanismen.
This dissertation is about the possibilities of reaction that the legal order of the European Union offers its institutions for the protection of the values codified in Article 2 TEU. The European Union is analysed in its capacity as a community of values based in particular on democratic, constitutional and human rights objectives and ideas. In addition to an analysis of the values clause in Article 2 TEU, the dissertation examines the existing and developed preventive and repressive instruments of the Union's primary and secondary law to safeguard the values. Finally, a systematic comparison is made to evaluate the different mechanisms of action.
10.25972/WUP-978-3-95826-225-6
urn:nbn:de:bvb:20-opus-325586
978-3-95826-224-9
978-3-95826-225-6
Parallel erschienen als Druckausgabe bei Würzburg University Press, ISBN 978-3-95826-224-9, 27,80 Euro.
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CC BY-SA: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International
Dominik Fischer
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Beitritt
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swd
Europäische Union
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Vertragsverletzungsverfahren
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Grundwerte
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uncontrolled
EU-Beitrittsverfahren
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Rechtsstaatsprinzip
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Sanktionsverfahren Art. 7 EUV
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uncontrolled
Kooperations- und Kontrollverfahren
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uncontrolled
Rahmen zur Stärkung des Rechtsstaatsprinzips
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uncontrolled
Rechtsstaatsmechanismus
Recht
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Institut für Internationales Recht, Europarecht und Europäisches Privatrecht
Monographien (Books)
Würzburg University Press
Universität Würzburg
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35187
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-13
--
2024-02-19
Plastizität regulatorischer T-Zellen in Abhängigkeit des umgebenden Zytokinmilieus
Plasticity of regulatory T cells in relation to the surrounding cytokine milieu
Eine Dysbalance zwischen regulatorischen und proinflammatorischen T-Helferzellen kann zu Autoimmunerkrankungen führen. In dieser methodischen Arbeit wurde die Polarisierbarkeit von peripheren T-Lymphozyten durch verschiedene Zytokin-Stimuli untersucht. Hauptziel war es, CD4+CD25-CD127- Lymphozyten durch Stimulation mit einem IL-2 und TGFβ-beinhaltenden Zytokin-Cocktail (Treg-Cocktail) zu iTregs zu polarisieren und deren Suppressionsfunktion auf autologe Effektor-Leukozyten zu untersuchen.
Es erfolgte eine Phänotypisierung der PBMCs gesunder Probanden, insbesondere im Hinblick auf die Verteilung der T-Lymphozyten-Subpopulationen, deren Zytokinproduktion und FoxP3-Expression. Zudem wurden aus den PBMCs der Probanden Tregs (CD4+CD25+CD127low/-) sowie CD4+CD25-CD127- Zellen isoliert und deren Funktionsfähigkeit durch die Untersuchung ihrer Suppressionsfunktion auf autologe Effektor-Lymphozyten analysiert. Die Zellen wurden mittels verschiedener Zytokin-Cocktails in Richtung Treg sowie in Richtung Th17-Zellen polarisiert; anschließend wurde die Funktionsfähigkeit der polarisierten Zellen in Suppression-Assays gemessen.
Wir konnten zeigen, dass die CD4+CD25+CD127low/- Zellen Tregs mit der Fähigkeit zur Suppression der Proliferation autologer Effektor-Lymphozyten waren. Bei den CD4+CD25-CD127-Zellen handelte es sich um T-Lymphozyten ohne Suppressionsfunktion. Nach Stimulation der CD4+CD25-CD127-Zellen mit dem Treg-Cocktail zeigten die Zellen eine mit den Tregs vergleichbare Suppressionsfunktion.
Mit dieser Studie haben wir eine aktuelle methodische Quelle für die Untersuchung von Phänotyp und Funktion regulatorischer T-Zellen sowie für die Stimulation peripherer T-Lymphozyten hin zu Tregs geschaffen, die als Basis für Folgeversuche dienen soll, in denen Zellen von Patienten mit Autoimmunkrankheiten untersucht werden sollen. Da sich die Inflammation bei Autoimmunerkrankungen insbesondere in den betroffenen Geweben abspielt, wäre eine Studie anzustreben, in der aus dem Blut isolierte T-Lymphozyten den Zellen aus den entzündeten Geweben gegenübergestellt werden. Ergänzend sollte eine Phänotypisierung der Tregs und der CD4+CD25-CD127- Zellen nach der Zytokin-Stimulation erfolgen.
Zusammenfassend konnte die Plastizität peripherer T-Lymphozyten in Richtung Treg gezeigt werden. Besonders hervorzuheben ist die bislang wenig untersuchte Zellpopulation der CD4+CD25-CD127- Zellen, die eine vielversprechende Zellpopulation für die in vitro Induktion von Tregs darstellt.
Imbalance between regulatory and proinflammatory T helper cells can lead to autoimmune diseases. In this methodical study, the ability of different cytokine stimuli to polarize peripheral T lymphocytes was investigated. The main aim was to polarize CD4+CD25-CD127- lymphocytes into iTregs by stimulation with an IL-2 and TGFβ-containing cytokine cocktail (Treg cocktail) and to investigate their suppressive function on autologous effector leukocytes.
The PBMC phenotype of healthy volunteers was investigated, with special focus on the distribution of T lymphocyte subpopulations along with their cytokine production and their FoxP3 expression. In addition, Tregs (CD4+CD25+CD127low/-) and CD4+CD25-CD127- cells were isolated from the same samples and their functionality was analyzed by investigating their suppressive function on autologous effector lymphocytes. The cells were polarized into Treg and Th17 cells using different cytokine cocktails. In the following, the functionality of the polarized cells was assessed using suppression assays.
We were able to show that the CD4+CD25+CD127low/- cells were Tregs with the ability to suppress the proliferation of autologous effector lymphocytes, while CD4+CD25-CD127- cells were T lymphocytes without suppressive function. However, after stimulation of CD4+CD25-CD127- cells with the Treg cocktail, these cells also showed suppressive function which was comparable to Treg mediated suppression.
With this study, we have created a new methodical source for the investigation of the phenotype and function of regulatory T cells and for the polarization of peripheral T lymphocytes into Tregs. This study can serve as a foundation for follow-up experiments investigating cells from patients with autoimmune diseases. Moreover, since inflammation in autoimmune diseases is most prominent in the affected tissues, a study should be performed in which T lymphocytes isolated from blood are compared to T lymphocytes from inflamed tissues. In addition, the phenotype of Tregs and CD4+CD25-CD127- cells after cytokine stimulation should be analyzed.
In conclusion, this study demonstrated the plasticity of peripheral T lymphocytes towards Treg. Moreover, it emphasizes the previously only rarely studied CD4+CD25-CD127- cells as a promising cell population for the in vitro induction of Tregs.
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10.25972/OPUS-35187
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CC BY-SA: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International
Sara Aggar
deu
swd
Regulatorischer T-Lymphozyt
deu
swd
Cytokine
eng
uncontrolled
Suppression-Assays
eng
uncontrolled
PBMC
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T-Helferzell-Plastizität
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Zytokinmilieu
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FoxP3
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Suppressionsfunktion
Medizin und Gesundheit
open_access
Kinderklinik und Poliklinik
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35187/Aggar_Sara_Dissertation.pdf
35204
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-17
--
2024-02-26
Einfluss der PSMA-PET/CT auf das psychische Befinden von Patienten mit Prostatakarzinom
Emotional state of patients with prostate cancer during PSMA-PET/CT
Das frühzeitige Erkennen psychoonkologischer Belastungen ist Bestandteil des optimalen therapeutischen Managements von Tumorpatienten. Nur wenige, widersprüchliche Studien untersuchten bisher das psychische Befinden im Verlauf einer PET/CT. Bezogen auf das Prostatakarzinom gibt es bislang keine spezifische Studie, obwohl es die häufigste onkologische Erkrankung des Mannes darstellt. Aufgrund der insgesamt guten Prognose wird von einer geringeren psychischen Belastung ausgegangen. Mithilfe dieser Studie sollte durch Kombination etablierter Fragebögen das psychische Befinden im Verlauf der PET/CT explorativ untersucht werden.
Von Oktober 2018 bis Februar 2020 wurde 531 männlichen Patienten der Nuklearmedizin des Universitätsklinikums Würzburg die Teilnahme angeboten. N = 85 Patienten (n = 38 Patienten mit Prostatakarzinom sowie n = 47 Patienten mit anderen malignen Erkrankungen) stimmten einer vollständigen Teilnahme zu. Es wurden zwei Messzeitpunkte (T1 nach Durchführung der PET/CT; T2 nach Ergebnismitteilung) festgelegt. Als Messinstrumente wurden der PA-F-KF, QUICC, DT, STAI-X1, PANAS und ein Selbsteinschätzungsbogen verwendet.
24 % (T1) bzw. 35 % (T2) der Patienten mit Prostatakarzinom gaben eine dysfunktionale Progredienzangst an, 55 % (T1+T2) eine pathologische psychische Belastung. 53 % (T1) bzw. 50 % (T2) der Patienten zeigten eine relevant erhöhte Zustandsangst.
Die Progredienzangst stieg nach Ergebnismitteilung an (p = 0,048; η² = 0,106), die Ungewissheit über den Stand der Erkrankung (p = 0,014; η² = 0,165) und Bewältigbarkeit des Alltags (p = 0,016; η² = 0,163) reduzierten sich. Allgemeine Ängste wie die Zustandsangst, der Distress und negative Affekte veränderten sich nicht. PSA-Werte ohne bildmorphologisches Korrelat lösten eine größere Unsicherheit bezüglich des aktuellen Krankheitszustandes aus (p = 0,029; η² = 0,128). Jüngere Patienten zeigten vor (p = 0,005; η² = 0,207) und nach (p = 0,001; η² = 0,290) Ergebnismitteilung eine höhere Angst um ihre Berufstätigkeit und gaben eine geringere Erleichterung nach Ergebnismitteilung (p = 0,016; η² = 0,165) an.
Als Limitationen sind die geringe Fallzahl und Teilnahmequote, multiple Testung und fehlende Erfragung psychischer Erkrankungen zu beachten.
Insgesamt zeigen sich eine hohe psychische Belastung und Ängste im Verlauf der PET/CT. Patienten mit Prostatakarzinom sind zu diesem Zeitpunkt nicht weniger belastet als Patienten mit anderen malignen Erkrankungen.
Early recognition of anxiety and distress is part of an optimal therapeutic management of cancer patients. So far, only a few and contradictory studies have examined psychological well-being during PET/CT. Until now there has been no specific study on prostate cancer, even though it is the most common oncological disease in men. Due to the overall good prognosis, it is assumed that anxiety and distress are lower than in other malignant diseases. This study was intended to examine the psychological well-being after PET/CT and the announcement of the results by combining established questionnaires.
From October 2018 to February 2020, 531 male patients at the department of Nuclear Medicine of the University Hospital Wuerzburg were offered participation. N = 85 patients (n = 38 patients with prostate cancer and n = 47 patients with other malignant diseases) agreed to participate fully. Two measurement times were defined (T1 after the PET/CT was carried out; T2 after the results were reported). The PA-F-KF, QUICC, DT, STAI-X1, PANAS and a self-assessment questionnaire have been used as measuring instruments.
24% (T1) and 35% (T2) of patients with prostate cancer reported dysfunctional fear of progression, 55% (T1+T2) reported pathological distress. 53% (T1) and 50% (T2) of the patients showed relevant levels of anxiety.
Fear of progression increased after the results (p = 0.048; η² = 0.106), uncertainty about the status of the disease (p = 0.014; η² = 0.165) and the ability to cope with everyday life (p = 0.016; η² = 0.163) decreased. General fears such as state anxiety, distress and negative affect did not change.
PSA values without a morphological correlate caused greater uncertainty regarding the current disease status (p = 0.029; η² = 0.128). Younger patients showed greater anxiety about their job before (p = 0.005; η² = 0.207) and after (p = 0.001; η² = 0.290) the result and reported less relief after the announcement of the results (p = 0.016; η² = 0.165).
Limitations that should be taken into account are a small number of cases based on a low participation rate, multiple testing and the lack of information about mental illnesses.
Overall, there is a high level of distress and anxiety during the course of PET/CT. At this point, patients with prostate cancer are no less burdened than patients with other malignancies.
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10.25972/OPUS-35204
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CC BY-NC-SA: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International
Janis Böser
deu
swd
Angst
deu
uncontrolled
PET/CT
eng
uncontrolled
Anxiety
deu
swd
Prostatakrebs
deu
swd
Nuklearmedizin
deu
swd
Psychoonkologie
deu
uncontrolled
Prostatakarzinom
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35204/Boeser_Janis_Dissertation.pdf
35167
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-08
--
2024-03-04
Relevanz lokaler Blutgasparameter innerhalb des zerebralen Kollateralkreislaufs während akuter zerebraler Ischämie
Distinct Alterations in Oxygenation, Ion Composition and Acid-Base Balance in Cerebral Collaterals During Large-Vessel Occlusion Stroke
Störungen der Ionen- und Blutgas Homöostase mit Verschiebungen von Na+ und K+ in der regionalen Hypoxie sind ein Kennzeichen der experimentellen zerebralen Ischämie, wurden aber in ihrer Bedeutung für Schlaganfallpatienten noch nicht hinreichend untersucht. Wir berichten über eine prospektive, humane Querschnittsstudie an 366 Schlaganfallpatienten, die mit einer endovaskulären Rekanalisation bei einem akuten LVO der vorderen Zirkulation zwischen dem 18.Dezember 2018 und dem 31.August 2020 behandelt wurden. Im Rahmen der vorliegenden Dissertationsarbeit wurden intraprozedural arterielle Blutgasproben (1ml) aus dem lokal ischämischen Kollateralkreislauf und der intraindividuellen systemischen Referenzlokalisation in 51 Patienten gewonnen. Die Probengewinnung mit Hilfe eines Mikrokatheters erfolgte nach einem bereits veröffentlichten Protokoll.
Diese Arbeit weist in der Perakutphase eines Großgefäßverschlusses signifikant nach, dass der lokal ischämische paO2 (-4,29%, paO2ischämisch=185,3 mmHg vs. paO2systemisch=193,6mmHg; p=0,035) und die Konzentration von K+ (-5,49%, K+ischämisch=3,44mmol/L vs. K+systemisch=3,64mmol/L; p=0,0081) signifikant reduziert war. Wir beobachteten, dass der Na+:K+-Quotient in der Kollateralzirkulation (+3,29%; Na+:K+-Quotientischämisch=41,74 vs. Na+:K+-Quotientsystemisch=40,38; p=0,0048) im Vergleich zur systemischen Zirkulation signifikant erhöht war, während die Na+-Konzentration signifikant positiv mit einer Zunahme des Infarktausmaßes assoziiert war (r=0,42, p=0,0033). Wir fanden eine alkaline Tendenz des zerebralen pH (+0,14%, pHischämisch=7,38 vs. pHsystemisch=7,37, p=0,0019), mit einer zeitabhängigen Verschiebung in den azidotischen Bereich (r=-0,36, p=0,0549).
Schlussfolgernd deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die durch den Schlaganfall verursachten Veränderungen der zerebralen Sauerstoffversorgung, der Ionenzusammensetzung und des Säure-Basen-Gleichgewichts dynamisch auftreten, während der okklusiven Ischämie fortschreiten und mit der akuten Gewebeschädigung im Zusammenhang stehen. Wünschenswert sind weitere prospektive Studien, um die Ergebnisse valide zu reproduzieren.
Disturbances of ion and blood gas homeostasis encompassing massive sodium (Na+)/potassium (K+) shifts and regional hypoxia are a hallmark of experimental cerebral ischemia, but have not been sufficiently investigated for their relevance in stroke patients. We report a prospective observa-tional study on 366 stroke patients who underwent endovascular thrombectomy (EVT) for large-vessel occlusion (LVO) of the anterior circulation (18 Dec 2018-31 Aug 2020). Intraprocedural blood gas samples (1ml) from within the cerebral collateral circulation (ischemic) and matched intraindividual systemic control samples were obtained according to a prespecified protocol in 51 patients. We observed a significant reduction in cerebral oxygen partial pressure (-4.29%, paO2ischemic=185.3 mmHg vs. paO2systemic=193.6; p=0.035) and potassium concentrations (-5.49%, K+ischemic=3.44 mmol/L vs. K+systemic=3.64 mmol/L; p=0.0081). The cerebral Na+: K+ ratio was signifi-cantly increased (Na+: K+ ratioischemic=41.74 vs. Na+: K+ ratiosystemic=40.38; p=0.0048) while sodium concentrations were positively correlated with tissue integrity (r=0.42, p=0.0033). We found more alkaline cerebral pH values (+0.14%, pHischemic=7.38 vs. pHsystemic=7.37, p=0.0019), with a time-dependent shift towards more acidotic conditions (r=-0.36, p=0.0549). These findings suggest that stroke-induced changes in cerebral oxygen supply, ion composition and acid-base balance dynamically occur and progress during occlusive ischemia, and are related to acute tissue damage. Further prospective studies are desirable in order to validly reproduce our results.
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10.25972/OPUS-35167
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CC BY-NC-ND: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Keine Bearbeitungen 4.0 International
Jörn Feick
deu
uncontrolled
ischämischer Schlaganfall
deu
swd
Schlaganfall
deu
swd
Hirnkrankheit / Ischämie
deu
uncontrolled
zerebrale Ischämie
deu
uncontrolled
Großgefäßverschluss
deu
uncontrolled
arterielle Blutgasanalyse
deu
uncontrolled
mechanische Thrombektomie
Krankheiten
open_access
Institut für diagnostische und interventionelle Neuroradiologie (ehem. Abteilung für Neuroradiologie)
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35167/Feick_Joern_Dissertation.pdf
22696
2019
eng
326-336
3
37
article
1
2021-02-24
--
--
Clonal Clusters and Virulence Factors of Methicillin-Resistant \(Staphylococcus\) \(Aureus\): Evidence for Community-Acquired Methicillin-Resistant \(Staphylococcus\) \(Aureus\) Infiltration into Hospital Settings in Chennai, South India
Background and Objective: Staphylococcus aureus is one of the major pathogens of nosocomial infections as wells as community-acquired (CA) infections worldwide. So far, large-scale comprehensive molecular and epidemiological characterisation of S. aureus from very diverse settings has not been carried out in India. The objective of this study is to evaluate the molecular, epidemiological and virulence characteristics of S. aureus in both community and hospital settings in Chennai, southern India. Methods: S. aureus isolates were obtained from four different groups (a) healthy individuals from closed community settings, (b) inpatients from hospitals, (c) outpatients from hospitals, representing isolates of hospital-community interface and (d) HIV-infected patients to define isolates associated with the immunocompromised. Antibiotic susceptibility testing, multiplex polymerase chain reactions for detection of virulence and resistance determinants, molecular typing including Staphylococcal cassette chromosome mec (SCCmec) and agr typing, were carried out. Sequencing-based typing was done using spa and multilocus sequence typing (MLST) methods. Clonal complexes (CC) of hospital and CA methicillin-resistant S. aureus (MRSA) were identified and compared for virulence and resistance.
Results and Conclusion: A total of 769 isolates of S. aureus isolates were studied. The prevalence of MRSA was found to be 7.17%, 81.67%, 58.33% and 22.85% for groups a, b, c and d, respectively. Of the four SCCmec types (I, III, IV and V) detected, SCCmec V was found to be predominant. Panton-Valentine leucocidin toxin genes were detected among MRSA isolates harbouring SCCmec IV and V. A total of 78 spa types were detected, t657 being the most prevalent. 13 MLST types belonging to 9 CC were detected. CC1 (ST-772, ST-1) and CC8 (ST238, ST368 and ST1208) were found to be predominant among MRSA. CA-MRSA isolates with SCCmec IV and V were isolated from all study groups including hospitalised patients and were found to be similar by molecular tools. This shows that CA MRSA has probably infiltrated into the hospital settings.
Indian Journal of Medical Microbiology
10.4103/ijmm.IJMM_18_271
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publish
Indian Journal of Medical Microbiology, Volume 37, Issue 3, 2019, Pages 326-336. doi:10.4103/ijmm.IJMM_18_271
CC BY-NC-ND: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Keine Bearbeitungen 4.0 International
Nagarajan Abimannan
G. Sumathi
O. R. Krishnarajasekhar
Bhanu Sinha
Padma Krishnan
eng
uncontrolled
Community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus
eng
uncontrolled
HIV
eng
uncontrolled
hospital-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus
eng
uncontrolled
innate immune evasions
eng
uncontrolled
MLST
eng
uncontrolled
microbial surface component recognising adhesive matrix molecules
eng
uncontrolled
spa typing
eng
uncontrolled
ST 772
eng
uncontrolled
Inducible Clindamycin Resistance
eng
uncontrolled
Valentine Leukocidin Genes
eng
uncontrolled
Multiplex PCR
eng
uncontrolled
Nasal Carriage
eng
uncontrolled
Colonization
eng
uncontrolled
Prevalence
eng
uncontrolled
Emergence
eng
uncontrolled
Skin
Medizin und Gesundheit
open_access
Institut für Hygiene und Mikrobiologie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/22696/clonal_clusters_and_virulence.pdf
18190
2017
eng
Special issue
9
article
1
2019-06-05
2017-01-19
--
Protected areas and population development in the alps
Nearly a quarter of the Alpine area is covered by a dense network of large protected areas (LPAs) of the four categories national park(NP), biosphere reserve (BR), nature park and world natural heritage site (WNHS). From the time of early industrialization, the Alpine area has undergone a mixed and increasingly polarized demographic development between the poles of immigration and emigration. This article investigates the possible mutual impact of population development and the existence of LPAs. The research design includes a quantitative survey of all Alpine LPAs in terms of their population development and the structure of immigration in the first decade of the 21st century. This will be linked with qualitative expert interviews in four selected NPs. The overall results allow an interpretation of the statistical
correlations between type of LPA and migration.
eco.mont : Journal on Protected Mountain Areas Research and Management
10.1553/eco.mont-9-sis5
urn:nbn:de:bvb:20-opus-181901
eco.mont - Journal on Protected Mountain Areas Research and Management (2017) 9:special issue, doi:10.1553/eco.mont-9-sis5
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Oliver Bender
Charlotte E. Roth
Hubert Job
eng
uncontrolled
geography
eng
uncontrolled
amenity migration
eng
uncontrolled
national parks
eng
uncontrolled
population
eng
uncontrolled
protected areas
eng
uncontrolled
regional development
Geografie, Reisen
open_access
Institut für Geographie und Geologie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/18190/ecomont-si-05-Bender-Roth-Job.pdf
32588
2018
eng
14
article
1
2023-08-22
--
--
TMJ pathomorphology in patients with JIA-radiographic parameters for early diagnosis-
Background
Juvenile idiopathic arthritis (JIA) is often accompanied by pathomorphological changes to the temporomandibular joint (TMJ). By analyzing orthodontical orthopantomograms of JIA patients the aims of the study were a) classification of condyle changes, b) quantification of bony asymmetries of condylar destruction and c) detection of relationships between disease duration and TMJ-involvement.
Patients/Methods
46 caucasian JIA-patients (28 female; 18 male; < 16.0 years) were enrolled, each joint (n = 92) was morphologically assessed by means of orthopantomogram, quantitatively analysed and compared with duration of general disease. Condyle morphology was assessed using the Billiau scale for severity of destruction [1]. The quantitative analysis was based on ratios of condyle, ramus and mandible height.
Results
Patients were divided into groups (Group I – slightly affected, n = 36; Billiau severity 0–2; condyle findings: X-ray normal, condyle erosions, condylar flattening; Group II – severely affected, N = 10; Billiau severity 3–4; condyle findings: condylar flattenings and erosions, unilateral/bilateral complete loss of condyles), based on morphological analysis of condylar destruction. Duration of disease was significantly longer in Group II (8.9 ± 5.2 years) than in Group I (4.6 ± 4.7 years). Asymmetries of condyle, ramus and mandible height, quantitatively analysed by contralateral comparison, were significantly more marked in patients of Group II than of Group I.
Conclusions
Orthopantomogram imaging can be used in orthodontics clinical routine to detect TMJ-pathologies and is an important reference for monitoring progression of JIA. Classification into severe and slightly affected TMJ is possible by analysis of condylar pathomorphology. An association between degree of destruction, extent of lower jaw asymmetry and disease duration is suggested by the results.
Head & Face Medicine
10.1186/s13005-018-0173-5
urn:nbn:de:bvb:20-opus-325882
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Head & Face Medicine (2018) 14:15. https://doi.org/10.1186/s13005-018-0173-5
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Daniela Klenke
Anja Quast
Martina Prelog
Annette Holl-Wieden
Maximilian Riekert
Angelika Stellzig-Eisenhauer
Philipp Meyer-Marcotty
eng
uncontrolled
juvenile idiopathic arthritis
eng
uncontrolled
TMJ
eng
uncontrolled
OPT
eng
uncontrolled
asymmetry
eng
uncontrolled
condyle pathomorphology
Medizin und Gesundheit
open_access
Kinderklinik und Poliklinik
Poliklinik für Kieferorthopädie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32588/s13005-018-0173-5.pdf
22316
2019
eng
84
7
article
1
2021-02-05
--
--
NG-meta-profiler: fast processing of metagenomes using NGLess, a domain-specific language
Background
Shotgun metagenomes contain a sample of all the genomic material in an environment, allowing for the characterization of a microbial community. In order to understand these communities, bioinformatics methods are crucial. A common first step in processing metagenomes is to compute abundance estimates of different taxonomic or functional groups from the raw sequencing data.
Given the breadth of the field, computational solutions need to be flexible and extensible, enabling the combination of different tools into a larger pipeline.
Results
We present NGLess and NG-meta-profiler. NGLess is a domain specific language for describing next-generation sequence processing pipelines. It was developed with the goal of enabling user-friendly computational reproducibility. It provides built-in support for many common operations on sequencing data and is extensible with external tools with configuration files.
Using this framework, we developed NG-meta-profiler, a fast profiler for metagenomes which performs sequence preprocessing, mapping to bundled databases, filtering of the mapping results, and profiling (taxonomic and functional). It is significantly faster than either MOCAT2 or htseq-count and (as it builds on NGLess) its results are perfectly reproducible.
Conclusions
NG-meta-profiler is a high-performance solution for metagenomics processing built on NGLess. It can be used as-is to execute standard analyses or serve as the starting point for customization in a perfectly reproducible fashion.
NGLess and NG-meta-profiler are open source software (under the liberal MIT license) and can be downloaded from https://ngless.embl.de or installed through bioconda.
Microbiome
10.1186/s40168-019-0684-8
urn:nbn:de:bvb:20-opus-223161
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Microbiome (2019) 7:84. https://doi.org/10.1186/s40168-019-0684-8
686070
669830
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Luis Pedro Coelho
Renato Alves
Paulo Monteiro
Jaime Huerta-Cepas
Ana Teresa Freitas
Peer Bork
eng
uncontrolled
metagenomics
eng
uncontrolled
next-generation sequencing
eng
uncontrolled
domain-specific language
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
OpenAIRE
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/22316/s40168-019-0684-8.pdf
23627
2018
eng
10
article
FLTD consortium
1
2021-04-30
--
--
A language-based sum score for the course and therapeutic intervention in primary progressive aphasia
Background
With upcoming therapeutic interventions for patients with primary progressive aphasia (PPA), instruments for the follow-up of patients are needed to describe disease progression and to evaluate potential therapeutic effects. So far, volumetric brain changes have been proposed as clinical endpoints in the literature, but cognitive scores are still lacking. This study followed disease progression predominantly in language-based performance within 1 year and defined a PPA sum score which can be used in therapeutic interventions.
Methods
We assessed 28 patients with nonfluent variant PPA, 17 with semantic variant PPA, 13 with logopenic variant PPA, and 28 healthy controls in detail for 1 year. The most informative neuropsychological assessments were combined to a sum score, and associations between brain atrophy were investigated followed by a sample size calculation for clinical trials.
Results
Significant absolute changes up to 20% in cognitive tests were found after 1 year. Semantic and phonemic word fluency, Boston Naming Test, Digit Span, Token Test, AAT Written language, and Cookie Test were identified as the best markers for disease progression. These tasks provide the basis of a new PPA sum score. Assuming a therapeutic effect of 50% reduction in cognitive decline for sample size calculations, a number of 56 cases is needed to find a significant treatment effect. Correlations between cognitive decline and atrophy showed a correlation up to r = 0.7 between the sum score and frontal structures, namely the superior and inferior frontal gyrus, as well as with left-sided subcortical structures.
Conclusion
Our findings support the high performance of the proposed sum score in the follow-up of PPA and recommend it as an outcome measure in intervention studies.
Alzheimer's Research & Therapy
10.1186/s13195-018-0345-3
urn:nbn:de:bvb:20-opus-236277
publish
Alzheimer's Research & Therapy (2018) 10:41. https://doi.org/10.1186/s13195-018-0345-3
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Elisa Semler
Sarah Anderl-Straub
Ingo Uttner
Janine Diehl-Schmid
Adrian Danek
Beate Einsiedler
Klaus Fassbender
Klaus Fliessbach
Hans-Jürgen Huppertz
Holger Jahn
Johannes Kornhuber
Bernhard Landwehrmeyer
Martin Lauer
Rainer Muche
Johannes Prudlo
Anja Schneider
Matthias L. Schroeter
Albert C. Ludolph
Markus Otto
eng
uncontrolled
frontotemporal dementia
eng
uncontrolled
cognitive neuropsychology in dementia
eng
uncontrolled
assessment of cognitive disorders/dementia
eng
uncontrolled
volumetric MRI
eng
uncontrolled
aphasia
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/23627/s13195-018-0345-3.pdf
22111
2018
eng
18
article
1
2021-01-19
--
--
The SBRT database initiative of the German Society for Radiation Oncology (DEGRO): patterns of care and outcome analysis of stereotactic body radiotherapy (SBRT) for liver oligometastases in 474 patients with 623 metastases
Background
The intent of this pooled analysis as part of the German society for radiation oncology (DEGRO) stereotactic body radiotherapy (SBRT) initiative was to analyze the patterns of care of SBRT for liver oligometastases and to derive factors influencing treated metastases control and overall survival in a large patient cohort.
Methods
From 17 German and Swiss centers, data on all patients treated for liver oligometastases with SBRT since its introduction in 1997 has been collected and entered into a centralized database. In addition to patient and tumor characteristics, data on immobilization, image guidance and motion management as well as dose prescription and fractionation has been gathered. Besides dose response and survival statistics, time trends of the aforementioned variables have been investigated.
Results
In total, 474 patients with 623 liver oligometastases (median 1 lesion/patient; range 1–4) have been collected from 1997 until 2015. Predominant histologies were colorectal cancer (n = 213 pts.; 300 lesions) and breast cancer (n = 57; 81 lesions). All centers employed an SBRT specific setup. Initially, stereotactic coordinates and CT simulation were used for treatment set-up (55%), but eventually were replaced by CBCT guidance (28%) or more recently robotic tracking (17%). High variance in fraction (fx) number (median 1 fx; range 1–13) and dose per fraction (median: 18.5 Gy; range 3–37.5 Gy) was observed, although median BED remained consistently high after an initial learning curve. Median follow-up time was 15 months; median overall survival after SBRT was 24 months. One- and 2-year treated metastases control rate of treated lesions was 77% and 64%; if maximum isocenter biological equivalent dose (BED) was greater than 150 Gy EQD2Gy, it increased to 83% and 70%, respectively. Besides radiation dose colorectal and breast histology and motion management methods were associated with improved treated metastases control.
Conclusion
After an initial learning curve with regards to total cumulative doses, consistently high biologically effective doses have been employed translating into high local tumor control at 1 and 2 years. The true impact of histology and motion management method on treated metastases control deserve deeper analysis. Overall survival is mainly influenced by histology and metastatic tumor burden.
BMC Cancer
10.1186/s12885-018-4191-2
urn:nbn:de:bvb:20-opus-221116
publish
BMC Cancer (2018) 18:283. https://doi.org/10.1186/s12885-018-4191-2
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
N. Andratschke
H. Alheid
M. Allgäuer
G. Becker
O. Blanck
J. Boda-Heggemann
T. Brunner
M. Duma
S. Gerum
M. Guckenberger
G. Hildebrandt
R. J. Klement
V. Lewitzki
C. Ostheimer
A. Papachristofilou
C. Petersen
T. Schneider
R. Semrau
S. Wachter
D. Habermehl
eng
uncontrolled
stereotactic body radiotherapy
eng
uncontrolled
liver oligometastases
eng
uncontrolled
outcome
eng
uncontrolled
treated metastases control
eng
uncontrolled
oligometastases
eng
uncontrolled
oligo-recurrence
eng
uncontrolled
sync-oligometastases
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/22111/s12885-018-4191-2.pdf
35153
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-06
--
2024-02-23
Inorganic and Inorganic-Organic Hybrid Polymers Containing BN Units in the Main Chain
Anorganische und anorganisch-organische hybrid Polymere mit BN Einheiten in der Hauptkette
π-Conjugated organic polymers have attracted tremendous attention in the last decades, and the interest in these materials is mainly driven by their applicability in next-generation electronic and optoelectronic devices (OLEDs, OFETs, photovoltaics). The partial or complete replacement of carbon atoms by main group elements in conjugated polymers can significantly change the characteristics and applications of these macromolecules. In this work, a class of inorganic polymers comprising a backbone of exclusively boron and nitrogen atoms (poly(iminoborane)s, PIBs) and their monodisperse oligomers is described. In addition, novel inorganic–organic hybrid polymers containing BN units in their polymer backbone were synthesized and characterized.
In chapter 2.1, the development of catalytic B–N coupling routes for the controlled synthesis of macromolecular materials is described. While the reaction of an N-silyl-B-chloro-aminoborane with the electrophilic reagent trimethylsilyl triflate led to effective B–N coupling, the reaction with a silver(I) salt resulted in an intramolecular Cl/Me exchange between the boron and silicon centers.
In chapter 2.2-2.4, the study of oligo- and poly(iminoborane)s is discussed. Monodisperse and cyclolinear oligo(iminoborane)s based on diazaborolidines with up to 7 boron and 8 nitrogen atoms were synthesized by successively extending the B-N main chain. However, the use of benzodiazaborolines only led to limited BN catenation. Furthermore, the redistribution processes resulting from the reaction of longer oligomers with non-stoichiometric amounts of (di)halogenated boranes is reported.
In chapter 2.5-2.6, the synthesis of 1,2,5-azadiborolanes as building blocks for the synthesis of poly(iminoborane)s and inorganic-organic hybrid polymers is described. While the attempt to apply an azadiborolane with sterically demanding groups on the boron-bridging ethylene unit for the construction of PIB was unfeasible, it was successfully incorporated in inorganic-organic hybrid polymers. Photophysical studies indicated π-conjugation along the polymer chain. A first attempt to synthesize PIBs based on azadiborolanes with unsubstituted ethylene units showed promising results.
In chapter 2.7-2.8, a comprehensive study of poly(arylene iminoborane)s, which are BN analogs of poly(arylene vinylene)s is described, and the properties of four polymers as well as twelve monodisperse oligomers were investigated. Photophysical investigations of the monomers, dimers and polymers showed a systematic bathochromic shift of the absorption maximum with increasing chain length and thiophene content. Based on TD-DFT calculations of the model oligomers, the lowest-energy absorption band could be assigned to HOMO to LUMO transitions with π-π* character. The oligo- and poly(arylene iminoborane)s showed only very weak to no emission in solution but they were emissive in the solid state. For four oligomers the aggregation induced emission (AIE) in a THF/water mixture was investigated and DLS studies confirmed the formation of nanoaggregates.
In chapter 2.9, oligo- and polymerizations of sulfur-containing building blocks and subsequent pH-triggered degradation of the products is described. While a sulfilimine-containing oligomer could not be isolated, the sulfone-, sulfoximine-, and sulfoxide-containing molecular oligomers and polymers could be successfully synthesized by B=N or B–O bond formation reactions. The sulfur-containing building blocks were successfully released under acidic or basic conditions, which was confirmed by NMR spectroscopy and mass spectrometry.
π-Konjugierte organische Polymere haben in den letzten Jahrzehnten immer größere Aufmerksamkeit erhalten. Das Interesse an diesen Materialien wird hauptsächlich durch ihre Anwendbarkeit in elektronischen und optoelektronischen Geräten der nächsten Generation (OLEDs, OFETs, Photovoltaik) angetrieben. Der teilweise oder vollständige Ersatz von Kohlenstoffatomen durch andere Hauptgruppenelemente in konjugierten Polymeren kann die Eigenschaften und Anwendungen dieser Makromoleküle erheblich verändern. In dieser Arbeit wird eine Klasse anorganischer Polymere mit einer Hauptkette aus ausschließlich Bor- und Stickstoffatomen (Poly(iminoboran)en, PIBs) und deren monodisperse Oligomere beschrieben. Darüber hinaus wurden neuartige anorganisch-organische Hybridpolymere, die BN-Einheiten in ihrem Polymerrückgrat enthalten, synthetisiert und charakterisiert.
In Kapitel 2.1 wird die Entwicklung von katalytischen B-N-Kupplungsmethoden für die kontrollierte Synthese von makromolekularen Materialien beschrieben. Während die Reaktion eines N-Silyl-B-Chlor-Aminoborans mit dem elektrophilen Reagenz Trimethylsilyltriflat zu einer effektiven B-N-Kupplung führte, führte die Reaktion mit einem Silber(I)-Salz zu einem intramolekularen Cl/Me-Austausch zwischen den Bor- und Siliziumzentren.
In den Kapiteln 2.2-2.4 wird die Untersuchung von Oligo- und Poly(iminoboran)en behandelt. Durch die sukzessive Verlängerung der BN-Hauptkette wurden monodisperse und zyklolineare Oligo(iminoboran)e, basierend auf Diazaborolidinen, mit bis zu 7 Bor- und 8 Stickstoffatomen synthetisiert. Die Verwendung von Benzodiazaborolinen führte allerdings nur zu einer begrenzten BN-Bindungsknüpfung. Darüber hinaus wurde über Umverteilungsprozesse berichtet, die bei der Umsetzung von längeren Oligomeren mit nicht stöchiometrischen Mengen von (di)halogenierten Boranen resultieren.
In den Kapiteln 2.5-2.6 wird die Synthese von 1,2,5-Azadiborolanen als Bausteine für die Synthese von Poly(iminoboran)en und anorganisch-organischen Hybridpolymeren beschrieben. Während der Versuch, ein Azadiborolan mit sterisch anspruchsvollen Gruppen an der borverbrückenden Ethyleneinheit für den Aufbau von PIBs einzusetzen nicht zum Erfolg führte, wurde diese Einheit jedoch erfolgreich in anorganisch-organische Hybridpolymere eingebaut. Photophysikalische Untersuchungen deuteten auf eine π-Konjugation entlang der Polymerkette hin. Ein erster Versuch, PIBs auf der Basis von Azadiborolanen mit unsubstituierten Ethyleneinheiten zu synthetisieren, zeigte vielversprechende Ergebnisse.
In den Kapiteln 2.7-2.8 wird die umfassende Studie von Poly(aryleniminoboran)en, die die BN-Analoga von Poly(arylenvinylen)en darstellen, beschrieben und die Eigenschaften von vier Polymeren und zwölf monodispersen Oligomeren untersucht. Photophysikalische Untersuchungen der Monomere, Dimere und Polymere zeigten eine systematische bathochrome Verschiebung des Absorptionsmaximums mit zunehmender Kettenlänge und Thiophengehalt. Auf der Grundlage von TD-DFT-Berechnungen der Modelloligomere konnte die niederenergetischste Absorptionsbande, HOMO-LUMO-Anregungen mit π-π* Charakter zugeordnet werden. Die Oligo- und Poly(aryleniminoboran)e zeigten nur sehr schwache oder keine Emission in Lösung, emittieren aber im festen Zustand. Für vier Oligomere wurde die aggregationsinduzierte Emission (AIE) in einem THF/Wasser-Gemisch untersucht und DLS-Studien bestätigten die Bildung von Nanoaggregaten.
In Kapitel 2.9 werden Oligo- und Polymerisationen von schwefelhaltigen Bausteinen und die anschließende pH-gesteuerte Degradierung beschrieben. Während ein Sulfilimin-haltiges Oligomer nicht isoliert werden konnte, konnten die Sulfon-, Sulfoximin- und Sulfoxid-haltigen molekularen Oligomere und Polymere erfolgreich durch B=N oder B O Bindungsbildung synthetisiert werden. Die schwefelhaltigen Bausteine konnten unter sauren oder basischen Bedingungen erfolgreich freigesetzt werden, was durch NMR-Spektroskopie und Massenspektrometrie bestätigt wurde.
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10.25972/OPUS-35153
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CC BY-NC-ND: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Keine Bearbeitungen 4.0 International
Matthias Maier
deu
swd
Anorganische Polymere
deu
swd
Konjugierte Polymere
deu
swd
Polyarylenvinylene
eng
uncontrolled
Polyiminoboranes
eng
uncontrolled
Silicon-Boron Exchange
deu
uncontrolled
Silizium-Bor Austausch
deu
uncontrolled
Bor-Stickstoff Bindung
eng
uncontrolled
boron-nitrogen bond
Anorganische Chemie
open_access
Institut für Anorganische Chemie
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35153/Maier_Matthias_Dissertation.pdf
22050
2018
eng
6
article
1
2021-01-14
--
--
Detecting significant genotype–phenotype association rules in bipolar disorder: market research meets complex genetics
Background
Disentangling the etiology of common, complex diseases is a major challenge in genetic research. For bipolar disorder (BD), several genome-wide association studies (GWAS) have been performed. Similar to other complex disorders, major breakthroughs in explaining the high heritability of BD through GWAS have remained elusive. To overcome this dilemma, genetic research into BD, has embraced a variety of strategies such as the formation of large consortia to increase sample size and sequencing approaches. Here we advocate a complementary approach making use of already existing GWAS data: a novel data mining procedure to identify yet undetected genotype–phenotype relationships. We adapted association rule mining, a data mining technique traditionally used in retail market research, to identify frequent and characteristic genotype patterns showing strong associations to phenotype clusters. We applied this strategy to three independent GWAS datasets from 2835 phenotypically characterized patients with BD. In a discovery step, 20,882 candidate association rules were extracted.
Results
Two of these rules—one associated with eating disorder and the other with anxiety—remained significant in an independent dataset after robust correction for multiple testing. Both showed considerable effect sizes (odds ratio ~ 3.4 and 3.0, respectively) and support previously reported molecular biological findings.
Conclusion
Our approach detected novel specific genotype–phenotype relationships in BD that were missed by standard analyses like GWAS. While we developed and applied our method within the context of BD gene discovery, it may facilitate identifying highly specific genotype–phenotype relationships in subsets of genome-wide data sets of other complex phenotype with similar epidemiological properties and challenges to gene discovery efforts.
International Journal of Bipolar Disorders
10.1186/s40345-018-0132-x
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International Journal of Bipolar Disorders(2018) 6:24. https://doi.org/10.1186/s40345-018-0132-x
242257
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
René Breuer
Manuel Mattheisen
Josef Frank
Bertram Krumm
Jens Treutlein
Layla Kassem
Jana Strohmaier
Stefan Herms
Thomas W. Mühleisen
Franziska Degenhardt
Sven Cichon
Markus M. Nöthen
George Karypis
John Kelsoe
Tiffany Greenwood
Caroline Nievergelt
Paul Shilling
Tatyana Shekhtman
Howard Edenberg
David Craig
Szabolcs Szelinger
John Nurnberger
Elliot Gershon
Ney Alliey-Rodriguez
Peter Zandi
Fernando Goes
Nicholas Schork
Erin Smith
Daniel Koller
Peng Zhang
Judith Badner
Wade Berrettini
Cinnamon Bloss
William Byerley
William Coryell
Tatiana Foroud
Yirin Guo
Maria Hipolito
Brendan Keating
William Lawson
Chunyu Liu
Pamela Mahon
Melvin McInnis
Sarah Murray
Evaristus Nwulia
James Potash
John Rice
William Scheftner
Sebastian Zöllner
Francis J. McMahon
Marcella Rietschel
Thomas G. Schulze
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uncontrolled
bipolar disorder
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subphenotypes
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rule discovery
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data mining
eng
uncontrolled
genotype-phenotype patterns
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie
OpenAIRE
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/22050/s40345-018-0132-x.pdf
22317
2018
eng
6
article
1
2021-02-05
--
--
Similarity of the dog and human gut microbiomes in gene content and response to diet
Background
Gut microbes influence their hosts in many ways, in particular by modulating the impact of diet. These effects have been studied most extensively in humans and mice. In this work, we used whole genome metagenomics to investigate the relationship between the gut metagenomes of dogs, humans, mice, and pigs.
Results
We present a dog gut microbiome gene catalog containing 1,247,405 genes (based on 129 metagenomes and a total of 1.9 terabasepairs of sequencing data). Based on this catalog and taxonomic abundance profiling, we show that the dog microbiome is closer to the human microbiome than the microbiome of either pigs or mice. To investigate this similarity in terms of response to dietary changes, we report on a randomized intervention with two diets (high-protein/low-carbohydrate vs. lower protein/higher carbohydrate). We show that diet has a large and reproducible effect on the dog microbiome, independent of breed or sex. Moreover, the responses were in agreement with those observed in previous human studies.
Conclusions
We conclude that findings in dogs may be predictive of human microbiome results. In particular, a novel finding is that overweight or obese dogs experience larger compositional shifts than lean dogs in response to a high-protein diet.
Microbiome
10.1186/s40168-018-0450-3
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686070
Microbiome (2018) 6:72. https://doi.org/10.1186/s40168-018-0450-3
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Luis Pedro Coelho
Jens Roat Kultima
Paul Igor Costea
Coralie Fournier
Yuanlong Pan
Gail Czarnecki-Maulden
Matthew Robert Hayward
Sofia K. Forslund
Thomas Sebastian Benedikt Schmidt
Patrick Descombes
Janet R. Jackson
Qinghong Li
Peer Bork
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uncontrolled
microbiome
eng
uncontrolled
diet
eng
uncontrolled
metagenomics
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uncontrolled
dog microbiome
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human microbiome
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uncontrolled
mouse microbiome
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uncontrolled
pig microbiome
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
OpenAIRE
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/22317/s40168-018-0450-3.pdf
22363
2019
eng
11
article
1
2021-02-10
--
--
DNA methyltransferase isoforms expression in the temporal lobe of epilepsy patients with a history of febrile seizures
Background
Temporal lobe epilepsy (TLE) with hippocampal sclerosis (HS) is a common pharmaco-resistant epilepsy referred for adult epilepsy surgery. Though associated with prolonged febrile seizures (FS) in childhood, the neurobiological basis for this relationship is not fully understood and currently no preventive or curative therapies are available. DNA methylation, an epigenetic mechanism catalyzed by DNA methyltransferases (DNMTs), potentially plays a pivotal role in epileptogenesis associated with FS. In an attempt to start exploring this notion, the present cross-sectional pilot study investigated whether global DNA methylation levels (5-mC and 5-hmC markers) and DNMT isoforms (DNMT1, DNMT3a1, and DNMT3a2) expression would be different in hippocampal and neocortical tissues between controls and TLE patients with or without a history of FS.
Results
We found that global DNA methylation levels and DNMT3a2 isoform expression were lower in the hippocampus for all TLE groups when compared to control patients, with a more significant decrease amongst the TLE groups with a history of FS. Interestingly, we showed that DNMT3a1 expression was severely diminished in the hippocampus of TLE patients with a history of FS in comparison with control and other TLE groups. In the neocortex, we found a higher expression of DNMT1 and DNMT3a1 as well as increased levels of global DNA methylation for all TLE patients compared to controls.
Conclusion
Together, the findings of this descriptive cross-sectional pilot study demonstrated brain region-specific changes in DNMT1 and DNMT3a isoform expression as well as global DNA methylation levels in human TLE with or without a history of FS. They highlighted a specific implication of DNMT3a isoforms in TLE after FS. Therefore, longitudinal studies that aim at targeting DNMT3a isoforms to evaluate the potential causal relationship between FS and TLE or treatment of FS-induced epileptogenesis seem warranted.
Clinical Epigenetics
10.1186/s13148-019-0721-2
urn:nbn:de:bvb:20-opus-223636
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Clinical Epigenetics (2019) 11:118. https://doi.org/10.1186/s13148-019-0721-2
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Laurence de Nijs
Kyonghwan Choe
Hellen Steinbusch
Olaf E. M. G. Schijns
Jim Dings
Daniel L. A. van den Hove
Bart P. F. Rutten
Govert Hoogland
eng
uncontrolled
febrile seizures
eng
uncontrolled
temporal lobe epilepsy
eng
uncontrolled
epigenetics
eng
uncontrolled
DNA methylation
eng
uncontrolled
DNA methyltransferases
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/22363/s13148-019-0721-2.pdf
35118
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-01
--
2024-02-20
Machine Learning Explainability on Multi-Modal Data using Ecological Momentary Assessments in the Medical Domain
Erklärbarkeit von maschinellem Lernen unter Verwendung multi-modaler Daten und Ecological Momentary Assessments im medizinischen Sektor
Introduction.
Mobile health (mHealth) integrates mobile devices into healthcare, enabling remote monitoring, data collection, and personalized interventions. Machine Learning (ML), a subfield of Artificial Intelligence (AI), can use mHealth data to confirm or extend domain knowledge by finding associations within the data, i.e., with the goal of improving healthcare decisions. In this work, two data collection techniques were used for mHealth data fed into ML systems: Mobile Crowdsensing (MCS), which is a collaborative data gathering approach, and Ecological Momentary Assessments (EMA), which capture real-time individual experiences within the individual’s common environments using questionnaires and sensors. We collected EMA and MCS data on tinnitus and COVID-19. About 15 % of the world’s population suffers from tinnitus.
Materials & Methods.
This thesis investigates the challenges of ML systems when using MCS and EMA data. It asks: How can ML confirm or broad domain knowledge? Domain knowledge refers to expertise and understanding in a specific field, gained through experience and education. Are ML systems always superior to simple heuristics and if yes, how can one reach explainable AI (XAI) in the presence of mHealth data? An XAI method enables a human to understand why a model makes certain predictions. Finally, which guidelines can be beneficial for the use of ML within the mHealth domain? In tinnitus research, ML discerns gender, temperature, and season-related variations among patients. In the realm of COVID-19, we collaboratively designed a COVID-19 check app for public education, incorporating EMA data to offer informative feedback on COVID-19-related matters. This thesis uses seven EMA datasets with more than 250,000 assessments. Our analyses revealed a set of challenges: App user over-representation, time gaps, identity ambiguity, and operating system specific rounding errors, among others. Our systematic review of 450 medical studies assessed prior utilization of XAI methods.
Results.
ML models predict gender and tinnitus perception, validating gender-linked tinnitus disparities. Using season and temperature to predict tinnitus shows the association of these variables with tinnitus. Multiple assessments of one app user can constitute a group. Neglecting these groups in data sets leads to model overfitting. In select instances, heuristics outperform ML models, highlighting the need for domain expert consultation to unveil hidden groups or find simple heuristics.
Conclusion.
This thesis suggests guidelines for mHealth related data analyses and improves estimates for ML performance. Close communication with medical domain experts to identify latent user subsets and incremental benefits of ML is essential.
Einleitung.
Unter Mobile Health (mHealth) versteht man die Nutzung mobiler Geräte
wie Handys zur Unterstützung der Gesundheitsversorgung. So können Ärzt:innen z. B.
Gesundheitsinformationen sammeln, die Gesundheit aus der Ferne überwachen, sowie
personalisierte Behandlungen anbieten. Man kann maschinelles Lernen (ML) als System
nutzen, um aus diesen Gesundheitsinformationen zu lernen. Das ML-System versucht,
Muster in den mHealth Daten zu finden, um Ärzt:innen zu helfen, bessere Entschei-
dungen zu treffen. Zur Datensammlung wurden zwei Methoden verwendet: Einerseits
trugen zahlreiche Personen zur Sammlung von umfassenden Informationen mit mo-
bilen Geräten bei (sog. Mobile Crowdsensing), zum anderen wurde den Mitwirkenden
digitale Fragebögen gesendet und Sensoren wie GPS eingesetzt, um Informationen in
einer alltäglichen Umgebung zu erfassen (sog. Ecologcial Momentary Assessments). Diese
Arbeit verwendet Daten aus zwei medizinischen Bereichen: Tinnitus und COVID-19.
Schätzungen zufolge leidet etwa 15 % der Menschheit an Tinnitus.
Materialien & Methoden.
Die Arbeit untersucht, wie ML-Systeme mit mHealth Daten
umgehen: Wie können diese Systeme robuster werden oder neue Dinge lernen? Funktion-
ieren die neuen ML-Systeme immer besser als einfache Daumenregeln, und wenn ja, wie
können wir sie dazu bringen, zu erklären, warum sie bestimmte Entscheidungen treffen?
Welche speziellen Regeln sollte man außerdem befolgen, wenn man ML-Systeme mit
mHealth Daten trainiert? Während der COVID-19-Pandemie entwickelten wir eine App,
die den Menschen helfen sollte, sich über das Virus zu informieren. Diese App nutzte
Daten der Krankheitssymptome der App Nutzer:innen, um Handlungsempfehlungen
für das weitere Vorgehen zu geben.
Ergebnisse.
ML-Systeme wurden trainiert, um Tinnitus vorherzusagen und wie er mit
geschlechtsspezifischen Unterschieden zusammenhängen könnte. Die Verwendung von
Faktoren wie Jahreszeit und Temperatur kann helfen, Tinnitus und seine Beziehung zu
diesen Faktoren zu verstehen. Wenn wir beim Training nicht berücksichtigen, dass ein
App User mehrere Datensätze ausfüllen kann, führt dies zu einer Überanpassung und
damit Verschlechterung des ML-Systems. Interessanterweise führen manchmal einfache
Regeln zu robusteren und besseren Modellen als komplexe ML-Systeme. Das zeigt, dass
es wichtig ist, Experten auf dem Gebiet einzubeziehen, um Überanpassung zu vermeiden
oder einfache Regeln zur Vorhersage zu finden.
Fazit.
Durch die Betrachtung verschiedener Langzeitdaten konnten wir neue Empfehlun-
gen zur Analyse von mHealth Daten und der Entwicklung von ML-Systemen ableiten.
Dabei ist es wichtig, medizinischen Experten mit einzubeziehen, um Überanpassung zu
vermeiden und ML-Systeme schrittweise zu verbessern.
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10.25972/OPUS-35118
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true
CC BY-NC: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell 4.0 International
Johannes Allgaier
deu
swd
Maschinelles Lernen
deu
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Explainable Artificial Intelligence
eng
uncontrolled
Mobile Health
eng
uncontrolled
Machine Learning
eng
uncontrolled
Explainable AI
eng
uncontrolled
Mobile Crowdsensing
eng
uncontrolled
Ecological Momentary Assessments
Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke
Medizin und Gesundheit
open_access
Graduate School of Life Sciences
Institut für Klinische Epidemiologie und Biometrie
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35118/Allgaier_Johannes_Thesis.pdf
35180
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-12
--
2024-02-26
Künstliche Intelligenz zur vollständig automatisierten FRS-Auswertung: Bewertung der Auswertequalität verschiedener kommerzieller Anbieter im Vergleich zu einem menschlichen Goldstandard
Artificial intelligence for fully automated cephalometric analysis: evaluation of the quality of different commercial providers compared to a humans’ gold standard
Ziel der vorliegenden Studie war es, verschiedene kommerzielle Anbieter für KI-gestützte FRS-Analysen hinsichtlich ihrer Genauigkeit mit einem menschlichen Goldstandard zu vergleichen.
Auf 50 FRS wurden durch zwölf erfahrene Untersucher 15 Landmarken identifiziert, auf deren Basis neun relevante Parameter vermessen wurden. Der Medianwert dieser zwölf Auswertungen wurde für jeden Parameter auf jedem FRS als Goldstandard definiert und als Referenz für die Vergleiche mit vier verschiedenen kommerziellen KI-Anbietern (DentaliQ.ortho, WebCeph, AudaxCeph, CephX) festgelegt. Die statistische Auswertung erfolgte mittels ANOVA mit Messwiederholung, paarweiser Vergleiche mittels Post-hoc-Test und Bland-Altman-Plots.
DentaliQ.ortho zeigte für alle neun untersuchten Parameter keinen statistisch signifikanten Unterschied zum menschlichen Goldstandard und es konnte insgesamt von einer hohen Genauigkeit der Auswertungen ausgegangen werden. Auch für WebCeph war kein statistisch signifikanter Unterschied zum menschlichen Goldstandard zu verzeichnen. Allerdings war die Präzision im Vergleich zu den anderen Anbietern für alle Parameter am geringsten und der proportionale Fehler bei nahezu allen Parametern am höchsten. AudaxCeph wies für sieben Parameter statistisch signifikante Unterschiede zum menschlichen Goldstandard auf. Für CephX wurden für fünf Parameter statistisch signifikante Unterschiede zum menschlichen Goldstandard ermittelt. Insbesondere für die dentale Analyse war für alle untersuchten kommerziellen KI-Anbieter eine vergleichsweise niedrigere Genauigkeit zu verzeichnen.
Die Ergebnisse zeigen, dass noch deutliche Qualitätsunterschiede zwischen den kommerziellen KI-Anbietern für die vollständig automatisierte FRS-Analyse bestehen. Vor dem Hintergrund der Zeitersparnis und Qualitätssicherung sind KI zwar vielversprechend, sollten aber zum aktuellen Zeitpunkt nur unter Aufsicht durch menschliche Experten zum Einsatz kommen.
The aim of this study was to compare various commercial providers for AI-assisted cephalometric analysis with regard to their accuracy to a humans’ gold standard.
Twelve experienced investigators identified 15 landmarks on 50 cephalometric X-rays and on this basis nine relevant parameters were measured. The median value of these twelve evaluations was defined as the gold standard for each parameter on each cephalometric X-ray and used as a reference for the comparisons with four different commercial AI providers (DentaliQ.ortho, WebCeph, AudaxCeph, CephX). Statistical analysis was performed using ANOVA with repeated measures, pairwise comparisons using post-hoc test and Bland-Altman plots.
DentaliQ.ortho showed no statistically significant difference to the humans’ gold standard for all nine parameters examined and the overall accuracy of the evaluations could be described as high. There was also no statistically significant difference between WebCeph and the humans’ gold standard. However, compared to the other providers, the precision was the lowest for all parameters and the proportional error was the highest for almost all parameters. AudaxCeph showed statistically significant differences to the humans’ gold standard for seven parameters. For CephX, statistically significant differences to the humans’ gold standard were determined for five parameters. For the dental analysis in particular, a comparatively lower accuracy was recorded for all commercial AI providers examined.
The results show that there are significant differences in quality between commercial AI providers for fully automated cephalometric analysis. Although AI is promising in terms of saving time and assuring quality, it should currently only be used under the supervision of human experts.
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10.25972/OPUS-35180
publish
Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Lisa Marie Widmaier [geb. Wirth]
deu
swd
Kieferorthopädie
deu
swd
Künstliche Intelligenz
deu
swd
Fernröntgenseitenbild
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swd
Fernröntgenanalyse
deu
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FRS-Analyse
eng
uncontrolled
cephalometric analysis
Medizin und Gesundheit
open_access
Poliklinik für Kieferorthopädie
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35180/Widmaier_LisaMarie_Dissertation.pdf
32515
2022
eng
7
95
article
1
--
--
--
Unconventional superconductivity from weak coupling
We develop a joint formalism and numerical framework for analyzing the superconducting instability of metals from a weak coupling perspective. This encompasses the Kohn–Luttinger formulation of weak coupling renormalization group for superconductivity as well as the random phase approximation imposed on the diagrammatic expansion of the two-particle Green’s function. The central quantity to resolve is the effective interaction in the Cooper channel, for which we develop an optimized numerical framework. Our code is capable of treating generic multi-orbital models in two as well as three spatial dimensions and, in particular, arbitrary avenues of spin-orbit coupling.
The European Physical Journal B
1434-6028
10.1140/epjb/s10051-022-00371-4
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@articleDurrnagel.2022, author = Dürrnagel, Matteo and Beyer, Jacob and Thomale, Ronny and Schwemmer, Tilman, year = 2022, title = Unconventional superconductivity from weak coupling, volume = 95, number = 7, issn = 1434-6028, journal = The European Physical Journal B, doi = 10.1140/epjb/s10051-022-00371-4
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bibtex
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The European Physical Journal B (2022) 95:7, 112. DOI: 10.1140/epjb/s10051-022-00371-4
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Matteo Dürrnagel
Jacob Beyer
Ronny Thomale
Tilman Schwemmer
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superconducting instability
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metals
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uncontrolled
weak coupling
eng
uncontrolled
unconventional superconductivity
Physik
open_access
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik
Universität Würzburg
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32432
2023
eng
151-206
1-2
386
article
1
--
--
--
Convergent star products on cotangent bundles of Lie groups
For a connected real Lie group G we consider the canonical standard-ordered star product arising from the canonical global symbol calculus based on the half-commutator connection of G. This star product trivially converges on polynomial functions on T\(^*\)G thanks to its homogeneity. We define a nuclear Fréchet algebra of certain analytic functions on T\(^*\)G, for which the standard-ordered star product is shown to be a well-defined continuous multiplication, depending holomorphically on the deformation parameter \(\hbar\). This nuclear Fréchet algebra is realized as the completed (projective) tensor product of a nuclear Fréchet algebra of entire functions on G with an appropriate nuclear Fréchet algebra of functions on \({\mathfrak {g}}^*\). The passage to the Weyl-ordered star product, i.e. the Gutt star product on T\(^*\)G, is shown to preserve this function space, yielding the continuity of the Gutt star product with holomorphic dependence on \(\hbar\).
Mathematische Annalen
0025-5831
10.1007/s00208-022-02384-x
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@articleHeins.2023, author = Heins, Michael and Roth, Oliver and Waldmann, Stefan, year = 2023, title = Convergent star products on cotangent bundles of Lie groups, pages = 151–206, volume = 386, number = 1-2, issn = 0025-5831, journal = Mathematische Annalen, doi = 10.1007/s00208-022-02384-x
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2023-08-12T10:14:08+00:00
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bibtex
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Mathematische Annalen (2023) 386:1-2, 151-206 DOI: 10.1007/s00208-022-02384-x
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Michael Heins
Oliver Roth
Stefan Waldmann
eng
uncontrolled
Lie groups
eng
uncontrolled
star products
Mathematik
open_access
Institut für Mathematik
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32432/s00208-022-02384-x.pdf
32436
2022
eng
1913–1939
4
59
article
1
--
--
--
Compact sets in petals and their backward orbits under semigroups of holomorphic functions
Let (ϕ\(_t\))\(_{t≥0}\) be a semigroup of holomorphic functions in the unit disk \(\mathbb {D}\) and K a compact subset of \(\mathbb {D}\). We investigate the conditions under which the backward orbit of K under the semigroup exists. Subsequently, the geometric characteristics, as well as, potential theoretic quantities for the backward orbit of K are examined. More specifically, results are obtained concerning the asymptotic behavior of its hyperbolic area and diameter, the harmonic measure and the capacity of the condenser that K forms with the unit disk.
Potential Analysis
0926-2601
10.1007/s11118-022-10036-7
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@articleKourou.2022, author = Kourou, Maria and Zarvalis, Konstantinos, year = 2022, title = Compact Sets in Petals and Their Backward Orbits Under Semigroups of Holomorphic Functions, issn = 0926-2601, journal = Potential Analysis, doi = 10.1007/s11118-022-10036-7
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2023-08-12T10:14:08+00:00
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Potential Analysis (2023) 59:4, 1913–1939 DOI: 10.1007/s11118-022-10036-7
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Maria Kourou
Konstantinos Zarvalis
eng
uncontrolled
semigroup of holomorphic functions
eng
uncontrolled
backward orbit
eng
uncontrolled
petal
eng
uncontrolled
harmonic measure
eng
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condenser capacity
eng
uncontrolled
Koenigs function
eng
uncontrolled
green energy
eng
uncontrolled
hyperbolic area
Mathematik
Conformal mappings of special domains
Capacity and harmonic measure in the complex plane [See also 31A15]
Functional equations in the complex domain, iteration and composition of analytic functions [See also 34Mxx, 37Fxx, 39-XX]
Potentials and capacity, harmonic measure, extremal length [See also 30C85]
One-parameter semigroups and linear evolution equations [See also 34G10, 34K30]
open_access
Institut für Mathematik
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32436/s11118-022-10036-7.pdf
35123
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-01
--
2024-02-27
Evaluierung der Rezidivbestrahlung des Prostatakarzinoms
Evaluation of recurrent radiation therapy for prostate cancer
Es erfolgte eine Evaluierung von Bestrahlungsdaten aus der Strahlentherapie der Universitätsklinik Würzburg von 435 Patienten mit biochemischen oder klinischen Rezidiv des Prostatakarzinoms. Der primäre Endpunkt war das biochemisch rezidivfreie Überleben. Sekundäre Endpunkte waren das Auftreten von Fernmetastasen und das Versterben der Patienten. Zudem wurde der Einfluss patienten-, tumor-, und behandlungsspezifischer Faktoren überprüft.
Radiation data from radiotherapy at the University Hospital of Würzburg from 435 patients with biochemical or clinical recurrence of prostate cancer were evaluated. The primary endpoint was biochemical recurrence-free survival. Secondary endpoints were the occurrence of distant metastases and the death of the patients. In addition, the influence of patient-, tumor- and treatment-specific factors was examined.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-351230
10.25972/OPUS-35123
publish
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Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Leonie Constanze Zehner
deu
swd
Prostata
deu
swd
Rezidiv
deu
swd
Bestrahlung
deu
uncontrolled
Rezidivbestrahlung
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35123/Zehner_Leonie_Dissertation.pdf
32487
2022
eng
1791-1807
4
50
article
1
--
--
--
Moral responsibility for self-deluding beings
In this article, I argue for four theses. First, libertarian and compatibilist accounts of moral responsibility agree that the capability of practical reason is the central feature of moral responsibility. Second, this viewpoint leads to a reasons-focused account of human behavior. Examples of human action discussed in debates about moral responsibility suggest that typical human actions are driven primarily by the agent’s subjective reasons and are sufficiently transparent for the agent. Third, this conception of self-transparent action is a questionable idealization. As shown by psychological research on self-assessment, motivated reasoning, and terror management theory, humans oftentimes have only a limited understanding of their conduct. Self-deception is rather the rule than the exception. Fourth, taking the limited self-transparency of practical reason seriously leads to a socially contextualized conception of moral responsibility.
Philosophia
0048-3893
10.1007/s11406-022-00469-0
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@articleFranz.2022, author = Franz, David J., year = 2022, title = Moral Responsibility for Self-Deluding Beings, pages = 1791–1807, volume = 50, number = 4, issn = 0048-3893, journal = Philosophia, doi = 10.1007/s11406-022-00469-0
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2023-08-12T10:57:58+00:00
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Philosophia (2022) 50:4, 1791-1807. DOI: 10.1007/s11406-022-00469-0
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
David J. Franz
eng
uncontrolled
moral responsibility
eng
uncontrolled
self-deception
eng
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reasoning biases
eng
uncontrolled
practical reasoning
eng
uncontrolled
rationalization
eng
uncontrolled
motivated reasoning
Psychologie
open_access
Institut für Philosophie
Institut für Psychologie
Universität Würzburg
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32433
2023
eng
23-70
1
18
article
1
--
--
--
Modules and representations up to homotopy of Lie n-algebroids
This paper studies differential graded modules and representations up to homotopy of Lie n-algebroids, for general \(n\in {\mathbb {N}}\). The adjoint and coadjoint modules are described, and the corresponding split versions of the adjoint and coadjoint representations up to homotopy are explained. In particular, the case of Lie 2-algebroids is analysed in detail. The compatibility of a Poisson bracket with the homological vector field of a Lie n-algebroid is shown to be equivalent to a morphism from the coadjoint module to the adjoint module, leading to an alternative characterisation of non-degeneracy of higher Poisson structures. Moreover, the Weil algebra of a Lie n-algebroid is computed explicitly in terms of splittings, and representations up to homotopy of Lie n-algebroids are used to encode decomposed VB-Lie n-algebroid structures on double vector bundles.
Journal of Homotopy and Related Structures
2193-8407
10.1007/s40062-022-00322-x
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@articleJotz.2023, author = Jotz, M. and Mehta, R. A. and Papantonis, T., year = 2023, title = Modules and representations up to homotopy of Lie n-algebroids, pages = 23–70, volume = 18, number = 1, issn = 2193-8407, journal = Journal of Homotopy and Related Structures, doi = 10.1007/s40062-022-00322-x
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2023-08-12T10:14:08+00:00
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Journal of Homotopy and Related Structures (2023) 18:1, 23-70 DOI: 10.1007/s40062-022-00322-x
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
M. Jotz
R. A. Mehta
T. Papantonis
eng
uncontrolled
Lie n-algebroids
eng
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representations up to homotopy
eng
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differential graded modules
eng
uncontrolled
Poisson algebras
eng
uncontrolled
adjoint and coadjoint representations
Mathematik
open_access
Institut für Mathematik
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32433/s40062-022-00322-x.pdf
31933
2023
eng
2
8
article
1
--
2023-05-08
--
Immediate effects of isolated lumbar extension resistance exercise (ILEX) on spine posture and mobility measured with the IDIAG Spinal Mouse System
Posture and mobility are important aspects for spinal health. In the context of low back pain, strategies to alter postural anomalies (e.g., hyper/hypolordosis, hyper/hypokyphosis) and mobility deficits (e.g., bending restrictions) have been of interest to researchers and clinicians. Machine-based isolated lumbar extension resistance exercise (ILEX) has been used successfully for rehabilitation of patients suffering from low back pain. The aim of this study was to analyse the immediate effects of ILEX on spinal posture and mobility. In this interventional cohort study, the posture and mobility measures of 33 healthy individuals (m = 17, f = 16; mean age 30.0 years) were taken using the surface-based Spinal Mouse system (IDIAG M360©, Fehraltdorf, Switzerland). Individuals performed one exercise set to full exhaustion with an ILEX-device (Powerspine, Wuerzburg, Germany) in a standardized setup, including uniform range of motion and time under tension. Scans were made immediately before and after the exercise. There was an immediate significant decrease in standing lumbar lordosis and thoracic kyphosis. No change could be observed in standing pelvic tilt. Mobility measures showed a significant decrease in the lumbar spine and an increase in the sacrum. The results show that ILEX alters spine posture and mobility in the short-term, which may benefit certain patient groups.
Journal of Functional Morphology and Kinesiology
2411-5142
10.3390/jfmk8020060
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2023-06-07T11:30:19+00:00
sword
swordwue
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Journal of Functional Morphology and Kinesiology (2023) 8:2, 60. https://doi.org/10.3390/jfmk8020060
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Bruno Domokos
Lisa Beer
Stefanie Reuther
Christoph Raschka
Christoph Spang
eng
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low back pain
eng
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spine
eng
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posture
eng
uncontrolled
mobility
eng
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exercise
eng
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ILEX
eng
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surface scanner
Medizin und Gesundheit
open_access
Institut für Sportwissenschaft
Import
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/31933/jfmk-08-00060.pdf
32513
2022
eng
7
95
article
1
--
--
--
Better integrators for functional renormalization group calculations
We analyze a variety of integration schemes for the momentum space functional renormalization group calculation with the goal of finding an optimized scheme. Using the square lattice t-t' Hubbard model as a testbed we define and benchmark the quality. Most notably we define an error estimate of the solution for the ordinary differential equation circumventing the issues introduced by the divergences at the end of the FRG flow. Using this measure to control for accuracy we find a threefold reduction in number of required integration steps achievable by choice of integrator. We herewith publish a set of recommended choices for the functional renormalization group, shown to decrease the computational cost for FRG calculations and representing a valuable basis for further investigations.
The European Physical Journal B
1434-6028
10.1140/epjb/s10051-022-00378-x
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@articleBeyer.2022, author = Beyer, Jacob and Goth, Florian and Müller, Tobias, year = 2022, title = Better integrators for functional renormalization group calculations, volume = 95, number = 7, issn = 1434-6028, journal = The European Physical Journal B, doi = 10.1140/epjb/s10051-022-00378-x
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2023-08-12T11:07:24+00:00
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The European Physical Journal B (2022) 95:7, 116. DOI: 10.1140/epjb/s10051-022-00378-x
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Jacob Beyer
Florian Goth
Tobias Müller
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functional renormalization group
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uncontrolled
FRG
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FRG calculations
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integrators
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ordinary differential equations
eng
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ODE
Physik
open_access
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32513/s10051-022-00378-x.pdf
34920
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-02-09
--
2024-01-23
Weak Solutions to Mathematical Models of the Interaction between Fluids, Solids and Electromagnetic Fields
Schwache Lösungen für mathematische Modelle der Wechselwirkung zwischen Flüssigkeiten, Festkörpern und elektromagnetischen Feldern
We analyze the mathematical models of two classes of physical phenomena. The first class of phenomena we consider is the interaction between one or more insulating rigid bodies and an electrically conducting fluid, inside of which the bodies are contained, as well as the electromagnetic fields trespassing both of the materials. We take into account both the cases of incompressible and compressible fluids. In both cases our main result yields the existence of weak solutions to the associated system of partial differential equations, respectively. The proofs of these results are built upon hybrid discrete-continuous approximation schemes: Parts of the systems are discretized with respect to time in order to deal with the solution-dependent test functions in the induction equation. The remaining parts are treated as continuous equations on the small intervals between consecutive discrete time points, allowing us to employ techniques which do not transfer to the discretized setting. Moreover, the solution-dependent test functions in the momentum equation are handled via the use of classical penalization methods.
The second class of phenomena we consider is the evolution of a magnetoelastic material. Here too, our main result proves the existence of weak solutions to the corresponding system of partial differential equations. Its proof is based on De Giorgi's minimizing movements method, in which the system is discretized in time and, at each discrete time point, a minimization problem is solved, the associated Euler-Lagrange equations of which constitute a suitable approximation of the original equation of motion and magnetic force balance. The construction of such a minimization problem is made possible by the realization that, already on the continuous level, both of these equations can be written in terms of the same energy and dissipation potentials. The functional for the discrete minimization problem can then be constructed on the basis of these potentials.
Wir analysieren die mathematischen Modelle von zwei Arten physikalischer Phänomene. Die erste Art von Phänomenen, die wir betrachten, ist die Wechselwirkung zwischen einem oder mehreren isolierenden starren Körpern und einem elektrisch leitenden Fluid, das die Körper umgibt, sowie den elektromagnetischen Feldern in beiden Materialien. Wir untersuchen sowohl den Fall inkompressibler als auch kompressibler Fluide. In beiden Fällen liefert unser Hauptresultat die Existenz von schwachen Lösungen für das zugehörige System partieller Differentialgleichungen. Die Beweise dieser Resultate beruhen auf hybriden diskret-kontinuierlichen Approximationsmethoden: Teile der Systeme werden in der Zeit diskretisiert, um das Problem der lösungsabhängigen Testfunktionen in der Induktionsgleichung zu bewältigen. Die verbleibenden Gleichungen werden als kontinuierliche Gleichungen auf den kleinen Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden diskreten Zeitpunkten behandelt, sodass wir Techniken anwenden können, die sich nicht auf das diskretisierte System übertragen lassen. Darüber hinaus wird das Problem der lösungsabhängigen Testfunktionen in der Impulsgleichung durch die Verwendung klassischer Penalisierungsmethoden gelöst. Die zweite Art von Phänomenen, die wir betrachten, ist die Entwicklung eines magnetoelastischen Materials. Auch hier beweist unser Hauptresultat die Existenz schwacher Lösungen für das zugehörige System partieller Differentialgleichungen. Der Beweis basiert auf der Methode von De Giorgi, bei der das System in der Zeit diskretisiert und in jedem diskreten Zeitpunkt ein Minimierungsproblem gelöst wird, dessen zugehörige Euler-Lagrange-Gleichungen eine geeignete Approximation an die ursprüngliche Bewegungsgleichung und mikromagnetische Gleichung darstellen. Die Konstruktion eines solchen Minimierungsproblems wird durch die Erkenntnis ermöglicht, dass diese beiden Gleichungen bereits im kontinuierlichen System mithilfe derselben Energie- und Dissipationspotenziale ausgedrückt werden können. Das Funktional für das diskrete Minimierungsproblem kann dann auf Grundlage dieser Potenziale konstruiert werden.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-349205
10.25972/OPUS-34920
Department of Mathematical Analysis, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University in Prague
Mathematical Institute, Czech Academy of Sciences
publish
CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Jan Scherz
deu
swd
Fluid-Struktur-Wechselwirkung
deu
swd
Magnetoelastizität
deu
swd
Magnetohydrodynamik
deu
swd
Navier-Stokes-Gleichung
deu
swd
Zeitdiskrete Approximation
eng
uncontrolled
Fluid-structure interaction
eng
uncontrolled
Magnetoelasticity
eng
uncontrolled
Magnetohydrodynamics
eng
uncontrolled
Minimizing movements
eng
uncontrolled
Navier-Stokes equations
eng
uncontrolled
Rothe method
Analysis
Navier-Stokes equations [See also 76D05, 76D07, 76N10]
Maxwell equations
CALCULUS OF VARIATIONS AND OPTIMAL CONTROL; OPTIMIZATION [See also 34H05, 34K35, 65Kxx, 90Cxx, 93-XX]
Electromagnetic effects
Existence, uniqueness, and regularity theory [See also 35L60, 35L65, 35Q30]
Magnetohydrodynamics and electrohydrodynamics
open_access
Institut für Mathematik
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/34920/Scherz_Jan_Dissertation.pdf
31374
2023
eng
5
12
article
1
--
2023-04-28
--
Analyzing reporting on ransomware incidents: a case study
Knowledge about ransomware is important for protecting sensitive data and for participating in public debates about suitable regulation regarding its security. However, as of now, this topic has received little to no attention in most school curricula. As such, it is desirable to analyze what citizens can learn about this topic outside of formal education, e.g., from news articles. This analysis is both relevant to analyzing the public discourse about ransomware, as well as to identify what aspects of this topic should be included in the limited time available for this topic in formal education. Thus, this paper was motivated both by educational and media research. The central goal is to explore how the media reports on this topic and, additionally, to identify potential misconceptions that could stem from this reporting. To do so, we conducted an exploratory case study into the reporting of 109 media articles regarding a high-impact ransomware event: the shutdown of the Colonial Pipeline (located in the east of the USA). We analyzed how the articles introduced central terminology, what details were provided, what details were not, and what (mis-)conceptions readers might receive from them. Our results show that an introduction of the terminology and technical concepts of security is insufficient for a complete understanding of the incident. Most importantly, the articles may lead to four misconceptions about ransomware that are likely to lead to misleading conclusions about the responsibility for the incident and possible political and technical options to prevent such attacks in the future.
Social Sciences
2076-0760
10.3390/socsci12050265
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2023-05-05T13:22:47+00:00
sword
swordwue
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Social Sciences (2023) 12:5, 265. https://doi.org/10.3390/socsci12050265
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
André Greubel
Daniela Andres
Martin Hennecke
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uncontrolled
media analysis
eng
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informal education
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IT security
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ransomware
eng
uncontrolled
misconceptions
Datenverarbeitung; Informatik
open_access
Institut für Informatik
Import
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/31374/socsci-12-00265-v2.pdf
32475
2023
eng
719-741
3
22
article
1
--
--
--
Phenomenological explanation: towards a methodological integration in phenomenological psychopathology
Whether, and in what sense, research in phenomenology and phenomenological psychopathology has—in addition to its descriptive and hermeneutic value—explanatory power is somewhat controversial. This paper shows why it is legitimate to recognize such explanatory power. To this end, the paper analyzes two central concerns underlying the debate about explanation in phenomenology: (a) the warning against reductionism, which is implicit in a conception of causal explanation exclusively based on models of natural/physical causation; and (b) the warning against top-down generalizations, which neglect the specificity of the individual. While acknowledging that these two caveats express serious concerns regarding the debate on explanatory models, I show that phenomenology has the resources to respond to them. These can be found in analyses of different types of causation relating to different regions of reality and in the structure of explanatory models based on exemplarity. On the basis of these analyses, I defend a pluralist account vis-à-vis explanatory models.
Phenomenology and the Cognitive Sciences
1568-7759
10.1007/s11097-022-09828-4
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@articleSumma.2023, author = Summa, Michela, year = 2023, title = Phenomenological explanation: towards a methodological integration in phenomenological psychopathology, pages = 719–741, volume = 22, number = 3, issn = 1568-7759, journal = Phenomenology and the Cognitive Sciences, doi = 10.1007/s11097-022-09828-4
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2023-08-12T10:54:30+00:00
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Phenomenology and the Cognitive Sciences (2023) 22:3, 719-741. DOI: 10.1007/s11097-022-09828-4
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Michela Summa
eng
uncontrolled
causality
eng
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conditionality
eng
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motivation
eng
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phenomenology
eng
uncontrolled
exemplarity
Philosophie und Psychologie
open_access
Institut für Philosophie
Universität Würzburg
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32473
2022
eng
221-226
2
38
review
1
--
--
--
Book Review: The Routledge Handbook of Phenomenology of Agency
No abstract available.
Husserl Studies
0167-9848
10.1007/s10743-022-09303-7
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@articleSpano.2022, author = Spano, Nicola, year = 2022, title = Book Review: The Routledge Handbook of Phenomenology of Agency, pages = 221–226, volume = 38, number = 2, issn = 0167-9848, journal = Husserl Studies, doi = 10.1007/s10743-022-09303-7
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2023-08-12T10:54:30+00:00
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64d764e6613f08.11980788
Husserl Studies (2022) 38:2, 221-226. DOI: 10.1007/s10743-022-09303-7
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Nicola Spano
eng
uncontrolled
Erhard, C., & Keiling, T. / The Routledge Handbook of Phenomenology of Agency
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book review
Philosophie und Psychologie
open_access
Institut für Philosophie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32473/s10743-022-09303-7.pdf
31368
2023
eng
5
13
article
1
--
2023-04-27
--
The potassium efflux system Kef: bacterial protection against toxic electrophilic compounds
Kef couples the potassium efflux with proton influx in gram-negative bacteria. The resulting acidification of the cytosol efficiently prevents the killing of the bacteria by reactive electrophilic compounds. While other degradation pathways for electrophiles exist, Kef is a short-term response that is crucial for survival. It requires tight regulation since its activation comes with the burden of disturbed homeostasis. Electrophiles, entering the cell, react spontaneously or catalytically with glutathione, which is present at high concentrations in the cytosol. The resulting glutathione conjugates bind to the cytosolic regulatory domain of Kef and trigger activation while the binding of glutathione keeps the system closed. Furthermore, nucleotides can bind to this domain for stabilization or inhibition. The binding of an additional ancillary subunit, called KefF or KefG, to the cytosolic domain is required for full activation. The regulatory domain is termed K+ transport–nucleotide binding (KTN) or regulator of potassium conductance (RCK) domain, and it is also found in potassium uptake systems or channels in other oligomeric arrangements. Bacterial RosB-like transporters and K+ efflux antiporters (KEA) of plants are homologs of Kef but fulfill different functions. In summary, Kef provides an interesting and well-studied example of a highly regulated bacterial transport system.
Membranes
2077-0375
10.3390/membranes13050465
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sword
swordwue
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Membranes (2023) 13:5, 465. https://doi.org/10.3390/membranes13050465
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Tim Rasmussen
eng
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potassium homeostasis
eng
uncontrolled
monovalent cation:proton antiporter-2 (CPA2) family
eng
uncontrolled
gram-negative bacteria
eng
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stress response
eng
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RCK domain
eng
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KEA
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Rudolf-Virchow-Zentrum
Import
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/31368/membranes-13-00465.pdf
34621
2024
eng
doctoralthesis
1
2023-12-10
--
2023-12-01
Development of multicellular \(in\) \(vitro\) models of the meningeal blood-CSF barrier to study \(Neisseria\) \(meningitidis\) infection
Entwicklung multizellulärer \(in\) \(vitro\) Modelle der meningealen Blut-Liquor Schranke zur Untersuchung der \(Neisseria\) \(meningitidis\) Infektion
Neisseria meningitidis (the meningococcus) is one of the major causes of bacterial meningitis, a life-threatening inflammation of the meninges. Traversal of the meningeal blood-cerebrospinal fluid barrier (mBCSFB), which is composed of highly specialized brain endothelial cells (BECs), and subsequent interaction with leptomeningeal cells (LMCs) are critical for disease progression. Due to the human-exclusive tropism of N. meningitidis, research on this complex host-pathogen interaction is mostly limited to in vitro studies. Previous studies have primarily used peripheral or immortalized BECs alone, which do not retain relevant barrier phenotypes in culture. To study meningococcal interaction with the mBCSFB in a physiologically more accurate context, BEC-LMC co-culture models were developed in this project using BEC-like cells derived from induced pluripotent stem cells (iBECs) or hCMEC/D3 cells in combination with LMCs derived from tumor biopsies.
Distinct BEC and LMC layers as well as characteristic expression of cellular markers were observed using transmission electron microscopy (TEM) and immunofluorescence staining. Clear junctional expression of brain endothelial tight and adherens junction proteins was detected in the iBEC layer. LMC co-culture increased iBEC barrier tightness and stability over a period of seven days, as determined by sodium fluorescein (NaF) permeability and transendothelial electrical resistance (TEER). Infection experiments demonstrated comparable meningococcal adhesion and invasion of the BEC layer in all models tested, consistent with previously published data. While only few bacteria crossed the iBEC-LMC barrier initially, transmigration rates increased substantially over 24 hours, despite constant high TEER. After 24 hours of infection, deterioration of the barrier properties was observed including loss of TEER and altered expression of tight and adherens junction components. Reduced mRNA levels of ZO-1, claudin-5, and VE-cadherin were detected in BECs from all models. qPCR and siRNA knockdown data suggested that transcriptional downregulation of these genes was potentially but not solely mediated by Snail1. Immunofluorescence staining showed reduced junctional coverage of occludin, indicating N. meningitidis-induced post-transcriptional modulation of this protein, as previous studies have suggested. Together, these results suggest a potential combination of transcellular and paracellular meningococcal traversal of the mBCSFB, with the more accessible paracellular route becoming available upon barrier disruption after prolonged N. meningitidis infection. Finally, N. meningitidis induced cellular expression of pro-inflammatory cytokines and chemokines such as IL-8 in all mBCSFB models. Overall, the work described in this thesis highlights the usefulness of advanced in vitro models of the mBCSFB that mimic native physiology and exhibit relevant barrier properties to study infection with meningeal pathogens such as N. meningitidis.
Neisseria meningitidis (der Meningokokkus) ist einer der Hauptursachen bakterieller Meningitis, einer lebensbedrohlichen Entzündung der Hirnhäute. Entscheidend für das für das Voranschreiten der Krankheit ist die Fähigkeit des Erregers, die meningeale Blut-Liquor-Schranke (mBCSFB), bestehend aus spezialisierten Hirnendothelzellen (BECs) und leptomeningealen Zellen (LMCs), zu überwinden und in den submeningealen Raum einzudringen. Da es sich bei N. meningitidis um ein rein humanes Pathogen handelt, beschränkt sich die Erforschung dieser speziellen Interaktion primär auf die Verwendung von in vitro Modellen. Bisher wurden hierfür hauptsächlich periphere oder immortalisierte BECs verwendet, welchen jedoch wichtige Barriere-Eigenschaften fehlen. Um die Interaktion von N. meningitidis mit der mBCSFB in einem physiologisch relevanteren Umfeld zu untersuchen, wurden in dieser Arbeit neuartige BEC-LMC Kokulturmodelle entwickelt.
Dabei wurden sowohl BEC-ähnliche Zellen, die aus induzierten pluripotenten Stammzellen generiert wurden (iBECs), als auch hCMEC/D3 Zellen verwendet und zusammen mit LMCs aus Tumorbiopsien kultiviert. Mittels Transmissions-Elektronenmikroskopie und Immunfluoreszenzfärbung konnten die unterschiedlichen Zellschichten und deren Expression charakteristischer zellulärer Marker dargestellt werden. Durchgängige Expression von wichtigen Bestandteilen Barriere-formender Zellverbindungen, sogenannter Tight und Adherens Junctions, wurde in der iBEC-Schicht beobachtet. Die Integrität der zellulären Barriere wurde mittels transendothelialer elektrischer Resistenz (TEER) und Permeabilität gegenüber Natrium-Fluorescein (NaF) bestimmt. Erhöhte TEER-Werte und verringerte NaF-Permeabilität, gemessen über einen Zeitraum von sieben Tagen, zeigten eine durch die Kokultur mit LMCs ausgelöste Steigerung der Dichtigkeit und Stabilität der iBEC-Barriere.
Infektionsexperimente mit N. meningitidis zeigten in allen Modellen vergleichbare bakterielle Adhäsion und Invasion der BEC-Schicht. Bakterielle Transmigration durch die gesamten Zellbarriere war im iBEC-LMC Modell kurz nach Infektion nur in geringem Maße detektierbar, nahm jedoch innerhalb von 24 Stunden deutlich zu. Interessanterweise wurde bis zu 24 Stunden nach Infektion noch eine hohe Integrität der Barriere gemessen, welche allerdings im weiteren Verlauf verloren ging. Neben signifikantem TEER-Verlust wurde eine verringerte Expression der Tight und Adherens Junction Proteine ZO-1, claudin-5, und VE-cadherin mittels qPCR festgestellt. qPCR und siRNA Knockdown Experimente deuteten darauf hin, dass dies möglicherweise, aber nicht ausschließlich, auf den Transkriptionsfaktor Snail1 zurückzuführen war. Zusätzlich zu den beobachteten Effekten auf die zelluläre Transkription von Tight Junction Genen, zeigten Immunfluoreszenzfärbungen eine verringerte Expression von Occludin an den Zell-Zell-Verbindungen, was auf eine post-translationale Modulation schließen lässt. Zusammen deuten die Ergebnisse dieser Infektionsstudien auf eine mögliche Kombination aus trans- und parazellulärer bakterieller Transmigration der mBCSFB hin. Zuletzt wurden in dieser Arbeit noch die Immunaktivierung von BECs nach N. meningitidis Infektion in den neuen BEC-LMC Kokulturmodellen untersucht. Hierbei wurde eine erhöhte Expression von Zytokinen, insbesondere Interleukin-8, beobachtet.
Insgesamt konnten in dieser Arbeit neue, fortschrittlicher in vitro Modelle der mBCSFB entwickelt werden, welche die humane Physiologie besser widerspiegeln und daher für Infektionsstudien mit Meningitis-verursachenden Erregern wie N. meningitidis von besonderem Nutzen sind.
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10.25972/OPUS-34621
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CC BY-SA: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International
Leo Maximilian Endres
deu
swd
Bakterielle Hirnhautentzündung
deu
swd
Blut-Liquor-Schranke
deu
swd
Induzierte pluripotente Stammzelle
deu
swd
Neisseria meningitidis
deu
swd
In-vitro-Kultur
eng
uncontrolled
Brain endothelial cells
eng
uncontrolled
Leptomeningeal cells
deu
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Hirnendothelzellen
deu
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Leptomeningealzellen
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Graduate School of Life Sciences
Institut für Hygiene und Mikrobiologie
Universität Würzburg
Universität Würzburg
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31360
2023
eng
4
12
article
1
--
2023-04-21
--
The Unseen — an investigative analysis of thematic and spatial coverage of news on the ongoing refugee crisis in West Africa
The fastest growing regional crisis is happening in West Africa today, with over 8 million people considered persons of concern. A culmination of identity politics, climate-driven disasters, and extreme poverty has led to this humanitarian crisis in the region and is exacerbated by a lack of political will and misplaced media attention. The current state of the art does not present sufficient investigations of the thematic and spatial coverage of news media of this crisis in this region. This paper studies the spatial coverage of this crisis as reported in the media, and the themes associated with those locations, based on a curated dataset. For the time frame 12 March to 15 September 2021, 2017 news articles related to the refugee crisis in West Africa were examined and manually coded based on (1) the geographical locations mentioned in each article; (2) the themes found in the articles in reference to a location (e.g., Relocation of people in Abuja). The dataset introduces a thematic dimension, as never achieved before, to the conflict-ridden areas in West Africa. A comparative analysis with UNHCR (United Nations High Commissioner for Refugees) data showed that 96.8% of refugee-related locations in West Africa were not covered by news during the considered time frame. Contrastingly, 80.4% of locations mentioned in the news do not appear in the UNHCR repository. Most news articles published during this time frame reported on Development aid or Political statements. Linear multiple regression analysis showed GDP per capita and political stability to be among the most influential determinants of news coverage.
ISPRS International Journal of Geo-Information
2220-9964
10.3390/ijgi12040175
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sword
swordwue
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ISPRS International Journal of Geo-Information (2023) 12:4, 175. https://doi.org/10.3390/ijgi12040175
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Hansi Senaratne
Martin Mühlbauer
Ralph Kiefl
Andrea Cárdenas
Lallu Prathapan
Torsten Riedlinger
Carolin Biewer
Hannes Taubenböck
eng
uncontrolled
West African refugee crisis
eng
uncontrolled
news media reporting
eng
uncontrolled
spatio-thematic coverage
Politikwissenschaft
open_access
Neuphilologisches Institut - Moderne Fremdsprachen
Institut für Geographie und Geologie
Import
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/31360/ijgi-12-00175.pdf
32474
2022
eng
251-271
3
38
article
1
--
--
--
Husserl’s taxonomy of action
In the present article I discuss, in confrontation with the most recent studies on Husserl’s phenomenology of acting and willing, the taxonomy of action that is collected in the volume ‘Wille und Handlung’ of the Husserliana edition Studien zur Struktur des Bewussteins. In so doing, I first present Husserl’s universal characterization of action (Handlung) as a volitional process (willentlicher Vorgang). Then, after clarifying what it means for a process to have a character of volitionality (Willentlichkeit), I illustrate the various types of actions, which Husserl distinguishes as ‘straightforward’ (schlicht) or ‘deciding’ (entscheidend), ‘primary’ (primär) or ‘secondary’ (sekundär), ‘inner’ (innere) or ‘outer’ (äußere), ‘immediate’ (unmittelbar) or mediate (mittelbar), ‘simple’ (einfach) or ‘compound’ (zusammengesetzt). Finally, I consider Husserl’s discussion of the direction and foundation of action.
Husserl Studies
0167-9848
10.1007/s10743-022-09306-4
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@articleSpano.2022b, author = Spano, Nicola, year = 2022, title = Husserl’s Taxonomy of Action, pages = 251–271, volume = 38, number = 3, issn = 0167-9848, journal = Husserl Studies, doi = 10.1007/s10743-022-09306-4
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Husserl Studies (2022) 38:3, 251-271. DOI: 10.1007/s10743-022-09306-4
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Nicola Spano
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Edmund Husserl
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action
eng
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phenomenology of acting and willing
Philosophie und Psychologie
open_access
Institut für Philosophie
Universität Würzburg
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32514
2023
eng
599-604
2
97
article
1
--
--
--
Coherence and path indistinguishability for the interference of multiple single-mode fields
A well-known result for the interference of two single-mode fields is that the degree of coherence and the degree of indistinguishability are the same when we consider the detection of a single photon. In this article, we present the relation between the degree of coherence, path indistinguishability and the fringe visibility considering interference of multiple numbers of single-mode fields while being interested in the detection of a single photon only. We will also mention how Born’s rule of interference for multiple sources is reflected in these results.
Indian Journal of Physics
0973-1458
10.1007/s12648-022-02398-w
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@articleDas.2023, author = Das, Rathindra Nath and Sounda, Sobhan Kumar, year = 2023, title = Coherence and path indistinguishability for the interference of multiple single-mode fields, pages = 599–604, volume = 97, number = 2, issn = 0973-1458, journal = Indian Journal of Physics, doi = 10.1007/s12648-022-02398-w
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Indian Journal of Physics (2023) 97:2, 599-604. DOI: 10.1007/s12648-022-02398-w
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Rathindra Nath Das
Sobhan Kumar Sounda
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path indistinguishability
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coherence
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quantum optics
Physik
open_access
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik
Universität Würzburg
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31355
2023
eng
4
12
article
1
--
2023-04-13
--
Long-term effects of perceived friendship with intelligent voice assistants on usage behavior, user experience, and social perceptions
Social patterns and roles can develop when users talk to intelligent voice assistants (IVAs) daily. The current study investigates whether users assign different roles to devices and how this affects their usage behavior, user experience, and social perceptions. Since social roles take time to establish, we equipped 106 participants with Alexa or Google assistants and some smart home devices and observed their interactions for nine months. We analyzed diverse subjective (questionnaire) and objective data (interaction data). By combining social science and data science analyses, we identified two distinct clusters—users who assigned a friendship role to IVAs over time and users who did not. Interestingly, these clusters exhibited significant differences in their usage behavior, user experience, and social perceptions of the devices. For example, participants who assigned a role to IVAs attributed more friendship to them used them more frequently, reported more enjoyment during interactions, and perceived more empathy for IVAs. In addition, these users had distinct personal requirements, for example, they reported more loneliness. This study provides valuable insights into the role-specific effects and consequences of voice assistants. Recent developments in conversational language models such as ChatGPT suggest that the findings of this study could make an important contribution to the design of dialogic human–AI interactions.
Computers
2073-431X
10.3390/computers12040077
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2023-05-05T10:40:17+00:00
sword
swordwue
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Computers (2023) 12:4, 77. https://doi.org/10.3390/computers12040077
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Carolin Wienrich
Astrid Carolus
André Markus
Yannik Augustin
Jan Pfister
Andreas Hotho
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intelligent voice assistant
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smart speaker
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social relationship
eng
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social role
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long-term analysis
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social interaction
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human–computer interaction
eng
uncontrolled
anthropomorphism
Datenverarbeitung; Informatik
open_access
Institut für Informatik
Institut Mensch - Computer - Medien
Import
Universität Würzburg
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32512
2022
eng
443-457
4
30
article
1
--
--
--
Achiasmatic meiosis in the unisexual Amazon molly, Poecilia formosa
Unisexual reproduction, which generates clonal offspring, is an alternative strategy to sexual breeding and occurs even in vertebrates. A wide range of non-sexual reproductive modes have been described, and one of the least understood questions is how such pathways emerged and how they mechanistically proceed. The Amazon molly, Poecilia formosa, needs sperm from males of related species to trigger the parthenogenetic development of diploid eggs. However, the mechanism, of how the unreduced female gametes are produced, remains unclear. Cytological analyses revealed that the chromosomes of primary oocytes initiate pachytene but do not proceed to bivalent formation and meiotic crossovers. Comparing ovary transcriptomes of P. formosa and its sexual parental species revealed expression levels of meiosis-specific genes deviating from P. mexicana but not from P. latipinna. Furthermore, several meiosis genes show biased expression towards one of the two alleles from the parental genomes. We infer from our data that in the Amazon molly diploid oocytes are generated by apomixis due to a failure in the synapsis of homologous chromosomes. The fact that this failure is not reflected in the differential expression of known meiosis genes suggests the underlying molecular mechanism may be dysregulation on the protein level or misexpression of a so far unknown meiosis gene, and/or hybrid dysgenesis because of compromised interaction of proteins from diverged genomes.
Chromosome Research
10.1007/s10577-022-09708-2
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@articleDedukh.2022, author = Dedukh, Dmitrij and Da Cruz, Irene and Kneitz, Susanne and Marta, Anatolie and Ormanns, Jenny and Tichopád, Tomáš and Lu, Yuan and Alsheimer, Manfred and Janko, Karel and Schartl, Manfred, year = 2022, title = Achiasmatic meiosis in the unisexual Amazon molly, Poecilia formosa, pages = 443–457, volume = 30, number = 4, journal = Chromosome research : an international journal on the molecular, supramolecular and evolutionary aspects of chromosome biology, doi = 10.1007/s10577-022-09708-2
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2023-08-12T11:06:37+00:00
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Chromosome Research (2022) 30:4, 443-457. DOI: 10.1007/s10577-022-09708-2
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Dmitrij Dedukh
Irene Da Cruz
Susanne Kneitz
Anatolie Marta
Jenny Ormanns
Tomáš Tichopád
Yuan Lu
Manfred Alsheimer
Karel Janko
Manfred Schartl
eng
uncontrolled
meiosis
eng
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parthenogenesis
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synaptonemal complex
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recombination
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crossing-over
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achiasmatic
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transcriptome
eng
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oogenesis
Medizin und Gesundheit
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
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35149
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-03-05
--
2023-12-12
Morphologie und bildgebende Veränderung in der Magnetresonanztomographie bei pädiatrischen Patienten/innen mit Rezidiven eines kranialen Ependymoms - Kohorte der Deutschen HIT- REZ Studie
Morphology and imaging changes in magnetic resonance imaging in pediatric patients with recurrences of cranial ependymoma - cohort of the German HIT-REZ study
In dieser Arbeit wurde einerseits retrospektiv untersucht, wie sich supratentorielle und infratentorielle Ependymome bildmorphologisch unterscheiden, ob Lokalrezidive eines Ependymoms dessen Bildeigenschaften teilen und welche Art von Rezidiven im Verlauf auftreten können. Die von uns beschriebenen Bildcharakteristika der Ependymome decken sich zum größten Teil mit bereits veröffentlichten Studien. Supratentorielle Ependymome unterscheiden sich signifikant in ihrer Bildmorphologie im Vergleich zu Ependymome der hintern Schädelgrube. Alle pädiatrischen Ependymompatienten/innen in unserem Kollektiv erkrankten an mindestens einem Rezidiv. Am häufigsten traten Lokalrezidive gefolgt von Meningeosen im ersten Rezidiv auf. Seltener fanden sich transiente postradiogene Läsionen, Diffuse intrinsische Ponsgliome und extraneurale Metastasen. Der bildmorphologische Vergleich, Primarius versus Lokalrezidiv ergab überwiegend ähnliche bildgebende Eigenschaften vor allem im Signalverhalten, Tumorbegrenzung und KM-Aufnahme sowie KM anreichernder Tumoranteil. Die kranielle Meningeose präsentierte sich zum ersten Rezidivzeitpunkt different zum Primärtumor. Die extraneuralen Metastasen hatten bildcharakteristisch Ähnlichkeiten zum Primärtumor. Bei der Bewertung neuer intraparenchymaler Läsionen sollte immer der zeitliche Zusammenhang zur letzten Therapie und damit mögliche vorübergehende postradiologischen Veränderungen berücksichtigt werden.
Letztlich ist das pädiatrische Ependymom und Ependymomrezidiv ein komplexes und immer noch unvollständiges erfasstes Krankheitsbild. Durch umfangreichere Studien und die Zusammenführung dieser Ergebnisse könnte schlussendlich die Komplexität des Krankheitsbildes und somit die Therapieoptionen verbessert werden. Durch unsere Studie gelang einerseits die Beschreibung und der Vergleich des primären Ependymoms bezüglich supra- und infratentorieller Lokalisation und andererseits gelang eine neuroradiologische Beschreibung von Ependymomrezidiven im Vergleich zum primären Ependymom, wodurch in Zukunft die Nachsorge der Ependymomrezidive und die Therapieoptionen optimiert werden könnten.
On the one hand, this work retrospectively investigated how supratentorial and infratentorial ependymomas differ in image morphology, whether local recurrences of an ependymoma share its image characteristics and what kind of recurrences can occur in the course of the disease. The image characteristics of ependymomas we describe largely correspond with studies that have already been published. Supratentorial ependymomas differ significantly in their image morphology compared to ependymomas of the posterior cranial fossa. All pediatric ependymoma patients in our collective suffered from at least one recurrence. Local recurrences were most common, followed by meningiosis in the first recurrence. Transient post-radiogenic lesions, diffuse intrinsic pontine gliomas and extraneural metastases were found less frequently. The image morphological comparison, primarius versus local recurrence, showed predominantly similar imaging properties, especially in terms of signal behavior, tumor limitation and contrast-enhancement intensity and volume. Cranial meningiosis was different from the primary tumor at the first time of recurrence. Extraneural metastases had similarities imaging characteristics to the primary tumor. The interpretation of new intraparenchymal lesions should consider the recent therapies and so that possible temporary post-radiological changes are taken into account. Ultimately, pediatric ependymoma and ependymoma recurrence is a complex and still incompletely recorded clinical picture. Through more extensive studies and the consolidation of these results, the complexity of the clinical picture and thus the treatment options could ultimately be improved.
On the one hand, our study succeeded in describing and comparing the primary ependymoma with regard to supra- and infratentorial localization and, on the other hand, a neuroradiological description of ependymoma recurrences compared to primary ependymomoma, which could optimize the follow-up of ependymoma recurrences and treatment options in the future.
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10.25972/OPUS-35149
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true
Deutsches Urheberrecht mit Print on Demand
Judith Josefine Birgitta Krumma
deu
swd
Ependymom
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Pädiatrie
eng
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Ependymoma
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Neuroradiology
eng
uncontrolled
Paediatrics
deu
swd
Neuroradiologie
deu
swd
Kinderheilkunde
Krankheiten
open_access
Institut für diagnostische und interventionelle Neuroradiologie (ehem. Abteilung für Neuroradiologie)
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35149/Krumma_Judith_Dissertation.pdf
32472
2023
eng
155-167
1
16
article
1
--
--
--
Simultaneous determination of the saponification value, acid value, ester value, and iodine value in commercially available red fruit oil (Pandanus conoideus, Lam.) using \(^1\)H qNMR spectroscopy
Red fruit oil (RFO) can be extracted from fruits of Pandanus conoideus, Lam., an endogenous plant of Papua, Indonesia. It is a commonly used essential original traditional medicine. By applying a newly developed quantitative \(^1\)H NMR (qNMR) spectroscopy method for quality assessment, a simultaneous determination of the saponification value (SV), acid value (AV), ester value (EV), and iodine value (IV) in RFO was possible. Dimethyl sulfone (DMSO\(_2\)) was used as an internal standard. Optimization of NMR parameters, such as NMR pulse sequence, relaxation delay time, and receiver gain, finally established the \(^1\)H NMR-based quantification approach. Diagnostic signals of the internal standard at δ = 2.98 ppm, SV at δ = 2.37–2.20 ppm, AV at δ = 2.27–2.20 ppm, EV at δ = 2.37–2.27 ppm, and IV at δ = 5.37–5.27 ppm, respectively, were used for quantitative analysis. The method was validated concerning linearity (R\(^2\) = 0.999), precision (less than 0.83%), and repeatability in the range 99.17–101.17%. Furthermore, this method was successfully applied to crude RFO, crude RFO with palmitic and oleic acid addition, and nine commercial products. The qNMR results for the respective fat values are in accordance with the results of standard methods, as can be seen from the F- and t-test (< 1.65 and < 1.66, respectively). The fundamental advantages of qNMR, such as its rapidity and simplicity, make it a feasible and existing alternative to titration for the quality control of RFO.
Food Analytical Methods
1936-9751
10.1007/s12161-022-02401-4
urn:nbn:de:bvb:20-opus-324728
@articleTriyasmono.2023, author = Triyasmono, Liling and Schollmayer, Curd and Schmitz, Jens and Hovah, Emilie and Lombo, Cristian and Schmidt, Sebastian and Holzgrabe, Ulrike, year = 2023, title = Simultaneous Determination of the Saponification Value, Acid Value, Ester Value, and Iodine Value in Commercially Available Red Fruit Oil (Pandanus conoideus, Lam.) Using 1H qNMR Spectroscopy, pages = 155–167, volume = 16, number = 1, issn = 1936-9751, journal = Food Analytical Methods, doi = 10.1007/s12161-022-02401-4
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2023-08-12T10:53:12+00:00
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Food Analytical Methods (2023) 16:1, 155-167. DOI: 10.1007/s12161-022-02401-4
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Liling Triyasmono
Curd Schollmayer
Jens Schmitz
Emilie Hovah
Cristian Lombo
Sebastian Schmidt
Ulrike Holzgrabe
eng
uncontrolled
quantitative 1H NMR
eng
uncontrolled
saponification Value
eng
uncontrolled
acid value
eng
uncontrolled
ester value
eng
uncontrolled
iodine value
eng
uncontrolled
red fruit oil
Medizin und Gesundheit
open_access
Institut für Pharmazie und Lebensmittelchemie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32472/s12161-022-02401-4.pdf
32471
2023
eng
87-95
1
86
article
1
--
--
--
Method development, optimization, and validation of the separation of ketamine enantiomers by capillary electrophoresis using design of experiments
Capillary electrophoresis was chosen as cost-effective and robust method to separate ketamine enantiomers. For the method development, first different native and modified cyclodextrins were tested. The most promising chiral selector was α-cyclodextrin. A design of experiments (DoE) was carried out, which started with the screening of relevant factors. Based on these results, the method was optimized according to the significant factors (buffer, cyclodextrin concentration, pH value, voltage, temperature) of the screening based on the response resolution and migration time of the later migrating enantiomer. The optimized conditions consisted of a background electrolyte with 275 mM TRIS, adjusted with 85% phosphoric acid to a pH of 2.50, and 50 mM α-cyclodextrin, at a temperature of 15 °C, an applied voltage of 30 kV and an injection pressure of 1.0 psi for 10 s. A fused-silica capillary with a total length of 70 cm and an effective length to the detector of 60 cm was used. The method was validated according to ICH guideline Q2 R(1). The limit of quantification was 3.51 µg mL\(^{−1}\) for S-ketamine and 3.98 µg mL\(^{−1}\)for R-ketamine. The method showed good linearity for racemic ketamine with R\(^2\) of 0.9995 for S-ketamine and 0.9994 for R-ketamine. The lowest quantifiable content of S-ketamine found in R-ketamine was 0.45%.
Chromatographia
0009-5893
10.1007/s10337-022-04229-w
urn:nbn:de:bvb:20-opus-324713
@articleSchmidt.2023, author = Schmidt, Sebastian and Holzgrabe, Ulrike, year = 2023, title = Method Development, Optimization, and Validation of the Separation of Ketamine Enantiomers by Capillary Electrophoresis Using Design of Experiments, pages = 87–95, volume = 86, number = 1, issn = 0009-5893, journal = Chromatographia, doi = 10.1007/s10337-022-04229-w
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2023-08-12T10:53:12+00:00
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Chromatographia (2023) 86:1, 87-95. DOI: 10.1007/s10337-022-04229-w
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Sebastian Schmidt
Ulrike Holzgrabe
eng
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ketamine
eng
uncontrolled
capillary electrophoresis
eng
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design of experiments
eng
uncontrolled
cyclodextrins
eng
uncontrolled
enantiomers
Medizin und Gesundheit
open_access
Institut für Pharmazie und Lebensmittelchemie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32471/s10337-022-04229-w.pdf
35125
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-01
--
2024-02-09
Electrochemical and Mechanical Interplay of State-of-the-Art and Next-Generation Lithium-Ion Batteries
Elektrochemisches und mechanisches Wechselspiel von heutigen und zukünftigen Lithium-Ionen Batterien
The demand for LIB with enhanced energy densities leads to increased utilization of the space within the confinements of the battery housing or to the use of electrode material with increased intrinsic specific energy densities. Both requirements result in more stress on the battery electrodes and separator during cycling or aging. However, the effect of mechanical strain on the cell’s electrochemistry and thus the performance of batteries is rather unexplored compared to the impact of current or temperature, for example. The objective of this thesis was to give a better understanding of the electrochemical and mechanical interplay in current- and next-generation lithium based battery cells. Therefore, the thesis was structured into the investigations on SoA and next-generation LIBs. For SoA LIBs, the investigations of the interplay started at laboratory scale. Here, the expansion of various electrodes and also the impact of mechanical pressure and its distribution on the performance of the cells were
studied. The investigations at laboratory scale was followed by an examination of the electrochemical and mechanical interactions on large format commercial LIBs which are used in BEVs. Accordingly, the effect of bracing and its effect on the performance was studied in an aging and post-mortem study. To gain a deeper understanding of the mechanical changes in LIBs, an ultrasonic study was performed for pouch cells. Here, the mechanical changes were further investigated in dependence of SoC and SoH. The effects of the mechanical stress on the performance for next-generation batteries were studied at laboratory scale. In the beginning, the expansion of next-generation anode materials such as silicon and lithium was compared with today’s anode materials. Furthermore, the effect of mechanical pressure and electrolyte on the irreversible dilation and performance was investigated for lithium metal cells. Overall, it was shown that pressure has a significant effect on the performance of today’s and also future LIBs. The interplay of the electrochemical and mechanical effects inside a LIB has a considerable impact on the lifetime, capacity fading and impedance increase of the batteries.
Mit der steigenden Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien (LIB) mit hoher Energiedichte geht eine effizientere Nutzung des Raumes innerhalb des Batteriegehäuses oder die Verwendung von Elektrodenmaterial mit erhöhter intrinsischer Energiedichte einher. Durch beide Maßnahmen steigt die mechanische Belastung auf die Batterieelektroden und den Separator während eines Zyklus oder im Zuge der Alterung. Deren Auswirkungen auf die elektrochemischen Reaktionen der Elektroden und damit auf die Leistung der Batterien ist jedoch im Vergleich zu den Auswirkungen von Strom oder Temperatur eher unerforscht. Das Ziel dieser Doktorarbeit ist es, ein besseres Verständnis für das elektrochemische und mechanische Zusammenspiel in heutigen und zukünftigen Lithium-Batteriezellen zu entwickeln. Daher wurde die Arbeit in die Untersuchungen von heutigen und zukünftigen LIBs gegliedert. Für heutige LIBs begannen die Untersuchungen des elektrochemisch-mechanischen Zusammenspiels im Labormaßstab. Hier wurde die Ausdehnung unterschiedlicher Elektroden sowie der Einfluss des mechanischen Drucks und seiner Verteilung auf die Leistung der Batteriezellen untersucht. Aufbauend auf den Untersuchungen im Labormaßstab folgte eine Untersuchung der elektrochemischen und mechanischen Wechselwirkungen an großformatigen kommerziellen LIBs, die in BEVs verwendet werden. Dafür wurde der Einfluss von mechanischer Verspannung auf die Leistung der Batterien in einer Alterungs- und Post-Mortem-Studie untersucht. Um ein vertieftes Verständnis der mechanischen Veränderungen innerhalb der LIBs zu entwickeln, wurden kommerzielle Pouch-Zellen mittels Ultraschalluntersuchungen analysiert. Hierbei wurden die mechanischen Veränderungen in Abhängigkeit des Ladezustands
und der Alterung weiter untersucht. Die Auswirkungen der mechanischen Belastung auf die Leistung von zukünftigen Batteriesystemen wurde im Labormaßstab untersucht. Zunächst wurde die Ausdehnung von Anodenmaterialien der nächsten Generation wie Silicium und Lithium mit heutigen Anodenmaterialien verglichen. Außerdem wurde der Einfluss von mechanischem Druck und des Elektrolyten auf die irreversible Dilatation und die Performance von Lithium-Metall Zellen untersucht. Insgesamt zeigt diese Arbeit, dass der Druck einen erheblichen Einfluss auf die Leistung heutiger und auch zukünftiger LIBs hat. Das Zusammenspiel der elektrochemischen und mechanischen Effekte in einer LIB hat einen erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer, den Kapazitätsabfall und die Impedanzerhöhung der Batterien.
urn:nbn:de:bvb:20-opus-351253
10.25972/OPUS-35125
publish
Fraunhofer-Institute for Silicate Research ISC
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true
CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Philip Daubinger
deu
swd
Lithium-Ionen-Akkumulator
eng
uncontrolled
Lithium-Ion Battery
eng
uncontrolled
Electrochemical and Mechanical Interplay
eng
uncontrolled
Dilation
Chemie und zugeordnete Wissenschaften
open_access
Institut für Funktionsmaterialien und Biofabrikation
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/35125/Daubinger_Philip_Dissertation.pdf
32509
2023
eng
605-623
4
209
article
1
--
--
--
The role of learning-walk related multisensory experience in rewiring visual circuits in the desert ant brain
Efficient spatial orientation in the natural environment is crucial for the survival of most animal species. Cataglyphis desert ants possess excellent navigational skills. After far-ranging foraging excursions, the ants return to their inconspicuous nest entrance using celestial and panoramic cues. This review focuses on the question about how naïve ants acquire the necessary spatial information and adjust their visual compass systems. Naïve ants perform structured learning walks during their transition from the dark nest interior to foraging under bright sunlight. During initial learning walks, the ants perform rotational movements with nest-directed views using the earth’s magnetic field as an earthbound compass reference. Experimental manipulations demonstrate that specific sky compass cues trigger structural neuronal plasticity in visual circuits to integration centers in the central complex and mushroom bodies. During learning walks, rotation of the sky-polarization pattern is required for an increase in volume and synaptic complexes in both integration centers. In contrast, passive light exposure triggers light-spectrum (especially UV light) dependent changes in synaptic complexes upstream of the central complex. We discuss a multisensory circuit model in the ant brain for pathways mediating structural neuroplasticity at different levels following passive light exposure and multisensory experience during the performance of learning walks.
Journal of Comparative Physiology A
10.1007/s00359-022-01600-y
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@articleRossler.2023, author = Rössler, Wolfgang and Grob, Robin and Fleischmann, Pauline N., year = 2023, title = The role of learning-walk related multisensory experience in rewiring visual circuits in the desert ant brain, pages = 605–623, volume = 209, number = 4, journal = Journal of comparative physiology. A, Neuroethology, sensory, neural, and behavioral physiology, doi = 10.1007/s00359-022-01600-y
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2023-08-12T11:04:56+00:00
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Journal of Comparative Physiology A (2023) 209:4, 605-623. DOI: 10.1007/s00359-022-01600-y
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Wolfgang Rössler
Robin Grob
Pauline N. Fleischmann
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uncontrolled
central complex
eng
uncontrolled
mushroom body
eng
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multisensory navigation
eng
uncontrolled
visual memory
eng
uncontrolled
neuronal and synaptic plasticity
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32509/s00359-022-01600-y.pdf
34932
2024
deu
doctoralthesis
1
2024-02-13
--
2024-01-31
Förderung interkultureller Kompetenz unter Verwendung digitaler Medienangebote und Gestaltung medialer Beiträge. Praxis- und theorieorientierte Entwicklung und Evaluation eines Unterrichtskonzepts für die Sekundarstufe I.
Fostering intercultural competence using and creating digital media. Practice- and theory-oriented development and evaluation of a teaching concept for secondary education.
Angesichts aktueller und zurückliegender Migrations- und Fluchtprozesse in Deutschland kommen Jugendliche der Residenzgesellschaft in verschiedenen Bereichen ihres Lebens mit Menschen mit Flucht- oder Migrationserfahrung in Kontakt, woraus sich Chancen und Entwicklungspotenziale, aber auch Herausforderungen ergeben. Beispielsweise kann vermehrter interkultureller Kontakt auf individueller Ebene zur Weiterentwicklung von Toleranz und Empathie führen. Jedoch können Jugendliche der Residenzgesellschaft auf vermehrte Zuwanderung auch mit einem Gefühl der Unsicherheit und einer ablehnenden Haltung gegenüber Menschen mit Flucht- oder Migrationserfahrung reagieren. Diese Reaktionen können durch einseitige oder negative Medienberichte zum Themenkomplex Flucht und Migration verstärkt werden. Um Chancen und Entwicklungspotenziale ausschöpfen sowie Herausforderungen im Kontext von Flucht und Migration bewältigen zu können, müssen Jugendliche in der Entwicklung interkultureller Kompetenz gefördert werden. Interkulturelle Kompetenz ist eine wesentliche Voraussetzung für das Zusammenleben in einer pluralistischen Gesellschaft und daher ein bedeutsames Bildungs- und Erziehungsziel für Schule und Unterricht.
Die Zielstellung der vorliegenden Forschungsarbeit ist demnach die praxis- und theorieorientierte Entwicklung und Evaluation eines Unterrichtskonzepts zur Förderung interkultureller Kompetenz unter Verwendung digitaler Medienangebote und Gestaltung medialer Beiträge.
Hinsichtlich theoretischer Grundlagen zu interkultureller Kompetenz wird vor dem Hintergrund eines an Offenheit, Prozesshaftigkeit und Heterogenität orientierten Kulturbegriffs Interkulturalität als sozialer Prozess verstanden, in dem sich Personen unterschiedlicher kultureller bzw. kollektiver Zugehörigkeiten begegnen, miteinander interagieren und kommunizieren. Interkulturelle Kompetenz setzt sich aus Wissen (kognitive Dimension), Einstellungen (affektive Dimension) sowie Verhaltensweisen (behaviorale Dimension) zusammen und es wird angenommen, dass diese erlernt und gefördert werden kann. Vorgehensweisen zur Entwicklung interkultureller Kompetenz sollten die kognitive, affektive und behaviorale Dimension interkultureller Kompetenz adressieren, die Reflexion authentischer, kritischer Überschneidungssituationen einbeziehen sowie realweltliche, interkulturelle Begegnungen als Lerngelegenheiten aufgreifen.
Bezüglich theoretischer Grundlagen zum Lehren und Lernen mit Medien stellt vor dem Hintergrund verschiedener Ansätze zum Lehren und Lernen mit Medien die handlungs- und entwicklungsorientierte Didaktik eine bedeutsame Grundlage für die vorliegende Forschungsarbeit dar. Sie wird bezüglich der Prinzipien der Situations-, Bedürfnis-, Erfahrungs- und Entwicklungsorientierung, der Bedeutsamkeit komplexer, lernprozessanregender Aufgabenstellungen und einer idealtypischen Strukturierung von Unterricht mit theoretischen Grundlagen interkultureller Kompetenz und Vorgehensweisen zu ihrer Förderung in Beziehung gesetzt.
Hinsichtlich des forschungsmethodischen Vorgehens wird auf Basis einer Gegenüberstellung verschiedener Ansätze der gestaltungsorientierten Bildungsforschung der Ansatz einer praxis- und theorieorientierten Entwicklung und Evaluation von Konzepten unterrichtlichen Handelns für die vorliegende Forschungsarbeit begründet ausgewählt und seine Umsetzung erläutert.
Im Rahmen der ersten Studie wird auf der Basis theoretischer und empirischer Grundlagen interkultureller Kompetenz und didaktischer Zugänge ein pädagogisches Konzept zur Förderung interkultureller Kompetenz von Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufe I unter Verwendung digitaler Medien entwickelt und für eine achte Klasse am Gymnasium konkretisiert. Das Konzept wird hinsichtlich seiner Zielerreichung sowie auftretender Nebenwirkungen unter Einsatz von Mixed Methods evaluiert. Die Ergebnisse weisen unter anderem darauf hin, dass das entwickelte Unterrichtskonzept zur Förderung interkultureller Kompetenz der Schülerinnen und Schüler beigetragen hat.
Die zweite Studie stellt eine ergänzende qualitative Studie dar, mit dem Ziel, die gemeinsame Mediengestaltung in Zusammenarbeit von Lernenden mit und ohne Flucht- bzw. Migrationserfahrung als bedeutsame Lernaktivität des Unterrichtskonzepts vertiefend zu untersuchen und Vorgehensweisen des kollaborativen Gestaltungsprozesses, die aus der Perspektive der Schülerinnen und Schüler wichtig sind, zu identifizieren. Hierzu werden die subjektiven Sichtweisen der Gymnasiastinnen und Gymnasiasten auf die Gestaltung medialer Beiträge in interkultureller Begegnung unter Bezugnahme auf interkulturelle Sensibilität in Fokusgruppen erhoben und qualitativ-inhaltsanalytisch ausgewertet. Die Ergebnisse der qualitativen Inhaltsanalyse zeigen, dass im Rahmen der Mediengestaltung verschiedene Komponenten interkultureller Sensibilität angesprochen wurden. Beispielsweise geben einige Gymnasiastinnen und Gymnasiasten an, dass ihnen sowohl die Zusammenarbeit mit den Mittelschülerinnen und -schülern als auch die gemeinsame Mediengestaltung Freude bereitete.
In der dritten Studie werden die von den Schülerinnen und Schülern gestalteten Medienbeiträge aus interkulturell-kommunikativer und medienbezogener Perspektive vertiefend analysiert. Die Auswertung erfolgt durch qualitative Inhaltsanalysen hinsichtlich wesentlicher Aspekte der Kommunikationssituation, der Medienmerkmale sowie Bezugspunkten zur behavioralen Dimension interkultureller Kompetenz. Aus den Ergebnissen der Videoanalysen geht unter anderem hervor, dass die interkulturellen Begegnungssituationen, die im Rahmen der Beiträge dargestellt werden, aus kommunikationstheoretischer Perspektive komplex und vielschichtig sind.
Nach einer abschließenden kritischen Methodenreflexion werden Ergebnisse der Studien zusammengeführt und interpretiert. Beispielsweise geht aus der Zusammenführung der Ergebnisse aus der ersten und der zweiten Studie hervor, dass sich zwischen Pre- und Post-Test eine statistisch signifikante Steigerung des Mittelwertes der Komponente Aufmerksamkeit während der interkulturellen Interaktion ergibt, was unter Berücksichtigung der Resultate aus den Fokusgruppen als gesteigertes Interesse der Probandinnen und Probanden an den Schülerinnen und Schülern der Mittelschulklasse im Laufe der gemeinsamen Videogestaltung gedeutet werden kann. Die vergleichende Betrachtung von Ergebnissen aus der ersten und der dritten Studie zeigt, dass mit einer Steigerung des Summenscores der behavioralen Dimension interkultureller Kompetenz Bezüge zu verschiedenen Komponenten der behavioralen Dimension im Rahmen der gestalteten Videos in Verbindung stehen.
Hinsichtlich der Konsequenzen für zukünftige Forschung wird abschließend auf die Notwendigkeit der Entwicklung von Verfahren zur Erfassung interkultureller Kompetenz von Jugendlichen mit unzureichenden Deutschkenntnissen verwiesen. Bezüglich der Praxis in Schule und Unterricht ist die Förderung interkultureller Kompetenz unter Verwendung und Gestaltung digitaler Medienangebote bzw. -beiträge als schulische Querschnittsaufgabe aller Jahrgangsstufen, Fächer und Schulformen wahrzunehmen. Insgesamt leistet die vorliegende Forschungsarbeit damit einen Beitrag zur Verknüpfung der Förderung interkultureller Kompetenz mit der interkulturell-kooperativen Gestaltung medialer Beiträge.
Due to current and former processes of migration and flight in Germany young people encounter migrants and refugees in various contexts of their daily lives which leads to certain opportunities and challenges. For instance, at an individual level increased intercultural contact may enhance tolerance and empathy. However, ever growing rates of immigration might also cause feelings of uncertainty or hostile attitudes towards refugees or migrants. This can be exacerbated through one-sided or negative media coverage about the topic flight and migration.
Thus, young people need to be supported in developing intercultural competence in order to seize opportunities and to overcome challenges. Consequently, intercultural competence is considered as an essential requirement of social coexistence in pluralized societies and is supposed to be a crucial educational objective in schools.
Against this background, this research project focuses on a practice- and theory-oriented development and evaluation of a teaching concept to foster intercultural competence using and creating digital media.
According to an open and processual concept of culture interculturality is defined as a social process in which individuals from different cultural or collective backgrounds come into contact, interact, and communicate. Intercultural competence is comprised of three dimensions: knowledge (cognitive dimension), attitudes (affective dimension) and behavior (behavioral dimension). Moreover, intercultural competence is considered to be learnable and eligible.
Furthermore, procedures to foster intercultural competence should address all three dimensions, include reflections of authentic and critical intercultural situations and be based on real-world intercultural encounters as an opportunity for intercultural learning.
Against the background of different approaches of teaching and learning with media the action- and development-oriented approach is chosen as the theoretical foundation for the present research. Its underlying principles of situation, need, experience and development orientation, its focus on complex and stimulating tasks, and its ideal-typical structure of teaching were connected with fundamentals and procedures of fostering intercultural competence.
Against the background of different approaches of design-oriented research, the practice- and theory-oriented development and evaluation of teaching concepts is chosen and realized in the present research project.
Based on theoretical and empirical findings of intercultural competence and pedagogical approaches study 1 presents a practice- and theory-oriented teaching concept to foster intercultural competence of students in secondary education. It was implemented in the 8th grade of a German high school and evaluated according to its outcomes and potential side effects using mixed methods. Evaluation results show that the teaching concept has successfully contributed to the promotion of students’ intercultural competence.
Study 2 is a supplementary qualitative study. It focuses on an in-depth examination of the joint media creation process in which learners with and without refugee or migration backgrounds closely collaborated with each other. For this purpose, focus groups and qualitative content analysis were conducted in order to explore the perceptions of high school students on the joint video production focusing on intercultural sensitivity as facet of intercultural competence. The results indicate that various components of intercultural sensitivity were crucial in the production process. For example, the results show that high school students enjoyed collaborating with students with refugee or migration backgrounds as well as creating joint media products.
Study 3 is a supplementary, qualitative study which includes an in-depth analysis of the videos produced by the students. The analysis refers to aspects of communication, characteristics of media, and references to behavioral aspects of intercultural competence by using qualitative content analysis. Results reveal for instance the complexity of illustrated contact situations as an essential aspect of communication.
After a retrospective reflection on the use of methods results of the three studies are combined, analyzed, and interpreted. For instance, an integration of study 1 and study 2 reveals that there is a statistically significant increase of the mean score regarding the component Interaction Attentiveness between pre- and post-test. Taking into account the results from the focus groups, this can be interpreted as test persons’ increased interest in the students with migration or refugee backgrounds during joint media production. Furthermore, a comparative examination of results from study 1 and study 2 shows that an increase of sum scores of the behavioral dimension of intercultural competence is accompanied by references to various components of the behavioral dimension in the stop-motion-videos.
Regarding consequences for future research, there is a necessity of developing instruments to measure intercultural competence of young people with insufficient German skills. In terms of practice in schools, the promotion of intercultural competence while using and creating digital media is to be perceived as a cross-curricular task of all grade levels, subjects, and types of schools. Against this background, the present research contributes to the integration of promoting intercultural competences with the interculturally cooperative media creation.
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10.25972/OPUS-34932
publish
true
true
CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Maria Seyferth-Zapf
deu
swd
Interkulturelle Kompetenz
deu
swd
Unterricht
deu
swd
Sekundarstufe I
deu
uncontrolled
Gestaltungsorientierte Bildungsforschung
deu
uncontrolled
Mixed-Methods
deu
swd
Methodenmix
deu
swd
Qualitative Inhaltsanalyse
Sekundarbildung
open_access
Institut für Pädagogik
Universität Würzburg
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/34932/Seyferth-Zapf_Maria_Dissertation.pdf
32507
2022
eng
407-417
2
199
article
1
--
--
--
Plant richness, land use and temperature differently shape invertebrate leaf-chewing herbivory on plant functional groups
Higher temperatures can increase metabolic rates and carbon demands of invertebrate herbivores, which may shift leaf-chewing herbivory among plant functional groups differing in C:N (carbon:nitrogen) ratios. Biotic factors influencing herbivore species richness may modulate these temperature effects. Yet, systematic studies comparing leaf-chewing herbivory among plant functional groups in different habitats and landscapes along temperature gradients are lacking. This study was conducted on 80 plots covering large gradients of temperature, plant richness and land use in Bavaria, Germany. We investigated proportional leaf area loss by chewing invertebrates (‘herbivory’) in three plant functional groups on open herbaceous vegetation. As potential drivers, we considered local mean temperature (range 8.4–18.8 °C), multi-annual mean temperature (range 6.5–10.0 °C), local plant richness (species and family level, ranges 10–51 species, 5–25 families), adjacent habitat type (forest, grassland, arable field, settlement), proportion of grassland and landscape diversity (0.2–3 km scale). We observed differential responses of leaf-chewing herbivory among plant functional groups in response to plant richness (family level only) and habitat type, but not to grassland proportion, landscape diversity and temperature—except for multi-annual mean temperature influencing herbivory on grassland plots. Three-way interactions of plant functional group, temperature and predictors of plant richness or land use did not substantially impact herbivory. We conclude that abiotic and biotic factors can assert different effects on leaf-chewing herbivory among plant functional groups. At present, effects of plant richness and habitat type outweigh effects of temperature and landscape-scale land use on herbivory among legumes, forbs and grasses.
Oecologia
10.1007/s00442-022-05199-4
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@articleFricke.2022, author = Fricke, Ute and Redlich, Sarah and Zhang, Jie and Tobisch, Cynthia and Rojas-Botero, Sandra and Benjamin, Caryl S. and Englmeier, Jana and Ganuza, Cristina and Riebl, Rebekka and Uhler, Johannes and Uphus, Lars and Ewald, Jörg and Kollmann, Johannes and Steffan-Dewenter, Ingolf, year = 2022, title = Plant richness, land use and temperature differently shape invertebrate leaf-chewing herbivory on plant functional groups, pages = 407–417, volume = 199, number = 2, journal = Oecologia, doi = 10.1007/s00442-022-05199-4
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2023-08-12T11:04:56+00:00
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Ute Fricke
Sarah Redlich
Jie Zhang
Cynthia Tobisch
Sandra Rojas-Botero
Caryl S. Benjamin
Jana Englmeier
Cristina Ganuza
Rebekka Riebl
Johannes Uhler
Lars Uphus
Jörg Ewald
Johannes Kollmann
Ingolf Steffan-Dewenter
eng
uncontrolled
climate
eng
uncontrolled
ecosystem function
eng
uncontrolled
land use
eng
uncontrolled
plant guilds
eng
uncontrolled
plant–insect interactions
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32507/s00442-022-05199-4.pdf
32511
2022
eng
443-456
3
208
article
1
--
--
--
Government funding of research beyond biomedicine: challenges and opportunities for neuroethology
Curiosity-driven research is fundamental for neuroethology and depends crucially on governmental funding. Here, we highlight similarities and differences in funding of curiosity-driven research across countries by comparing two major funding agencies—the National Science Foundation (NSF) in the United States and the German Research Foundation (Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG). We interviewed representatives from each of the two agencies, focusing on general funding trends, levels of young investigator support, career-life balance, and international collaborations. While our analysis revealed a negative trend in NSF funding of biological research, including curiosity-driven research, German researchers in these areas have benefited from a robust positive trend in DFG funding. The main reason for the decrease in curiosity-driven research in the US is that the NSF has only partially been able to compensate for the funding gap resulting from the National Institutes of Health restricting their support to biomedical research using select model organisms. Notwithstanding some differences in funding programs, particularly those relevant for scientists in the postdoctoral phase, both the NSF and DFG clearly support curiosity-driven research.
Journal of Comparative Physiology A
10.1007/s00359-022-01552-3
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@articleZupanc.2022, author = Zupanc, Günther K. H. and Rössler, Wolfgang, year = 2022, title = Government funding of research beyond biomedicine: challenges and opportunities for neuroethology, pages = 443–456, volume = 208, number = 3, journal = Journal of comparative physiology. A, Neuroethology, sensory, neural, and behavioral physiology, doi = 10.1007/s00359-022-01552-3
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2023-08-12T11:04:56+00:00
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Journal of Comparative Physiology A (2022) 208:3, 443-456. DOI: 10.1007/s00359-022-01552-3
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Günther K. H. Zupanc
Wolfgang Rössler
eng
uncontrolled
German Research Foundation
eng
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Government research funding
eng
uncontrolled
National Science Foundation
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Deutsche Forschungsgemeinschaft
eng
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neuroethology
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
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32506
2023
eng
397-411
2
26
article
1
--
--
--
Diverse effects of climate, land use, and insects on dung and carrion decomposition
Land-use intensification and climate change threaten ecosystem functions. A fundamental, yet often overlooked, function is decomposition of necromass. The direct and indirect anthropogenic effects on decomposition, however, are poorly understood. We measured decomposition of two contrasting types of necromass, rat carrion and bison dung, on 179 study sites in Central Europe across an elevational climate gradient of 168–1122 m a.s.l. and within both local and regional land uses. Local land-use types included forest, grassland, arable fields, and settlements and were embedded in three regional land-use types (near-natural, agricultural, and urban). The effects of insects on decomposition were quantified by experimental exclusion, while controlling for removal by vertebrates. We used generalized additive mixed models to evaluate dung weight loss and carrion decay rate along elevation and across regional and local land-use types. We observed a unimodal relationship of dung decomposition with elevation, where greatest weight loss occurred between 600 and 700 m, but no effects of local temperature, land use, or insects. In contrast to dung, carrion decomposition was continuously faster with both increasing elevation and local temperature. Carrion reached the final decomposition stage six days earlier when insect access was allowed, and this did not depend on land-use effect. Our experiment identified different major drivers of decomposition on each necromass form. The results show that dung and carrion decomposition are rather robust to local and regional land use, but future climate change and decline of insects could alter decomposition processes and the self-regulation of ecosystems.
Ecosystems
1432-9840
10.1007/s10021-022-00764-7
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@articleEnglmeier.2023, author = Englmeier, Jana and Mitesser, Oliver and Benbow, M. Eric and Hothorn, Torsten and von Hoermann, Christian and Benjamin, Caryl and Fricke, Ute and Ganuza, Cristina and Haensel, Maria and Redlich, Sarah and Riebl, Rebekka and Rojas Botero, Sandra and Rummler, Thomas and Steffan-Dewenter, Ingolf and Stengel, Elisa and Tobisch, Cynthia and Uhler, Johannes and Uphus, Lars and Zhang, Jie and Müller, Jörg, year = 2023, title = Diverse Effects of Climate, Land Use, and Insects on Dung and Carrion Decomposition, pages = 397–411, volume = 26, number = 2, issn = 1432-9840, journal = Ecosystems, doi = 10.1007/s10021-022-00764-7
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Jana Englmeier
Oliver Mitesser
M. Eric Benbow
Torsten Hothorn
Christian von Hoermann
Caryl Benjamin
Ute Fricke
Cristina Ganuza
Maria Haensel
Sarah Redlich
Rebekka Riebl
Sandra Rojas Botero
Thomas Rummler
Ingolf Steffan-Dewenter
Elisa Stengel
Cynthia Tobisch
Johannes Uhler
Lars Uphus
Jie Zhang
Jörg Müller
eng
uncontrolled
decay
eng
uncontrolled
ecosystem function
eng
uncontrolled
global change
eng
uncontrolled
land-use intensification
eng
uncontrolled
necrobiome
eng
uncontrolled
urbanization
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
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32510
2023
eng
417-432
2
22
article
1
--
--
--
Contraction of the rigor actomyosin complex drives bulk hemoglobin expulsion from hemolyzing erythrocytes
Erythrocyte ghost formation via hemolysis is a key event in the physiological clearance of senescent red blood cells (RBCs) in the spleen. The turnover rate of millions of RBCs per second necessitates a rapid efflux of hemoglobin (Hb) from RBCs by a not yet identified mechanism. Using high-speed video-microscopy of isolated RBCs, we show that electroporation-induced efflux of cytosolic ATP and other small solutes leads to transient cell shrinkage and echinocytosis, followed by osmotic swelling to the critical hemolytic volume. The onset of hemolysis coincided with a sudden self-propelled cell motion, accompanied by cell contraction and Hb-jet ejection. Our biomechanical model, which relates the Hb-jet-driven cell motion to the cytosolic pressure generation via elastic contraction of the RBC membrane, showed that the contributions of the bilayer and the bilayer-anchored spectrin cytoskeleton to the hemolytic cell motion are negligible. Consistent with the biomechanical analysis, our biochemical experiments, involving extracellular ATP and the myosin inhibitor blebbistatin, identify the low abundant non-muscle myosin 2A (NM2A) as the key contributor to the Hb-jet emission and fast hemolytic cell motion. Thus, our data reveal a rapid myosin-based mechanism of hemolysis, as opposed to a much slower diffusive Hb efflux.
Biomechanics and Modeling in Mechanobiology
10.1007/s10237-022-01654-6
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@articleShirakashi.2023, author = Shirakashi, Ryo and Sisario, Dmitri and Taban, Danush and Korsa, Tessa and Wanner, Sophia B. and Neubauer, Julia and Djuzenova, Cholpon S. and Zimmermann, Heiko and Sukhorukov, Vladimir L., year = 2023, title = Contraction of the rigor actomyosin complex drives bulk hemoglobin expulsion from hemolyzing erythrocytes, pages = 417–432, volume = 22, number = 2, journal = Biomechanics and modeling in mechanobiology, doi = 10.1007/s10237-022-01654-6
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Biomechanics and Modeling in Mechanobiology (2023) 22:2, 417-432. DOI: 10.1007/s10237-022-01654-6
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Ryo Shirakashi
Dmitri Sisario
Danush Taban
Tessa Korsa
Sophia B. Wanner
Julia Neubauer
Cholpon S. Djuzenova
Heiko Zimmermann
Vladimir L. Sukhorukov
eng
uncontrolled
electroporation
eng
uncontrolled
cell velocimetry
eng
uncontrolled
hemoglobin jet
eng
uncontrolled
non-muscle myosin
eng
uncontrolled
echinocytes
eng
uncontrolled
cytoskeleton
Biowissenschaften; Biologie
open_access
Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32510/s10237-022-01654-6.pdf
35139
2024
eng
doctoralthesis
1
2024-03-04
--
2023-11-22
Development Of A Human iPSC-Derived Cortical Neuron Model Of Adaptor- Protein-Complex-4-Deficiency
Entwicklung eines humanen iPSC-abgeleiteten kortikalen Neuronenmodells der Adaptor-Protein-Komplex-4-Defizienz
Adaptor-protein-4-deficiency (AP-4-deficiency) is an autosomal-recessive childhood- onset form of complicated hereditary spastic paraplegia (HSP) caused by bi-allelic loss- of-function mutations in one of the four subunits of the AP-4-complex. These four conditions are named SPG47 (AP4B1, OMIM #614066), SPG50 (AP4M1, OMIM #612936), SPG51 (AP4E1, OMIM #613744) and SPG52 (AP4S1, OMIM #614067), respectively and all present with global developmental delay, progressive spasticity and seizures. Imaging features include a thinning of the corpus callosum, ventriculomegaly and white matter changes. AP-4 is a highly conserved heterotetrameric complex, which is responsible for polarized sorting of transmembrane cargo including the autophagy- related protein 9 A (ATG9A). Loss of any of the four subunits leads to an instable complex and defective sorting of AP-4-cargo. ATG9A is implicated in autophagosome formation and neurite outgrowth. It is missorted in AP-4-deficient cells and CNS-specific knockout of Atg9a in mice results in a phenotype reminiscent of AP-4-deficiency. However, the AP-4-related cellular phenotypes including ATG9A missorting have not been investigated in human neurons.
Thus, the aim of this study is to provide the first human induced pluripotent stem cell- derived (iPSC) cortical neuron model of AP-4-deficiency to explore AP-4-related phenotypes in preparation for a high-content screening. Under the hypothesis that AP-4- deficiency leads to ATG9A missorting, elevated ATG9A levels, impaired autophagy and neurite outgrowth in human iPSC-derived cortical neurons, in vitro biochemical and imaging assays including automated high-content imaging and analysis were applied. First, these phenotypes were investigated in fibroblasts from three patients with compound heterozygous mutations in the AP4B1 gene and their sex-matched parental controls. The same cell lines were used to generate iPSCs and differentiate them into human excitatory cortical neurons.
This work shows that ATG9A is accumulating in the trans-Golgi-network in AP-4- deficient human fibroblasts and that ATG9A levels are increased compared to parental controls and wild type cells suggesting a compensatory mechanism. Protein levels of the AP4E1-subunit were used as a surrogate marker for the AP-4-complex and were decreased in AP-4-deficient fibroblasts with co-immunoprecipitation confirming the instability of the complex. Lentiviral re-expression of the AP4B1-subunit rescues this corroborating the fact that a stable AP-4-complex is needed for ATG9A trafficking. Surprisingly, autophagic flux was present in AP-4-deficient fibroblasts under nutrient- rich and starvation conditions. These phenotypic markers were evaluated in iPSC-derived cortical neurons and here, a robust accumulation of ATG9A in the juxtanuclear area was seen together with elevated ATG9A protein levels. Strikingly, assessment of autophagy markers under nutrient-rich conditions showed alterations in AP-4-deficient iPSC- derived cortical neurons indicating dysfunctional autophagosome formation. These findings point towards a neuron-specific impairment of autophagy and need further investigation. Adding to the range of AP-4-related phenotypes, neurite outgrowth and branching are impaired in AP-4-deficient iPSC-derived cortical neurons as early as 24h after plating and together with recent studies point towards a distinct role of ATG9A in neurodevelopment independent of autophagy.
Together, this work provides the first patient-derived neuron model of AP-4-deficiency and shows that ATG9A is sorted in an AP-4-dependent manner. It establishes ATG9A- related phenotypes and impaired neurite outgrowth as robust markers for a high-content screening. This disease model holds the promise of providing a platform to further study AP-4-deficiency and to search for novel therapeutic targets.
Die Adaptor-Protein-4-Defizienz (AP-4-Defizienz) ist eine autosomal-rezessiv vererbte, komplizierte Form hereditären spastischen Paraplegien (HSPs), welche durch biallelische Mutationen in einer der vier Untereinheiten des AP-4-Gens verursacht wird. Die vier resultierenden Erkrankungen werden SPG47 (AP4B1, OMIM #614066), SPG50 (AP4M1, OMIM #612936), SPG51 (AP4E1, OMIM #613744) und SPG52 (AP4S1, OMIM #614067) genannt und präsentieren sich mit globaler Entwicklungsverzögerung im frühen Säuglingsalter, progressiver Spastik sowie Krampfanfällen. Radiologische Zeichen beinhalten ein verschmälertes Corpus callosum, Ventrikulomegalie und Veränderungen der weißen Substanz. AP-4 ist ein hoch konservierter, heterotetramerer Proteinkomplex, welcher für die polarisierte Verteilung von Transmembranproteinen einschließlich des „autophagy-related protein 9 A“ (ATG9A) zuständig ist. Eine „lossof- function“ Mutation in einer der vier Untereinheiten führt zur Instabilität des gesamten Komplexes und zur Beeinträchtigung des AP-4-abhängigen Proteintransportes. ATG9A ist notwendig für die Bildung von Autophagosomen und das Neuritenwachstum. In AP- 4-defizienten Zellen ist der ATG9A-Transport beeinträchtigt und ein ZNS-spezifischer Knockout von ATG9A erzeugt in Mäusen einen Phenotyp, der große Überschneidungen mit dem der AP-4-Defizienz aufweist. Bisher sind diese AP-4-abhängigen zellulären Phenotypen nicht in humanen Neuronen untersucht worden. Daher ist die Entwicklung des ersten humanen aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) abgeleiteten kortikalen Neuronenmodells der AP-4-Defizienz und die Identifikation AP-4-abhängiger Phenotypen für die Anwendung in einem Hochdurchsatzscreening das Ziel dieser Arbeit. Unter der Hypothese, dass AP-4- Defizienz in humanen iPSC-abgeleiteten kortikalen Neuronen zu ATG9A Fehltransport, erhöhtem ATG9A Protein, beeinträchtigter Autophagie und vermindertem Neuritenwachstum führt, wurden biochemische und automatisierte, Mikroskopie-basierte in vitro Assays entwickelt. Zunächst wurden primäre humane Fibroblasten von Patienten mit compound-heterozygoten Mutationen im AB4B1-Gen und geschlechtsangepasste, elterliche Kontrollzellen auf die genannten Phenotypen hin untersucht. Dieselben Zelllinien wurden anschließend für die Generierung von iPSCs und die Differenzierung in exzitatorische kortikale Neurone verwendet. 90 Diese Arbeit zeigt, dass ATG9A in AP-4-defizienten Fibroblasten im Bereich des Trans- Golgi-Netzwerkes akkumuliert und das ATG9A Proteinlevel erhöht sind, was auf eine kompensatorische Hochregulierung hindeutet. Die Proteinlevel der AP4E1-Untereinheit wurden als Surrogatparameter für einen stabilen AP-4-Komplex genutzt und waren in AP-4-defizienten Fibroblasten vermindert. In der Co-Immunpräzipitation konnte eine Instabilität des AP-4-Komplexes bestätigt werden. Die lentivirale Reexpression der AB4B1-Untereinheit führte zu einer Wiederherstellung des Wildtyp-Phänotyps und zeigt damit, dass ein stabiler AP-4-Komplex für die korrekte Verteilung von ATG9A notwendig ist. Trotz der bekannten Beteiligung von ATG9A an der Bildung von Autophagosomen, zeigte sich eine intakte Autophagosomenbildung und Degradation in AP-4-defizienten Fibroblasten. Die beschriebenen phänotypischen Marker wurden in iPSC-abgeleiteten kortikalen Neuronen evaluiert und auch hier konnten eine juxtanukleäre Akkumulation von ATG9A sowie erhöhte ATG9A Proteinlevel demonstriert werden. Im Gegensatz zu den Fibroblasten, zeigten AP-4-defiziente iPSCabgeleitete kortikale Neurone bereits unter nährstoffreichen Bedingungen eine Konstellation von Autophagiemarkern, die auf eine gestörte Autophagosomenbildung und damit auf eine Neuronen-spezifische Störung von Autophagie hindeuten und der weiteren Untersuchung bedürfen. Zusätzlich fand sich bei AP-4-defizienten kortikalen Neuronen bereits in den ersten 24 Stunden im Inkubator eine Störung des Neuritenwachstums und der -verzweigung, welche in Zusammenschau mit kürzlich erschienenen Arbeiten auf eine zusätzliche Autophagie-unabhängige Funktion von ATG9A hinweisen. Diese Arbeit stellt zusammenfassend die Entwicklung des ersten Patienten-abgeleiteten Neuronenmodells der AP-4-Defizienz dar und zeigt das ATG9A in einer AP-4-abhänigen Weise in der Zelle verteilt wird. Weiterhin etabliert diese Arbeit ATG9A-abhängige zelluläre Phänotypen und gestörtes Neuritenwachstum als robuste phänotypische Marker für ein High-Content Screening. Dieses zelluläre Krankheitsmodell trägt das Potential als Plattform für weitere Studien der AP-4-Defizienz zu dienen und damit neue therapeutische Möglichkeiten aufzudecken.
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10.25972/OPUS-35139
Sahin Lab, F.M. Kirby Neurobiology Center Boston Children’s Hospital, Department of Neurology, Harvard Medical School
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CC BY-NC-ND: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Keine Bearbeitungen 4.0 International
Robert Stefan Friedrich Behne
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Adaptorproteine
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hereditary spastic paraplegia
eng
uncontrolled
iPSC
Krankheiten
open_access
Graduate School of Life Sciences
Neurologische Klinik und Poliklinik
Universität Würzburg
Universität Würzburg
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32470
2023
eng
295-306
1
97
article
1
--
--
--
Genotoxicity of pyrrolizidine alkaloids in metabolically inactive human cervical cancer HeLa cells co-cultured with human hepatoma HepG2 cells
Pyrrolizidine alkaloids (PAs) are secondary plant metabolites, which can be found as contaminant in various foods and herbal products. Several PAs can cause hepatotoxicity and liver cancer via damaging hepatic sinusoidal endothelial cells (HSECs) after hepatic metabolization. HSECs themselves do not express the required metabolic enzymes for activation of PAs. Here we applied a co-culture model to mimic the in vivo hepatic environment and to study PA-induced effects on not metabolically active neighbour cells. In this co-culture model, bioactivation of PA was enabled by metabolically capable human hepatoma cells HepG2, which excrete the toxic and mutagenic pyrrole metabolites. The human cervical epithelial HeLa cells tagged with H2B-GFP were utilized as non-metabolically active neighbours because they can be identified easily based on their green fluorescence in the co-culture. The PAs europine, riddelliine and lasiocarpine induced micronuclei in HepG2 cells, and in HeLa H2B-GFP cells co-cultured with HepG2 cells, but not in HeLa H2B-GFP cells cultured alone. Metabolic inhibition of cytochrome P450 enzymes with ketoconazole abrogated micronucleus formation. The efflux transporter inhibitors verapamil and benzbromarone reduced micronucleus formation in the co-culture model. Furthermore, mitotic disturbances as an additional genotoxic mechanism of action were observed in HepG2 cells and in HeLa H2B-GFP cells co-cultured with HepG2 cells, but not in HeLa H2B-GFP cells cultured alone. Overall, we were able to show that PAs were activated by HepG2 cells and the metabolites induced genomic damage in co-cultured HeLa cells.
Archives of Toxicology
10.1007/s00204-022-03394-z
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@articleHadi.2023, author = Hadi, Naji Said Aboud and Bankoglu, Ezgi Eyluel and Stopper, Helga, year = 2023, title = Genotoxicity of pyrrolizidine alkaloids in metabolically inactive human cervical cancer HeLa cells co-cultured with human hepatoma HepG2 cells, pages = 295–306, volume = 97, number = 1, journal = Archives of toxicology, doi = 10.1007/s00204-022-03394-z
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Naji Said Aboud Hadi
Ezgi Eyluel Bankoglu
Helga Stopper
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uncontrolled
pyrrolizidine alkaloids
Pharmakologie, Therapeutik
open_access
Institut für Pharmakologie und Toxikologie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32470/s00204-022-03394-z.pdf
32469
2022
eng
1423-1435
5
96
article
1
--
--
--
Assessment of aromatic amides in printed food contact materials: analysis of potential cleavage to primary aromatic amines during simulated passage through the gastrointestinal tract
Recent analyses conducted by German official food control reported detection of the aromatic amides N-(2,4-dimethylphenyl)acetamide (NDPA), N-acetoacetyl-m-xylidine (NAAX) and 3-hydroxy-2-naphthanilide (Naphthol AS) in cold water extracts from certain food contact materials made from paper or cardboard, including paper straws, paper napkins, and cupcake liners. Because aromatic amides may be cleaved to potentially genotoxic primary amines upon oral intake, these findings raise concern that transfer of NDPA, NAAX and Naphthol AS from food contact materials into food may present a risk to human health. The aim of the present work was to assess the stability of NDPA, NAAX and Naphthol AS and potential cleavage to 2,4-dimethylaniline (2,4-DMA) and aniline during simulated passage through the gastrointestinal tract using static in vitro digestion models. Using the digestion model established by the National Institute for Public Health and the Environment (RIVM, Bilthoven, NL) and a protocol recommended by the European Food Safety Authority, potential hydrolysis of the aromatic amides to the respective aromatic amines was assessed by LC–MS/MS following incubation of the aromatic amides with digestive fluid simulants. Time-dependent hydrolysis of NDPA and NAAX resulting in formation of the primary aromatic amine 2,4-DMA was consistently observed in both models. The highest rate of cleavage of NDPA and NAAX was recorded following 4 h incubation with 0.07 M HCl as gastric-juice simulant, and amounted to 0.21% and 0.053%, respectively. Incubation of Naphthol AS with digestive fluid simulants did not give rise to an increase in the concentration of aniline above the background that resulted from the presence of aniline as an impurity of the test compound. Considering the lack of evidence for aniline formation from Naphthol AS and the extremely low rate of hydrolysis of the amide bonds of NDPA and NAAX during simulated passage through the gastrointestinal tract that gives rise to only very minor amounts of the potentially mutagenic and/or carcinogenic aromatic amine 2,4-DMA, risk assessment based on assumption of 100% cleavage to the primary aromatic amines would appear to overestimate health risks related to the presence of aromatic amides in food contact materials.
Archives of Toxicology
10.1007/s00204-022-03254-w
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@articleBittner.2022, author = Bittner, Nataly and Boon, Andy and Delbanco, Evert H. and Walter, Christof and Mally, Angela, year = 2022, title = Assessment of aromatic amides in printed food contact materials: analysis of potential cleavage to primary aromatic amines during simulated passage through the gastrointestinal tract, pages = 1423–1435, volume = 96, number = 5, journal = Archives of toxicology, doi = 10.1007/s00204-022-03254-w
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2023-08-12T10:51:49+00:00
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Nataly Bittner
Andy Boon
Evert H. Delbanco
Christof Walter
Angela Mally
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aromatic amides
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primary aromatic amine
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food contact materials
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simulated digestion
Pharmakologie, Therapeutik
open_access
Institut für Pharmakologie und Toxikologie
Universität Würzburg
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32468
2022
eng
935-943
6
481
article
1
--
--
--
Routine application of the Lymph2Cx assay for the subclassification of aggressive B-cell lymphoma: report of a prospective real-world series
The subclassification of diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) into germinal center B-cell-like (GCB) and activated B-cell-like (ABC) subtypes has become mandatory in the 2017 update of the WHO classification of lymphoid neoplasms and will continue to be used in the WHO 5\(^{th}\) edition. The RNA-based Lymph2Cx assay has been validated as a reliable surrogate of high-throughput gene expression profiling assays for distinguishing between GCB and ABC DLBCL and provides reliable results from formalin-fixed, paraffin-embedded (FFPE) material. This test has been previously used in clinical trials, but experience from real-world routine application is rare. We routinely applied the Lymph2Cx assay to day-to-day diagnostics on a series of 147 aggressive B-cell lymphoma cases and correlated our results with the immunohistochemical subclassification using the Hans algorithm and fluorescence in situ hybridization findings using break-apart probes for MYC, BCL2, and BCL6. The routine use of the Lymph2Cx assay had a high technical success rate (94.6%) with a low rate of failure due to poor material and/or RNA quality. The Lymph2Cx assay was discordant with the Hans algorithm in 18% (23 of 128 cases). Discordant cases were mainly classified as GCB by the Hans algorithm and as ABC by Lymph2Cx (n = 11, 8.6%). Only 5 cases (3.9%) were classified as non-GCB by the Hans algorithm and as GCB by Lymph2Cx. Additionally, 5.5% of cases (n = 7) were left unclassified by Lymph2Cx, whereas they were defined as GCB (n = 4) or non-GCB (n = 3) by the Hans algorithm. Our data support the routine applicability of the Lymph2Cx assay.
Virchows Archiv
10.1007/s00428-022-03420-6
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@articleZamo.2022, author = Zamò, Alberto and Gerhard-Hartmann, Elena and Ott, German and Anagnostopoulos, Ioannis and Scott, David W. and Rosenwald, Andreas and Rauert-Wunderlich, Hilka, year = 2022, title = Routine application of the Lymph2Cx assay for the subclassification of aggressive B-cell lymphoma: report of a prospective real-world series, pages = 935–943, volume = 481, number = 6, journal = Virchows Archiv : an international journal of pathology, doi = 10.1007/s00428-022-03420-6
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Virchows Archiv (2022) 481:6, 935-943. DOI: 10.1007/s00428-022-03420-6
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Alberto Zamò
Elena Gerhard-Hartmann
German Ott
Ioannis Anagnostopoulos
David W. Scott
Andreas Rosenwald
Hilka Rauert-Wunderlich
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uncontrolled
diffuse large B-cell lymphoma
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Hans algorithm
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uncontrolled
Lymph2Cx assay
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uncontrolled
cell of origin
Medizin und Gesundheit
open_access
Pathologisches Institut
Comprehensive Cancer Center Mainfranken
Universität Würzburg
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32466
2023
eng
713-733
3
19
article
1
--
--
--
Enhancement of immunosuppressive activity of mesenchymal stromal cells by platelet-derived factors is accompanied by apoptotic priming
The pro-inflammatory phase of bone healing, initiated by platelet activation and eventually hematoma formation, impacts bone marrow mesenchymal stromal cells (MSCs) in unknown ways. Here, we created platelet-rich plasma (PRP) hydrogels to study how platelet-derived factors modulate functional properties of encapsulated MSCs in comparison to a non-inflammatory fibrin (FBR) hydrogel environment. MSCs were isolated from human bone marrow, while PRP was collected from pooled apheresis thrombocyte concentrates and used for hydrogel preparation. After their encapsulation in hydrogels for 72 h, retrieved MSCs were analyzed for immunomodulatory activities, apoptosis, stem cell properties, senescence, CD9\(^+\), CD63\(^+\) and CD81\(^+\) extracellular vesicle (EV) release, and metabolism-related changes. PRP-hydrogels stimulated immunosuppressive functions of MSCs, along with their upregulated susceptibility to cell death in communication with PBMCs and augmented caspase 3/7 activity. We found impaired clonal growth and cell cycle progression, and more pronounced β-galactosidase activity as well as accumulation of LC3-II-positive vacuoles in PRP-MSCs. Stimuli derived from PRP-hydrogels upregulated AKT and reduced mTOR phosphorylation in MSCs, which suggests an initiation of survival-related processes. Our results showed that PRP-hydrogels might represent a metabolically stressful environment, inducing acidification of MSCs, reducing polarization of the mitochondrial membrane and increasing lipid accumulation. These features were not detected in FBR-MSCs, which showed reduced CD63\(^+\) and CD81\(^+\) EV production and maintained clonogenicity. Our data revealed that PRP-derived hematoma components cause metabolic adaptation of MSCs followed by increased immune regulatory functions. For the first time, we showed that PRP stimuli represent a survival challenge and “apoptotic priming” that are detrimental for stem cell-like growth of MSCs and important for their therapeutic consideration.
Stem Cell Reviews and Reports
10.1007/s12015-022-10471-4
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@articleTrivanovic.2023, author = Trivanovic, Drenka and Volkmann, Noah and Stoeckl, Magdalena and Tertel, Tobias and Rudert, Maximilian and Giebel, Bernd and Herrmann, Marietta, year = 2023, title = Enhancement of Immunosuppressive Activity of Mesenchymal Stromal Cells by Platelet-Derived Factors is Accompanied by Apoptotic Priming, pages = 713–733, volume = 19, number = 3, journal = Stem cell reviews and reports, doi = 10.1007/s12015-022-10471-4
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Stem Cell Reviews and Reports (2023) 19:3, 713-733. DOI: 10.1007/s12015-022-10471-4
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Drenka Trivanovic
Noah Volkmann
Magdalena Stoeckl
Tobias Tertel
Maximilian Rudert
Bernd Giebel
Marietta Herrmann
eng
uncontrolled
hematoma
eng
uncontrolled
platelet-rich plasma
eng
uncontrolled
fibrin
eng
uncontrolled
mesenchymal stromal cells
eng
uncontrolled
immunomodulation
eng
uncontrolled
apoptosis
eng
uncontrolled
autophagy
eng
uncontrolled
senescence
eng
uncontrolled
extracellular vesicles
eng
uncontrolled
metabolism
Chirurgie und verwandte medizinische Fachrichtungen
open_access
Lehrstuhl für Orthopädie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32466/s12015-022-10471-4.pdf
32465
2022
eng
1601-1611
7
33
article
1
--
--
--
Lower limb bone geometry in adult individuals with X-linked hypophosphatemia: an observational study
Summary
We assessed lower-limb geometry in adults with X-linked hypophosphatemia (XLH) and controls. We found large differences in multiple measures including femoral and tibial torsion, bowing and cross-sectional area and acetabular version and coverage which may contribute to clinical problems such as osteoarthritis, fractures and altered gait common in XLH.
Purpose
Individuals with X-linked hypophosphatemia (XLH) are at risk of lower-limb deformities and early onset of osteoarthritis. These two factors may be linked, as altered biomechanics is a risk factor for osteoarthritis. This exploratory evaluation aims at providing clues and concepts for this association to facilitate future larger-scale and longitudinal studies on that aspect.
Methods
For this observational study, 13 patients with XLH, aged 18–65 years (6 female), were compared with sex-, age- and weight-matched healthy individuals at a single German research centre. Femoral and hip joint geometry, including femoral and tibial torsion and femoral and tibial shaft bowing, bone cross-sectional area (CSA) and acetabular version and coverage were measured from magnetic resonance imaging (MRI) scans.
Results
Total femoral torsion was 29° lower in individuals with XLH than in controls (p < 0.001), mainly resulting from lower intertrochanteric torsion (ITT) (p < 0.001). Femoral lateral and frontal bowing, tibial frontal bowing, mechanical axis, femoral mechanical–anatomical angle, acetabular version and acetabular coverage were all greater and tibial torsion lower in individuals with XLH as compared to controls (all p < 0.05). Greater femoral total and marrow cavity CSA, greater tibial marrow cavity CSA and lower cortical CSA were observed in XLH (all p < 0.05).
Discussion
We observed large differences in clinically relevant measures of tibia and particularly femur bone geometry in individuals with XLH compared to controls. These differences may plausibly contribute to clinical manifestations of XLH such as early-onset osteoarthritis, pseudofractures and altered gait and therefore should be considered when planning corrective surgeries.
Osteoporosis International
10.1007/s00198-022-06385-z
urn:nbn:de:bvb:20-opus-324655
@articleScorcelletti.2022, author = Scorcelletti, Matteo and Kara, Serhan and Zange, Jochen and Jordan, Jens and Semler, Oliver and Schönau, Eckhard and Rittweger, Jörn and Ireland, Alex and Seefried, Lothar, year = 2022, title = Lower limb bone geometry in adult individuals with X-linked hypophosphatemia: an observational study, pages = 1601–1611, volume = 33, number = 7, journal = Osteoporosis international : a journal established as result of cooperation between the European Foundation for Osteoporosis and the National Osteoporosis Foundation of the USA, doi = 10.1007/s00198-022-06385-z
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2023-08-12T10:40:49+00:00
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Osteoporosis International (2022) 33:7, 1601-1611. DOI: 10.1007/s00198-022-06385-z
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true
CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Matteo Scorcelletti
Serhan Kara
Jochen Zange
Jens Jordan
Oliver Semler
Eckhard Schönau
Jörn Rittweger
Alex Ireland
Lothar Seefried
eng
uncontrolled
bone
eng
uncontrolled
femur
eng
uncontrolled
geometry
eng
uncontrolled
shape
eng
uncontrolled
XLH
Chirurgie und verwandte medizinische Fachrichtungen
open_access
Lehrstuhl für Orthopädie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32465/s00198-022-06385-z.pdf
32459
2022
eng
1849-1853
12
24
article
1
--
--
--
Therapeutic effects of lipid lowering medications on myocardial blood flow, inflammation, and sympathetic nerve activity using nuclear techniques
Purpose of Review
Statins are routinely applied in patients with coronary artery disease, as they allow significantly to reduce blood cholesterol levels. Although those drugs are endorsed by current guidelines and prescribed routinely, a substantial portion of patients are still statin-intolerant and image-piloted strategies may then be helpful to identify patients that need further intensified treatment, e.g., to initiate treatment with proprotein convertase subtilisin / kexin type 9 inhibitors (PCSK9i). In addition, it has also been advocated that statins exhibit nonlipid, cardio-protective effects including improved cardiac nerve integrity, blood flow, and anti-inflammatory effects in congestive heart failure (HF) patients.
Recent Findings
In subjects after myocardial infarction treated with statins, \(^{123}\)I-metaiodobenzylguanidine (MIBG) scintigraphy has already revealed enhanced cardiac nerve function relative to patients without statins. In addition, all of those aforementioned statin-targeted pathways in HF can be visualized and monitored using dedicated cardiac radiotracers, e.g., \(^{123}\)I-MIBG or \(^{18}\)F-AF78 (for cardiac nerve function), \(^{18}\)F-flurpiridaz (to determine coronary flow) or \(^{68}\)Ga-PentixaFor (to detect inflammation).
Summary
Statins exhibit various cardio-beneficial effects, including improvement of cardiac nerve function, blood flow, and reduction of inflammation, which can all be imaged using dedicated nuclear cardiac radiotracers. This may allow for in vivo monitoring of statin-induced cardioprotection beyond lipid profiling in HF patients.
Current Cardiology Reports
10.1007/s11886-022-01792-4
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@articleHiguchi.2022, author = Higuchi, Takahiro and Serfling, Sebastian E. and Rowe, Steven P. and Werner, Rudolf A., year = 2022, title = Therapeutic Effects of Lipid Lowering Medications on Myocardial Blood Flow, Inflammation, and Sympathetic Nerve Activity Using Nuclear Techniques, pages = 1849–1853, volume = 24, number = 12, journal = Current cardiology reports, doi = 10.1007/s11886-022-01792-4
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2023-08-12T10:37:25+00:00
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64d760e520e2f0.54800151
Current Cardiology Reports (2022) 24:12, 1849-1853. DOI: 10.1007/s11886-022-01792-4
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true
CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Takahiro Higuchi
Sebastian E. Serfling
Steven P. Rowe
Rudolf A. Werner
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uncontrolled
sympathetic nervous system
eng
uncontrolled
cardiac nerve
eng
uncontrolled
MIBG
eng
uncontrolled
inflammation
eng
uncontrolled
blood flow
eng
uncontrolled
statin
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32459/s11886-022-01792-4.pdf
32456
2022
eng
4727-4735
13
49
article
1
--
--
--
mCRPC patients with PSA fluctuations under radioligand therapy have comparable survival benefits relative to patients with sustained PSA decrease
Introduction
In men with metastatic castration-resistant prostate cancer (mCRPC) scheduled for prostate-specific membrane antigen (PSMA)-targeted radioligand therapy (RLT), biochemical response is assessed based on repeated measurements of prostate-specific antigen (PSA) levels. We aimed to determine overall survival (OS) in patients experiencing sustained PSA increase, decrease, or fluctuations during therapy.
Materials and methods
In this bicentric study, we included 176 mCRPC patients treated with PSMA-directed RLT. PSA levels were determined using blood samples prior to the first RLT and on the admission days for the following cycles. We calculated relative changes in PSA levels compared to baseline. Kaplan–Meier curves as well as log-rank test were used to compare OS of different subgroups, including patients with sustained PSA increase, decrease, or fluctuations (defined as change after initial decrease or increase after the first cycle).
Results
Sixty-one out of one hundred seventy-six (34.7%) patients showed a sustained increase and 86/176 (48.8%) a sustained decrease in PSA levels. PSA fluctuations were observed in the remaining 29/176 (16.5%). In this subgroup, 22/29 experienced initial PSA decrease followed by an increase (7/29, initial increase followed by a decrease). Median OS of patients with sustained decrease in PSA levels was significantly longer when compared to patients with sustained increase of PSA levels (19 vs. 8 months; HR 0.35, 95% CI 0.22–0.56; P < 0.001). Patients with PSA fluctuations showed a significantly longer median OS compared to patients with sustained increase of PSA levels (18 vs. 8 months; HR 0.49, 95% CI 0.30–0.80; P < 0.01), but no significant difference relative to men with sustained PSA decrease (18 vs. 19 months; HR 1.4, 95% CI 0.78–2.49; P = 0.20). In addition, in men experiencing PSA fluctuations, median OS did not differ significantly between patients with initial decrease or initial increase of tumor marker levels (16 vs. 18 months; HR 1.2, 95% CI 0.38–4.05; P = 0.68).
Conclusion
Initial increase or decrease of PSA levels is sustained in the majority of patients undergoing RLT. Sustained PSA decrease was linked to prolonged survival and men with PSA fluctuations under treatment experienced comparable survival benefits. As such, transient tumor marker oscillations under RLT should rather not lead to treatment discontinuation, especially in the absence of radiological progression.
European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging
10.1007/s00259-022-05910-w
urn:nbn:de:bvb:20-opus-324562
@articleHartrampf.2022, author = Hartrampf, Philipp E. and Bundschuh, Ralph A. and Weinzierl, Franz-Xaver and Serfling, Sebastian E. and Kosmala, Aleksander and Seitz, Anna Katharina and Kübler, Hubert and Buck, Andreas K. and Essler, Markus and Werner, Rudolf A., year = 2022, title = mCRPC patients with PSA fluctuations under radioligand therapy have comparable survival benefits relative to patients with sustained PSA decrease, pages = 4727–4735, volume = 49, number = 13, journal = European journal of nuclear medicine and molecular imaging, doi = 10.1007/s00259-022-05910-w
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2023-08-12T10:37:25+00:00
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64d760e520e2f0.54800151
European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (2022) 49:13, 4727-4735. DOI: 10.1007/s00259-022-05910-w
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true
CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Philipp E. Hartrampf
Ralph A. Bundschuh
Franz-Xaver Weinzierl
Sebastian E. Serfling
Aleksander Kosmala
Anna Katharina Seitz
Hubert Kübler
Andreas K. Buck
Markus Essler
Rudolf A. Werner
eng
uncontrolled
radioligand therapy
eng
uncontrolled
late response
eng
uncontrolled
flare phenomenon
eng
uncontrolled
PSA
eng
uncontrolled
prostate cancer
eng
uncontrolled
PSMA
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Urologische Klinik und Poliklinik
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32456/s00259-022-05910-w.pdf
32455
2022
eng
3981-3988
12
49
article
1
--
--
--
Repair of a-particle-induced DNA damage in peripheral blood mononuclear cells after internal ex vivo irradiation with \(^{223}\)Ra
Purpose
As α-emitters for radiopharmaceutical therapies are administered systemically by intravenous injection, blood will be irradiated by α-particles that induce clustered DNA double-strand breaks (DSBs). Here, we investigated the induction and repair of DSB damage in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) as a function of the absorbed dose to the blood following internal ex vivo irradiation with [\(^{223}\)Ra]RaCl2.
Methods
Blood samples of ten volunteers were irradiated by adding [\(^{223}\)Ra]RaCl2 solution with different activity concentrations resulting in absorbed doses to the blood of 3 mGy, 25 mGy, 50 mGy and 100 mGy. PBMCs were isolated, divided in three parts and either fixed directly (d-samples) or after 4 h or 24 h culture. After immunostaining, the induced γ-H2AX α-tracks were counted. The time-dependent decrease in α-track frequency was described with a model assuming a repair rate R and a fraction of non-repairable damage Q.
Results
For 25 mGy, 50 mGy and 100 mGy, the numbers of α-tracks were significantly increased compared to baseline at all time points. Compared to the corresponding d-samples, the α-track frequency decreased significantly after 4 h and after 24 h. The repair rates R were (0.24 ± 0.05) h−1 for 25 mGy, (0.16 ± 0.04) h−1 for 50 mGy and (0.13 ± 0.02) h−1 for 100 mGy, suggesting faster repair at lower absorbed doses, while Q-values were similar.
Conclusion
The results obtained suggest that induction and repair of the DSB damage depend on the absorbed dose to the blood. Repair rates were similar to what has been observed for irradiation with low linear energy transfer.
European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging
10.1007/s00259-022-05860-3
urn:nbn:de:bvb:20-opus-324557
@articleGoring.2022, author = Göring, Lukas and Schumann, Sarah and Müller, Jessica and Buck, Andreas K. and Port, Matthias and Lassmann, Michael and Scherthan, Harry and Eberlein, Uta, year = 2022, title = Repair of a-particle-induced DNA damage in peripheral blood mononuclear cells after internal ex vivo irradiation with 223Ra, pages = 3981–3988, volume = 49, number = 12, journal = European journal of nuclear medicine and molecular imaging, doi = 10.1007/s00259-022-05860-3
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2023-08-12T10:37:25+00:00
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64d760e520e2f0.54800151
European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (2022) 49:12, 3981-3988. DOI: 10.1007/s00259-022-05860-3
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Lukas Göring
Sarah Schumann
Jessica Müller
Andreas K. Buck
Matthias Port
Michael Lassmann
Harry Scherthan
Uta Eberlein
eng
uncontrolled
DSB damage
eng
uncontrolled
irradiation
eng
uncontrolled
α-Particle
eng
uncontrolled
γ-H2AX
eng
uncontrolled
repair
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32455/s00259-022-05860-3.pdf
32457
2022
eng
4262-4270
12
49
article
1
--
--
--
Baseline clinical characteristics predict overall survival in patients undergoing radioligand therapy with [\(^{177}\)Lu]Lu-PSMA I&T during long-term follow-up
Background
Radioligand therapy (RLT) with \(^{177}\)Lu-labeled prostate-specific membrane antigen (PSMA) ligands is associated with prolonged overall survival (OS) in patients with advanced, metastatic castration-resistant prostate cancer (mCRPC). A substantial number of patients, however, are prone to treatment failure. We aimed to determine clinical baseline characteristics to predict OS in patients receiving [\(^{177}\)Lu]Lu-PSMA I&T RLT in a long-term follow-up.
Materials and methods
Ninety-two mCRPC patients treated with [\(^{177}\)Lu]Lu-PSMA I&T with a follow-up of at least 18 months were retrospectively identified. Multivariable Cox regression analyses were performed for various baseline characteristics, including laboratory values, Gleason score, age, prior therapies, and time interval between initial diagnosis and first treatment cycle (interval\(_{Diagnosis-RLT}\), per 12 months). Cutoff values for significant predictors were determined using receiver operating characteristic (ROC) analysis. ROC-derived thresholds were then applied to Kaplan–Meier analyses.
Results
Baseline C-reactive protein (CRP; hazard ratio [HR], 1.10, 95% CI 1.02–1.18; P = 0.01), lactate dehydrogenase (LDH; HR, 1.07, 95% CI 1.01–1.11; P = 0.01), aspartate aminotransferase (AST; HR, 1.16, 95% CI 1.06–1.26; P = 0.001), and interval\(_{Diagnosis-RLT}\) (HR, 0.95, 95% CI 0.91–0.99; P = 0.02) were identified as independent prognostic factors for OS. The following respective ROC-based thresholds were determined: CRP, 0.98 mg/dl (area under the curve [AUC], 0.80); LDH, 276.5 U/l (AUC, 0.83); AST, 26.95 U/l (AUC, 0.73); and interval\(_{Diagnosis-RLT}\), 43.5 months (AUC, 0.68; P < 0.01, respectively). Respective Kaplan–Meier analyses demonstrated a significantly longer median OS of patients with lower CRP, lower LDH, and lower AST, as well as prolonged interval\(_{Diagnosis-RLT}\) (P ≤ 0.01, respectively).
Conclusion
In mCRPC patients treated with [\(^{177}\)Lu]Lu-PSMA I&T, baseline CRP, LDH, AST, and time interval until RLT initiation (thereby reflecting a possible indicator for tumor aggressiveness) are independently associated with survival. Our findings are in line with previous findings on [\(^{177}\)Lu]Lu-PSMA-617, and we believe that these clinical baseline characteristics may support the nuclear medicine specialist to identify long-term survivors.
European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging
10.1007/s00259-022-05853-2
urn:nbn:de:bvb:20-opus-324573
@articleHartrampf.2022b, author = Hartrampf, Philipp E. and Seitz, Anna Katharina and Weinzierl, Franz-Xaver and Serfling, Sebastian E. and Schirbel, Andreas and Rowe, Steven P. and Kübler, Hubert and Buck, Andreas K. and Werner, Rudolf A., year = 2022, title = Baseline clinical characteristics predict overall survival in patients undergoing radioligand therapy with 177LuLu-PSMA I&T during long-term follow-up, pages = 4262–4270, volume = 49, number = 12, journal = European journal of nuclear medicine and molecular imaging, doi = 10.1007/s00259-022-05853-2
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2023-08-12T10:37:25+00:00
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64d760e520e2f0.54800151
European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (2022) 49:12, 4262-4270. DOI: 10.1007/s00259-022-05853-2
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true
CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Philipp E. Hartrampf
Anna Katharina Seitz
Franz-Xaver Weinzierl
Sebastian E. Serfling
Andreas Schirbel
Steven P. Rowe
Hubert Kübler
Andreas K. Buck
Rudolf A. Werner
eng
uncontrolled
PSMA
eng
uncontrolled
prostate cancer
eng
uncontrolled
[177Lu]Lu-PSMA I&T
eng
uncontrolled
radioligand therapy
eng
uncontrolled
overall survival
eng
uncontrolled
prediction
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Urologische Klinik und Poliklinik
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32457/s00259-022-05853-2.pdf
32454
2022
eng
4133-4144
12
49
article
1
--
--
--
CXCR4-targeted theranostics in oncology
A growing body of literature reports on the upregulation of C-X-C motif chemokine receptor 4 (CXCR4) in a variety of cancer entities, rendering this receptor as suitable target for molecular imaging and endoradiotherapy in a theranostic setting. For instance, the CXCR4-targeting positron emission tomography (PET) agent [\(^{68}\)Ga]PentixaFor has been proven useful for a comprehensive assessment of the current status quo of solid tumors, including adrenocortical carcinoma or small-cell lung cancer. In addition, [\(^{68}\)Ga]PentixaFor has also provided an excellent readout for hematological malignancies, such as multiple myeloma, marginal zone lymphoma, or mantle cell lymphoma. PET-based quantification of the CXCR4 capacities in vivo allows for selecting candidates that would be suitable for treatment using the theranostic equivalent [\(^{177}\)Lu]/[\(^{90}\)Y]PentixaTher. This CXCR4-directed theranostic concept has been used as a conditioning regimen prior to hematopoietic stem cell transplantation and to achieve sufficient anti-lymphoma/-tumor activity in particular for malignant tissues that are highly sensitive to radiation, such as the hematological system. Increasing the safety margin, pretherapeutic dosimetry is routinely performed to determine the optimal activity to enhance therapeutic efficacy and to reduce off-target adverse events. The present review will provide an overview of current applications for CXCR4-directed molecular imaging and will introduce the CXCR4-targeted theranostic concept for advanced hematological malignancies.
European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging
10.1007/s00259-022-05849-y
urn:nbn:de:bvb:20-opus-324545
@articleBuck.2022, author = Buck, Andreas K. and Serfling, Sebastian E. and Lindner, Thomas and Hänscheid, Heribert and Schirbel, Andreas and Hahner, Stefanie and Fassnacht, Martin and Einsele, Hermann and Werner, Rudolf A., year = 2022, title = CXCR4-targeted theranostics in oncology, pages = 4133–4144, volume = 49, number = 12, journal = European journal of nuclear medicine and molecular imaging, doi = 10.1007/s00259-022-05849-y
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2023-08-12T10:37:25+00:00
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64d760e520e2f0.54800151
European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (2022) 49:12, 4133-4144. DOI: 10.1007/s00259-022-05849-y
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true
CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Andreas K. Buck
Sebastian E. Serfling
Thomas Lindner
Heribert Hänscheid
Andreas Schirbel
Stefanie Hahner
Martin Fassnacht
Hermann Einsele
Rudolf A. Werner
eng
uncontrolled
CXCR4
eng
uncontrolled
theranostics
eng
uncontrolled
C-X-C motif chemokine receptor 4
eng
uncontrolled
[68Ga]PentixaFor
eng
uncontrolled
[177Lu]PentixaTher
eng
uncontrolled
[90Y]PentixaTher
eng
uncontrolled
endoradiotherapy
eng
uncontrolled
adrenocortical carcinoma
eng
uncontrolled
multiple myeloma
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Medizinische Klinik und Poliklinik I
Medizinische Klinik und Poliklinik II
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32454/s00259-022-05849-y.pdf
32481
2023
eng
53-63
1
130
article
1
--
--
--
Value of a web-based pediatric drug information system to prevent serious adverse drug reactions in child and adolescent psychiatry
Psychotropic drugs are frequently prescribed ‘off-label’ to children and adolescents and carry the risk of serious adverse drug reactions (sADR). We examined the frequency of sADRs of psychotropic drugs in pediatric inpatients and explored their potential preventability through following the recommendations of a web-based pediatric drug information system (PDIS). The potential socio-economic impacts of using this online system is also addressed. Routine clinical data from all inpatients treated in a child and adolescent psychiatry department between January 2017 and December 2018 were retrospectively examined for the occurrence of sADRs as defined by the European Medicines Agency. The preventability of the sADRs was assessed based on the information of the PDIS. Furthermore, the expected prolongation of the hospital stay due to sADRs was calculated as well as the associated treatment costs. The study was supported by the Innovation Fund of the Joint Federal Committee, grant number 01NVF16021. In total, 1036 patients were screened of whom 658 (63.5%) received psychopharmacological treatment. In 53 (8.1%) of these patients 54 sADRs were documented, of which 37 sADRs were identified as potentially preventable through PDIS. Mitigating sADR through PDIS would likely have prevented prolonged hospital stays and conferred considerable savings for health insurance companies. PDIS provides systematic and evidence-based information about pediatric psychopharmacotherapy and helps to prevent prescribing errors. Therefore, PDIS is a useful tool to increase drug therapy safety in child and adolescent psychiatry. Further prospective studies are needed to confirm the results.
Journal of Neural Transmission
10.1007/s00702-022-02563-9
urn:nbn:de:bvb:20-opus-324817
@articleFekete.2023, author = Fekete, Stefanie and Kulpok, Christine and Taurines, Regina and Egberts, Karin and Geissler, Julia and Gerlach, Manfred and Malonga Makosi, Dorothée and König, Jochem and Urschitz, Michael S. and Toni, Irmgard and Neubert, Antje and Romanos, Marcel, year = 2023, title = Value of a web-based pediatric drug information system to prevent serious adverse drug reactions in child and adolescent psychiatry, pages = 53–63, volume = 130, number = 1, journal = Journal of neural transmission (Vienna, Austria : 1996), doi = 10.1007/s00702-022-02563-9
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2023-08-12T10:56:56+00:00
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64d765783167f8.61832599
Journal of Neural Transmission (2023) 130:1, 53-63. DOI: 10.1007/s00702-022-02563-9
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Stefanie Fekete
Christine Kulpok
Regina Taurines
Karin Egberts
Julia Geissler
Manfred Gerlach
Dorothée Malonga Makosi
Jochem König
Michael S. Urschitz
Irmgard Toni
Antje Neubert
Marcel Romanos
eng
uncontrolled
adverse effects
eng
uncontrolled
pharmacovigilance
eng
uncontrolled
drug safety
eng
uncontrolled
psychotropic drugs
eng
uncontrolled
mental health
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/32481/s00702-022-02563-9.pdf
32482
2023
eng
30381-30392
34
42
article
1
--
--
--
Valence framing induces cognitive bias
Valence framing effects refer to inconsistent choice preferences in response to positive versus negative formulation of mathematically equivalent outcomes. Here, we manipulate valence framing in a two-alternative forced choice dictator game using gains and losses as frames to investigate the cognitive mechanisms underlying valence framing. We applied a Drift-Diffusion Model (DDM) to examine whether gain (i.e., “take” money) and loss (i.e., “give” money) frames evoke a cognitive bias as previous research did not consistently reveal framing effects using reaction times and response frequency as dependent variables. DDMs allow decomposing the decision process into separate cognitive mechanisms, whereby a cognitive bias was repeatedly associated with a shift in the starting point of the model. Conducting both a laboratory (N = 62) and an online study (N = 109), female participants allocated money between themselves and another person in a prosocial or selfish way. In each study, one group was instructed to give money (give frame), the other to take money (take frame). Consistent with previous studies, no differences were found in response times and response frequencies. However, in both studies, substantial bias towards the selfish option was found in the take frame groups, captured by the starting point of the DDM. Thus, our results suggest that valence framing induces a cognitive bias in decision processing in women, even when no behavioral differences are present.
Current Psychology
1046-1310
10.1007/s12144-022-03797-2
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@articleIotzov.2022, author = Iotzov, Vassil and Weiß, Martin and Windmann, Sabine and Hein, Grit, year = 2022, title = Valence framing induces cognitive bias, issn = 1046-1310, journal = Current Psychology, doi = 10.1007/s12144-022-03797-2
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Current Psychology (2023) 42:34, 30381-30392. DOI: 10.1007/s12144-022-03797-2
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Vassil Iotzov
Martin Weiß
Sabine Windmann
Grit Hein
eng
uncontrolled
valence framing
eng
uncontrolled
cognitive bias
eng
uncontrolled
decision making
eng
uncontrolled
drift-diffusion modeling
eng
uncontrolled
laboratory and online studies
Medizin und Gesundheit
open_access
Klinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie
Universität Würzburg
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31369
2023
eng
79
81
2
2
article
1
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2023-04-07
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“Organoids”: insights from the first issues
No abstract available
Organoids
2674-1172
10.3390/organoids2020006
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2023-05-05T12:29:43+00:00
sword
swordwue
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Organoids (2023) 2:2, 79-81. https://doi.org/10.3390/organoids2020006
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CC BY: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung 4.0 International
Philipp Wörsdörfer
Süleyman Ergün
eng
uncontrolled
organoids
eng
uncontrolled
editorial
Medizin und Gesundheit
open_access
Institut für Anatomie und Zellbiologie
Import
Universität Würzburg
https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/files/31369/organoids-02-00006.pdf