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- Department of Biomedical Imaging, National Cerebral and Cardiovascular Research Center, Suita, Japan (2)
- Division of Medical Technology and Science, Department of Medical Physics and Engineering, Course of Health Science, Osaka University Graduate School of Medicine, Suita Japan (2)
- Institut for Molecular Biology and CMBI, Department of Genomics, Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, Leopold-Franzens-University Innsbruck, Innsbruck, Austria (2)
- Johns Hopkins School of Medicine, The Russell H Morgan Department of Radiology and Radiological Science, Baltimore, MD, USA (2)
- Johns Hopkins School of Medicine (1)
- Johns Hopkins School of Medicine, Baltimore, MD, U.S. (1)
Takotsubo syndrome (TTS), also known as the transient left ventricular apical ballooning syndrome, is in contemporary times known as novel acute cardiac syndrome. It is characterized by transient left ventricular apical akinesis and hyperkinesis of the basal left ventricular portions. Although the precise etiology of TTS is unknown, events like the sudden release of stress hormones, such as the catecholamines and the increased inflammatory status might be plausible causes leading to the cardiovascular pathologies. Recent studies have highlighted that an imbalance in lipid accumulation might promote a deviant immune response as observed in TTS. However, there is no information on comprehensive profiling of serum lipids of TTS patients. Therefore, we investigated a detailed quantitative lipid analysis of TTS patients using ES-MSI. Our results showed significant differences in the majority of lipid species composition in the TTS patients compared to the control group. Furthermore, the computational analyses presented was able to link the altered lipids to the pro-inflammatory cytokines and disseminate possible mechanistic pathways involving TNFα and IL-6. Taken together, our study provides an extensive quantitative lipidome of TTS patients, which may provide a valuable Pre-diagnostic tool. This would facilitate the elucidation of the underlying mechanisms of the disease and to prevent the development of TTS in the future.
Forum Geobotanicum ist eine elektronische Plattform, deren Zielsetzung darin besteht, neue Erkenntnisse der geobotanischen Forschung in der Europäischen Union mit Schwerpunkt Mitteleuropa umfassend zu verbreiten. Das Journal befasst sich mit allen Fragen von Verbreitung, Ökologie, Morphologie und Taxonomie von Gefäßpflanzen und soll das gesamte Spektrum der Geobotanik von molekularbiologischen Aspekten bis zu Umwelt- und Naturschutzfragen abdecken. Der Hauptfokus liegt auf der Publikation von Originaluntersuchungen und Übersichtsartikeln sowie Behandlung aktueller Fragen des Naturschutzes. Die Zielgruppen sind Personen mit Allgemeinkenntnissen in der Botanik und Floristik sowie Spezialisten auf den Gebieten der Geobotanik und Pflanzensystematik.
Das Journal soll keine Zeitschrift in Druckform ersetzen, sondern eine Ergänzung zu den traditionellen Publikationsorganen bilden. Der Vorteil der Zeitschrift liegt in ihrer Flexibilität und raschen Publikationszeit nach Begutachtung der eingereichten Manuskripte und den Möglichkeiten, in größerem Umfang Fotografien und andere Abbildungen zu veröffentlichen. Der Vorteil einer elektronischen Zeitschrift besteht weiterhin darin, dass die Veröffentlichungen weltweit jedermann sofort zugänglich sind. Viele durchaus wichtige Untersuchungen aus dem Bereich der Geobotanik erscheinen in lokalen Publikationsorganen, wie Jahrbüchern und Heimatkalendern, oder auch im Eigenverlag. Da solche Veröffentlichungen bibliographisch kaum erfasst werden, können sie auch nicht in adäquater Weise wahrgenommen werden. Forum Geobotanicum soll ermöglichen, dass auch solche Publikationen in einer Literaturrubrik bekannt gemacht werden und ggf. nach Klärung von Copyright-Fragen als Supplemente der Zeitschrift ins Netz gestellt werden. Forum Geobotanicum nutzt die Vorteile des Internets, indem es abrufbare Hilfen, wie ein Verzeichnis von Adressen, Pflanzenlisten etc. zur Verfügung stellt. Insgesamt soll die Kommunikation zwischen Geobotanikern in Mitteleuropa erleichtert und eine Kommunikationsplattform etabliert werden, die die Aktivitäten auf dem gesamten Wissenschaftsgebiet stimuliert.
Das Journal ist uneigennützig und für Autoren und Benutzer kostenfrei. Für die Kostendeckung sind Sponsoren erwünscht, denen eine begrenzte Möglichkeit zur Darstellung eingeräumt werden kann. In der Anfangsphase wird das Journal von einem kleinen Herausgebergremiumbetrieben. Sollte sich Forum Geobotanicum erfolgreich weiter entwickeln, ist an eine Erweiterung des Herausgebergremiums auf Experten aus allen Nationen des mitteleuropäischen Raums gedacht. Um eine langfristige Verfügbarkeit der Publikationen zu gewährleisten, wird jeder Jahrgang von Forum Geobotanicum ausgedruckt, gebunden und mit digitalem Datenträger versehen an ausgewählte Universitätsbibliotheken, Landes- und Staatsbibliotheken Deutschlands und wichtiger Städte Mitteleuropas zur Archivierung und Ausleihe versandt.
Forum Geobotanicum ist eine elektronische Plattform, deren Zielsetzung darin besteht, neue Erkenntnisse der geobotanischen Forschung in der Europäischen Union mit Schwerpunkt Mitteleuropa umfassend zu verbreiten. Das Journal befasst sich mit allen Fragen von Verbreitung, Ökologie, Morphologie und Taxonomie von Gefäßpflanzen und soll das gesamte Spektrum der Geobotanik von molekularbiologischen Aspekten bis zu Umwelt- und Naturschutzfragen abdecken. Der Hauptfokus liegt auf der Publikation von Originaluntersuchungen und Übersichtsartikeln sowie Behandlung aktueller Fragen des Naturschutzes. Die Zielgruppen sind Personen mit Allgemeinkenntnissen in der Botanik und Floristik sowie Spezialisten auf den Gebieten der Geobotanik und Pflanzensystematik.
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Rubus admirabilis Drenckhahn ist eine tetraploide neue Brombeerart der Rubus-Sektion Rubus, Serie Vestiti. Die Stängelblätter sind 5-zählig, hand- bis schwach fußförmig geteilt mit länglich obovaten, zugespitzen Endblättchen und anliegend behaarter Oberseite und hellgrün schimmernder, fühlbar weich behaarter Unterseite. Die Schösslinge sind mäßig bogig (bis zu 2m), teilweise kletternd, stumpfwinklig, graugrün bis stumpfbraun, dicht behaart mit zahlreichen gestielten Drüsen und Borsten. Stachel: 7−15/5 cm, schlank, 4−6mm lang, gerade, überwiegend 30-45º geneigt. Die Blütenstiele sind dicht behaart (abstehend und teilweise anliegend), mit 2−4/cm schlanken, geraden bis leicht gekrümmten Stachelchen (1−2 mm lang) und zahlreichen gestielten Drüsen (0,3−0,5 mm lang) sowie einigen Borsten. Die Art ist schattentolerant und bevorzugt feuchte Böden. Der Typusfundort ist wahrscheinlich der Ansiedlungs- oder Ursprungsort der Art. Er liegt westlich der Stadt Garding auf der nordfriesischen Halbinsel Eiderstedt (mehrere hundert Sträucher und Gebüsche). Dort wurden im Zuge einer Aufforstung 1970 mehrere nichtheimische Brombeerarten eingeschleppt. Rubus admirabilis hat sich südlich bis Heide in Dithmarschen und nördlich bis Amrum ausgebreitet (maximaler Arealdurchmesser von 70 km) und befindet sich in einer expansiven Phase.
Da die Pathogenese der Multiplen Sklerose (MS) bis heute nicht vollständig geklärt ist, befassten wir uns mit der Rolle CEACAM1-exprimierender Immunzellen bei Patienten mit MS und untersuchten diese mittels durchflusszytometrischer Untersuchung. Bei CEACAM1 (Carcinoembryonic-antigen-related cell adhesion molecule) handelt es sich um ein Zelladhäsionsmolekül, das sowohl an inter- als auch intrazellulären Signalmechanismen modulatorisch beteiligt ist. Anhand unserer Ergebnisse scheint CEACAM1 keine zentrale Rolle in der Pathogenese der MS zu spielen. Es ließ sich jedoch eine signifikante Erhöhung CD56+dim NK-Zellen (natürliche Killerzellen) im peripheren Blut von Patienten mit schubförmig remittierender MS feststellen. Dies stützt die These, dass die „dim“-Subpopulation der NK-Zellen eine proinflammatorische Rolle in der Pathogenese der MS einnehmen könnte. Demnach sollte in Zukunft hinsichtlich der Entwicklung neuer Biomarker in der MS der Fokus auf NK-Zellen und Monozyten sowie deren Subpopulationen gerichtet werden.
Viele Organoide sind bisher nur stark vereinfachte Modelle der Originalgewebe, da sie nur aus dem Gewebsparenchym bestehen. Um neurale Organoide näher an das Originalgewebe zu bringen, ist ein wichtiger Schritt mesenchymale Anteile zu integrieren. In dieser Arbeit war die wichtige Fragenstellung, ob neurale Organoide sich mit mesodermalen Progenitorzellen zu einem gemeinsamen Gewebe vereinigen lassen.
Um die Generierung von neuro-mesenchymalen Organoiden zu erreichen, wurden geeignete Differenzierungsprotokolle zur Erzeugung neuroepithelialer und mesodermaler Aggregate aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen etabliert. Anschließend wurden die Sphäroide vereinigt und eingehend histologisch charakterisiert. Darüber hinaus wurde die Organoidentwicklung unter dem Einfluss von Hypoxie analysiert. Um die Organoide anschaulich mit der tatsächlichen Embryogenese vergleichen zu können, wurden Schnitte von Hühnerembryonen angefertigt. Die neuro-mesenchymalen Organoide wurden insgesamt 280 Tage kultiviert und an verschieden Zeitpunkten untersucht.
Die hier präsentierten Daten zeigen, dass die erzeugten neuro-mesenchymalen Organoide viele Aspekte der natürlichen Embryogenese in Zellkultur nachahmen können. So wurde die Ausbildung neuralrohrähnlicher Strukturen, die von einem perineuralen Gefäßplexus umgeben sind, gezeigt. Des Weiteren wurde eine Interaktion von Astrozyten/radiale Gliazellen mit dem entstehenden Gefäßnetz beobachtet. Schließlich zeigten sich das Einwandern von mikrogliaartigen Zellen aus dem mesenchymalen Organoidteil in das Nervengewebe.
Diese Arbeit bildet die Basis für die Generierung neuro-mesenchymaler Organoide als realistisches Modellsystem für die Entwicklung des Nervensystems. Solche Modellsysteme können für die Erforschung von Krankheiten, Toxizitätsstudien sowie Medikamententests verwendet werden.
Der epithelialen Präsenz des Carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule-1 (CEACAM1) in Prostatadrüsen wird eine tumorsupprimierende Funktion zugeschrieben. Maligne Veränderungen des Prostatadrüsenepithels bei einem PCa führen zu einer Abnahme der epithelialen CEACAM1-Expression, zu einem Verlust der Zellpolarität und zu einer erhöhten Zellproliferation (prostatische intraepitheliale Neoplasie (PIN)). Während des PIN-Stadiums exprimieren benachbarte Blut- und Lymphgefäße CEACAM1. CEACAM1 selbst wirkt pro-angiogen und stimuliert die Gefäßneubildung und auch die Neubildung von Lymphgefäßen, Lymphangiogenese. Seine Rolle in der Tumor-Lymphangiogenese und dadurch bedingten Metastasierung von Tumoren wurde bisher nicht ausreichend geklärt. Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle von CEACAM1 bei der lymphogenen PCa-Metastasierung anhand von immunhistochemischen (IHC) Analysen am humanem PCa-Prostata- und Lymphknoten-(LN)-Gewebe, sowie im Mausmodell zu analysieren.
Laut den Immunfluoreszenzanalysen traten in den PIN-Arealen signifikant mehr CEACAM1-positive Blut- und Lymphgefäße auf, als in den darauffolgenden Tumorstadien. Weiter wurde eine CEACAM1-Expression in LN-Sinusgewebe bereits bei Niedrig-Risiko-Patienten (pN0) detektiert. Diese frühe CEACAM1-Expression trat auch in den LN im PCa-Mausmodell auf. Weiter wurde im LN-Gewebe von „Hoch-Risiko“-Patienten (pN1) eine luminale CEACAM1-Expression innerhalb der aus Tumorzellen bestehenden Drüsen beobachtet, die mit der CEACAM1-Expression in nativen Prostatadrüsen vergleichbar ist. Auch das angiogen-aktivierte Gefäßendothel von pN0- und pN1-LN war CEACAM1-positiv. Bei Hoch-Risiko-Patienten (pN1) nahmen die CEACAM1-positiven Blut- und Lymphgefäße im Tumorstroma mit zunehmender Dedifferenzierung des Gewebes ab. Die CEACAM1/PSA-Doppelimmun-fluoreszenzanalysen ergaben eine heterogene Expression der beiden Marker bei Intermediate-risk-Patienten und mit zunehmender Dedifferenzierung des Tumorgewebes einen epithelialen Verlust der CEACAM1-Expression in den PSA-positiven G3-Tumordrüsen. Das Fehlen von PSA in pN0-LN und die nachweisbare Expression von PSA in pN1-LN bestätigten PSA als geeigneten PCa-Zellmarker in LN. In pN1-LN ohne Drüsenbildung traten Zellansammlungen mit einer nach außen gerichteten CEACAM1-positiven Front und einem im Zentrum liegenden PSA-positiven Bereich auf. Diese Befunde belegen einen Zusammenhang zwischen der endothelialen CEACAM1-Expression im Sinus und der Mikrometastasierungswahrscheinlichkeit im pN0-LN-Gewebe von PCa-Patienten. Potentiell lässt sich daher im Niedrig-Risiko-PCa-Patientenkollektiv über eine CEACAM1-Bestimmung in LN das Risiko für eine Metastasierung frühzeitig erkennen.
Extracellular vesicle (EV)-mediated intercellular communication through exosomes, microvesicles (MVs) and apoptotic bodies has been shown to be implicated in various physiological as well as pathological processes such as the development and progression of atherosclerosis. While the cellular machinery controlling EV formation and composition has been studied extensively, little is known about the underlying morphological processes. This study focuses on a detailed ultrastructural analysis of the different steps of EV formation and release in Myocardial Endothelial (MyEnd) and Aortic Endothelial (AoEnd) cells cultured under serum starvation and inflammatory stimulation with TNF-α. Detailed morphological analyses were conducted applying and comparing different high- resolution light and electron microscopic methods. In this study, we could depict all steps of MV biogenesis named in literature. However, during the study of exosome biogenesis, we discovered a yet undescribed process: Instead of a direct fusion with the plasma membrane, multivesicular bodies were incorporated into a new distinct cellular compartment bound by fenestrated endothelium first. This may present a novel step in exosome biogenesis and warrants further study. Regarding the conditions of cell cultivation, we observed that the commonly used serum starvation causes MyEnd cells, but not AoEnd cells, to enter apoptosis after 48 hours. When preparing functional EV studies, we therefore recommend assessing the morphological condition of the serum-starved cells at different cultivation points first. When evaluating MV production, a statistical analysis showed that the more time AoEnd cells spent in cultivation under serum starvation, the higher the percentage of MV producing cells. However, additional TNF-α stimulation induced a significantly higher MV production than serum starvation alone. Lastly, our results show that TNF-α stimulation of AoEnd cells in vitro leads to the upregulation of CD44, an adhesion molecule critical in the early stages of atherosclerosis. CD44 was then depicted on the surface of generated MVs and exosomes. We conclude that under inflammatory conditions, EVs can mediate the transfer of CD44 from endothelial cells to target cells. This could be a novel mechanism by which MVs contribute to the development and progression of atherosclerotic disease and should be clarified by further studies.
LOX-catalyzed collagen stabilization is a proximal cause for intrinsic resistance to chemotherapy
(2018)
The potential of altering the tumor ECM to improve drug response remains fairly unexplored. To identify targets for modification of the ECM aiming to improve drug response and overcome resistance, we analyzed expression data sets from pre-treatment patient cohorts. Cross-evaluation identified a subset of chemoresistant tumors characterized by increased expression of collagens and collagen-stabilizing enzymes. We demonstrate that strong collagen expression and stabilization sets off a vicious circle of self-propagating hypoxia, malignant signaling, and aberrant angiogenesis that can be broken by an appropriate auxiliary intervention: Interfering with collagen stabilization by inhibition of lysyl oxidases significantly enhanced response to chemotherapy in various tumor models, even in metastatic disease. Inhibition of collagen stabilization by itself can reduce or enhance tumor growth depending on the tumor type. The mechanistical basis for this behavior is the dependence of the individual tumor on nutritional supply on one hand and on high tissue stiffness for FAK signaling on the other.
Fibroblast growth factor (FGF) signaling is involved in the pathogenesis of multiple sclerosis (MS). Data from neuropathology studies suggest that FGF signaling contributes to the failure of remyelination in MS. In MOG\(_{35–55}\)-induced EAE, oligodendrocyte-specific deletion of FGFR1 and FGFR2 resulted in a less severe disease course, reduced inflammation, myelin and axon degeneration and changed FGF/FGFR and BDNF/TrkB signaling. Since signaling cascades in oligodendrocytes could not be investigated in the EAE studies, we here aimed to characterize FGFR-dependent oligodendrocyte-specific signaling in vitro. FGFR inhibition was achieved by application of the multi-kinase-inhibitor dovitinib and the FGFR1/2/3-inhibitor AZD4547. Both substances are potent inhibitors of FGF signaling; they are effective in experimental tumor models and patients with malignancies. Effects of FGFR inhibition in oligodendrocytes were studied by immunofluorescence microscopy, protein and gene analyses. Application of the tyrosine kinase inhibitors reduced FGFR1, phosphorylated ERK and Akt expression, and it enhanced BDNF and TrkB expression. Furthermore, the myelin proteins CNPase and PLP were upregulated by FGFR inhibition. In summary, inhibition of FGFR signaling in oligodendrocytes can be achieved by application of tyrosine kinase inhibitors. Decreased phosphorylation of ERK and Akt is associated with an upregulation of BDNF/TrkB signaling, which may be responsible for the increased production of myelin proteins. Furthermore, these data suggest that application of FGFR inhibitors may have the potential to promote remyelination in the CNS.
Multiple sclerosis (MS) is a chronic inflammatory and neurodegenerative disease of the central nervous system (CNS) affecting more than two million people worldwide. In MS, oligodendrocytes and myelin sheaths are destroyed by autoimmune-mediated inflammation, while remyelination is impaired. Recent investigations of post-mortem tissue suggest that Fibroblast growth factor (FGF) signaling may regulate inflammation and myelination in MS. FGF2 expression seems to correlate positively with macrophages/microglia and negatively with myelination; FGF1 was suggested to promote remyelination. In myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG)\(_{35–55}\)-induced experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), systemic deletion of FGF2 suggested that FGF2 may promote remyelination. Specific deletion of FGF receptors (FGFRs) in oligodendrocytes in this EAE model resulted in a decrease of lymphocyte and macrophage/microglia infiltration as well as myelin and axon degeneration. These effects were mediated by ERK/Akt phosphorylation, a brain-derived neurotrophic factor, and downregulation of inhibitors of remyelination. In the first part of this review, the most important pharmacotherapeutic principles for MS will be illustrated, and then we will review recent advances made on FGF signaling in MS. Thus, we will suggest application of FGFR inhibitors, which are currently used in Phase II and III cancer trials, as a therapeutic option to reduce inflammation and induce remyelination in EAE and eventually MS.
Cone-beam computed tomography is a powerful tool for 3D imaging of the appendicular skeleton, facilitating detailed visualization of bone microarchitecture. This study evaluated various combinations of acquisition and reconstruction parameters for the cone-beam CT mode of a twin robotic x-ray system in cadaveric wrist and elbow scans, aiming to define the best possible trade-off between image quality and radiation dose. Images were acquired with different combinations of tube voltage and tube current–time product, resulting in five scan protocols with varying volume CT dose indices: full-dose (FD; 17.4 mGy), low-dose (LD; 4.5 mGy), ultra-low-dose (ULD; 1.15 mGy), modulated low-dose (mLD; 0.6 mGy) and modulated ultra-low-dose (mULD; 0.29 mGy). Each set of projection data was reconstructed with three convolution kernels (very sharp [Ur77], sharp [Br69], intermediate [Br62]). Five radiologists subjectively assessed the image quality of cortical bone, cancellous bone and soft tissue using seven-point scales. Irrespective of the reconstruction kernel, overall image quality of every FD, LD and ULD scan was deemed suitable for diagnostic use in contrast to mLD (very sharp/sharp/intermediate: 60/55/70%) and mULD (0/3/5%). Superior depiction of cortical and cancellous bone was achieved in FD\(_{Ur77}\) and LD\(_{Ur77}\) examinations (p < 0.001) with LD\(_{Ur77}\) scans also providing favorable bone visualization compared to FD\(_{Br69}\) and FD\(_{Br62}\) (p < 0.001). Fleiss’ kappa was 0.618 (0.594–0.641; p < 0.001), indicating substantial interrater reliability. In this study, we demonstrate that considerable dose reduction can be realized while maintaining diagnostic image quality in upper extremity joint scans with the cone-beam CT mode of a twin robotic x-ray system. Application of sharper convolution kernels for image reconstruction facilitates superior display of bone microarchitecture.
Hintergrund - Die Multiple Sklerose (MS) ist bis heute eine nur teilweise verstandene Autoimmunerkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS). Das Tiermodell der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE) ermöglicht die Erforschung von Teilaspekten der Pathogenese der MS und kann zur Etablierung von Therapeutika herangezogen werden. Die MP4-abhängige EAE ermöglicht als Mausmodell die gezielte Erforschung der Rolle der B-Zelle als Akteur in der Pathogenese der MS. Diese Dissertation untersuchte den Effekt des S1P1-Rezeptor-Modulators FTY720 (Fingolimod) auf die Immunantwort der autoreaktiven B-Zellen in der Peripherie sowie im ZNS.
Methoden - MP4-immunisierte Mäuse erhielten 50 Tage nach dem EAE-Krankheitsbeginn oral appliziertes FTY720 über einen Zeitraum von 30 Tagen. Die Tiere wurden nach dem Auftreten der Krankheitssymptome täglich klinisch evaluiert. Die MP4-spezifische B-Zell-Immunantwort und die MP4-spezifische humorale Immunreaktion wurden mittels ELISPOT und ELISA ausgewertet. Die Verteilung der T- und B-Zell-Anteile im peripheren Blut der Mäuse sowie die Aufteilung der B-Zell-Subsets in der Milz wurden mittels Durchflusszytometrie quantifiziert. Mittels Immunhistochemie wurden die B- und T-Zell-Ansammlungen im ZNS der Mäuse hinsichtlich ihrer Entwicklung in tertiär lymphatische Organe (TLOs) untersucht.
Ergebnisse - In diesem Versuchsaufbau zeigte FTY720 keine signifikante Verbesserung des klinischen Krankheitsverlaufes der Tiere. Der Anteil von T-Zellen im peripheren Blut der Mäuse war unter der Therapie mit FTY720 signifikant reduziert, während die Anzahl an B-Zellen nicht-signifikant beeinflusst wurde. Bei der Untersuchung der B-Zell-Subtypen in der Milz fiel zunächst ein erhöhter Anteil an B220+-B-Zellen auf, während die Verteilung der weiteren Subsets nicht-signifikant verändert war. Unter der Therapie mit FTY720 zeigte sich keine Reduktion bereits etablierter B-Zell-Aggregate im ZNS, allerdings ist eine inhibierte Entwicklung in TLOs zu diskutieren.
Zusammenfassung - Diese Arbeit impliziert unterschiedliche Effekte von FTY720 auf die B-Zellen in einem B-Zell-abhängigen chronischen Mausmodell der MS.
Bei Patienten, die an einer speziellen Form der MS erkrankten, konnten Entzündungsinfiltrate in den Meningen nachgewiesen werden, die in ihrem Aufbau lymphoidem Gewebe ähnelten. Das Auftreten dieser Infiltrate war mit einem schwereren Krankheitsverlauf assoziiert. Das Mausmodell der B-Zell-abhängigen MP4-induzierten experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE) zeigt in den Kleinhirnen der Mäuse Infiltrate, die den Infiltraten beim Menschen ähneln.
Wir nutzten die MP4-induzierte EAE, um die Mechanismen der Erkrankungsentstehung und Progression besser zu verstehen. Ziel dieser Arbeit war es intakte und stabile Ribonukleinsäuren (RNA) aus den Infiltraten der Mäuse zu isolieren. Sowie Identifizierung von Gene, die während verschiedener Stadien der zerebralen Entzündungsreaktion hochreguliert waren.
Wir verglichen die Möglichkeiten der RNA-Isolation bei Paraffin-eingebettetem Gewebe und kryofixiertem Gewebe. Um die Vergleichbarkeit der Qualitäts- und Quantitätsanalyse zu gewährleisten, wurde für jede Probe eine RNA Integritätsnummer (RIN) ermittelt.
Wir führten eine Laser Capture Microdissection (LCM) und anschließende Gensequenzierung der zerebralen Infiltrate bei Mäusen durch, bei denen eine MP4-abhängige EAE ausgelöst wurde. Des Weiteren verglichen wir die Ergebnisse mit den Expressionsprofilen von sekundär lymphatischen Organen (SLOs).
Insgesamt konnten wir 43 Gene herausfiltern, die im Vergleich zu den Kontrollgruppen hochreguliert waren.
Die Entwicklung von ektopen lymphatischen Strukturen (ELS) im zentralen Nervensystem (ZNS) ist ein komplexer und bisher wenig verstandener Prozess. In dieser Studie beobachteten wir 43 Gene, die während der Entwicklung von B- Zell-Infiltraten in den Kleinhirnen von MP4-immunisierten Mäusen signifikant hochreguliert waren. Von diesen Genen wurden bereits 14 im Zusammenhang mit der MS erwähnt und sind zum Teil Gegenstand aktiver Forschung.
Operative treatment of ruptured pubic symphysis by plating is often accompanied by complications. Trans-obturator cable fixation might be a more reliable technique; however, have not yet been tested for stabilization of ruptured pubic symphysis. This study compares symphyseal trans-obturator cable fixation versus plating through biomechanical testing and evaluates safety in a cadaver experiment. APC type II injuries were generated in synthetic pelvic models and subsequently separated into three different groups. The anterior pelvic ring was fixed using a four-hole steel plate in Group A, a stainless steel cable in Group B, and a titan band in Group C. Biomechanical testing was conducted by a single-leg-stance model using a material testing machine under physiological load levels. A cadaver study was carried out to analyze the trans-obturator surgical approach. Peak-to-peak displacement, total displacement, plastic deformation and stiffness revealed a tendency for higher stability for trans-obturator cable/band fixation but no statistical difference to plating was detected. The cadaver study revealed a safe zone for cable passage with sufficient distance to the obturator canal. Trans-obturator cable fixation has the potential to become an alternative for symphyseal fixation with less complications.
Salivary gland tumors are a rare tumor entity within malignant tumors of all tissues. The most common are malignant mucoepidermoid carcinoma, adenoid cystic carcinoma, and acinic cell carcinoma. Pleomorphic adenoma is the most recurrent form of benign salivary gland tumor. Due to their low incidence rates and complex histological patterns, they are difficult to diagnose accurately. Malignant tumors of the salivary glands are challenging in terms of differentiation because of their variability in histochemistry and translocations. Therefore, the primary goal of the study was to review the current literature to identify the recent developments in histochemical diagnostics and translocations for differentiating salivary gland tumors.
Salivary gland cancers are rare but aggressive tumors that have poor prognosis and lack effective cure. Of those, parotid tumors constitute the majority. Functioning as metabolic machinery contributing to cellular redox balance, peroxisomes have emerged as crucial players in tumorigenesis. Studies on murine and human cells have examined the role of peroxisomes in carcinogenesis with conflicting results. These studies either examined the consequences of altered peroxisomal proliferators or compared their expression in healthy and neoplastic tissues. None, however, examined such differences exclusively in human parotid tissue or extended comparison to peroxisomal proteins and their associated gene expressions. Therefore, we examined differences in peroxisomal dynamics in parotid tumors of different morphologies. Using immunofluorescence and quantitative PCR, we compared the expression levels of key peroxisomal enzymes and proliferators in healthy and neoplastic parotid tissue samples. Three parotid tumor subtypes were examined: pleomorphic adenoma, mucoepidermoid carcinoma and acinic cell carcinoma. We observed higher expression of peroxisomal matrix proteins in neoplastic samples with exceptional down regulation of certain enzymes; however, the degree of expression varied between tumor subtypes. Our findings confirm previous experimental results on other organ tissues and suggest peroxisomes as possible therapeutic targets or markers in all or certain subtypes of parotid neoplasms.
Hereditary retinal degenerations like retinitis pigmentosa (RP) are among the leading causes of blindness in younger patients. To enable in vivo investigation of cellular and molecular mechanisms responsible for photoreceptor cell death and to allow testing of therapeutic strategies that could prevent retinal degeneration, animal models have been created. In this study, we deeply characterized the transcriptional profile of mice carrying the transgene rhodopsin V20G/P23H/P27L (VPP), which is a model for autosomal dominant RP. We examined the degree of photoreceptor degeneration and studied the impact of the VPP transgene-induced retinal degeneration on the transcriptome level of the retina using next generation RNA sequencing (RNASeq) analyses followed by weighted correlation network analysis (WGCNA). We furthermore identified cellular subpopulations responsible for some of the observed dysregulations using in situ hybridizations, immunofluorescence staining, and 3D reconstruction. Using RNASeq analysis, we identified 9256 dysregulated genes and six significantly associated gene modules in the subsequently performed WGCNA. Gene ontology enrichment showed, among others, dysregulation of genes involved in TGF-β regulated extracellular matrix organization, the (ocular) immune system/response, and cellular homeostasis. Moreover, heatmaps confirmed clustering of significantly dysregulated genes coding for components of the TGF-β, G-protein activated, and VEGF signaling pathway. 3D reconstructions of immunostained/in situ hybridized sections revealed retinal neurons and Müller cells as the major cellular population expressing representative components of these signaling pathways. The predominant effect of VPP-induced photoreceptor degeneration pointed towards induction of neuroinflammation and the upregulation of neuroprotective pathways like TGF-β, G-protein activated, and VEGF signaling. Thus, modulation of these processes and signaling pathways might represent new therapeutic options to delay the degeneration of photoreceptors in diseases like RP.
Arrhythmogenic cardiomyopathy (ACM) is characterized by fibro-fatty replacement of the myocardium, heart failure and life-threatening ventricular arrhythmias. Causal mutations were identified in genes encoding for proteins of the desmosomes, predominantly plakophilin-2 (PKP2) and desmoglein-2 (DSG2). We generated gene-edited knock-out iPSC lines for PKP2 (JMUi001-A-2) and DSG2 (JMUi001-A-3) using the CRISPR/Cas9 system in a healthy control iPSC background (JMUi001A). Stem cell-like morphology, robust expression of pluripotency markers, embryoid body formation and normal karyotypes confirmed the generation of high quality iPSCs to provide a novel isogenic human in vitro model system mimicking ACM when differentiated into cardiomyocytes.
SARS-CoV-2 infection can cause fatal inflammatory lung pathology, including thrombosis and increased pulmonary vascular permeability leading to edema and hemorrhage. In addition to the lung, cytokine storm-induced inflammatory cascade also affects other organs. SARS-CoV-2 infection-related vascular inflammation is characterized by endotheliopathy in the lung and other organs. Whether SARS-CoV-2 causes endotheliopathy by directly infecting endothelial cells is not known and is the focus of the present study. We observed 1) the co-localization of SARS-CoV-2 with the endothelial cell marker CD31 in the lungs of SARS-CoV-2-infected mice expressing hACE2 in the lung by intranasal delivery of adenovirus 5-hACE2 (Ad5-hACE2 mice) and non-human primates at both the protein and RNA levels, and 2) SARS-CoV-2 proteins in endothelial cells by immunogold labeling and electron microscopic analysis. We also detected the co-localization of SARS-CoV-2 with CD31 in autopsied lung tissue obtained from patients who died from severe COVID-19. Comparative analysis of RNA sequencing data of the lungs of infected Ad5-hACE2 and Ad5-empty (control) mice revealed upregulated KRAS signaling pathway, a well-known pathway for cellular activation and dysfunction. Further, we showed that SARS-CoV-2 directly infects mature mouse aortic endothelial cells (AoECs) that were activated by performing an aortic sprouting assay prior to exposure to SARS-CoV-2. This was demonstrated by co-localization of SARS-CoV-2 and CD34 by immunostaining and detection of viral particles in electron microscopic studies. Moreover, the activated AoECs became positive for ACE-2 but not quiescent AoECs. Together, our results indicate that in addition to pneumocytes, SARS-CoV-2 also directly infects mature vascular endothelial cells in vivo and ex vivo, which may contribute to cardiovascular complications in SARS-CoV-2 infection, including multipleorgan failure.